型煤灰球中固硫物相及其沿径向的分布特征.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报 2 . 9 5 ’ “ “ * 文章编号 * “ “ “ A * B C D “ “ * E “ A “ F B “ A “ 型煤灰球中固硫物相及其沿径向的分布特征 谌伦建* G G赵跃民 D * ’焦作工学院 资源与材料工程系G河南 焦作C F C “ “ “ H ’中国矿业大学 化工学院G江苏 徐州 * “ “ I E 摘要采用J A射线衍射分析仪研究了型煤灰球中固硫物相种类及相对含量与型煤径向位置K添 加剂种类及炉温的关系’结果表明G型煤灰球不同径向位置的固硫物相种类不同G且固硫物相的 相对含量随着型煤灰球的径向位置和炉温变化而变化H ; L在型煤燃烧过程中起催化剂作用G 而不是固硫剂作用’实验发现G加入; L添加剂时G固硫物相中没有1 / M G说明; L可能对型煤 固硫机理具有重要影响’ 关键词固硫机理HJ A射线衍射H燃烧H型煤 中图分类号 N F ’ *文献标识码O 在固硫剂的作用下G型煤燃烧过程中产生的 M L被固结在灰渣中G 有效地防止了燃煤产生的 M L对大气环境的污染’ 有研究表明G型煤灰渣中 主要固硫物相是1 / M L C P * QG 当有含R 6 G M 3 GM -等组 分的添加剂存在时G在一定的温度条件下灰渣中固 硫物相还有M - M L CG 1 / M G 1 / L S O - ’ / mk D Sp ; q*E 指标 “ ’ F F ’ C * F ’ * * ’ I F ’ C“ ’ “ C* ’ I “ ’ F “ ’ I 固硫剂为以1 / L和添加剂; L等复合而成 的复合固硫剂’为避免其它物质的影响G固硫剂和 添 加剂均为 分析纯’原料煤 先 破 碎 成 粒 度 小 于 * ’ Frr的煤粉G 1 / L的添加比例按iD 1 / E k iD M E s 计 算’ * t型 煤 中 未 加 ; L G t型 煤 添 加 有 ; L G且* t型煤的固硫剂中 1 / L占I “ lH t型煤 的固硫剂中1 / L占 “ lG ; L占 “ l’固硫剂和 煤粉混合均匀后G加入一定量的水并搅拌均匀G用 团球法成型G自然晾干’ T ’ u 仪器设备 燃烧实验装置 由高温管式电炉K温控仪流量 计和抽气泵等组成’管式电炉的石英异径管内径为 F “rrG常 用 炉 温* “ “vG最 高 炉 温 可 达 *F “ “v’抽气泵流量 “ wx k r3 . ’ J A 射 线 衍 射 仪 为 日 本 理 学 公 司 生 产 的 y k r/ z A j型J A 衍射仪G用于测定型煤灰渣物相’连 续扫描G扫描速度为 D { E k r3 . H采样间隔“ ’ “ { H铜 靶G石 墨 弯 晶 单 色 滤 波 器H电 压 Fp G电 流 “rO’ T ’ | 实验过程 为了考察温度对固硫物相的影响G实验炉温为 B F “ G ** “ “和* F “v’ * t型煤进行 个温度水平 的试验G t型煤仅进行 ** “ “和* F “v两个温度 水平试验’燃烧试验时空气流量为* ’ Fx k r3 . ’每 次试验的型煤重量约* “; G直径约 Frr’实验时 先将管式炉升至规定温度G用灰皿盛装型煤G 收稿日期 “ “ * “ * I 作者简介谌伦建D * B F B A E G男G四川省射洪县人G焦作工学院副教授G工学博士G从事矿物加工和洁净煤技术方面的研究} 万方数据 将型煤送至 “ “处停留 “ 2 ’9 6 3 13 ’ 53 8 8 ; ; 2 3 8 2 ; “ “ 结果表明实验条件下得到的型煤灰渣中固硫 物 相 为 F 3 G BHF 3 G BI 和 F 3 G 此 外 还 有 F 3JG IBH 等* G 1 - 3 3 2 3 *L等研究烟煤热解脱硫时认为 M H N 烟煤热 解过程中将有部分0 ; G 转化成0 ; G而存在于煤焦 中* O 2 3 P 4 ’ 3 O 2 4 1 ; G 在K “ “时完全消失而焦中硫化物硫随热解温 度增加而增加在“ “ “时达最大 K “ “0 ; G 才完全消失*然而尽管本文实验过程中型煤未完 全燃尽原煤中0 ; G 约占全硫含量的三分之一 但 型煤灰渣中未发现0 ; G 或0 ; G的存在* 说明型煤 中的0 ; G 硫在炉温不低于R “且有氧气的条件 下已完全转化成其它形态的硫释放或固结在炉渣 中* . * . 