脱硫废渣CaSO4对煤灰熔融调节行为的研究

论文摘要

本论文旨在研究将脱硫石膏主要成分CaSO4作为煤灰熔融行为调节剂,重点研究CaSO4的掺加对煤灰熔融温度的影响,为脱硫石膏资源化提供新的途径。采用两种典型煤灰为原料,使用全密闭高温管式加热炉,分别在弱还原和氧化气氛下,考察了典型高灰熔点及低灰熔点煤灰的熔融温度随CaSO4掺加量不同的变化趋势。为研究CaSO4高温分解特性,使用FactSage软件对不同气氛下CaSO4的高温分解进行热力学计算。为探讨CaSO4对煤灰熔融温度影响机理,在不同气氛下,将CaSO4, CaO及CaCO3对两种煤灰熔融温度的影响进行了比较,最后研究了CaSO4对两种典型煤焦气化反应性影响。研究结果表明：CaSO4的掺入对典型高灰熔点煤灰具有降低煤灰熔融温度作用,而对典型低灰熔点煤灰具有提高煤灰熔融温度的作用；气氛不同,煤灰熔融温度不同,但其变化趋势基本一致；热力学计算结果表明还原气氛有利于CaSO4的分解；CaSO4的掺入对煤焦气化反应活性没有显著影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 文献综述
• 1.1 概述
• 1.2 煤气化技术进展
• 1.2.1 移动床气化法及其典型气化炉
• 1.2.2 流化床气化法及其典型气化炉
• 1.2.3 气流床气化法及其典型气化炉
• 1.2.4 其他气化法
• 1.3 煤灰熔融性研究进展
• 1.3.1 研究煤灰中化学成分对熔融特性的影响
• 1.3.2 煤灰中灰熔融性与酸碱比的关系
• 1.3.3 煤灰熔融特性与气氛的关系
• 1.3.4 煤灰熔融特性与矿物组成的关系
• 1.3.5 煤灰熔融性与相平衡的关系
• 1.4 脱硫石膏资源化及硫酸钙高温分解研究现状
• 1.4.1 脱硫石膏性能
• 1.4.2 脱硫石膏利用现状
• 1.5 硫酸钙分解研究现状
• 1.5.1 温度对硫酸钙分解的影响
• 1.5.2 气氛对硫酸钙分解的影响
• 1.5.3 其它物质对硫酸钙分解的影响
• 1.6 小结
• 第2章 实验方法及装置
• 2.1 煤灰熔融性部分
• 2.1.1 实验装置示意图
• 2.1.2 实验步骤
• 2.2 气化反应性部分
• 2.2.1 实验装置以及仪器校正
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 数据处理方法
• 2.3 仪器设备和试剂
• 2.4 FactSage模拟软件介绍
• 第3章 不同气氛下硫酸钙高温分解热力学分析
• 3.1 概述
• 3.2 硫酸钙不同气氛下高温分解反应
• 3.3 硫酸钙高温分解热力学分析
• 3.3.1 FactSage软件计算
• 3.3.2 理论推导计算
• 3.3.3 中间产物CaS的热力学分析
• 3.4 失重实验
• 3.4.1 实验装置
• 3.4.2 实验方法
• 3.4.3 仪器设备和试剂
• 3.4.4 结果与讨论
• 3.5 小结
• 第4章 掺加硫酸钙对煤灰熔融性的影响
• 4.1 概述
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 预实验
• 4.2.2 实验原料
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 硫酸钙对煤灰熔融性的影响
• 4.3.2 不同气氛下比较硫酸钙对煤灰熔融性的影响
• 4.3.3 煤灰熔融实验冷态照片比较
• 4.3.4 不同气氛下掺加硫酸钙、碳酸钙及氧化钙煤灰熔融性比较
• 4.3.5 熔融机理探讨与XRD表征分析
• 4.3.6 FactSage软件预测煤灰熔融温度
• 4.4 小结
• 第5章 掺加硫酸钙对煤焦气化反应性的影响
• 5.1 概述
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验原理
• 5.2.2 实验煤焦的制取
• 5.2.3 实验步骤
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 LEK煤焦的气化反应性
• 5.3.2 SF煤焦的气化反应性
• 5.4 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间所发表论文