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高温下煤灰的流动特性和渣型影响液态排渣气化炉的正常运行。研究煤灰流动特性和不同渣型的灰渣特征对扩大煤种适应性、解决气化炉堵渣问题具有重要意义。 (1)以金鸡滩煤为原料,沙子为助熔剂,研究沙子助熔剂对高钙高铁煤灰流动性的影响。结果表明,煤灰熔点随助熔剂量的增加先降低后升高,辉石类低温共熔物生成是其降低的主要原因。原煤灰渣黏度波动与钙铝黄长石生成有关,而含铁矿物质析出引起其黏度迅速增加。添加沙子,煤灰熔渣临界温度(Tcv)显著下降,熔渣由结晶渣向玻璃渣转变。原煤熔渣中Fe、Ca元素分布不均匀,添加沙子后均匀程度明显改善,与黏温曲线测试结果吻合。工业运行结果证实,沙子是改善高钙高铁煤黏温特性的一种有效助熔剂。 (2)研究三种助熔剂(石灰石、黏土、复合助熔剂)对典型山西高铝煤灰流动性的影响。石灰石与黏土均能降低其灰熔点,煤灰流动温度(FT)与黏土添加量有着良好的线性相关性,其相关系数R2大于0.9。复合助熔剂组分间存在协同作用,其助熔降温效果优于单一助熔剂。添加三种助熔剂的煤灰黏温曲线呈现不同的的变化趋势。黏土能够促进渣型向玻璃渣转变,石灰石能够显著降低Tcv,两者的复合助熔剂在黏温特性上也呈现很好的协同作用。灰渣XRD结果与熔融及黏温特性结果相吻合。 (3)选取7个玻璃渣和7个结晶渣样品,通过XRF、XRD、SEM-EDS,从化学组成、矿物质种类、结晶形态与元素方面对其进行实验分析。采用热力学模拟软件FactSage6.4的Equilib模块进行平衡计算。结果表明:玻璃渣无矿物质结晶生成或以辉石类低温共熔物为主;结晶渣衍射峰较强,矿物质以长石类为主。玻璃渣反向散射电子(BSE)图像:第一类无明暗差异,主要元素分布均匀;第二类图像呈现明暗差异,较亮部分以块状存在,主要元素分布存在明显差异,较亮区域Al、Fe、Mg含量较高。结晶渣BSE图像均存在明暗差异,第一类以长条状为主,第二类以亮度较暗的块状为主,主要元素含量差别与BSE图像明暗程度差异呈正相关。SEM-EDS元素分布结果与XRD矿物质分析结果相吻合。结晶渣Tcv与液相曲线转折点基本吻合,但玻璃渣吻合度较差,玻璃渣特征温度差值比结晶渣大。