CaO对煤灰主要成分熔融特性的影响
煤中添加石灰石降低灰熔点
煤的灰熔点主要由煤中的酸碱化合物含量决定的，煤中酸性化合物多，灰熔点就高，反之碱性化合物多，灰熔点就低。
通过向煤中加入CaO（碱性化合物）降低煤的灰熔点是比较通用的方法，如果加入氧化铁也可以达到同样的效果，只是从成本方面加入石灰石考虑会节约一点。
但如果石灰石加入过多，可能形成高灰熔点的硅酸钙，反而不利于灰熔点的降低。
煤的灰熔点并非随着碱性化合物的增多而单调减低的。
煤的灰熔点于酸性和碱性化合物的关系呈倒正态分布曲线的关系，即：先降低，在达到一最小值后，又会增加。
因此，在添加助熔剂时，要根据灰熔点高的真正原因进行选择，并不都是石灰石。
但多数情况下，是酸性化合物多，就是大家所说那样，添加石灰石就可以了。
但要注意石灰石的添加量，如果添加量过多时，反而会使灰熔点在达到最小值后又逐渐提高。
石灰石和煤的比例是有要求,要求石灰石与煤质量比控制在10%以下，也就是0.1以下，但实际上，我们的生产经验是严格控制在8%以下，通常在6%以下，否则气化炉灰渣量大且易结块。
不过添加的量要经过做试验得出，因为不同的煤种添加的剂量是不同的！另外就是尽量少一点加，那东西不是万能的，加多了会使灰水处理系统容易结垢，结垢的速度大大加快！由此而增加的检修费用成倍增长；若加的过量了，灰熔点反而升高！煤灰分的灰熔点（即熔化温度）取决于煤灰分的组成。
如果在灰分中SiO2＋Al2O3所占比例愈大，则灰分的融化温度愈高，因为这两种成分的特征是熔点极高，其他成分如Fe2O3、CaO和MgO的含量愈多时，则灰分的融化温度愈低，通常用下式来判断灰分熔融的难易程度。
（ SiO2＋Al2O3 ）/（ CaO ＋ MgO ＋ Fe2O3 ）当比值大于1而小于5时易熔，比值大于5时难熔。
在水煤浆中加入石灰石能改善灰渣的粘温特性，这是因为氧化钙在灰渣中作为氧化剂，破坏了硅聚合物的形成，从而使液态灰渣的粘度降低。
但是当石灰石的添加量超过30%时，熔渣顺利流动的范围反而缩小了，熔渣粘度将随添加量的增加而增加，这是因为，添加大量石灰石后，灰渣中高熔点的正硅酸钙（熔点2130℃）生成量增多，而使灰渣熔点升高。
煤灰矿物组成对煤灰熔融特性的影响
煤灰矿物组成对煤灰熔融特性的影响摘要以神木西沟煤为煤样，研究了煤灰化学成分和灰熔融性的关系，考察了灰成分对煤灰熔融温度的影响，得出了提高煤灰熔点的最佳方法．实验结果表明，添加适量的氧化物会提高煤灰的熔融温度．要使灰软化温度超过１３５０℃，ＳｉＯ２的添加量至少４．０％，Ａｌ２Ｏ３的添加量至少２．０％，ＣａＯ的添加量至少２．０％．从工业生产实际出发，应考虑添加ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３或ＳｉＯ２，即添加廉价的高岭土、石灰石、蒙脱土之类的添加剂，进而扩大煤的使用范围．关键词煤灰，熔融温度，灰成分引言陕北地区是国内外少有的能源资源富集区，蕴藏着丰富的煤炭资源，但由于其生态环境脆弱，长期的能源开发引起了一系列的生态环境问题，严重影响和制约了陕北能源产业的可持续发展．［１］特别是陕北神木煤种煤质优良，素有“天然精煤”之称，是优良的动力用煤，也是良好的气化和液化用煤，但神木地区煤种灰熔点普遍较低，直接影响了市场销售及适用范围，煤灰熔融性已成为影响矿区经济效益的主要因素之一．因此，改变煤灰熔点，提高煤的适用范围迫在眉睫．根据煤灰化学成分中金属离子的离子势，可将氧化物分成两大类，即碱性氧化物（Ｆｅ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ）和酸性氧化物（ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２）．［２，３］煤灰所处的气氛一定时，灰熔点与煤灰成分之间有一定的关系，灰中酸性氧化物的含量大于碱性氧化物含量时，煤灰熔融温度较高；相反，煤灰熔融温度较低．［４－７］因此，了解煤灰成分对灰熔点的影响，通过改变煤灰组成可以控制灰熔点．灰熔点没有一个固定值，包含变形温度（ＤＴ）、软化温度（ＳＴ）、半球温度（ＨＴ）和流动温度（ＦＴ）四个特征温度，一般用软化温度（ＳＴ）来表示灰熔点．