添加剂与固硫物相的关系 , - 射线衍射分析图谱表明添加剂A1 B对型 煤固硫物相有显著影响*当固硫剂中有A1 B添加 剂存在时型煤灰球中的固硫物相为F 3 G B H和F 3 - G BIS 图 T U当无A1 B添加剂时型煤灰球中的固 硫物相为 F 3 G和F 3 G BHS 图 T *图中没有发现 A1 G A1 G BH或F 3 G存在 而只有F 3 G B H和F 3 G BI 由此说明添加剂A1 B对型煤燃烧过程中的固硫 机理具有一定的影响可能对固硫产物的形成具有 决定作用* . * V 炉温对型煤固硫产物的影响 不同炉温条件下型煤球渣中径向不同位置的 固硫物相相对含量见表 *结果表明随着炉温提 R 第Q期谌伦建等W型煤灰球中固硫物相及其沿径向的分布特征 万方数据 高中层和外层的 “ / ; / 1 4 6 2 9 9 2 1 / 灰渣中 固硫物相 A型煤B C D E F F F* E F * A型煤B C F F* E F “ 外层 GGGGGGGGGGGGH 中层 GGGGGGGHG 内层 GG “ 外层 GHHHHH 中层 GGGGGG 内层 GGH “ 外层 GGH 中层 GHG 注I GGG表示含量多 GG表示含量中 G表示含量少 HH 表示无该成分 GH表示含量相当但相对较少 J 固硫物相沿型煤径向位置的分布特征 K L 射线衍射分析表明型煤灰球中固硫物相 种类和数量随径向位置而变化无 MN 添加剂 炉温不低于 F FC时外层灰球中只有 “ 而无“ 中层“ 含量明显少于外层 且出现 大量的“ ’随着炉温升高 “ 相对含量增大并 且中层多于内层O图* P 当炉温为D E FC外层和 中层“ 含量均较多 但中层的“ 含量略多 于外层这些事实说明I固硫物相与型煤灰球中的 径向位置有关型煤燃烧过程中固硫物相在发生转 化图和表*表明* A型煤灰球中固硫物相的分 布和相对含量变化也具有类似的规律和特征 从型煤燃烧过程来看型煤球属于裹灰缩核燃 烧在燃烧过程中型煤球内部不同径向位置的气氛 不同且随着燃烧过程而变化环境气氛不同型煤 固硫机理也不相同因而使得型煤灰球内部不同径 向位置的固硫物相种类及含量发生变化Q R S 结论 P型煤灰球中固硫物相种类及相对含量与其 在灰球中的径向位置有关相对含量随着径向位置 的不同而变化 * P氧化镁是一种型煤固硫添加剂在型煤固 硫过程中起催化剂作用而不是固硫剂作用 P添加剂对型煤灰球中形成的固硫物相种类 具有十分重要的影响有 MN 添加剂时 型煤燃 烧过程中只有 “ 和“ 形成 而没有 “ 生成说明MN 可能改变型煤燃烧固硫机理 参考文献I Q R 林国珍吕欣肖佩林型煤燃烧固硫中的温度效应 Q T R 环境科学 D D U D O P I L V Q * R 谌伦建赵跃民工业型煤燃烧固硫的研究进展Q T R 煤矿安全与环保 * F F F * W O P I* U L F Q R 谌伦建型煤燃烧特性与固硫机理的研究Q X R 徐州I 中国矿业大学化工学院 * F F Q R Y N Z [ \] Y _ ‘ a bc Y N Z [ c d a e f g g d h a b g _ d a ‘ i N[ a d i ja d kl d [ a Y [ db il m [ b e m ‘ j d Y e g Y [ L ‘ n a ‘ b ib g o ‘ a Y k‘ i b Y h b e Q T R p Y d e q [ b h d ‘ i Nc d h _ L