煤粉燃燒過程中礦物質(zhì)的熱轉(zhuǎn)化對有機質(zhì)的燃燒和礦物質(zhì)的積灰結(jié)渣都有重要的影響,因此準確分析煤和煤灰中礦物成分至關重要。目前分析煤和煤灰中礦物的最常用手段是X射線衍射(XRD)技術,但是XRD技術受礦物晶態(tài)的限制,無法分析非晶體礦物。近年來傅里葉變換紅外光譜(FTIR)技術越來越多的用于礦物質(zhì)表征,它對礦物質(zhì)的分析不受礦物晶態(tài)的限制,是鑒定礦物質(zhì)的另一種有效方法。本文應用FTIR技術研究了高硅鋁比和高鈣煤中礦物質(zhì)在O2/N2和O2/CO2燃燒氣氛下的轉(zhuǎn)化規(guī)律,并與XRD分析結(jié)果進行了對比。(1)研究了高硅鋁比和高鈣煤燃燒過程中礦物質(zhì)的熱轉(zhuǎn)化。FTIR的分析結(jié)果表明,煤灰中高嶺石的OH峰(3696、3619、938和913cm-1)在500℃時消失,高嶺石脫除結(jié)晶水形成偏高嶺石(1041和559cm-1),在900℃時轉(zhuǎn)變成莫來石(1090、790和550cm-1)。煤灰中云母在900℃時完成脫羥基過程,840cm-1的峰隨之消失,1100℃時云母內(nèi)部Si-O四面體結(jié)構(gòu)被破壞轉(zhuǎn)變成長石,470和430cm-1的峰隨之消失。煤灰中的方解石在500℃時開始分解,900℃時方解石的峰(1447、875和712cm-1)消失。燃燒溫度達到900℃時,煤灰中硅鋁酸鹽礦物與CaO反應形成鈣鋁黃長石(974、934、853、706和669 cm-1)。燃燒溫度達到1100℃時,煤灰中的偏高嶺石與CaO反應生成鈣長石(991、911、755和 684cm-1)。(2)FTIR與XRD均能很好的反映煤灰中石英、方解石、硬石膏、鈣長石和鈣鋁黃長石的熱轉(zhuǎn)化過程。XRD定量分析結(jié)果表明,煤灰中高嶺石在500℃時消失,煤灰中云母的含量呈現(xiàn)出先增后減的趨勢,在1100℃時煤灰中云母完成熱轉(zhuǎn)化過程。煤灰中赤鐵礦、堿性長石和石英在高溫下參與熱轉(zhuǎn)化過程,其含量有所下降。與FTIR相比,XRD結(jié)果沒有出現(xiàn)偏高嶺石和莫來石峰,因此FTIR對煤中高嶺石的熱轉(zhuǎn)化過程研究更為詳細。FTIR結(jié)果顯示云母在900℃完成脫羥基反應,而XRD結(jié)果只顯示該溫度下有云母峰消失,FTIR對云母的熱轉(zhuǎn)化過程研究更具體。FTIR對煤中長石鑒定更為敏感,對煤中赤鐵礦的鑒定不如XRD敏感。(3)研究了燃燒氣氛(O2/N2和O2/CO2)對煤中礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響。研究發(fā)現(xiàn),煤灰中的硅鋁酸鹽礦物基本不受燃燒氣氛的影響;方解石的分解受到CO2的抑制作用,在O2/CO2氣氛下900℃時仍有少量方解石尚未分解。高濃度的CO2既能促進硬石膏的生成,抑制了硬石膏的分解。O2/CO2燃燒氣氛有利于煤灰中鈣長石和鈣鋁黃長石的形成,該氣氛下鈣長石和鈣鋁黃長石的相對含量更高。
【學位單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TQ534;O657.33
【部分圖文】：

２．２灰樣制備逡逑煤灰樣的制備使用天津中環(huán)實驗電爐設備廠生產(chǎn)的ＳＫ－１６００型水平管式爐，實驗系逡逑統(tǒng)如圖２．１所示，管式爐中間為一根為內(nèi)徑７０ｍｍ，壁厚為５ｍｍ，長度為１０００ｍｍ的剛逡逑玉管，通過硅碳棒加熱，管子兩端以法蘭密封連接，以保證燃燒氣氛的密閉性。逡逑邐＾邐逡逑邐＾邐逡逑ｒ－＾－｜逡逑ｉｎｉｉｉ邐區(qū)１邋區(qū)ｉ逡逑Ｉ匕＾混氣罐丨＾邐—逡逑Ｎ２邋0２邋Ｃ0３邐＾＾＾逡逑晝［＾１逡逑圖２．１邋７ＪＣ平管式爐實驗系統(tǒng)圖逡逑９逡逑

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邐＝邋４邋斗邋Ａ邋（２．８）逡逑Ｋ．Ｔ）邋Ｌ邋Ｔ２邋）邋＼ＰＥ）邋ＲＴ逡逑再利用實驗數(shù)據(jù)以ｉ／Ｔ為自變量對函數(shù)／（７／Ｔｊ作圖，再通過線性擬合求出其截距逡逑習和斜率－￡／ｉ？，進而求出其指前因子Ｊ和活化能￡。其擬合圖如圖２．３所示。逡逑１１逡逑

【參考文獻】

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1 徐榮聲;王永剛;林雄超;楊薩莎;艾沙江;楊遠平;;配煤和助熔劑降低煤灰熔融溫度的礦物學特性研究[J];燃料化學學報;2015年11期

2 尹艷山;張軼;陳厚濤;劉亮;鄢曉忠;陳冬林;;高灰煤中礦物質(zhì)及碳結(jié)構(gòu)的振動光譜分析[J];燃料化學學報;2015年10期

3 陳凡敏;王嘉瑞;趙冰;李小江;覃濤;;煤中礦物質(zhì)對灰熔融和燃燒特性的影響[J];燃料化學學報;2015年01期

4 韓峰;張衍國;蒙愛紅;李清海;;云南褐煤結(jié)構(gòu)的FTIR分析[J];煤炭學報;2014年11期

5 趙鋒;龔巖;劉霞;許潔;于廣鎖;;神府煤低溫灰與高溫灰的高溫熔融特征[J];中國電機工程學報;2015年05期

6 徐小麗;高峰;張志鎮(zhèn);張傳虎;;高溫后花崗巖能量及結(jié)構(gòu)效應研究[J];巖土工程學報;2014年05期

7 許潔;劉霞;張慶;趙鋒;郭慶華;于廣鎖;王輔臣;;高鈣山鑫煤灰熔融及黏溫特性分析[J];中國電機工程學報;2013年20期

8 賀鑫杰;張建良;祁成林;孔德文;馬超;盧偉佳;;催化劑對煤粉燃燒特性的影響及動力學研究[J];鋼鐵;2012年07期

9 馬志斌;白宗慶;白進;李文;郭振興;;高溫弱還原氣氛下高硅鋁比煤灰變化行為的研究[J];燃料化學學報;2012年03期

10 劉文勝;楊建國;翁善勇;趙虹;;配煤灰渣中礦物質(zhì)在高溫中轉(zhuǎn)變的定量分析及其對結(jié)渣的影響[J];燃料化學學報;2012年01期

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1 景妮潔;加壓流化床氣化條件下灰熔融特性研究[D];浙江大學;2013年

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2 路波;堿—礦渣—粉煤灰—燒粘土體系膠凝材料的反應機制及應用研究[D];廣西大學;2006年

本文編號：2814910