本实验以神木西沟煤矿的煤为煤样，实验测量煤灰的ＳＴ为１２４７℃，煤灰的灰熔点较低，仅适用于液态排渣，限制了其适用范围．为了扩大煤的适用范围，本文主要研究灰成分对灰熔融性的影响，寻求提高神木煤灰熔融温度的方法，以满足当地动力用煤对灰熔点的要求．１实验部分１．１灰锥的制备将煤样在粉煤机中粉碎，再将其磨成小于０．２ｍｍ的煤粒，在马弗炉中灰化．将灰化后的煤灰用玛瑙研钵研细至０．１ｍｍ以下，用糊精溶液调制成可塑状，然后用小刀铲入灰锥模具中压成灰锥．用小刀将模内灰锥小心地推至玻璃板上，于空气中风干备用．１．２煤灰的化学成分及矿物组成的测定本实验采用Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）和电感耦合等离子体原子发射光谱（ＩＣＰ－ＡＥＳ法）相结合的方法分析煤灰的化学成分．将制好的灰锥加热到软化温度迅速取出，放入冷水中骤冷，取出晾干，在玛瑙研钵中研细，通过Ｘ－粉末衍射仪分析灰样的矿物组成，衍射条件为：Ｃｕ靶，管电流４０ｍＡ，管电压３６ｋＶ．在石墨坩埚中将灰化好的煤灰用硼氢化锂包裹好放在电垫板上加热，直至其熔化，在５０ｍＬ５％硝酸中溶解，取下冷却，转移至１００ｍＬ容量瓶中，用５％硝酸定容．通过ＸＲＤ的分析配制一系列标准溶液，配制好的溶液通过电感耦合等离子体原子发射光谱仪定量分析煤灰中主要化学成分的含量１．３煤灰熔融温度的测定用ＪＦＨＲ－３微机灰熔点测定仪，按照国标法ＧＢ／Ｔ２１９－１９９６《煤灰熔融性的测定方法》测定煤灰的熔点．２结果与讨论２．１煤灰组分的含量用ＩＣＰ－ＡＥＳ法定量分析煤灰的化学成分，煤灰中主要化学成分的含量见表１．表１煤灰中主要化学成分的含量（％＊）Ｆｅ２Ｏ３ＣａＯＫ２ＯＮａ２ＯＭｇＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＳＯ３ＴｉＯ２１２．２９１３．５８３．４４４．３５８．５３２９．４７１７．３９０．５２０．８１＊Ｐｅｒｃｅｎｔｏｆｗｅｉｇｈｔ．由表１可知，煤灰的主要成分为Ｆｅ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３以及少量的ＳＯ３和ＴｉＯ２．煤灰中碱性氧化物的含量为４２．１９％，酸性氧化物的含量为４８．１９％，而且煤灰中铁矿石的含量较高，因此煤灰的灰熔点较低．２．２灰成分对煤灰熔融性温度的影响煤灰由一些碱性氧化物和酸性氧化物组成，氧化物的含量直接影响灰熔融性温度．本实验主要研究了煤灰成分ＣａＯ，Ｆｅ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３对煤灰熔融温度的影响．实验中各氧化物的加入量用加入的氧化物与原煤的质量比表示．２．２．１加入ＣａＯ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中ＣａＯ加入量的增加，煤灰熔融性温度呈先降后升的趋势．在ＣａＯ加入量较少时，煤灰熔融温度随ＣａＯ加入量的增加而降低ＣａＯ加入量为０．５％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１２２４℃，降低２３℃，这是因为ＣａＯ能与ＳｉＯ２等形成低熔点的硅酸盐．随着煤灰中ＣａＯ加入量的增大，煤灰熔融温度呈升高的趋势，ＣａＯ加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度超过１３５０℃，ＳＴ为１３５９℃，这是因为出现ＣａＯ单体，破坏了硅酸盐结构，形成高熔点的正硅酸钙，致使体系熔融性温度上升２．２．２加入Ｆｅ２Ｏ３对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ｆｅ２Ｏ３加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降后升的趋势．在Ｆｅ２Ｏ３加入量很少时，灰中Ｆｅ２Ｏ３起助熔剂的作用，易和其他化学成分反应生成低熔点化合物，故煤灰的熔融温度随Ｆｅ２Ｏ３加入量的增高而降低．