準東煤摻燒煤矸石的捕鈉機制

許天瑤，傅培舫，劉 洋，謝梓涵，熊 哲

(1.華中科技大學 能源與動力工程學院，湖北 武漢 430000；2.華中科技大學 煤燃燒國家重點實驗室，湖北 武漢 430000)

0 引 言

準東煤田煤炭儲量3 900億t，具有低灰分、高揮發(fā)分、高反應活性等特點，是優(yōu)質(zhì)的動力和化工煤。但準東煤中堿金屬(Na、K)和堿土金屬含量較高，特別是Na含量，總體在2%以上，遠高于其他地區(qū)的動力用煤[1]。燃用準東煤過程中，高含量堿金屬會導致受熱面出現(xiàn)嚴重沾污結(jié)渣，降低鍋爐傳熱效率，引發(fā)安全問題和經(jīng)濟損失[2]。新疆電廠燃用準東高堿煤的鍋爐一般用低負荷運行或高負荷摻燒10%～30%低鈉煤或5%～10%高嶺土減輕鍋爐受熱面的沾污結(jié)渣，但存在成本高或鍋爐磨損增加限制。因此，探索更經(jīng)濟有效的防沾污結(jié)渣技術十分迫切。煤中Na的賦存形態(tài)主要通過逐級化學萃取法分為水溶性Na、醋酸銨可溶性Na、鹽酸可溶性Na和不溶性Na[3-7]，其中水溶性Na和有機Na對鍋爐運行影響最大[8]。準東煤中水溶性Na含量最高[9-10]，因此許多學者研究了水溶性Na的釋放和轉(zhuǎn)化規(guī)律。準東煤中Na在400 ℃前釋放量較小，400～500 ℃加快釋放，500 ℃前釋放量為30%～40%[5,9,11-12]。雷宇霆等[9]研究了準東煤中Na的蒸發(fā)特性，結(jié)果表明：400～700 ℃，Na析出速度最快，釋放量約40.25%，且主要形式為水溶性Na；800 ℃，Na蒸發(fā)基本結(jié)束，剩余Na質(zhì)量分數(shù)約為32.1%。劉敬等[5]、陶玉潔等[11]研究證明400～600 ℃，Na析出最快。BLSING等[13-15]在管式爐中研究了煤氣化和燃燒狀態(tài)下堿金屬的釋放，發(fā)現(xiàn)NaCl釋放量與所研究褐煤的S/Cl比和Al+Si含量呈負相關，壓力對堿金屬釋放也有較大影響。張軍等[16]研究了煤中堿金屬在燃燒中的行為，結(jié)果表明：高溫下水溶性Na向酸溶性Na轉(zhuǎn)化，溫度和氣氛對Na釋放的影響因煤種不同而不同。HUANG等[17]研究了燃燒過程中Na的轉(zhuǎn)化行為，發(fā)現(xiàn)了水溶性Na向不溶性Na(Na的硅鋁酸鹽)轉(zhuǎn)化，LI等[10]研究也得出了相同結(jié)論。前人對煤中Na的釋放和轉(zhuǎn)化研究較多，有助于解決準東煤利用中出現(xiàn)的沾污結(jié)渣問題。目前，解決沾污結(jié)渣問題的方法主要有燃料預處理[18-21]、合理配煤[22-24]、添加添加劑[25-30]等。燃料預處理由于成本和設備復雜，無法大面積推廣，配煤只能緩解沾污結(jié)渣問題且缺點較多，而添加添加劑被證明是簡單有效的方法。王學斌等[31]研究了SiO2對堿金屬遷移特性的影響，結(jié)果表明：SiO2對Na有明顯的捕獲效果，且灰中水溶性Na含量降低而不可溶性Na含量增加。XU等[29]在煤粉鍋爐中進行試驗，發(fā)現(xiàn)高嶺土對Na的捕獲主要通過化學反應形成Na的硅鋁酸鹽，如霞石、鈉長石等，吸附機制以霞石的生成反應為主。QI等[32]研究了準東煤在900 ℃氣化過程中，石英、高嶺土、剛玉、泥灰和磷礦石5種床料捕獲堿金屬、預防結(jié)渣的可行性。研究表明，5種床料均能有效捕獲準東煤中堿金屬。Na捕捉能力由高到低為污泥灰>石英>高嶺土>剛玉>磷礦。添加劑主要成分均含硅鋁礦物，同時含有SiO2和Al2O3為Na最佳吸附劑[25]。準東地區(qū)煤礦開采和分選過程中伴隨著大量煤矸石產(chǎn)出，煤矸石主要成分為SiO2和Al2O3[33-34]，若將其與準東煤結(jié)合利用，不僅能解決部分煤矸石堆積占地和污染問題，也能實現(xiàn)準東煤的清潔安全利用。

