气化渣中残炭形成机理及其对灰渣流动性影响
张林民1
宋旭东1
卫俊涛2
白永辉1
王焦飞1
吕鹏1
苏炜光1
于广锁3
1.宁夏大学 化学化工学院,宁夏 银川,750021;宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 7500212.南京林业大学 材料科学与工程学院,江苏 南京,2100373.宁夏大学 化学化工学院,宁夏 银川,750021;宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021;华东理工大学 洁净煤技术研究所,上海,200237
摘要：煤炭作为我国经济发展和社会稳定的重要基石,其清洁高效转化是实现可持续发展的重要路径.煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的核心技术之一,不仅能够有效提高煤炭资源利用率,还能显著降低环境污染.在气化过程中,大部分煤焦颗粒在气化炉内直接参与气化反应,但部分煤焦颗粒在重力及复杂气流作用下沉积在熔渣壁面.这些沉积的煤焦颗粒会继续与近壁气化剂发生反应,但受熔渣流动物理因素以及熔渣中活性矿物质化学反应因素影响,部分碳未能完全转化,并残留在熔渣内部形成残炭.气化渣中残炭的形成不仅会影响气化效率,还会通过影响熔渣流变特性影响气化炉稳定运行.因此,需要对气化炉熔渣壁面煤焦颗粒沉积过程中残炭的形成机理及其对熔渣流动性影响进行深入了解.为此,聚焦于气化炉内环境影响变化,探讨了残炭生成的全生命周期过程.首先,概述了熔渣壁面煤焦颗粒的沉积特性,详细阐述了壁面温度、壁面熔融状态、煤颗粒碳转化率及煤颗粒矿物质成分等因素对颗粒沉积特性的影响,并进一步通过熔渣壁面煤焦颗粒沉积特性揭示了煤焦颗粒沉积过程中残炭的形成机理.其次,分析了残炭的表观形貌、微观结构以及化学反应特性等理化性质,这些性质对于残炭的二次利用及提高碳资源高效利用具有重要意义.最后,总结了残炭添加对不同化学组分煤灰熔融特性和黏温特性的影响.以期通过多方面阐述,从源头上解析气化渣中残炭形成的本质问题.
关键词：煤气化煤焦颗粒沉积残炭灰熔融特性黏温特性碳热反应
分类号：TQ546(煤炭气化工业)
资助基金：国家自然科学基金(U21A20318)国家自然科学基金(22108132)国家自然科学基金(22168032)国家自然科学基金(U23A20131)
论文发表日期：2025-07-31
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：13( 11-23 )
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