《非牛頓氣化熔渣析晶過程TTT和CCT曲線構建及動力學研究》是依託清華大學，由張建勝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非牛頓氣化熔渣析晶過程TTT和CCT曲線構建及動力學研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：張建勝
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
液態排渣氣化爐內熔渣沿水冷壁或耐火磚的流動特性對於氣化爐的安全穩定至關重要。採用動力學的方法對固液共存的熔融灰渣結晶過程進行研究，揭示非牛頓熔渣的結晶機理，對調整灰渣熔點、改善粘溫曲線和流動特性具有重要意義。本項目採用高溫熱台顯微鏡結合XRD、SEM在微觀角度連續觀測記錄熔渣冷卻析晶過程中晶體形貌、生長速率、粒徑分布等，構建時間-溫度-轉變（TTT）和連續-冷卻-轉變（CCT）曲線；利用差熱分析（DSC/DTA）法從動力學的角度對熔渣結晶現象進行闡述，獲得熔渣結晶的活化能E、頻率因子k及Avrami指數，獲得晶體形貌、生長速率和維度的理論解釋；利用FactSage計算結果與實驗結果的比對，獲知結晶過程偏離平衡態的程度，完善CCT和TTT曲線。在實驗研究和模型計算的基礎上，掌握灰渣成分、冷卻速率等對灰渣熔點、粘溫特性、結晶過程的影響規律，最終套用到氣化爐的熔渣流動和傳熱模型研究中。
結題摘要
氣流床氣化爐內液態熔渣沿水冷壁或耐火磚的流動特性對氣化爐的安全穩定運行具有重要意義。渣層在沿爐壁流動的過程中，可能發生結晶現象，這對渣層的粘度和導熱有重要影響。本項目從熔渣結晶的角度，採用五種氧化物組分（Si-Al-Ca-Fe-Mg）模擬煤灰渣，利用差熱掃描量熱儀（DSC）、單熱偶高溫線上觀察系統（SHTT）、FactSage熱力學軟體、高溫淬冷爐、X－射線衍射（XRD）等對非牛頓型模擬煤灰渣和實際煤灰在不同溫度、冷卻速率條件下的結晶過程及動力學進行研究，構建了不同熔渣的時間-溫度-轉變曲線（TTT）和連續-冷卻-轉變曲線（CCT），揭示了非牛頓熔渣內晶體在非等溫和等溫條件下的成核和生長的結晶機理，闡釋了不同組分對結晶動力學的影響，並建立了煤灰熔渣結晶預測模型，通過組分比例對結晶溫度和結晶傾向進行預測，從而實現對工程上氣化熔渣的粘度突變行為進行預測。從機理上了解煤灰熔渣的結晶動力學不僅有助於了解灰渣高溫下的熔融、凝固、流動等行為，而且能夠對配煤、添加劑等工程改善方法進一步認識。結晶模型的研究結果將直接用於非牛頓熔渣粘溫特性和傳熱模型的研究，為氣化爐內非牛頓熔渣的建模提供理論和數據支持。
