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题名粉煤气化细灰微观结构及表面特性试验研究
被引量：3
- 1
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作者
张燕
乐恺
于卓艺
张欣茹
张欣欣
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机构
北京科技大学能源与环境工程学院
北京航天迈未科技有限公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期2681-2689,共9页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFB0600701)。
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文摘
粉煤加压气化技术合成气热量回收装置内的积灰使其换热效率大幅降低,如何避免或减少积灰是该技术研发的关键。为分析不同粉煤气化工艺中热量回收装置内的积灰问题,选取2种典型粉煤气化工艺产生的细灰,即来源于上行气激冷工艺的细灰A和来源于下行水激冷工艺的细灰B,对其微观结构及表面特性进行了试验研究,分析了2种细灰的黏附特性,探究了2种细灰差异的主要原因。采用激光粒度分析仪测量了细灰的粒径分布,采用扫描电镜观测细灰的微观形貌,并根据能谱分析测定细灰表面的元素含量,采用毛细渗透法测得了2种细灰的超纯水接触角,并根据Neumann状态方程计算得到细灰的表面能。结果表明,细灰A的颗粒呈规则球形,体积分数累积分布最大的颗粒直径d d为1.2μm,表面不含碳元素;而细灰B大部分为结构疏松的不规则大颗粒(d d为45μm),表面含碳量高;细灰A和细灰B的超纯水接触角分别为39.69°,79.06°,表面能分别为56.77和26.85 mJ/m^(2),细灰B的表面能显著低于细灰A;基于黏附功及临界黏附力的分析发现,在热回收装置中以范德华力为主要黏附作用力的区域,细灰A将比细灰B更容易黏附,且难以靠重力或机械振打清除。结合气化工艺过程的分析认为,造成2种细灰差异的主要原因是气化工艺中细灰和粗渣分离方式的不同,上行气激冷工艺中决定分离的主要作用是气化室内的旋流作用,而下行水激冷工艺中则是激冷室内的水浴分离作用;热回收装置内的积灰除考虑细灰本身的特性外,还需考虑工艺条件对于细灰量的影响。表面能测量方法降低了堆积状态差异造成的试验结果偏差,可作为粉煤气化细灰表面能的定量分析方法。
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关键词
粉煤气化
细灰
微观结构
表面能
毛细渗透法
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Keywords
pulverized coal gasification
fine ash
microstructure
surface energy
capillary penetration
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分类号
TQ536
[化学工程—煤化学工程]
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题名煤气化RSC中灰渣沉积层结构、组成及传热分析
被引量：3
- 2
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作者
张燕
乐恺
张欣茹
毛炜
王广
张礼
张欣欣
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机构
北京科技大学能源与环境工程学院
北京航天迈未科技有限公司
北京高校节能与环保工程研究中心
北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室
冶金工业节能减排北京市重点实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期4045-4053,共9页
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基金
中央高校基本科研业务费资助项目(FRF-BD-20-09A)。
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文摘
随着热量回收技术在现代煤气化领域的应用,辐射式合成气冷却器(RSC)换热表面的灰渣沉积问题已成为该技术发展的瓶颈。以RSC底部换热面灰渣沉积层为研究对象,通过表征沉积层的形貌、结构及成分,探析灰渣沉积机制及其对水冷壁传热的影响规律。沉积层沿径向方向,分为3个主层:内层是由微米级颗粒构成的薄层;中层为烧结层,整体呈多孔状,微观呈连续块状;内层与中层之间由块状含铁大颗粒连接,连接强度低、易脱落;外层为熔融层,呈致密块状;各主层又分为形貌特点不同的2个子层。各元素含量在沉积层中的分布规律不同:Fe元素呈内高外低的分布特点;S元素从内2层开始大幅降低,与铁的硫化物在还原性气氛下分解有关;Na, K元素在内层富集,中层降低,外层再次增加。外层存在NaCl, KCl晶体颗粒,推测其沉积位置的温度高于其熔点温度、低于其冷凝温度。构建了沉积状态与传热特性关联的计算模型,计算结果表明,内层形成时热流密度下降25%,3层沉积均形成时热流密度下降40%,内层形成时主要热阻是表面辐射换热热阻。研究表明,RSC灰渣沉积防治策略应以抑制内层的形成与增长为主,阻止或延缓中外层的生成;中外层已形成时,可通过诱发层间剪切运动,促使沉积层从连接薄弱处断裂、脱落。
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关键词
煤气化
辐射式合成气冷却器(RSC)
沉积层
微观结构
传热
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Keywords
coal gasification
radiant syngas cooler(RSC)
ash deposit
microstructure
heat transfer
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分类号
TQ546
[化学工程—煤化学工程]
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题名磷矿-碳复合球团冷固结成型试验研究
被引量：1
- 3
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作者
王广
董剑豪
张燕
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机构
北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室
北京迈未科技有限公司
贵州航天迈未科技有限公司
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出处
《化工矿物与加工》
CAS
2021年第3期16-20,共5页
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基金
钢铁冶金新技术国家重点实验室自主研发课题(41619021)。
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文摘
为了促进磷矿-碳复合球团在黄磷生产中的应用,进行了磷矿粉-碳质还原剂冷压造球试验研究,考查了黏结剂种类及配比、原料粒度、配碳量等因素对生球性能的影响以及生球烘干过程的脱水行为和强度变化。试验结果表明:随着腐植酸钠配比从0.5%增至2.0%,落下强度和抗压强度均先升高后降低;随着膨润土配比从0.5%增至2.0%,抗压强度先降低后升高,但是落下强度先缓慢升高后明显升高;随着原料粒度从-35目减至-200目,生球的抗压强度和落下强度先升高后降低,-80目时达到最大;随着碳氧比从0.5增至2.0,生球抗压强度和落下强度均明显降低;随着烘干温度从80℃增至150℃,烘干速率加快,生球失水率达到97%以上时即可重新获得较高强度。研究结果可为以磷矿-碳复合球团为炉料的低能耗黄磷生产工艺开发提供理论参考。
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关键词
磷矿
黄磷
复合球团矿
胶黏剂
还原剂
抗压强度
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Keywords
phosphate ore
yellow phosphorus
composite pellet
binder
reductant
compressive strength
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分类号
TQ442
[化学工程—化学肥料工业]
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