筆者研究了準東煤在500～1 400 ℃時Na的遷移特性，并著重分析了煤矸石添加劑對各溫度節(jié)點下準東煤中Na遷移的影響，并探討捕捉堿金屬(Na)的最佳條件。

1 試 驗

1.1 試驗樣品

選取神華五彩灣的紅沙泉(HSQ)和西黑山(XHS)煤作為典型試驗煤種。2種準東煤的工業(yè)及元素分析見表1。選取500 ℃作為灰化溫度制取低溫煤灰，既保證了煤樣的充分燃燒又能保留較多的堿金屬元素[16,35]。低溫煤灰的灰成分見表2。HSQ和XHS煤灰中Na2O質(zhì)量分數(shù)分別達5.22%和6.22%，遠高于常規(guī)動力用煤。此外，2種煤灰中的Fe2O3和堿土金屬(Ca、Mg)質(zhì)量分數(shù)也較高，這也是燃用動力煤出現(xiàn)結(jié)渣的主要原因[15]。因此，2種準東煤均具有較低的熔融溫度和較強的沾污結(jié)渣傾向，屬于典型的準東煤灰。煤灰熔融溫度見表3。

表1 準東煤的工業(yè)分析與元素分析

表2 準東煤的灰成分分析

表3 煤灰熔融溫度

試驗選取的煤矸石樣品來自準東五彩灣礦區(qū)。煤矸石灰成分分析見表4?？芍喉肥兄饕煞譃镾iO2和Al2O3。硅鋁添加劑能有效減少堿金屬向氣相中釋放[16-17]。為保證煤矸石成分的均勻性，實際使用的煤矸石樣品根據(jù)灰成分分析采用國藥集團分析純試劑配制而成。煤樣與煤矸石樣品均破碎至0.075 mm，在50 ℃下烘干24 h。煤矸石添加劑質(zhì)量分數(shù)為6%。

表4 煤矸石的灰成分分析

1.2 礦物轉(zhuǎn)化特征溫度測定

采用德國耐馳產(chǎn)熱重/差熱綜合熱分析儀STA449F3(TGA-DSC)對低溫煤灰進行分析，根據(jù)灰樣失重和熱量變化數(shù)據(jù)判斷煤灰中礦物轉(zhuǎn)化的特征溫度，測試氣氛為氧化性氣氛(21% O2、79% N2)。

1.3 Na遷移特性試驗

Na遷移特性試驗在電加熱管式爐中進行，管式爐臺架構造如圖1所示，管式爐試驗臺架主要由供氣系統(tǒng)、加熱裝置以及尾氣處理裝置3部分組成。加熱裝置為溫控裝置控制臥式管式爐的加熱工況，升溫速率最快為25 ℃/min，最高溫度可加熱至1 600 ℃?？紤]到制灰過程可能會產(chǎn)生有毒、有害氣體，在試驗裝置尾部添加了尾氣處理裝置。每組試驗精確稱量9.40 g準東煤和10.00 g摻混了6%煤矸石的準東煤樣，在氧化性氣氛下(21% O2、79% N2)以10 ℃/min升溫速率升溫至500 ℃，在該溫度下恒溫2 h。隨后將500 ℃灰樣加熱到指定目標溫度后恒溫灼燒30 min。試驗完畢，稱量剩余灰質(zhì)量，采用日本Shimadzu公司生產(chǎn)的波長色散型X射線熒光光譜儀WD-XRF-1800測定灰中成分。用Na絕對含量τ表征煤矸石添加劑對準東煤Na捕獲的影響，具體為

圖1 管式爐試驗裝置

τ=φTm0ωT(Na)，

(1)

