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期刊简介

  • 主管

    中国煤炭科工集团有限公司

  • 主办

    煤炭科学研究总院有限公司
    煤炭工业洁净煤工
    程技术研究中心

  • 主编

    解强

  • 刊期

    月刊

  • ISSN

    1006-6772

  • CN

    11-3676/TD

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含钒气化熔渣对致密刚玉材料的侵蚀作用机理

2022年 第11期
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作者:
马晓彤
王志刚
潘彦宏
刘伟
赵江山
王烟霞
单位:
德州学院化学化工学院;山东理工大学化学化工学院
摘要:

高硫石油焦用于气化,可实现石油焦的高效清洁利用。煤与石油焦气流床共气化是石油焦气化应用的主要技术路线。石油与煤相比V元素含量较高,V元素易造成耐火材料的侵蚀,目前耐火材料正向无铬方向发展,含V熔渣对新型耐火材料的侵蚀研究还较少。选用一种典型气化用煤的煤灰,配入V2O5模拟石油焦与煤共气化灰,对具有广泛应用前景的刚玉耐火材料进行侵蚀试验,考察气化操作温度、V元素含量和侵蚀时间等因素对侵蚀程度的影响,利用XRD分析含V熔渣高温侵蚀过程中的矿物质变化,利用SEM表征含V熔渣和刚玉材料侵蚀过程中形貌表面变化,阐明含V熔渣侵蚀刚玉材料机理。研究表明:熔渣V元素在刚玉界面处形成钒铝尖晶石,熔渣中V元素与Al元素相互取代,形成相互反应层侵蚀材料表面,破坏了刚玉材料的表面致密性,导致熔渣中低黏度液相渗透加剧。随反应温度增加,V元素与刚玉中Al2O3反应加剧,熔渣与刚玉材料界面处形成的尖晶石颗粒变大,反应层致密性降低,加剧低黏度液相熔渣向刚玉材料渗透,导致刚玉材料侵蚀程度增加。V含量增加时,熔渣与刚玉材料的反应层厚度增加,相互作用界面更加不规则,导致刚玉材料侵蚀程度明显增加。相互作用时间增加,液相熔渣渗透加剧,刚玉材料侵蚀程度明显增加。V含量是决定侵蚀程度的最关键因素,当熔渣中V2O5质量分数为10%、反应温度高于流动温度200 ℃时,刚玉材料侵蚀最严重。石油焦与煤共气化时,应严格控制灰渣中的V含量和操作温度,避免造成耐火材料的侵蚀加剧。

关键词:
石油焦
气流床气化
熔渣
刚玉耐火材料
侵蚀
作者简介:
马晓彤(1998—),女,山东德州人,硕士研究生。E-mail:17865278553@163.com
图表:
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引用格式:
马晓彤,王志刚,潘彦宏,等.含钒气化熔渣对致密刚玉材料的侵蚀作用机理[J].洁净煤技术,2022,28(11):121-127. MA Xiaotong,WANG Zhigang,PAN Yanhong,et al.Interaction mechanism between gasification slag containing vanadium and corundum material[J].Clean Coal Technology,2022,28(11):121-127.
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