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新疆准东煤储量丰富,对缓解我国化石能源短缺意义重大。但是煤中碱金属含量过高制约了准东煤的利用,研究准东煤中碱金属对结渣和燃烧的影响对加快推进准东煤的广泛应用具有一定的实际意义。为了研究碱金属对结渣和燃烧的影响,本文首先采用预处理的方法脱除煤中碱金属,对比原煤研究了碱金属的脱除对煤结构和燃烧特性的影响,然后在脱灰煤上中外加碱金属和其他矿物矿物质,配成与准东煤灰分类似的合成煤,而后通过改变合成煤中钠和钙的含量,精确定量分析添加碱金属对煤结渣和粘污的影响。煤的预处理采用水洗和酸碱脱灰两种方法作为代表,利用了包括X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、热重分析和锥于二维瞬态测量的平面激光诱导荧光技术(OH-PLIF)等多种分析手段。实验结果表明,水洗和脱灰对准东煤的灰分和主要矿物碱金属都具有一定的脱除能力,酸碱脱灰可以脱除95%的灰分和几乎全部的碱金属。水洗和脱灰对煤的微观晶体结构影响不大,虽然提高了煤的着火温度和燃尽温度,但同时也提高了燃尽率和燃烧中期的稳定性。利用OH-PLIF观测到,水洗煤和脱灰煤的0H释放总量比原煤多,水洗煤和脱灰煤比原煤着火更快但原煤能够更快燃尽。分析认为出现这一实验结果的原因一是对比原煤,水洗煤的比表面积和微孔体积略有增大,而脱灰煤的增大幅度更加明显;二是煤中的碱金属和碱土金属在煤燃烧过程中所起的催化作用。在合成煤中通过定量改变钠和钙的含量,精确定量分析添加碱金属对煤结渣和粘污的影响的实验结果表明随着煤中钠的含量增加,灰熔点总体上都呈下降趋势,其原因是煤灰中的钠容易与硅、铝、钙等氧化物结合,形成霞石等低熔点晶体以及低温共融物,从而增强煤灰的结渣特性,降低灰熔点。改变合成煤的钙钠比,整体上随着钙含量的减少钠含量的增加,4种灰熔融温度都呈下降趋势。钠的引入使灰中原有的熔点高的矿物与钠结合,形成更低熔点的矿物,包括复杂的低温共融物,进一步降低灰熔点。