CaO杂质对SiO2凝胶粉与Al2O3粉反应生成莫来石的影响

为拓宽SiO₂溶胶结合浇注料的应用,以微米或纳米级Al₂O₃粉和SiO₂凝胶粉为主要原料,研究在不同温度(1 350、1 400、1 500、1 600℃)、不同气氛(氧化气氛、还原气氛)下CaO杂质对Al₂O₃和SiO₂反应生成莫来石的影响。结果表明：1)氧化气氛下,CaO的引入可以促进莫来石的生成,当温度从1 350℃升高到1 600℃时,莫来石的生成量会逐渐增多。2)还原气氛下,CaO的引入不利于莫来石的生成,温度升高,莫来石生成量反而降低。3)Al₂O₃粒度越小,越易与SiO₂凝胶粉反应生成莫来石。     

酸性氧化物和酸碱比对煤灰熔融行为的影响

为了研究酸性氧化物（SiO₂和Al₂O₃）的相对含量和酸碱比对煤灰熔融行为的影响,本文以准东煤灰化学组成为基础,利用分析纯试剂制备了28组合成灰样品,在马弗炉815℃灰化后利用灰熔融特性分析仪、扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）和X射线衍射仪（XRD）对样品熔融特性、表观形貌和矿物组成进行表征。进而采用多元线性回归法建立了灰熔融温度预测模型,并对该模型的适用性进行了检验。结果表明：在相同酸碱比下,当SiO₂含量由9%上升至33.73%,而Al₂O₃含量由35.98%降至11.25%时,合成灰的变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT）均呈单调下降趋势,这意味着SiO₂含量的增加可能促进了煤灰的熔融过程;在不同碱酸比下,合成灰的熔融温度随着酸碱比的增加呈先下降后升高的变化趋势,在酸碱比为1.25时合成灰的特征温度出现最小值,表明酸碱比对合成灰熔融温度的影响呈非线性关系。通过SEM-EDS和XRD表征发现,合成灰中CaO、Fe₂O₃、Ca₂MgSiO₇、Ca₂Fe₂O₅、SiO₂和Al₂O₃等耐熔矿物和CaSiO₃等助熔矿物的相对含量以及与钠相关的低温共熔反应是改变合成灰熔融温度的主要因素。本文所建立模型对文献中6组灰样4个特征温度的预测结果与其对应测量值之间最大残差绝对值均小于80℃,说明该模型在本文的合成灰化学组分范围内可用性较好,具有一定的应用价值。     

Si/Al基质作用下NaCl高温氯化PbO的机制

垃圾焚烧过程中,在灰中Si/Al基质的作用,NaCl可以将不易挥发的PbO转化为易挥发的PbCl₂,从而显著增加烟气中的Pb排放。使用管式炉加热NaCl/Si/Al基质/PbO反应物体系,通过分析升温过程Cl和Pb的释放过程,从间接氯化和直接氯化角度,探索了高温氯化规律与机制。试验发现,间接氯化时氧气中有水蒸气比无水蒸气更有利于反应,Al₂O₃比SiO₂更有利于反应,初始氯化温度通常为700~800℃,NaCl以气态形式参与反应;通过SiO₂直接氯化时,约500℃时PbO与SiO₂反应生成硅酸盐,然后与NaCl蒸气反应,初始氯化温度约650℃;通过Al₂O₃直接氯化时,700~800℃时PbO与Al₂O₃反应生成铝酸盐,然后与NaCl蒸气反应;向SiO₂中添加Al₂O₃会阻碍PbO与SiO₂的反应,氯释放特征由SiO₂基质型向Al₂O₃基质型转变,初始氯化温度升高至700~800℃。     

燃煤锅炉SCR对颗粒物排放特性影响

我国电厂多数采用选择性催化还原（SCR）脱硝技术降低电厂NO_x排放,目前关于电厂中SCR对颗粒物排放特性的影响研究十分匮乏。本研究对一热电联产锅炉SCR前后颗粒物和飞灰进行取样,分析颗粒物质量粒径分布以及化学成分。采用计算机控制扫描电镜（CCSEM）对飞灰进行分析,获得颗粒物单颗粒成分。结果表明SCR前后PM₁₀均呈双峰分布。经过SCR后,PM_0.21浓度降低约62%（质量）,而PM_0.21-1浓度升高19%（质量）;PM₁中SO₂相对含量增加约6%（质量）,SiO₂和Al₂O₃相对含量降低,而CaO相对含量没有明显变化;经过SCR后,PM_1-10浓度降低约17%（质量）,成分基本没有变化,但是颗粒成分变得更均一,说明经过SCR后,PM_1-10发生交互作用。因此经过SCR后PM_1-10浓度降低不仅由于颗粒物在SCR中发生沉积,更有可能是颗粒物之间交互作用导致。     