式中，φT為各溫度下煤樣的含灰率，%；m0為煤樣初始質(zhì)量，g；ωT(Na)為各溫度下Na相對質(zhì)量分數(shù)，%。

采用荷蘭帕納科的X′pert3Powder型X射線衍射儀對特征溫度下的灰樣進行X射線衍射分析，確定灰中礦物種類和含量，對比相同煤種不同溫度和不同煤種相同溫度下灰中礦物差異，分析礦物演化規(guī)律。采用日本Shimadzu公司生產(chǎn)的環(huán)境掃描電子顯微鏡(CCSEM-EDS)分析高溫煤灰形貌和組分。

2 結(jié)果及討論

2.1 準東煤摻混煤矸石灰樣的TGA-DSC分析

HSQ灰樣的熱分析結(jié)果如圖2(a)所示。500～900 ℃時樣品緩慢失重，DTG曲線表現(xiàn)平穩(wěn)，DSC曲線緩慢上升，灰樣中某些礦物分解，還可能存在微量礦物的相變蒸發(fā)。900～1 100 ℃時灰樣迅速失重，質(zhì)量變化率為7.79個百分點，DSC曲線出現(xiàn)明顯峰值，最大峰位出現(xiàn)在1 092.8 ℃，熱流量為3.09 mW/mg。1 100～1 220 ℃時灰樣經(jīng)歷玻璃化轉(zhuǎn)到結(jié)晶過程，繼續(xù)保持緩慢失重。1 280 ℃處有較1個明顯的吸熱峰。

HSQ摻混6%煤矸石灰樣的熱分析結(jié)果如圖2(b)所示。500～900 ℃時，DTG曲線與HSQ灰樣表現(xiàn)一致，DSC曲線表現(xiàn)平穩(wěn)。900～1 100 ℃時灰樣迅速失重，質(zhì)量變化率為5.09個百分點，較HSQ灰樣的失重下降34.66%，煤矸石添加劑抑制了某些礦物的釋放，DSC曲線出現(xiàn)明顯峰值，最大峰位出現(xiàn)在1 040.8 ℃，最大峰位前移50 ℃，熱流量為0.737 mW/mg，相對于HSQ灰樣下降76.12%。1 200 ℃ 時，DSC曲線有不明顯放熱峰。1 200 ℃ 后，樣品仍緩慢失重，DSC曲線未見明顯峰?；谝陨戏治?，煤灰礦物轉(zhuǎn)化及相變特征溫度選取500、850、1 000、1 060、1 200和1 400 ℃。

圖2 HSQ及其摻混樣的TGA-DSC曲線

XHS灰樣的熱分析結(jié)果如圖3(a)所示。500～900 ℃，樣品緩慢失重，DTG曲線表現(xiàn)平穩(wěn)，700 ℃時，有1個較明顯的失重，DSC表現(xiàn)為持續(xù)吸熱。900～1 100 ℃時灰樣迅速失重，質(zhì)量變化率為5.92個百分點，DSC曲線出現(xiàn)明顯峰值，峰位出現(xiàn)在1 050 ℃。最大峰位出現(xiàn)在1 157.6 ℃，熱流量為2.02 mW/mg，兩峰位之間包含多種化學反應。1 200 ℃ 后，TG曲線繼續(xù)緩慢下降，1 220 ℃處有1個小的吸熱峰。

圖3 XHS及其摻混樣的TGA-DSC曲線

XHS摻混6%煤矸石灰樣的熱分析結(jié)果如圖3(b)所示?？芍?00～900 ℃時樣品緩慢失重，DTG曲線表現(xiàn)平穩(wěn)，DSC曲線持續(xù)緩慢升高。850 ℃時DSC曲線有1個微小凸起。900～1 100 ℃時灰樣迅速失重，質(zhì)量變化率為7.04個百分點，質(zhì)量變化率較XHS灰樣有所增大，DSC曲線出現(xiàn)明顯峰值，最大峰位出現(xiàn)在1 054.2 ℃，最大峰出現(xiàn)的溫度比XHS灰樣降低約100 ℃，熱流量為2.07 mW/mg，與XHS灰樣保持一致。975 ℃時，DSC曲線出現(xiàn)較明顯的吸熱峰。1 200 ℃時，DSC曲線有不明顯放熱峰。1 200 ℃ 后，樣品仍然在緩慢失重，DSC曲線未見明顯峰。基于以上分析，確定煤灰礦物轉(zhuǎn)化及相變特征溫度選取500、850、975、1 100、1 250和1 400 ℃。