但当Ｆｅ２Ｏ３加入量大于０．５％时，弱还原氛围中，灰中的Ｆｅ主要以ＦｅＯ的形态存在于煤灰中，ＦｅＯ单体是一种熔点很高的氧化物，所以引起煤灰的熔融温度升高．２．２．３加入ＭｇＯ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中ＭｇＯ加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降低后上升的趋势．当ＭｇＯ加入量较少时，它主要起助熔剂的作用，煤灰的熔融温度会随着ＭｇＯ加入量的增加而降低，当ＭｇＯ加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１１７７℃，降低７０℃；随着ＭｇＯ加入量的继续增大，煤灰中出现ＭｇＯ单体，因为ＭｇＯ的熔点很高，所以ＭｇＯ加入量继续增加时，煤灰的熔融温度就会升高．２．２．４加入Ｎａ２Ｏ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ｎａ２Ｏ加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降低后上升的趋势，Ｎａ２Ｏ的加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１０９８℃，降低１４９℃．当Ｎａ２Ｏ加入量较少时，灰中Ｎａ２Ｏ以游离形式存在于煤灰中，由于Ｎａ＋的离子势较低，能破坏煤灰中的多聚物，因此，能显著降低煤灰熔融温度；Ｎａ２Ｏ加入量大于２．０％后，大量的Ｎａ２Ｏ会以晶体的形式存在，会使煤灰的熔融温度升高．２．２．５加入Ｋ２Ｏ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ｋ２Ｏ加入量的增加，煤灰熔融温度呈先上升再降低后又上升的趋势．当Ｋ２Ｏ的加入量较少时，Ｋ２Ｏ与煤灰中其他氧化物逐渐生成高熔点的伊利石，因而灰熔点会升高；随着Ｋ２Ｏ加入量的增加，添加量超过２．０％后，少量的Ｋ２Ｏ以游离形式存在于煤灰中，Ｋ＋破坏了伊利石结构，煤灰熔融温度急速降低，Ｋ２Ｏ加入量在２．５％时，灰熔点最低，ＳＴ为１２３０℃；而后随着Ｋ２Ｏ加入量的增加，灰熔点又会上升，灰中出现了Ｋ２Ｏ晶体，使煤灰的熔融温度升高.２．２．６加入ＳｉＯ２对煤灰熔融温度的影响，随着煤灰中ＳｉＯ２加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降低后上升的趋势．当ＳｉＯ２的加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１２０５℃，降低４２℃．ＳｉＯ２的加入量较少时，ＳｉＯ２会与硅酸盐作用产生低熔点的共熔物，从而导致熔点降低；ＳｉＯ２的加入量逐渐增大并超过２．０％时，灰熔融温度又呈上升趋势，ＳｉＯ２加入量为４．０％时，煤灰的熔融温度超过１３５０℃，ＳＴ为１３８４℃．大量的ＳｉＯ２会以晶体的形式存在，会使煤灰的熔融温度升高．２．２．７加入Ａｌ２Ｏ３对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ａｌ２Ｏ３加入量的增加，煤灰熔融温度呈上升趋势．当Ａｌ２Ｏ３加入量为２．０％时，煤灰的软化温度超过１３５０℃，ＳＴ为１３７６℃．灰样的ＳＴ较低，主要是因为灰样中的Ａｌ２Ｏ３与其他氧化物形成低熔点的共熔物．添加Ａｌ２Ｏ３后，灰中没有剩余的其他氧化物与Ａｌ２Ｏ３作用，Ａｌ２Ｏ３以游离态的形式存在于灰中，Ａｌ２Ｏ３是高熔点的氧化物，因此随着Ａｌ２Ｏ３加入量的增加，灰中游离态的Ａｌ２Ｏ３增多，灰熔点升高．３结论１）煤中添加适量的碱性氧化物，可使煤的灰熔点降低，随着碱性氧化物加入量的继续增大，又会使煤灰熔融温度升高，但各碱性氧化物对灰熔点的影响程度不同没有剩余的其他氧化物与Ａｌ２Ｏ３作用，Ａｌ２Ｏ３以游离态的形式存在于灰中，Ａｌ２Ｏ３是高熔点的氧化物，因此随着Ａｌ２Ｏ３加入量的增加，灰中游离态的Ａｌ２Ｏ３增多，灰熔点升高．２）煤中添加酸性氧化物ＳｉＯ２时，开始灰熔点降低，当ＳｉＯ２的添加量超过２．