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煤炭是十分重要的工业化能源燃料,但煤炭在促进经济发展的同时也严重污染了环境,富氧燃烧是目前非常有竞争力的碳捕集技术。煤在燃烧过程中灰沉积问题是不可避免的,灰沉积会严重影响燃煤电厂经济性和安全性。要广泛应用富氧燃烧技术之前必然要清楚其灰沉积特性,而矿物的不同赋存形态是造成灰沉积特性差异的重要原因。本文主要研究不同气氛下加热后煤灰中无机矿物质赋存形态的区别,并推测该区别对灰沉积特性的影响。以神华煤为研究对象,使用CCSEM、XRD和TG/DSC分析神华煤的原始矿物种类含量及其在富氧与空气气氛下加热过程中的迁移情况,得知神华煤中的Fe矿物主要是菱铁矿,Ca矿物主要是方解石;方解石在空气气氛下在800℃前即分解完全,而富氧下分解过程会延长。接着通过灰熔点测试知,富氧下灰样灰熔点比空气下低;利用平面火焰携带流反应器在六种气氛下实验,结合XRD、SEM、PSD分析从各方面探讨富氧气氛对矿物种类及赋存形态和相应灰沉积特性的影响。结果表明,富氧气氛下更多产生的CaCO3与CaSO4会促进低温共熔物的生成,再加上自身的强沾粘性,会加剧灰沉积。富氧下晶体Fe2O3含量的降低会使含Fe矿物导致的结渣现象更严重。富氧下灰颗粒的表面多粘附有白色絮状物和细小颗粒;易沉积成初始层的亚微米颗粒数增多;随氧浓度的升高,颗粒破碎程度和熔融为球形程度会加深,小颗粒会增多。选取神华、准东、Colstrip mine、Prairie eagle煤为实验对象来探讨富氧气氛对其它煤中矿物是否有相似的影响。通过富氧与空气气氛下TG/DSC测试,知富氧下的反应进程相对空气气氛下在不同程度上都有一定的滞后性;并且由于富氧下的灰样会固定一部分SO2或CO2,整体失重率小于空气下。利用滴管炉在四种不同气氛下实验,结合XRD测试知在同一氧浓度下,空气气氛下颗粒熔融较富氧下高,随着氧浓度升高,熔融程度加深。但富氧下存在的CaCO3与CaSO4会增加其沉积倾向。铁矿物的原始赋存形态对不同气氛下灰中矿物的赋存形态有较大影响,需视具体气氛而定。