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《Shell氣化爐灰渣特性及應用開發(fā)研究-碩士研究生開題報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、Shell氣化爐灰渣特性及應用開發(fā)研究研究生：劉軍指導教師：李寒旭教授報告日期：2013.3.18主要內容本課題創(chuàng)新點研究內容與方法國內外研究現(xiàn)狀選題背景、研究目的及意義課題名稱及來源課題進展計劃1課題名稱及來源課題名稱：Shell氣化爐灰渣特性及應用開發(fā)研究課題來源：自選潔凈煤技術的發(fā)展不僅有利于我國發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢、提高能源效率，還有利于生產清潔能源、優(yōu)化能源結構；灰渣性質能夠很好反映出氣化爐運行工況；煤化工迅猛發(fā)展，導致煤炭氣化過程飛灰和灰渣排放量日益增多；灰渣在建筑、建材、化學、污水處理工業(yè)中有廣泛應用；沸石作為干燥劑，吸附劑，離子交換劑、催化劑和傳統(tǒng)水軟化劑，已被廣泛應用到各個工業(yè)領
2、域中。2選題背景、研究目的及意義2.1選題背景2.2研究目的研究氣化爐灰渣的主要物理及化學性質，探究灰渣在高溫下熱態(tài)行為，尋找灰渣與飛灰及煤灰之間關系；以氣化爐灰渣為主要原料合成沸石分子篩2.3研究意義對灰渣理化性質分析能夠為氣化爐操作提供一定的理論指導意義。以氣化爐灰渣為主要原料合成沸石分子篩，為人工合成沸石找到了一種廉價的原料，可以節(jié)約化工原料，拓寬氣化爐灰渣的應用范圍，有利于資源的綜合利用，還能實現(xiàn)變廢為寶。3國內外研究現(xiàn)狀氣化爐灰渣是氣化過程的產物，它能很好反映出氣化爐運行工況，能夠為氣化爐操作提供一定的參考價值，因此針對氣化爐灰渣國內外學者做了大量的研究，主要圍繞著灰渣物理性質、粘附
3、沉積特性、流動特性、高溫下熱膨脹行為。A.Acosta[1]等人對西班牙IGCC火力發(fā)電廠煤氣化的粗渣的特性進行了研究，研究發(fā)現(xiàn)：渣樣形態(tài)有平滑的表面和多孔的結構兩種。顆粒表面的邊緣部分存在狹窄的棱角，這些棱角的存在促進了渣樣顆粒的熔融與燒結。TadaakiShimizu[2]的高溫氣化條件下熔融渣層表面捕捉顆粒的模型理論，熔融的渣層表面被未燃碳顆粒覆蓋時，這些未反應的顆粒會對后來的顆粒產生排斥，直到顆粒充分反應，熔融成為液態(tài)，繼續(xù)粘附未反應的顆粒。Folkedahl等[3]研究了灰渣在不同氣氛中的流動性，結果表明：在空氣氣氛下，灰渣的粘度與酸性氧化物的摩爾比率相關；在氫氣氣氛下，灰渣粘度變化
4、與灰渣中鐵含量有關；在空氣和水蒸氣混合氣氛下，水蒸氣可能會進入灰渣中破壞Si-O-Si橋鍵以及形成金屬氫氧化物（如鉀）的堿性陽離子配合物，使得灰渣粘度隨著硅含量降低和鉀含量增加出現(xiàn)升高。M.Aineto[4]等人研究了高溫下灰渣的熱膨脹性，提出高溫高壓還原性性氣氛下H2、N2、CO在熔融的玻璃渣中表現(xiàn)出很高的溶解性，并且在冷卻的過程中這些氣體會被保留在玻璃渣中；當溫度接近軟化溫度時，不透明的玻璃體會產生晶相并且會釋放出包裹的氣體，進而加劇膨脹反應。沸石分子篩可以作為吸附劑、催化劑或催化劑載體、離子交換劑、多孔結構，應用于分離、石油化工、環(huán)保及高科技領域。因此國內外學者對制備分子篩研究做了大量研
5、究，主要以粉煤灰、高嶺土、煤矸石、硅藻土、工業(yè)廢渣、油頁巖渣、伊利石等為原料，采用水熱合成法成功制備了不同種類的沸石分子篩?？椎马榌6]等人高鐵高砂煤矸石為原料，將煤矸石低溫焙燒、鹽酸酸浸除鐵、高溫焙燒后再堿融活化獲得了活性原料，采用水熱晶化的方法，合成了粒度分布均勻，晶形完好4A沸石分子篩產品。曾小強[5]等人將粉煤灰與碳酸鈉混合焙燒生成硅酸鈉和硅鋁酸鈉，結果發(fā)現(xiàn)：在堿溶過程中溶液中的硅鋁存在過飽和現(xiàn)象，在過飽和期內實現(xiàn)固液分離，可提取粉煤灰中的硅鋁用于合成X型、A型、P型純沸石產品。C.V.Mcdaniel[7]以偏高嶺土、水玻璃、NaOH為原料，加入晶化導向劑在100℃晶化15小時，成功
6、合成出硅鋁比為4.5～5.95的具有良好性能的Y型分子篩，把利用廉價礦物原料制取高硅型八面沸石的工作向前推進了一步。ChaisenaA[8]等人將硅藻土經過1100℃的高溫酸化處理后，在不同條件下制得了NaP沸石分子篩。結果表明，產品的性能主要取決于固液配比、晶化溫度和晶化時間。4研究內容與方法分析Shell氣化爐穩(wěn)定運行期間采集灰渣的性質，主要包括：可燃物含量、晶體礦物組成、化學組成、表觀形貌、熔融特性、粘溫特性；探究高溫下灰渣熱態(tài)行為，尋找灰渣與飛灰及煤灰的關系；采用水熱合成法制備沸石分子篩；利用正交實驗設計找出最佳的合成工藝技術參數(shù)；對合成產品進行表征及性能測試研究方法利用XRD、XRF
7、分別測試灰渣晶體礦物組成、化學組成；并利用5E-AFⅡ智能灰熔點測試儀、自主開發(fā)的灰渣流動性測試儀、高溫旋轉粘度計分別測試灰渣熔融溫度、灰渣流動性、灰渣粘溫特性；采用水熱合成法制備沸石分子篩，利用正交實驗設計確定合成最佳工藝技術參數(shù)；借助X-射線衍射儀（XRD）的對產品進行物相鑒定，掃描電子顯微鏡（SEM）和X-射線熒光光譜（XRF）對產品進行表觀形貌及組成分析；采用TG-DTA方法表征產品的熱穩(wěn)