０％时，灰熔融温度呈上升趋势．ＳｉＯ２加入量为４．０％时，ＳＴ为１３８４℃，可满足固态排渣对灰熔点的要求．３）酸性氧化物Ａｌ２Ｏ３加入量为２％时，ＳＴ超过１３５０℃，继续加入，会使灰熔点持续升高．４）对于神木煤灰这样低熔点的灰，因工业生产的需求要提高其熔点时，首先考虑添加ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３或ＳｉＯ２，即添加廉价的高岭土、石灰石和蒙脱土之类的添加剂参考文献［１］谢秀英，王明华，张小民．关于陕北能源开发问题的研究［Ｊ］．陕西经贸学院学报，１９９７（３）：１－７．［２］ＨｕｇｇｉｎｓＦＥ，ＫｏｓｍａｃｋＤＡ，ＨｕｆｆｍａｎＧＰ．ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＢｅｔｗｅｅｎＡｓｈ－ｆｕｓｉｏｎＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄＴｅｒｎａｒｙＥｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍＰｈａｓｅＤｉａｇｒａｍｓ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，１９８１，６０（７）：５７７－５８４．［３］张德祥，龙永华，高晋生等．煤灰中矿物的化学组成与灰熔融性的关系［Ｊ］．华东理工大学学报，２００３，２９（６）：５９０－５９４．［４］许志琴，于戈文，邓蜀平等．助熔剂对高灰熔点煤影响的实验研究［Ｊ］．煤炭转化，２００８，３１（１）：８０－８２．［５］ＶａｓｓｉｌｅｖＳＶ，ＫｕｎｉｈｉｒｏＫ．ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＭｉｎｅｒａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＣｏａｌＡｓｈｅｓｏｎＴｈｅｉｒＦｕｓｉｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＦｕｅｌＰｒｏｃｅｓｓ－ｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，４５（１）：２４－２７．［６］姚星一．煤灰熔点与化学成分的关系［Ｊ］．燃料化学学报，１９６５，６（２）：１５１－１６１．［７］李继炳，沈本贤，赵基钢等．镁基助熔剂对刘桥二矿混煤灰熔融特性的影响［Ｊ］．煤炭转化，２００９，３２（２）：３７－４０。
煤灰化学组成与煤灰熔融温度关系的探讨
煤灰化学组成与煤灰熔融温度关系的探讨作者：张雷来源：《中国新技术新产品》2014年第05期摘要：煤灰化学组成是影响煤灰熔融温度的关键因素。
煤灰中各化学组成随着含量升高多数使煤灰熔融温度先降低后升高，一些低含量煤灰化学组成对煤灰熔融温度也有较大影响。
增加煤质数据积累量、全面考虑影响煤灰熔融温度的因素、提高化学组成测量的精确度再利用多次优化拟合可以获得准确度高、适用性好的回归公式。
关键词：煤灰；化学组成；煤灰熔融温度中图分类号：TO53 文献标识码：A1 概述煤灰是煤中矿物质在较高温度下氧化分解的产物，煤灰中化学组成是一项重要的煤质数据。
根据煤灰化学组成可以大致推测煤中矿物质组成，初步判断煤灰熔融性以及煤对燃烧室的腐蚀程度。
因此，为了满足工业生产中不同工艺对煤灰熔融温度的要求，进行煤灰化学组成与煤灰熔融温度的关系研究是十分必要的。
2 煤灰化学组成对煤灰熔融温度的影响煤灰化学组成常以各种氧化物的形式表示这些物质的性质、相对含量以及高温条件下的相互作用决定了煤灰熔融特性。
按照其自身性质等属于酸性氧化物，碱性氧化物，熔点较低。
一般情况下酸性氧化物含量高，使得煤灰熔融温度相对较高，但是每种氧化物对煤灰熔融温度的影响却不同。
单煤灰熔融温度也并非随碱性氧化物的增多而单调降低。
2.1 酸性氧化物对煤灰熔融温度的影响2.1.1 SiO2煤灰中SiO2含量一般在30%-70%范围内变化。
煤灰熔融时起到一定程度的助熔作用。