复合生料无光釉的研制

叙述了复合生料釉的研制过程,讨论了MgO、CaO、ZnO、Al₂O₃、SiO₂等氧化物及Al₂O₃/SiO₂比、烧成制度和其他因素对无光釉的影响。     

宁东能源化工基地燃煤电厂粉煤灰的矿物学及元素地球化学特征

粉煤灰的类型、元素及矿物组成等理化性质是决定粉煤灰资源化利用途径的基础。为实现宁东能源化工基地周边燃煤电厂粉煤灰的潜在高值化利用,以马莲台电厂和银星电厂原煤、炉渣、粗灰、细灰为研究对象,用X射线荧光广谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)手段分析粉煤灰化学组成及微量元素含量,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜分析粉煤灰矿物组成与形态特征。结果表明：马莲台电厂和银星电厂的粗灰、细灰氧化物化学组成以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO为主,含少量TiO₂、MnO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅;两电厂粉煤灰中CaO质量分数均小于10%、w(SiO₂)+w(Al₂O₃)+w(Fe₂O₃)>75.39%,均属F型低钙粉煤灰;结晶矿物相均以...     

添加剂对秸秆成型燃料燃烧特性的影响

生物质成型燃料作为生物质能源的主要利用方式，优化其燃烧性能具有重要意义。在秸秆成型燃料中添加CaO、Ca(OH)₂、SiO₂、Al₂O₃、尿素、粉煤灰等常见添加剂，研究了其对SO₂、NO_x释放规律的影响。研究表明：提高钙硫比且降低含水量，能够降低SO₂、NO_x释放量。Al₂O₃的催化助燃作用增加了SO₂、NO_x的释放，粉煤灰与秸秆熔融烧结增强了异相脱硝。添加SiO₂的成型燃料促进了钙硅酸盐复合物的生成，从而减少SO₂的释放。通过分析不同SiO₂添加量时的燃烧情况发现，添加量5%时，脱硫脱硝效果最好。在成型燃料燃烧15 s后添加尿素，尿素高温热解产生的还原性气体能够与SO₂、NO_x反应从而减少硫、氮氧化物的释放。温度升高促进熔融反应和异相脱硝反应，阻碍了焦炭中N的燃烧使NO_x释放量大幅降低。     

化工废液焚烧炉内积灰结渣特性

以一台化工废液焚烧炉为研究对象,研究炉内的积灰、结渣与腐蚀行为。利用X荧光光谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪对样品的元素组成、微观相貌以及矿物组成进行分析。结果表明,化工废液中高浓度的Na、S在焚烧和换热过程中的转化机理是影响飞灰粒子沉积和管壁腐蚀的关键因素。XRF元素分析显示,沉积物样品中的元素成分基本相似,但是由于挥发性不同,表现出不同的分布、沉积特征,Na在整个取样范围内分部均匀,而Fe、Ni沿烟气流动方向逐渐降低,S则在低温段表现出富集的特征。在660~900℃,碱金属硫酸盐与气相SO₂/SO₃以及Fe₂O₃和NiO发生反应生成的低熔点共晶体,即碱-铁硫酸盐Na₃Fe(SO₄)₃和硫酸镍钠Na₂Ni(SO₄)₂,能够加剧已沉积粒子的烧结和诱发高温腐蚀;在低温段检测到的Na₃H(SO₄)₂表明低温腐蚀的出现。     

TiO2与SiO2掺杂对Al2O3相转变的研究

通过球磨混合法,制备TiO₂、SiO₂和TiO₂+SiO₂掺杂的Al₂O₃粉体,经不同温度煅烧后进行X射线衍射(XRD)测试,比较研究这三种掺杂对Al₂O₃粉体相转变温度的影响。研究结果表明,TiO₂、SiO₂掺杂对γ-Al₂O₃向α-Al₂O₃的相转变均有促进作用。在掺杂质量分数为0.5%的情况下,二者可分别使γ-Al₂O₃完全转变为α-Al₂O₃的温度降低100 ℃和125 ℃。而TiO₂+SiO₂复合掺杂对γ-Al₂O₃向α-Al₂O₃相转变的促进作用优于TiO₂、SiO₂单独掺杂。TiO₂、SiO₂的质量分数均为0.3%时,复合掺杂可使γ-Al₂O₃完全转变为α-Al₂O₃的温度降低150 ℃。此外,还对TiO₂、SiO₂和TiO₂+SiO₂掺杂促进Al₂O₃粉体相转变的机理作了简单分析。     