2.2 XRD物相分析

HSQ灰樣在各特征溫度下樣品的XRD物相分析結(jié)果如圖4(a)所示。500 ℃時，灰中主要礦物質(zhì)為石英(SiO2)、硬石膏(CaSO4)、赤鐵礦(Fe2O3)。溫度達到850 ℃，灰中Na、K元素與煤灰中Si、Al元素發(fā)生反應生成霞石(KNa3(AlSiO4)4)。升溫至1 000 ℃，霞石消失，硬石膏分解完畢，透輝石(CaMgSi2O6)和Magnli相亞氧化鈦(Ti8O15)出現(xiàn)。1 060 ℃ 時，藍方石(Na6Ca2Al6Si6O24(SO4)2)生成，應為霞石分解產(chǎn)物與硬石膏分解產(chǎn)物反應生成。1 200 ℃ 時，赤鐵礦消失，轉(zhuǎn)化為磁鐵礦(Fe3O4)和Fe2MgO4。1 400 ℃時，透輝石、藍方石、磁鐵礦和Fe2MgO4均無法檢測出，而藍晶石(Al2SiO5)和Mg2TiO4出現(xiàn)。礦物熱轉(zhuǎn)化過程主要反應如下：

圖4 各溫度節(jié)點下HSQ灰樣及其摻混6%煤矸石灰樣的XRD分析

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

HSQ摻混6%煤矸石灰樣在各特征溫度下樣品的XRD物相分析結(jié)果如圖4(b)所示?？芍?00 ℃時，灰中主要礦物質(zhì)為石英(SiO2)、硬石膏(CaSO4)、赤鐵礦(Fe2O3)，與HSQ原煤保持一致。溫度升高至850 ℃，灰中Na、K元素與煤矸石添加劑中的SiO2與Al2O3發(fā)生反應，霞石(K(Na,K)3Al4Si4O16)、正長石(KAlSi3O8)出現(xiàn)。1 000 ℃時，硬石膏(CaSO4)的衍射峰消失，硬石膏分解完畢，霞石(K(Na,K)3Al4Si4O16)衍射峰減少，開始出現(xiàn)鈉長石(NaAlSi3O8)衍射峰，證明霞石(K(Na,K)3Al4Si4O16)有向鈉長石(NaAlSi3O8)轉(zhuǎn)化的跡象。HSQ摻混樣品的含鈉礦物與原樣不一致，說明煤矸石添加劑有一定固Na作用。溫度繼續(xù)升高至1 060 ℃，霞石(K(Na,K)3Al4Si4O16)、鈉長石(NaAlSi3O8)、正長石(KAlSi3O8)的衍射峰均消失，石英(SiO2)的衍射峰減弱，出現(xiàn)Na、K、Si的低溫共熔現(xiàn)象，可能以非定形物質(zhì)存在，鈉長石(NaAlSi3O8)可能與親電體系發(fā)生反應進行了晶格重組[18]，與此同時普通輝石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6)出現(xiàn)。溫度達1 200 ℃，只能檢測到石英(SiO2)的衍射峰。而HSQ原樣在1 200 ℃ 下仍能檢測到藍方石、透輝石和磁鐵礦，少量的硅鋁添加劑加劇了低溫共熔現(xiàn)象。溫度達1 400 ℃，全部礦物已熔融，以非定形物質(zhì)存在。礦物熱轉(zhuǎn)化過程主要反應如下：

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

XHS灰樣在各特征溫度下樣品的XRD測試結(jié)果如圖5(a)所示?？芍?00 ℃時，灰中主要礦物質(zhì)為石英(SiO2)、硬石膏(CaSO4)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)。溫度升至850 ℃，鎂橄欖石消失，灰中K元素與硅鋁礦物發(fā)生反應生成正長石(KAlSi3O8)，500 ℃赤鐵礦(Fe2O3)生成。975 ℃時，正長石消失，硬石膏分解完畢，未檢測到其衍射峰，分解產(chǎn)物進一步與Na、Mg、Si、Al反應生成透輝石(CaMgSi2O6)和藍方石(Na6Ca2Al6Si6O24(SO4)2)。1 100 ℃時，石英衍射峰消失，藍方石繼續(xù)存在，但衍射峰強度明顯降低，證明升溫過程中，藍方石存在一定分解，消失的鎂橄欖石在1 100 ℃再出現(xiàn)，可能與石英消失有關。溫度繼續(xù)升高至1 250 ℃，僅存在的礦物為透輝石和藍方石。1 400 ℃時，未檢測到任何礦物的衍射峰，全部礦物已熔融，以非定形物質(zhì)的形式存在于煤灰中，礦物熱轉(zhuǎn)化過程的主要反應如下：

