气化灰渣高温特性及资源化利用

煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术。煤气化灰渣是煤气化的副产物，年产量超过3500万吨，但综合利用率低于20%，深入研究煤气化灰渣的来源及性质，是实现气化炉稳定运行以及煤气化灰渣资源化利用的重要基础，对我国煤气化产业的健康发展以及煤炭清洁高效利用具有重要意义。本书系统介绍了常见气化技术、气化灰渣高温性质及常用表征方法、气化灰渣中铁和钾的演化规律、高铁气化灰渣熔融特性、高铁气化灰渣黏温特性、气化灰渣活化制备胶凝材料、气化灰渣制备陶粒等内容，深度揭示了气化灰渣与其资源化利用过程中反应性的关联，可为解决化工、环境、材料、工程热等交叉学科的共性关键问题提供思路。
本书可供煤化工领域的科研人员和相关设计人员参考使用，也可作为高等院校热能工程、化学工程、化学工艺等专业师生的参考书和教学用书。

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第1章气化技术简介1
1.1气化原理1
1.2煤气化技术发展历史2
1.3气化技术发展现状2
1.3.1固定床煤气化技术2
1.3.2流化床煤气化技术3
1.3.3气流床煤气化技术4
1.4煤气化灰渣形成机理及气化炉灰渣问题6
1.4.1固定床气化炉的成灰机理及灰渣问题6
1.4.2流化床气化炉的成灰机理及灰渣问题9
1.4.3气流床气化炉的灰渣问题11
参考文献14

第2章气化灰渣高温性质及常用表征方法18
2.1气化灰渣的高温性质18
2.1.1熔融特性18
2.1.2黏温特性19
2.2气化灰渣高温性质的表征方法22
2.2.1灰化学组成分析22
2.2.2物相组成分析23
2.2.3结构分析23
2.2.4铁价态分析24
2.2.5理论模拟26
参考文献27

第3章气化灰渣中铁、钾的演化规律29
3.1煤气化灰渣中Fe2+/Fe3+的演化规律29
3.1.1化学组成、温度和氧分压对气化灰渣中Fe2+/Fe3+的影响规律29
3.1.2不同气氛下气化灰渣中的铁价态分布30
3.1.3气化灰渣中Fe2+/Fe3+的热力学预测模型31
3.1.4气化灰渣中Fe2+/Fe3+的动力学预测模型32
3.1.5气流床气化条件下熔渣中Fe2+/Fe3+的演化34
3.2煤气化灰渣含铁相的析出特性35
3.2.1化学组成对气化灰渣中铁分布的影响规律35
3.2.2化学组成对气化灰渣中含铁相含量的影响规律37
3.2.3气化灰渣中含铁相的定量分析38
3.3煤气化灰渣中金属铁的析出特性41
3.3.1气氛对金属铁析出的影响规律41
3.3.2化学组成对金属铁析出的影响规律42
3.3.3金属铁析出机理47
3.3.4抑制金属铁析出的配煤或助剂添加依据48
3.4生物质灰渣中碱金属钾的释放特性49
3.4.1生物质气化过程中钾的释放机理49
3.4.2高岭土添加对钾释放的影响规律51
3.4.3干法排灰条件下气化灰固钾机理52
3.4.4液态排渣条件下熔渣固钾机理54
3.4.5熔渣固钾能力的定量分析57
3.4.6熔渣固钾能力与黏度的关系58
参考文献59

第4章气化灰渣的熔融及黏温特性62
4.1煤气化灰的熔融特性62
4.1.1化学组成对煤灰熔融特性的影响规律62
4.1.2气氛对煤灰熔融特性的影响机理69
4.1.3铁价态对煤灰熔融特性的影响规律76
4.2煤气化渣的黏温特性84
4.2.1典型煤气化渣的黏温特性的影响机理84
4.2.2气氛对煤气化渣黏温特性的影响机理96
4.2.3金属铁对煤气化渣黏温特性的影响机理105
4.2.4生物质气化渣的黏温特性预测115
4.2.5煤气化渣的黏温特性预测126
参考文献130

第5章煤气化渣资源化利用134
5.1煤气化渣-煤矸石制备高强陶粒134
5.1.1陶粒的抗压强度134
5.1.2烧结过程解耦分析135
5.1.3陶粒的微观形貌139
5.1.4矿物演化机理141
5.1.5烧结过程的热分析142
5.1.6固液转变过程的热力学模拟143
5.2煤气化渣源头活化制备辅助胶凝材料147
5.2.1钙铁助剂对灰熔融温度的影响147
5.2.2源头活化过程分析147
5.2.3钙铁助剂活化机理分析155
5.2.4源头活化对煤气化渣-水泥胶砂强度的影响159
5.3煤气化渣热活化脱碳制备辅助胶凝材料160
5.3.1煤气化渣-水泥胶砂强度的抗压强度160
5.3.2热活化机理分析161
5.3.3水化反应机理分析164
参考文献167