不考虑其他组成的影响，煤灰熔融温度随SiO2含量增多呈降低趋势，但随着SiO2含量的进一步上升超过一定比例煤灰熔融温度又有上升趋势。
若煤灰中碱性组分含量较高，SiO2的助熔作用更明显。
煤灰中Fe2O3含量一般在5%-15%之间。
对煤灰熔融温度的影响与所处气氛有关，氧化性气氛中以Fe2O3形态存在，弱还原性气氛中以Fe2+形式存在，无论以哪种形式存在均可以降低煤灰熔融温度，但在弱还原性气氛下助熔效果最显著，因为Fe2+易于与SiO2形成低共熔点化合物，降低煤灰熔融温度，而以Fe原子形态存在时对煤灰熔融温度的影响界于前两者之间。
煤灰中化学成分对熔融和结渣特性影响的探讨(1)(1)
作者简介: 张堃(1981),男,浙江大学热能工程研究所在读硕士研究生,研读方向为锅炉结渣控制及结渣机理。
煤灰中化学成分对熔融和结渣特性影响的探讨张 堃,黄镇宇,修洪雨,杨卫娟,周俊虎,岑可法(浙江大学,浙江杭州 310027)[摘 要] 煤灰中化学成分对煤灰的熔融和结渣特性的影响比较复杂。
采用SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3、CaCO 3、Na 2CO 3等化学品替代煤灰中的化学成分,通过人工控制灰样的成分和含量的变化,用XRD 等测试手段,结合渣样的抗剪切强度加以分析,探讨煤灰中化学成分对熔融行为和结渣特性的影响规律。
[关键词] 煤灰;灰成分;剪切强度;熔融;结渣;化学成分[中图分类号]TK16 [文献标识码]A [文章编号]10023364(2005)12002704锅炉炉内结渣问题长期困扰电厂的运行,其中煤灰的熔融特性是影响炉内结渣的主要因素之一,而煤灰的熔融特性又受煤灰成分的影响,本文尝试用可控制成分和含量的人工灰样替代煤灰进行结渣研究。
1 试验依据和方法1.1 试验依据煤中矿物质主要有石英(SiO 2)、白云石(CaCO 3 Mg CO 3)、方解石(CaCO 3)、黄铁矿(FeS 2)以及高岭石(Al 2O 3 2SiO 2 2H 2O)等。
试验表明[1],煤中矿物成分在800 之前主要发生的化学反应有:(1)白云石受热分解CaCO 3 M gCO 3→Mg O+CaO+2CO 2(1)(2)方解石受热分解CaCO 3→CaO+CO 2(2)(3)高岭石失水转变成为偏高岭石Al 2O 3 2SiO 2 2H 2O →A l 2O 3 2SiO 2+2H 2O (3)矿物间的反应几乎没有。
当温度高于900 后偏高岭石还会分解为无定形的Al 2O 3和SiO 2[2]。
同时,众多结渣机理试验所用的高温灰化煤灰中,Fe 元素以Fe 2O 3形式存在,转化过程为:黄铁矿(FeS 2)→磁黄铁矿(Fe 1-x S,其中x =0~0.2)→磁铁矿(Fe 3O 4)→赤铁矿(Fe 2O 3)[3]。
不同气氛下的煤灰熔融性研究
目前约有80% 左右的煤炭用于燃烧与气 化, 煤灰熔融性是评价气化用煤和动力用煤 的重要指标之一。对液态排渣气化工艺 (如德 士古和液态排渣鲁奇炉等) 要求煤灰熔融温 度低, 以有利于降低气化温度; 而固态排渣 气化工艺则要求煤灰熔融温度高, 以提高气 化温度。
表4 煤灰中 CaO 含量对其熔融温度的影响
Fe2O 3 %
氧化性气氛 ℃
DT
ST
FT
弱还原性气氛 ℃
DT
ST
FT
∃D T ∃S T ∃F T
6174 7172 4143 5199 13154 9197 6142 32151 5170
1 100 1 120 1 130 1 030 1 100 1 120 70
1 实 验
弱还原性气氛制备与测试按国标进行,
18
氧化性气氛为空气。 (1) 煤灰熔融性测定和煤灰成分分析均
按现行国标进行。 ( 2) 人工配制灰样是取试剂级 A l2O 3、
SiO 2、CaO、Fe2O 3等按比例配料混合, 然后 放入马弗炉中在815℃灼烧1 h 后研磨制得。
2 结果与讨论
煤灰化学成分及不同气氛下煤灰熔融性 的特征温度 D T (变形温度)、S T (软化温 度)、F T (流动温度) 的测定结果分别列于表 1和表2。