城镇生活污泥焚烧炉渣和飞灰特性对比及分析

以郑州某城镇生活污泥焚烧处置项目焚烧炉渣及飞灰为研究对象,对其组成成分、微观形貌、物相组成、重金属含量进行了深入探究。结果表明：炉渣和飞灰的主要组成成分相近,SiO₂和Fe₂O₃质量分数之和均达到样品的50%左右,炉渣中Al₂O₃和P₂O₅分别是飞灰的4.28倍和2.93倍;飞灰中SO₃约为炉渣的9.75倍;炉渣部分表面发生烧结,飞灰表面蓬松粗糙,两者的比表面积(BET)分别为0.45 m²/g和26.49 m²/g;炉渣X射线衍射(XRD)强度低,元素多以非晶相或无定型态存在,炉渣和飞灰XRD图谱中均未检测出重金属晶相;飞灰中重金属含量及重金属浸出毒性均高于炉渣,且飞灰部分重金属浸出毒性也高于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中的标准限值,因此飞灰属于危废,而炉渣则属于一般固废。     

垃圾焚烧炉对流受热面烧结积灰生长特性

使用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、激光粒度分析仪等分析手段,对流化床垃圾焚烧炉对流受热面的松散性浮灰和烧结性积灰的微观结构和组成成分等进行研究。结果表明,省煤器浮灰中大部分颗粒保持着独立的形态,而对流管束浮灰存在烧结现象;绝大部分的浮灰粒径位于0～100μm;省煤器浮灰的灰熔点低于对流管束浮灰熔点80℃左右;对流管束浮灰和省煤器浮灰在成分组成上差别不大,浮灰中的主要元素均为Ca、Si、Al和S,但对流管束浮灰中Ca和S的含量高于省煤器浮灰。各层积灰中Ca和S的含量较高,主要物相为CaSO₄。对流管束积灰中Ca和S含量高于省煤器积灰;对流管束和省煤器积灰中Al和Si的含量远低于浮灰中的相应含量。从积灰内层到外层Ca和S的含量逐渐减少,而Al和Si的含量逐渐增加;积灰内层K、Na、Fe和Cl的含量高于其他层。     

HYDROTHERMAL REACTION OF FLY ASH/HYDRATED LIME: CHARACTERIZATION OF THE REACTION PRODUCTS

Class F coal fly ash was slurried with hydrated lime at 90°C in 1/3, 5/3, 9/3, and 15/3 weight ratios and for 3, 5, 7, and 9 hours of hydration, in a process to prepare sorbents for SO₂ removal. The amounts of aluminum, silicon, and calcium in the product of the pozzolanic reaction were determined in order to study the evolution of product composition with the initial raw materials ratio and hydration time and to relate this composition to the desulfurization capability of the material. Al, Si, and Ca were present in the solid product for any raw materials ratio and hydration time, showing that calcium silicates, calcium aluminates, and/or calcium aluminum silicates were obtained simultaneously. The products formed show a nearly constant molar ratio of Al₂O₃/SiO₂ independent of the experimental conditions tested and similar to the Al₂O₃/SiO₂ ratio in the fly ash. The SiO₂/CaO molar ratio in the products decreased as the initial fly ash/Ca(OH)₂ ratio decreased, being approximately constant for each ratio with respect to hydration time after 5 hours of hydration. The maximum moles of CaO, SiO₂, and Al₂O₃ per gram of sorbent in the reaction product were found for any hydration time for the 5/3 sorbents, meaning that at this initial ratio the pozzolanic reaction takes place at the highest rate. The capacity of the sorbent for SO₂ removal depends not only on the amount of products produced by the pozzolanic reaction but also on the specific surface area of the sorbent.     

