6煤灰熔融性的测定
煤灰熔融性(一)
定义
煤灰熔融性：煤中矿物质在高温下的熔融性能。 常用的测定方法是将煤灰与糊精混合，做成灰锥，
在高温炉弱还原气氛中加热，分别测定灰熔融性 变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。一 般用软化温度作为煤灰熔融性的主要指标：小于 或等于1100℃为易熔灰分，大于1100～1250℃为 低熔灰分，大于1250～1500℃为高熔灰分，大于 1500℃为难熔灰分
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,Fe2O3,CaO,MgO,SO3
获得方法：通气法及封碳法（炉内封入碳
物质）
氧化性气氛：炉内不放任何含碳物质，并
使空气自由流通
谢谢
基本概念
四个特征温度 变形温度 DT 灰锥尖端或棱开始变园或弯
曲时的温度 软化温度 ST 灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰 锥变成球形时的温度 半球温度 HT 灰锥形变至似半球形，即高约 等于底长的一半时的温度 流动温度 FT 灰锥融化展开高度在1.5mm以 下的薄层时的温度
基本概念
检测仪器
பைடு நூலகம்
高温炉 能加热到1500℃以上 有足够的恒温带 能按规定的程序加热 炉内气氛可控制为弱还原性和氧化性 能在试验过程中观察试样形态变化
常用管式硅碳管高温炉
检测气氛
弱还原气氛定义：含有50±10%(体积比)的
煤灰熔融性测定仪安全操作及保养规程
煤灰熔融性测定仪安全操作及保养规程煤灰熔融性测定仪是一种用于测定煤中灰分的熔融性的仪器，其操作和保养需按照规程进行，以确保人员和设备的安全和保持设备的正常使用。
本文将介绍煤灰熔融性测定仪的安全操作和保养规程，以供参考。
一、安全操作规程1. 设备检查在操作使用前，需要对仪器设备进行检查，确认设备无任何故障，特别是电源、加热器和温度计等设备。
2. 操作前准备在进行煤灰熔融性测定之前，需要将样品制备好并将其放入试样盘中。
同时，选择合适的工作环境，避免使用时产生任何危险。
3. 操作流程将装有样品的试样盘放入煤灰熔融性测定仪中，按照仪器操作说明书上所示的操作程序进行操作。
注意在操作过程中，距离加热器保持至少10厘米的距离，并确保操作过程中保持仪器的干燥和清洁。
同时，在整个操作过程中，严格遵守安全操作规程，切勿随意触碰试样盘和加热器等部件。
4. 操作后处理操作结束后，及时关闭电源开关，并将设备内的试样盘取出，注意避免烫伤。
同时，将仪器进行清洁和维护，并存储在干燥通风处。
5. 安全提示•在操作过程中，严格遵循操作规程，如有任何异常情况，请及时停止操作。
•切勿将手伸入加热器附近，切勿直接用手触摸试样盘，以免烫伤。
•在使用煤灰熔融性测定仪过程中，请勿将其接在任何不正常的电网上。
•使用时，需保持设备所处环境干燥、通风良好。
二、保养规程1. 干燥在使用完毕后，将整个设备进行干燥处理。
可以使用干燥软布等清洁设备和部件上的水分和任何可能导致腐蚀的液体。
保持设备外部的清洁可以确保设备长时间使用。
2. 清洁在煤灰熔融性测定仪使用期间，需要对其进行定期清洗，以保持设备的清洁。
在清洗前，请勿使用任何化学试剂，也不要使用金属刷或过于硬的刷子。
应使用柔软的毛刷或软布清洁设备。
3. 维护和保养煤灰熔融性测定仪需要定期进行维护和保养，以确保设备始终处于正常工作状态。
