提高兰炭灰熔融温度的研究

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1、提高兰炭灰熔融温度的研究林博，林荣英，郑福宝，杨攀（福州大学化学化工学院，福建福州350108）摘要：兰炭灰熔点低，制气化型煤需提高灰熔点。本文研究了粘土1和粘土2在弱还原气氛下对兰炭灰熔融特性的影响，并通过XRD和SEM-EDX重点考察了添加粘土1前后的兰炭灰在不同热处理温度下的矿物演变。结果表明，加入15%粘土1或14%粘土2后，兰炭灰熔点均可提高至1250℃以上；兰炭灰熔点低的主要原因是形成了低温共熔物，而加入粘土1后，灰渣在熔融过程中生成了莫来石，莫来石既能起到骨架作用，又延缓了低温共熔物的形成，从而提高了灰熔点。关键词：兰炭；阻熔剂；灰熔融特性中图分类号：TQ53Research

2、onIncreasingincreasingtheAshashFusionfusionTemperaturetemperatureofSemisemi-coke请补充作者姓名拼音英文工作单位Abstract:Theashfusionpointofsemi-cokeislow,itshouldbeincreasedwhenmakingthegasificationbriquette.Thispaperresearchestheinfluenceofclay1andclay2inthemeltingcharacteristicsofsemi-cokeunderweaklyreducingatm

3、osphere,andthechangeofmineralcompositionsundervarioustemperaturesbeforeandafteradditionofclay1byXRDandSEM-EDX.Theresultsshowthatafteradding15%clay1or14%clay2,theashfusionpointofsemi-cokeisincreasedto1250℃;themainreasonoflowmeltingpointofsemi-cokeisformedalowtemperatureeutectic,andafteraddingclay1,

4、mulliteisgeneratedintheprocessofashmelting,notonlyplayaroleinskeleton,butalsodelaytheformationoflowtemperatureeutectic,thusimprovingthesofteningtemperature.Keywords:semi-coke;refractoryagent;meltingcharacteristic.10.前言引言兰炭是由褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等经过低温干馏工艺生产的一种新型碳素材料[1]。经过20多年，的发展，兰炭产业蓬勃发展，市场遍布全国，主要集中在晋、陕、

5、蒙、宁等地区，可以说，兰炭产业带动了铁合金、电石、化肥等行业快速发展。据统计[2]，十二五期间国内兰炭市场容量预测，全国总消耗量约5020万吨，用于化肥造气行业约1000万吨。而在兰炭生产过程中，小于3mm的兰炭粉末约占总量的10%[3,-4][键入文字]收稿日期：2014-03-06通讯作者：林荣英（19-），博士，副教授，主要从事研究，linry@fzu.edu.cn基金项目：福建省青年科技人才创新项目2006F3070基金项目已结题？？，小于3mm的兰炭不能直接用于后续的生产领域[5]。将这部分废弃的兰炭粉用作气化型煤，不仅可以降低成本，也提高了资源利用率。但兰炭自身灰熔点较低，软化

6、温度为1200℃左右，低于1250℃易导致气化炉中结渣，降低了碳转化率[6]，制约了其在造气方面的发展和应用。因此，有效提高兰炭灰渣熔点，使其能在气化炉中高效清洁转化有重大意义。煤灰熔融特性主要取决于其化学成分，可以分为碱性氧化物和酸性氧化物两大类。一般认为，酸性氧化物含量越多，灰熔点则越高，碱性氧化物含量越多，灰溶点则越低[7,-8]。张德祥[9]等[9]以神府煤煤灰为研究对象，讨论了煤灰化学成分与熔融性的关系，结果表明Al2O3始终具有提高灰熔点的作用。但纯Al2O3价格昂贵，不适合作为型煤添加剂，因此寻找Al2O3含量高且价格低的阻熔剂是关键。目前研究煤灰在高温下的矿物演变主要使用X

7、射线粉末衍射仪（XRD）[10]及扫描电镜-X射线能谱分析（SEM-EDX）[8]。本课题研究了两种不同粘土对兰炭灰熔点的影响，利用XRD和SEM-EDX考察了兰炭添加粘土1前后的熔融过程中矿物的演变，探讨其对兰炭灰熔融特性的影响规律。2.1实验2.11.1实验原料灰样：将粒度小于0.2mm的兰炭粉末置于马弗炉中，在（815±10）℃下恒温灰化2h，取出放于干燥器中冷却备用。阻熔剂：将其粉碎至粒度小于0.2mm，在（81