10.13226/j.issn.1006-6772.19010501
准东煤中碱金属Na的赋存形态及含量分析
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CaSO4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Na2SO4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Na2SO4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+、Ca2+、Mg2+为主,阴离子主要以Cl-、SO42-以及HCO3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、Na2SO4、NaHCO3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.
准东煤、碱金属Na、赋存形态、晶态结构、Na/C
25
TQ534
国家自然科学基金资助项目51736010
2019-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共6页
96-101
