燃煤飛灰細(xì)顆粒磁特性及其鐵相物質(zhì)形成機(jī)理研究.pdf

1、大氣可吸入顆粒物(PM1o)對環(huán)境和人體都有較大危害。煤的燃燒是大氣可吸入顆粒物污染的重要來源。通過高溫沉降爐上的煤粉燃燒實(shí)驗(yàn)，研究燃煤飛灰細(xì)顆粒的磁特性及其鐵相物質(zhì)形成機(jī)理，為利用燃煤飛灰細(xì)顆粒的磁特性脫除燃煤可吸入顆粒物提供理論基礎(chǔ)，具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本論文通過采用熱力工況與實(shí)際煤粉爐相近的沉降爐實(shí)驗(yàn)裝置，制備了三種煤樣在不同燃燒溫度和燃燒氣氛下的燃煤飛灰細(xì)顆粒樣品。在研究過程中，采用XRD定性分析燃煤飛灰細(xì)

2、顆粒中的礦物晶體相；運(yùn)用穆斯堡爾譜儀定性和定量分析燃煤飛灰細(xì)顆粒中含鐵物相存在形式及其相對含量的變化規(guī)律，探討煤種、燃燒溫度和燃燒氣氛對含鐵物相相對含量的影響規(guī)律；并通過振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測試其磁特性，系統(tǒng)研究燃煤飛灰細(xì)顆粒的磁特性與其磁性當(dāng)量鐵相對含量及燃燒條件的關(guān)系。
　　 XRD分析研究表明，燃煤飛灰細(xì)顆粒主要是由Si02、Al6Si2013、CaO、a-Fe203、r-Fe203, Fe304.K20、Na20、和

3、MgO等組成。原灰中鐵元素主要存在形態(tài)為赤鐵礦、磁鐵礦和磁赤鐵礦。燃燒溫度的上升并沒有改變?nèi)济猴w灰細(xì)顆粒中礦物晶體相的成分，只是改變了其相對含量，其中赤鐵礦的含量隨溫度的升高增加較為明顯。模擬空氣氣氛和模擬低氧氣氛下生成的主要晶體相也沒有變化，各種主要晶相的差異非常小，02濃度的降低沒有影響煤中主要礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化機(jī)理。與模擬空氣氣氛燃燒相比，02/C02燃燒氣氛對燃煤飛灰細(xì)顆粒中主要礦物晶體相的生成沒有影響，只是改變了其相對含量。

4、　　 穆斯堡爾譜分析研究表明，煤粉燃燒后，煤中的含鐵礦物質(zhì)基本轉(zhuǎn)化為含鐵硅酸鹽玻璃體以及o,-Fe203、r-Fe2o3和Fe304等鐵氧化物存在于燃煤飛灰細(xì)顆粒中，其中r.Fe203和Fe304是鐵磁性物質(zhì)。煤種、溫度和燃燒氣氛對燃煤飛灰細(xì)顆粒中含鐵物相的種類沒有影響，而對含鐵物相的含鐵量占總鐵的百分含量（以下簡稱為鐵的相對含量）有一定的影響，其中所含磁性鐵相成分也有所不同。在模擬空氣氣氛下，當(dāng)燃燒溫度升高時(shí)，燃煤飛灰細(xì)顆粒中a-F

5、e203中鐵的相對含量逐漸增加，磁性鐵相r-Fe203和Fe304中鐵的相對含量的變化趨勢較為復(fù)雜，硅酸鹽玻璃體中的鐵的相對含量增減趨勢和煤種類型有關(guān)。與模擬空氣氣氛燃燒相比，當(dāng)氧濃度降低時(shí)，a-Fe203和含鐵硅酸鹽玻璃體中鐵的相對含量趨勢增減趨勢和煤種類型有關(guān)，r-Fe203中鐵的相對含量有所上升，F(xiàn)c304中鐵的相對含量變化比較復(fù)雜。與模擬空氣氣氛燃燒相比，02/C02燃燒氣氛下，a-Fe203和含鐵硅酸鹽玻璃體中鐵的相對含量增減

6、趨勢也和煤種類型有關(guān)，F(xiàn)e304中鐵的相對含量稍有降低，r-Fe203中鐵的相對含量變化比較復(fù)雜。
　　 VSM分析研究表明，隨著燃燒溫度的上升，燃煤飛灰細(xì)顆粒的飽和磁化強(qiáng)度在保證煤粒充分燃燒溫度范圍內(nèi)有逐漸降低的趨勢。氧濃度的降低導(dǎo)致三種燃煤飛灰細(xì)顆粒的飽和磁化強(qiáng)度均有不同程度的增加，而在02/C02氣氛燃燒條件下，燃煤燃煤飛灰細(xì)顆粒的飽和磁化強(qiáng)度與煤種相關(guān)，可能會(huì)表現(xiàn)出不同的增減趨勢。結(jié)合穆斯堡爾譜分析結(jié)果表明：燃煤飛灰細(xì)顆