湖泊底泥掺混对褐煤灰熔融特性的影响

• Published in: 煤炭学报 Vol. 49; no. z1; pp. 394 - 403
• Main Authors: 郑欣昱, 陈嘉霖, 刘磊, 张飞, 苑鹏, 王随林, 黄中
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京建筑大学环境与能源工程学院,北京 100044 01.08.2024; 清华大学能源与动力工程系,北京 100084; 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084%云南省能源投资集团有限公司,云南昆明 650000%云南能投红河发电有限公司,云南开远 661600%北京建筑大学环境与能源工程学院,北京 100044%清华大学能源与动力工程系,北京 100084; 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084
• Subjects: CFB boiler; 循环流化床锅炉; lake sediment; 湖泊底泥; ash melting; 结焦; 灰熔融; coking
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0486

TK16; 湖泊底泥作为固体废弃物可通过燃烧进行无害化处置,灰熔融温度是影响锅炉结焦、制约其安全稳定运行的重要因素,确定湖泊底泥与煤掺混后的灰熔融温度对于实现湖泊底泥资源化利用具有重要意义.以云南小龙潭褐煤和滇池底泥为研究对象,滇池底泥是一种含氮高且重金属元素富集的高水分固体废弃物,云南滇池底泥留存量大,主要是由大量泥沙随着河水、雨水进入滇池所产生的,是滇池的主要污染来源;而小龙潭褐煤存在产量大、煤质差、运输成本高等问题,严重影响了它的使用率.若能因地制宜,通过掺混燃烧解决当地底泥产量大、处理困难且不够高效等问题,则除了可以实现褐煤的高效利用外,还可以缓解当地的处置压力,但目前基本没有对褐煤与底泥掺烧的相关研究,因此,研究意义显著.通过灰熔融特性实验,确定了 5％～15％掺混比例下灰的变形、软化、半球和流动温度,确定了灰熔点变化规律.通过XRD、XRF和SEM-EDS检测分析获得了矿物质成分、氧化物以及元素组成,确认了灰中晶体结构及矿物组成并进行热化学计算构建三元相图.结果表明,当掺混5％底泥时,灰熔融特性温度出现陡降,而后下降趋势趋于平缓,酸碱比和硅铝比与下降趋势呈正相关,Fe+2、Fe+3和Ca+2的氧化物对于灰熔点降低起到主要作用,这些氧化物易与难熔矿物反应形成钙长石、钙铁辉石等助熔矿物质.在低温阶段主要起到促进熔融作用的是Ca氧化物,到高温阶段Fe氧化物发生作用.