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本文基于多喷嘴对置式水煤浆气化实验平台开展水煤浆气化实验,从实验装置的轴向进行固体颗粒物取样,利用火焰原子吸收光谱仪、扫描电子显微镜及能谱联用系统、马尔文粒度仪对钠元素在气流床气化炉内迁移转化和在不同颗粒物中的形态分布进行研究。 钠元素的释放率随与喷嘴平面距离的增加先增加再减少,喷嘴平面附近为钠元素的主要释放区域。炉内反应过程中钠的赋存形态由水溶态、离子交换态向酸溶态和残渣态转变,水溶态和离子交换态钠含量随与喷嘴平面距离的增加而减少。颗粒物的酸溶态钠在炉内反应过程中持续生成,而残渣态的生成主要集中在喷嘴平面附近,在远离喷嘴平面后增长趋于缓慢。氧碳比的升高有利于喷嘴平面钠元素的释放,而且会促进远离喷嘴平面位置的固态钠元素(主要为酸溶态和残渣态钠)的形成,对酸溶态钠生成的促进作用较对残渣态钠生成的促进作用更为显著。 炉内残渣态钠主要存在于球形颗粒,球形颗粒熔融的状态对硅铝酸盐的形成具有促进作用。炉顶球形颗粒物的释放导致粗颗粒物中残渣态钠元素的减少。炉内不同粒径颗粒物上均可形成酸溶态钠元素,酸溶态钠元素在炉内持续生成且分布较为均匀。喷嘴平面上方不同粒径颗粒物的残渣态钠元素含量差距较大,造成不同粒径颗粒物钠元素的含量不同,管流区的细颗粒团聚形成粗颗粒物导致管流区不同粒径颗粒物的钠元素含量差距减小。 Factsage模拟结果表明,气化炉内反应主要朝形成硅铝酸盐的方向进行,温度影响钠元素的释放,温度越高钠元素释放越显著。硅、铝元素含量的改变造成硅铝比的改变,硅铝比增大有利于NaAlSi3O8的生成,硅铝比减小则有利于NaAlSiO4的生成。