循环流化床(CFB)粉煤灰较低的成灰温度使其无定形组分与传统的煤粉炉(PC)粉煤灰存在明显差异,目前对CFB粉煤灰无定形组分组成和结构的认识尚不深入.以4种CFB粉煤灰为研究对象,分别利用Retiveld全谱图拟合方法和酸碱交替化学溶解法,计算了粉煤灰无定形组分的质量分数;结合化学组成和物相定量结果,获得了灰中无定形组分的主要化学组成.利用27Al和29Si核磁共振(NMR)图谱分峰拟合的方法,揭示了无定形组分中硅铝的配位结构及其在酸碱处理时的分解过程.结果表明,4种CFB灰的物相均以无定形硅铝酸盐为主,其质量分数均在65％以上,其主要化学组成为SiO2和Al2O3,无定形组分的Si/Al低于粉煤灰中总的Si/Al.利用酸碱交替化学溶解法获得的无定形组分质量分数略低于Retiveld全谱图拟合计算的无定形组分质量分数.NMR结果表明CFB灰中的Si-O-Si和Si-O-Al结构是高度无序和不稳定的,其中铝主要以四配位([AlO4])和六配位([AlO6])的铝氧结构存在,硅主要以Q4(0Al)结构为主,[SiO4]之间通过桥氧连接,形成高聚合程度的 Si-O-Si 结构;[AlO4]或[AlO6]与[SiO4]结合形成 Q3(1Al)或 Q4(1～2 Al)的 Si-O-Al 结构.HCl溶液破坏[AlO4]结构并使铝溶出,NaOH溶液破坏[SiO4]结构并使硅溶出,利用酸碱交替化学溶解法可实现CFB灰无定形组分中铝硅的深度分离.

循环流化床粉煤灰;无定形组分;化学组成;配位结构

王文翰;马志斌;路广军;张圆圆;李圳;李丽锋

山西大学资源与环境工程研究所,山西太原 030006;山西河坡发电有限责任公司,山西阳泉 045000

洁净煤技术

[1]王文翰;马志斌;路广军;张圆圆;李圳;李丽锋-.循环流化床粉煤灰无定形组分化学组成与结构特性)[J].洁净煤技术,2022(07):167-176

无定形组分,Retiveld

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