需要注意以下几点：•定期检查煤灰熔融性测定仪的各部件，例如电源线、保险丝、加热器和温度计等。
燃煤灰熔融性国标及维护
二、方法提要 将煤灰制成一定尺寸的三角锥，在一定的气体介质中， 以一定的升温速度加热，观察灰锥在受热过程中的形态 变化，观测并记录它的四个特征熔融温度。
三、试剂和材料 1、糊精溶液：糊精（化学纯）10g，溶于100mL蒸馏 水中，配成100g/L溶液。 2、氧化镁：工业品，研细至粒度小于0.1mm。 3、碳物质：灰分低于15﹪，粒度小于1mm的无烟煤、 石墨或其他碳物质。 4、煤灰熔融性标准物质：可用来检查试验气氛性质的煤 灰熔融性标准物质。
5、气体：二氧化碳、氢气或一氧化碳。 6、刚玉舟：耐温1500℃以上，能盛足够量的碳物质。 7、灰锥托板：在1500℃下不变形，不与灰锥发生反 应由对称的两个半块构成的黄铜或不锈钢 制品。
9、玛瑙研钵。
灰锥托板
四、试验条件 1、试验气氛 a.氧化性气氛：炉内不放任何含碳物质，并使空 气自由流通。
8、在关闭背景孔时，将盖子拧紧后再往回拧半 圈，以防测试结束后背景孔盖打不开。 9、滤光片反光强的一面面向炉膛，以减少热辐 射对摄像头的影响。 10、实验过程中必须保证工作台面平稳。 11、实验结束后可对实验图像进行人工判别， 如仪器自动判定的四个特征温度与人工判别的有 偏差，可根据图像保存情况对结果进行调整后再 报出。
煤灰熔融性
GB/T 219---2008
煤灰熔融性测试
一、定义 1、变形温度(DT)：灰锥尖端(或棱)开始变圆或 变弯曲时的温度。 2、软化温度(ST)：灰锥弯曲至锥尖触及托板或 灰锥变成球形时的温度。 3、半球温度(HT)：灰锥形状变至近似半球形， 即高约等于底长的一半时的温度。 4、流动温度(FT)：灰锥熔化展开成高度小于 1.5mm的薄层时的温度。
灰熔融性测试仪
4、制作灰锥时一定要压实，取出时应完整，特 别是灰锥锥尖一定要保持完整。 5、加入石墨或活性炭时，请尽量铺开，灰锥托 板下少放或不放。 6、保持石英片、滤光片、镜头等光路部件的清 洁，每次实验前需将石英片擦干净。 7、灰锥托板三孔的一端朝镜头，以防止仪器自 动判别时出错。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素
测定煤灰熔融性的意义及影响因素煤灰是煤燃烧后生成的固体残留物，其成份和性质对于燃烧过程和环境污染有着极为重要的影响。
其中，煤灰熔融性的测定是评价其性质和性能的重要指标。
本文将阐述测定煤灰熔融性的意义以及影响因素。
意义：1. 评价煤的质量：煤灰的熔融性是衡量煤的质量的重要指标之一。
高品质的煤燃烧后生成的煤灰熔融性较低，而低品质的煤则相反。
因此，测定煤灰熔融性可作为评价煤质的重要手段。
2. 优化燃烧工艺：煤灰熔融性是衡量燃烧过程中煤灰的结渣倾向和产生渣的特性的重要指标。
测定煤灰熔融性可以帮助煤电厂和工业企业优化燃烧工艺，降低结渣率，提高燃烧效率，减少污染排放。
3. 防止火灾和事故：在煤燃烧过程中，煤灰熔融性高的情况下，煤灰易于产生焦化，形成火灾和爆炸等事故。
测定煤灰熔融性可以及早预防事故发生。
4. 环境保护：煤燃烧产生的灰渣不仅含有大量的有害物质，而且这些灰渣中的一些物质还可能散发出臭味和毒气，对人体和环境造成威胁。
测定煤灰熔融性有助于找到煤灰中危害环境的物质，制定合理的治理方案，保护环境。
