IMECH-IR  > 高温气体动力学国家重点实验室
准东煤中碱金属Na的赋存形态及含量分析
赵京; 魏小林; 张玉锋; 李腾
Source Publication洁净煤技术
2019-03-15
Issue02Pages:96-101
Abstract新疆高碱煤具有低灰、低硫及反应活性高等特点,但在燃烧利用过程中,以气相形式释放的碱金属进入烟气后,将改变飞灰颗粒的物理化学特性,如降低灰熔融温度,并增强黏结性,进而对锅炉及换热设备造成严重的积灰、结渣、腐蚀等。碱金属的赋存形态决定其释放行为,因此深入研究碱金属具体存在形式及含量,可准确预测碱金属释放形式及含量,对准东煤的清洁、高效利用意义重大。以准东高钠煤为研究对象,采用扫描电镜能谱测试(SEM-EDS)分析样品表面元素分布,同时利用电感耦合等离子光谱(ICP-OES)分析碱金属Na赋存形态及含量,并通过X射线光电子能谱(XPS)及X射线衍射(XRD)研究样品表面元素含量及晶态结构。SEM-EDS结果表明:Ca、S在相同区域存在明显富集现象,表明CaSO_4存在于该区域; Cl在扫描过程并未发现明亮区域,可认为Cl均匀分布在准东煤中;此外Na也存在少量明亮区域与S对应,表明Na_2SO_4晶体也存在于准东煤中。XRD结果表明:105℃干燥后样品中碱金属Na以NaCl及Na_2SO_4晶体结构存在,经去离子水萃取后,对应峰强度减弱,甚至消失。ICP-OES结果表明:准东煤中Na主要以水溶态形式存在,其次为醋酸铵溶态及酸溶态Na,其含量分别为78. 42%、11. 57%和6. 44%,并有少量以硅铝酸盐形式存在的不溶性Na,含量为3. 57%;水萃取液中阳离子主要以Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,阴离子主要以Cl~-、SO_4~(2-)以及HCO_3~-为主,经计算,阳离子总电荷数为5. 369 mmol/L,阴离子总电荷数为5. 385 mmol/L,可知溶液中阴阳离子电荷基本守恒,则水溶态Na可认为主要以NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3等晶体或水合离子形式存在,在均匀分布条件下,可计算出其质量分数分别为5. 32%、85. 7%以及8. 98%。采用XPS对不同温度干燥后的样品进行表征分析,结果表明:随干燥温度升高,煤样中以水合离子形式存在的Na~+也随着水分移动向样品表面富集,样品表面的Na/C质量比增加;干燥温度超过100℃后,水分蒸发并带走部分在表面富集的Na,因此样品表面Na/C比开始下降,该过程释放的Na可定义为水挥发性Na。
Keyword准东煤 碱金属Na 赋存形态 晶态结构 Na/C
Language中文
Ranking1
Document Type期刊论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/78596
Collection高温气体动力学国家重点实验室
Affiliation1.中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
2.中国科学院大学工程科学学院
Recommended Citation
GB/T 7714
赵京,魏小林,张玉锋,等. 准东煤中碱金属Na的赋存形态及含量分析[J]. 洁净煤技术,2019(02):96-101.
APA 赵京,魏小林,张玉锋,&李腾.(2019).准东煤中碱金属Na的赋存形态及含量分析.洁净煤技术(02),96-101.
MLA 赵京,et al."准东煤中碱金属Na的赋存形态及含量分析".洁净煤技术 .02(2019):96-101.
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