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作者
胡小波杨晓勤莫文龙张书培高吉魏贤勇樊星
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单位
新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室新疆宜化化工有限公司中国矿业大学煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室山东科技大学化学与生物工程学院
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摘要
通过工业分析、元素分析和傅里叶红外光谱测试基于循环流化床的新疆准东煤(ZDC)气化灰渣(FA:飞灰;BA:底渣),获得灰渣的基本性质和官能团种类。结果显示,BA的灰分含量高达99.30%,而FA的固定碳和碳元素含量较高,分别为69.30%和73.78%。进一步采用Raman、XRPES和SEM表征ZDC和FA的碳质形式和表面形貌,利用TG-DTG技术考察ZDC和FA的热解、燃烧和气化反应特性。XRPES结果显示,FA表面C元素含量为89.42%,主要以>C-C<和>C-H的形式存在,而O元素主要以>C=O的形式存在。碱土金属Ca与上述涉碳官能团结合,导致FA无序程度较高。SEM观察到熔融矿物质球形颗粒附着和镶嵌在FA表面和孔道中,导致表面粗糙多孔。热转化特性显示,FA的热解和燃烧最大失重速率峰温度均较ZDC明显升高,表明FA的热解和燃烧性能降低。然而,FA的100%碳转化率所用气化时间仅为ZDC的一半,气化性能显著提高,原因在于FA具有发达的孔道结构、较多的无定形碳及丰富的活性位点,强化了气化剂CO2的扩散过程。因此,FA可直接回收用作循环流化床的气化原料。
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关键词
煤气化准东煤灰渣组成结构热转化
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基金项目(Foundation)
昌吉州科技支撑产业高质量发展专项课题(2022Z04)“煤炭煤化工提质增效关键技术研发与应用”;碳基能源资源化学与利用国家重点实验室专项课题“基于准东煤的流化床气化炉元素迁移转化机制及反应器模拟与优化”;新疆宜化循环流化床煤气化工艺固废综合利用研究与开发;新疆宜化高碱低灰熔点煤循环流化床气化工艺优化与示范项目资助~~;
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引用格式
胡小波,杨晓勤,莫文龙,张书培,高吉,魏贤勇,樊星.循环流化床煤气化炉灰渣的组成结构特征与热转化性能[J].燃料化学学报,2022,50(10):1361-1370.
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