表3 煤灰中 Fe2O 3含量对其熔融性的影响
氧化性
代号 Fe2O 3
气氛 ℃
%
DT ST FT
弱还原性 气氛 ℃ ∃D T ∃S T ∃F T DT ST FT
9210 3215 1180 1280 1370 1090 1130 1220 90 150 150 9208 2113 1210 1260 1310 1070 1130 1210 140 130 100 9215 1513 1200 1400 1420 1100 1260 1300 100 140 120 9209 1117 1430 1460 1500 1330 1410 1430 100 50 70 9204 1113 1170 1340 1400 1110 1290 1320 60 50 80 9220 1110 1220 1310 1370 1090 1230 1290 130 80 80 9214 1012 1300 1340 1400 1130 1270 1320 170 70 80 9201 918 1250 1310 1370 1120 1250 1310 130 60 60 9218 810 1170 1250 1300 1060 1210 1230 110 40 70 9202 618 1250 1360 1410 1210 1330 1360 40 30 50 9203 615 1270 1320 1370 1210 1290 1320 60 30 50 9211 414 1310 1360 1390 1310 1340 1360 0 20 30
CaO对神华煤灰熔融性的影响
图 ４ Ｃ Ｃ ｈ 的 加 入 量 与 模 拟 煤 灰 熔 点 的关 系 ａ（
２ ３ Ｃ Ｏ 对灰 熔点 的影 响 ． ａ
为更 好地 了解 单一 的 Ｃ Ｏ对 灰 熔点 的影 响 ， ａ 保持 其 它组 分 的含量不 变 ， 节 Ｃ Ｏ 的 含 量从 ０ ５ 调 ａ ～４ ％进
从 图 中可 以看 出 ，煤 灰 中 Ｃ Ｃ ａ Ｏ。的 加 入 量 少 于 ２ 时 ， ５ 灰熔 点低 于 １３ ０℃ ， ０ 当加 入量 大 于 ２ 以上 ５ 时 ， 熔 点都能 超过 １３ ０℃ ， 灰 ０ 由此 确定 煤 灰 中添 加 的
赠
加入 量 在 ２ ～ ２ （ ａ 的 加 入 量 为 １ ． ～ ３ ５ ＣＯ ２４
１． ） ３ ４ 可使灰 熔点 达 到 １３ ０ ｏ ０ Ｃ。可 以看 出 ， 样 的 这
添加量 是 比较少 的 ， 本身 神华 煤 的灰分 也是 比较小 的 ，
所 以减 轻 了后 面处理 煤渣 的工 作 。
％
Ｃ Ｃ ＮａＣ ａ Ｏ３ ｚ Ｏ３ ４ ． ２４ ７ ６ ．５
Ⅲ瑚 ｍ
ｍ
２ ２ 神华煤 灰和模 拟 煤灰 的熔 融温 度 ． 为了保证 模拟 煤 灰 的可 靠 性 ， 别进 行 了 神华 煤 分 灰 和 模 拟 煤 灰 的 ４个 特 征 温 度 的试 验 以作 对 比 （ 图
ＣＣ ａ Ｏ。的 最 少 量 为 ２ ～ ３ （ ａ 的 加 入 量 为 ５ ０ ＣＯ
行 配灰 ， 进行灰 熔 点 的 测量 。Ｃ Ｏ 含 量 与 灰 溶 点 的关 ａ
系 曲线如 图 ２ 示 。 所
１ ． ～１ ． ） 模 拟 煤 灰 中 的 Ｃ Ｃ 。的加 入 量 少 ３４ ６１ ； ａＯ 于 ２ ％时灰熔 点低 于 １３ ０℃ ， ３ ０ 当加入 量 大 于 ２ 时 ３ 灰熔 点大 于 １３ ０℃ ， ０ 由此 确 定模 拟 煤 灰 中 Ｃ ＣＯ ａ 。的
煤灰成分对煤灰熔融特性的影响
煤灰成分对煤灰熔融特性的影响摘要：目前气流床气化炉均采用液态排渣，即要求气化炉内的操作温度超过灰渣流动温度，使灰渣处于熔融状态，以便灰渣能以液态形式排出气化炉。
实际生产中经常会遇到炉壁衬受高温液态煤灰渣侵蚀和液态煤灰渣流动不畅而产生的堵渣问题。
考虑到气化炉耐火材料、测温元件的寿命及运行的经济性，气化炉内的操作温度不宜控制过高。
工业生产中通常采用煤灰的流动温度作为判断依据，以判断某一煤种是否适用于气流床气化技术。
而煤灰的流动温度主要取决于煤灰的成分，因此越来越多从事煤气化工作的人开始关注煤灰成分对灰熔融特性的影响。
