高钠煤气化过程中的灰化学研究进展
张显显1
白进2
孔令学2
李怀柱2
郭振兴2
白宗庆2
李文2
1.中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室,山西 太原 030001;中国科学院大学,北京 1000492.中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室,山西 太原 030001
摘要：煤气化是发展煤基大宗化学品及清洁燃料的关键技术,也是实现双碳目标的重要途径.准东高钠煤中碱金属钠含量高,气化过程中碱金属钠释放造成严重的灰释放问题,因此,探究准东高钠煤在气化过程中灰沉积、结渣机理及煤灰流动性对准东煤的清洁高效利用具有重要意义.鉴于此,综述了近年来气化过程中高钠煤的灰化学研究最新进展.总结了煤中钠的赋存形态及含量,阐明了气化过程中钠的迁移转化机制及钠释放导致气化炉受热面造成的灰沉积、结渣问题.由于高钠煤中钠释放主要受气化温度的影响,因此成灰温度不宜高于500℃.气化过程中易生成熔点低的含钠矿物质,降低高钠煤煤灰熔融温度.高钠煤中钙、铁含量高时,煤灰中钙长石及钙铝黄长石在高温下生成低温共晶体、Fe2+与煤中矿物质反应形成低熔点尖晶石均是加剧煤灰熔融的重要原因.同时,热转化过程中气氛对高钠煤中矿物演化具有一定影响.高钠煤灰的熔融区间窄,熔融速率快,表明高钠煤灰流动性强,由于Na+的离子势较低,O2-被Si4+夺取,导致桥氧键断裂成非桥氧键,熔渣网格结构解聚,黏度降低,其熔融机理符合"熔融-溶解"机理.降温过程中晶体的析出对黏度的影响至关重要.Na2O的引入降低了熔渣析晶体温度,改变晶体类型,同时降低熔渣的黏滞活化能及结晶能力.
关键词：气流床气化高钠煤灰沉积熔融特性黏温特性
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(22178370)国家自然科学基金(22078352)山西省重点研发计划资助项目(202102090301004)
论文发表日期：2023-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 110-124 )
英文信息