i b e b N m D D W I W L U E Q E R Y N Z [ c Y N Z [ r s‘ _ ‘ i b [ ‘ ]d a e X m L i k‘ ho d _ t ‘ b Y [ b g Y e l _ Y [ g b [ k ‘ i[ l ‘ j_ m j [ b l m [ b e L m ‘ b g h b e Q T R p Y d e D D W F I F D L F D W Q V R u [ n m i u a d g iT c _ do d _ t ‘ b Y [ b g Y e l _ Y [ g b [ k j Y [ ‘ i Nl m [ b e m ‘ b g e b ZL [ i rh b e Q T R p Y d e D D * W I * * E L * * D “ _ [ h a d [ ‘ a ‘ h b g v j ‘ e X ‘ a [ ‘ o Y a ‘ b ib g Y e g Y [ L v d a d i a ‘ b iq _ d‘ iw [ ‘ x Y d a a dy _ l _ d [ d “ zf s{ Y i L | ‘ i *} zy]Y d L k‘ i* O X d l [ a kd i a b g M‘ i d [ e v d b Y [ h d i jM a d [ ‘ e f i N ‘ i d d [ ‘ i N T ‘ b n Y b i a ‘ a Y a db g c d h _ i b e b N m T ‘ b n Y b zd i i E F F F “ _ ‘ i ’ * h _ b b e b g “ _ d k‘ h e f i N ‘ i d d [ ‘ i N i jc d h _ i b e b N m “ Mc K Y n _ b Y T ‘ i N Y* * F F U “ _ ‘ i P “ 0 9 3 / 8 9 Iv d e a ‘ b i _ ‘ lb g Y e g Y [ L [ d a d i a ‘ b il _ d i j‘ a h b i a d i a Z‘ a _a _ d[ j ‘ e e b h a ‘ b i a _ d j j ‘ a ‘ t d i j a _ dg Y [ i h da d kl d [ a Y [ dZ ‘ i t d a ‘ N a d jY ‘ i NK L [ mj ‘ g g [ h a ‘ b i i e m n d [ c _ d[ d Y e a ‘ i j ‘ h a d a _ a a _ d Y e L g Y [ L g ‘ ‘ i Nl _ d t [ ‘ d Z‘ a _‘ a [ j ‘ e e b h a ‘ b i‘ io [ ‘ x Y d a a d _ l _ d [ d i ja _ d h b i a d i a b g Y e g Y [ L [ d a d i a ‘ b il _ d t [ ‘ d Z‘ a _a _ d[ j ‘ e e b h a ‘ b i Zd e e g Y [ i h d a d kl d [ a Y [ d g MN ‘ j j d j “ h ii b a o d g b Y i j‘ ia _ d Y e g Y [ L [ d a d i a ‘ b il _ d _ b Z‘ i Na _ a MN k‘ N _ a _ t d i‘ kl b [ a i a ‘ i g e Y d i h db i Y e g Y [ L g ‘ ‘ i Nb g o [ ‘ x Y d a a d 2 4 3 5 I Y e g Y [ [ d a d i a ‘ b ikd h _ i ‘ k’K L [ mj ‘ g g d [ h a ‘ b i ’h b ko Y a ‘ b i ’h b e o [ ‘ x Y d a a d *DE 中国矿业大学学报第 F卷 万方数据