关键词：煤灰成分；煤灰熔融特性；前言：近年来，随着经济和电力工业的迅猛发展，中国对煤炭的需求一直居高不下。
尽管风能、太阳能、生物质能等可再生能源得到了越来越广泛的应用，煤炭仍将是很长时间以内中国的主要能源。
随着环保要求和对火电厂经济、安全运行等要求的日益严格，清洁和高效成为了煤炭转化和利用过程中的关键词。
其中，锅炉尾部受热面的结渣、堵塞等问题，始终是影响煤炭清洁、高效利用的一大难题。
近年来，逐渐成为研究热点的IGCC 系统以及中国最大整装煤田新疆准东煤的利用过程中，都存在着较为严重的结渣、堵塞等问题。
其中，灰的熔融特性是最重要的因素之一。
一、实验部分1．煤灰与合成灰的配制。
研究对象为真实煤灰和由真实煤灰添加氧化物混合而来的合成灰，根据中国国标GB /T212—2008，煤灰的制备方法为: 在常温下将煤经60 min 升温至500 ℃后停留30 min，然后以10 ℃ /min 的升温速率升温至815 ℃，停留1 h。
分别将氧化钙的含量提高至25． 0% 和47． 0%，相应的，氧化硅和氧化铝的含量分别降至30． 3%和9． 1%、13． 4%和4． 0%。
通过以上灰成分的设置，有步骤地模拟了几种不同特点的煤灰成分: 高氧化钠含量; 高氧化镁含量; 高硫含量; 中、高氧化钙含量。
2.灰熔点的测定。
浅谈煤灰熔融性（煤灰熔点）（
浅谈煤灰熔融性（煤灰熔点）（1.煤灰熔融性(煤的灰熔点）-- 煤灰的熔融性是指煤灰受热时由固态向液态逐渐转化的特性，煤的灰熔融性是动力用煤高温特性的重要测定项目之一。
由于煤灰不是一个纯净物，它没有严格意义的熔点，衡量其熔融过程的温度变化，通常用三个特征温度：即变形温度（DT），软化温度（ST）、流动温度（FT）。
这三个温度代表了煤灰在熔融过程中固相减少，液相渐多的三点，在工业上多用软化温度作为熔融性指标，称为灰熔点。
因此煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重重要指标，煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点，但严格来讲，这是不确切的。
因为煤灰是多种矿物质组成的混合物，这种混合物并没有一个固定的溶点，而仅有一个熔化温度的范围。
开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低。
这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体，这种共熔体在熔化状态时，有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能，从而改变了熔体的成及其熔化温度。
煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成。
煤灰成分十分复杂，主要有：SiO2,A12O3,Fe2,CaO,MgO,SO3等，如下表所示：我国煤灰成分的分析灰分成分含量（％）SiO2 15-60Al2O3 15-40Fe2O3 1-35CaO 1-20MgO 1-5K20+Na20 1-5煤灰成分及其含量与层聚积环境有关。
我国很多煤层的矿物质以粘土为主，煤灰成分则为SiO2,Al2O3为主，两者总和一般可达50─80％。
在滨海沼泽中形成的煤层，如华北晚石纪煤层黄铁矿含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦较高；在内陆湖盆地中形成的某些第三纪褐煤的煤灰中CaO含量较高。
大量试验资料表明,SiO2含量在45─60％时，煤质灰熔点随SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量〈45％或〉60％时，与灰熔点的关系不够明显。
Al2O3在煤灰中始终起增高灰熔点的作用。
煤灰中Al2O3的含量超过期30％时，灰熔点1500灰成分中Fe2O3,CaO,MaO均为较易熔组分，这些组分含量越高，煤炭灰熔点就越低。