(14)

(15)

(16)

(17)

XHS摻混6%煤矸石灰樣在各特征溫度下樣品的XRD測試結(jié)果如圖5(b)所示，可知500 ℃時，灰中主要礦物質(zhì)為石英(SiO2)、硬石膏(CaSO4)、赤鐵礦(Fe2O3)。溫度升至850 ℃，灰中Na元素與煤矸石添加劑中的SiO2和Al2O3發(fā)生反應，生成霞石(NaAlSiO4)，添加煤矸石添加劑后，含鈉礦物的生成溫度降低，且并非以藍方石存在。975 ℃時，硬石膏(CaSO4)、霞石(NaAlSiO4)的衍射峰消失，硬石膏(CaSO4)分解完畢，Na6(AlSiO4)6[19]、正長石(KAlSi3O8)、輝石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)出現(xiàn)。溫度升高至1 100 ℃，Na6(AlSiO4)6的衍射峰消失。1 250和1 370 ℃時只能檢測到石英(SiO2)的衍射峰。溫度達到1 400 ℃，全部礦物已熔融，以非定形物質(zhì)存在。礦物熱轉(zhuǎn)化過程主要反應如下：

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

各個溫度節(jié)點下XRD分析顯示，隨溫度升高，煤灰中礦物向更多元系發(fā)展[20]。

2.3 微觀形貌和組分

不同溫度下HSQ摻混6%煤矸石高溫灰樣微觀形貌CCSEM-EDS分析結(jié)果如圖6(a)所示?？芍? 000 ℃ 時，灰樣呈碎屑狀伴有較大的塊狀物質(zhì)，并未發(fā)現(xiàn)熔融現(xiàn)象。溫度升至1 200 ℃，灰樣表面已變得較為光滑且有很多孔洞，此時灰樣已熔融。溫度達到1 400 ℃，灰樣表面幾乎平整，表面伴有階梯狀條紋和細小顆粒，結(jié)合XRD分析結(jié)果，細小顆?？赡転檎舭l(fā)冷凝形成的微粒。EDS結(jié)果顯示，灰樣中Na相對含量隨溫度升高而減少，這與前人研究結(jié)果一致[12,21]。

不同溫度下XHS摻混6%煤矸石高溫灰樣微觀形貌如圖6(b)所示。1 100 ℃下，灰樣多為碎屑狀和塊狀，部分熔融。溫度升至1 250 ℃，灰樣表面極為光滑，散落著許多小顆粒，此時灰樣幾乎完全熔融，細小顆粒應為蒸發(fā)冷凝形成的微粒。溫度達到1 400 ℃，灰樣表面與同溫度下HSQ摻混6%煤矸石樣品幾乎一致?；覙又蠳a相對含量變化規(guī)律與HSQ摻混6%煤矸石樣品保持一致。微區(qū)能譜分析結(jié)果見表5。

圖6 HSQ和XHS摻混6%煤矸石灰樣高溫下的微觀形貌

表5 微區(qū)能譜分析

2.4 Na保持率

2種準東煤在不同溫度下的成灰率如圖7所示?？芍狧SQ灰分低于XHS灰分，且2種準東煤500 ℃下成灰率與1 400 ℃下成灰率差距不大，說明500 ℃下準東煤中超過99%可燃物已燃盡，說明選取500 ℃作為準東煤低溫灰制取溫度合理。