高岭土原位合成高硅铝比小晶粒NaY分子筛

以不同温度焙烧的苏州高岭土为原料,采用原位晶化法合成高硅铝比小晶粒NaY分子筛,考察晶种胶添加量、陈化温度、晶化温度和m(高土)∶m(偏土)对晶化过程和产物性质的影响。结果表明,m(高土)∶m(偏土)=1时,在晶种胶添加质量分数15%、陈化温度90℃和晶化温度100℃条件下,以普通高岭土为原料原位合成NaY样品的相对结晶度约为80%,骨架硅铝比(SiO2与Al2O3物质的量比)为6.4,平均粒径约500nm。调整原料中m(高土)∶m(偏土)可以控制原位晶化样品中的分子筛含量。以细化高岭土为原料合成的NaY分子筛(平均约445nm)粒径小于普通高岭土合成的样品。骨架硅铝比高于6.0的原位晶化样品的骨架坍塌温度高于950℃,具有很高的结构稳定性。     

城市污泥对五彩湾高钠煤灰熔融特性的影响

通过X射线衍射（XRD）谱图分析结合灰熔融温度测定,研究了五彩湾高钠煤灰中矿物转化机理及城市污泥对高钠煤灰分特性的影响。试验结果表明：当污泥添加质量比为S/C（sludge/coal）=4时,结渣指数（F_s）_sludge=1150℃,污泥提高灰熔融温度程度较小。对污泥改性使其（SiO₂/Al₂O₃）物质的量比为2,添加至煤中,当S/C > 1时,F_s > 1235℃,灰熔融温度明显提高。R_b/a、R_b/a（+P）、R_b/a×Na等指标可良好预测高钠煤与污泥混合物燃烧的沾污、结渣倾向。煤在空气气氛下,燃烧温度800～1100℃,灰中主要矿物钠长石、钙铁辉石、蓝方石等熔点低,高熔点矿物霞石等助融性强、消失温度低。而添加污泥后,混合物灰中新生成Ca₃（PO₄）₂、Ca₂P₂O₇、CaAl₂Si₂O₈等高熔点物质,有利于提高煤灰熔融温度。而污泥中（SiO₂/Al₂O₃）比、Fe含量高,会对硅铝酸盐等产生助熔作用,抑制污泥中P提高灰熔融温度的作用。     

Effect of Al2O3/CaO on the melting and mineral transformation of Ningdong coal ash

Coal ash melting characteristics has a direct impact on the smooth operation of entrained gasifier. Mineral conversion of coal ash is very significant to be investigated, because the mineral can affect the melting temperature and viscosity under high temperature conditions. In this paper, the effects of different Al₂O₃/CaO on the mineral conversion, melting temperature and viscosity of Ningdong coal ash are studied by the combination of experiment and simulation. The trend of melting temperature decreases firstly and rises with increasing Al₂O₃/CaO. The ash melting point reached to the lowest when the ratio is 1.23. XRD and Factsage software are used to analyze crystallization behavior of samples. The results show that the content of anorthite, albite and corundum increases and subsequently decreases, while the content of mullite decreases firstly and then rises with increasing Al₂O₃/CaO. High content with CaO can contribute to form albite and anorthite of low-melting. Besides, high content with Al₂O₃ can tend to produce mullite of high-melting. The results of experimental and simulation are basically the same, which lays a foundation for the melting characteristics of Ningdong coal ash and can provide technical support for the smooth operation of the entrained-gasifier.     

CaO含量对CBAS玻璃/Al2O3低温共烧陶瓷的影响

本文主要研究了CaO含量对CaO-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂(CBAS)玻璃/Al₂O₃低温共烧陶瓷结构和性能的影响。利用DSC、FTIR、XRD、SEM等测试方法对玻璃和低温共烧陶瓷的结构进行表征与分析。研究结果表明,CaO含量低于40%(质量分数,下同)时,由其引入的游离氧增加破坏了网络结构,降低玻璃黏度。CaO含量为40%及以上时,Ca²⁺与[SiO₄]四面体形成较大的阴离子基团,增大玻璃黏度,提高玻璃化转变温度。CaO会促进CaSiO₃和Ca₂SiO₄的析出和CaSiO₃向Ca₂SiO₄的转变。CaO含量增加导致陶瓷的致密度先增加后减少,晶相尺寸增大,使陶瓷的密度、抗折强度和介电常数先增大后减小。当CaO含量为40%时,样品综合性能最好,密度最大为2.94 g/cm³,抗折强度为153.44 MPa,介电常数为9.69。