圖7 2種準東煤在不同溫度下的成灰率

各溫度節(jié)點下HSQ、XHS及其摻混灰樣的Na絕對質(zhì)量(絕對質(zhì)量為9.40 g原煤和10.00 g摻混煤在各溫度下的Na質(zhì)量)如圖8所示?？芍喉肥砑觿┰?00～1 400 ℃，HSQ和XHS煤種均表現(xiàn)出很強的捕鈉能力。隨溫度升高，無論有無添加劑，灰中Na絕對質(zhì)量均隨溫度的升高而減少。對于HSQ灰，溫度從500 ℃升至850 ℃后，灰中Na絕對質(zhì)量減少24.62%，Na保持率為75.38%。溫度升至1 000 ℃，灰中Na絕對質(zhì)量減少很少，Na保持率為73.95%。溫度繼續(xù)升高至1 400 ℃，1 200～1 400 ℃釋放的Na占總Na的20.37%，灰中Na絕對質(zhì)量相比1 200 ℃下減少36.53%。而HSQ摻混6%煤矸石樣品，溫度由500 ℃升至850 ℃，灰中Na含量幾乎未減少，煤矸石添加劑強烈抑制Na向氣相中釋放。隨溫度繼續(xù)升高，灰中Na含量緩慢減少，1 000 ℃下絕對質(zhì)量只比500 ℃下減少了6.82%，Na保持率達93.18%，這對準東地區(qū)循環(huán)流化床運行中抑制堿金屬釋放有重要意義；高溫1 400 ℃下，灰中Na保持率為62.96%，絕對質(zhì)量是未添加樣品的2.55倍。對于XHS，850 ℃灰中Na絕對質(zhì)量比500 ℃少22.30%，Na保持率為77.70%。而850～1 250 ℃，灰中Na絕對質(zhì)量近似維持不變，原因可能為揮發(fā)性Na釋放完畢，Na以硅鋁酸鹽形式固定在灰中，保持相對穩(wěn)定。1 400 ℃時，Na絕對質(zhì)量下降64.22%。而XHS摻混6%煤矸石樣品在溫度由500 ℃升至850 ℃過程中，Na絕對質(zhì)量僅降低7.37%，保持率為92.63%，溫度升至1 250 ℃，保持率仍達73.57%，有利于控制燃用準東煤電站鍋爐中Na含量。1 250～1 400 ℃釋放的Na占總Na的49.09%，高溫1 400 ℃下，摻混樣品Na絕對質(zhì)量約為原樣的2.15倍。

圖8 各溫度節(jié)點下灰樣中Na絕對質(zhì)量

對比HSQ和XHS兩種準東煤，煤種對添加劑固Na效果有一定影響，HSQ表現(xiàn)更好，結(jié)合500 ℃低溫灰的成分分析可知，HSQ中原有硅鋁總量低于XHS，而煤矸石添加劑主要組分為硅鋁，所以煤矸石添加劑對HSQ影響更大。此外，XHS中Na質(zhì)量分數(shù)更高，導致其Na釋放量更大。

結(jié)合XRD分析和試驗條件可以推斷，煤矸石添加劑的固Na反應為固-固反應，主要以硅鋁酸鹽和非定形物質(zhì)的形式保留Na。通過對照添加與未添加添加劑的樣品可以發(fā)現(xiàn)，在各溫度下，煤矸石添加劑均表現(xiàn)出較強的捕鈉能力，尤其在1 400 ℃高溫下。

3 結(jié) 論

1)研究了空氣氣氛下，煤矸石添加劑對2種準東高堿煤Na元素遷移特性的影響，分析了溫度、煤種對Na捕獲特性的影響規(guī)律。Na釋放發(fā)生在準東煤燃燒過程中，隨溫度升高，準東煤中Na釋放量增加。HSQ煤樣Na釋放速度最快的2個溫度區(qū)間為500～850 ℃和1 200～1 400 ℃，分別釋放了24.62%和20.37%；XHS煤樣Na釋放速度最快的2個溫度區(qū)間為500～850 ℃和1 250～1 400 ℃，分別釋放了22.30%和49.09%。

2)HSQ摻混樣品的Na保持率在850和1 000 ℃下分別達到97.98%和93.18%，對比HSQ煤樣的75.38% 和73.95%，保持率增加約20個百分點；XHS摻混樣品在850和975 ℃下的保持率約比XHS提升了15個百分點。煤矸石添加劑將本該釋放到氣相中的Na以硅鋁酸鹽形式固定在灰中，具有優(yōu)異的捕鈉效果。

3)煤矸石添加劑捕獲Na的量隨溫度升高而減少，說明Na捕獲與Na釋放同時進行。對比原煤，即使在1 400 ℃高溫下添加劑的Na捕獲量降低，但所捕獲的Na仍是未加添加劑樣品的2倍以上，HSQ和XHS分別為2.55和2.15倍。因此，在1 400 ℃ 高溫下，煤矸石添加劑仍具有很好的捕鈉效果。