影响因素：1. 煤的品质：煤的质量是影响煤灰熔融性的最主要因素。
优质煤燃烧后生成的煤灰熔融性低，而低质煤则容易产生熔融渣。
2. 煤燃烧的温度：温度是影响煤灰熔融性的另一重要因素。
温度过高会导致煤灰产生熔融现象，产生粘渣等问题。
在高温下，煤灰中的铝、铁、钙等物质将发生化学反应，溶解和凝固成为固体，形成煤灰的渣。
在较低的温度下，煤灰往往只会结成1/2或2/3的球形颗粒，但不会结成胶状的粘渣。
3. 煤中灰分的含量及成分：煤灰熔融性除了受煤质和温度的影响外，还受煤中灰分的含量和成分的影响。
这对煤灰的结渣和腐蚀性有着重要的影响。
当煤中灰分的含量增加时，煤灰熔融性也会相应增大。
灰分中的物质成分不同，其熔融温度也不同，也会影响灰渣的结构和特性。
结论：测定煤灰熔融性是评价煤质和煤的燃烧特性的重要手段。
煤灰熔融性的大小受煤质、温度、灰分含量及成分等因素的影响。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素
测定煤灰熔融性的意义及影响因素测定煤灰熔融性是指通过实验方法来确定煤灰在高温下的熔化性能。
煤灰熔融性的意义在于评估煤燃烧过程中产生的灰渣的熔化特性，从而影响炉内温度控制、灰渣排放和炉膛结渣情况。
测定煤灰的熔融性可以评估煤燃烧过程中的灰渣排放情况。
煤燃烧过程中产生的灰渣中含有大量的有害物质和微小颗粒。
灰渣的熔化特性将直接影响到其排放情况。
如果煤灰的熔点较高且熔化较完全，可以减少灰渣中的颗粒物质的排放，降低对空气质量的影响。
当灰渣的熔点较低时，熔渣的流动性会增加，灰渣会更容易粘附在锅炉管道上，导致管道堵塞，并且常常会产生比较有害的气态物质的排放。
测定煤灰的熔融性可以评估炉膛结渣情况。
煤燃烧过程中，煤灰的熔点会直接决定炉膛内的结渣情况。
如果煤灰的熔点较高且熔化完全，可以减少炉膛内的结渣情况，降低对锅炉的损坏和维护成本。
当煤灰的熔点较低时，熔渣容易粘附在炉膛内壁和燃烧器中，形成结渣并降低热交换效率，增加燃料消耗。
煤灰熔融性的影响因素主要包括煤的种类、矿物组成、挥发分含量、灰分含量以及燃烧条件等。
不同种类的煤矿中，煤灰的熔化性能会有很大的差异。
煤矿中含有的不同矿物质对煤灰的熔化特性有直接影响，高硅酸盐矿物和铝酸盐矿物会提高煤灰的熔化温度，而铁酸盐矿物和碱金属盐矿物会降低煤灰的熔化温度。
煤中的挥发分含量和灰分含量也会影响煤灰的熔点。
燃烧条件也会对煤灰的熔点产生影响，例如炉温、燃烧速率和氧化剂的氧化能力等都会影响煤灰的熔化性能。
测定煤灰的熔融性对于合理控制煤燃烧系统的温度、减少灰渣排放和结渣情况具有重要的意义。
合理选择煤种、调整煤质和优化燃烧条件等措施也可以有效降低煤灰的熔化温度，减少对环境和设备的危害。
煤灰熔融性的研究
煤灰熔融性的研究煤灰熔融性是评价工业用煤的重要指标之一,主要用于锅炉和气化炉的设计、选型,并指导实际操作。
一般认为,煤灰的变形温度与气化炉及锅炉轻微结渣和其受热面轻微积灰的温度相对应；软化温度与气化炉及锅炉内大量结渣和大量积灰的温度相对应；而流动温度则与炉中灰渣呈液态流动或从受热面滴下和在炉栅上严重结渣的温度相对应。
在4个特征温度中,软化温度应用较广,一般都是根据转化温度来选择合适的燃烧或气化设备,或根据燃烧和气化设备类型来选择合适原料煤。
综述1研究的意义煤灰熔融性是煤灰在高温下达到熔融状态的温度, 习惯上称作灰熔点。
由于煤灰是1个多组分的混合物, 没有1个固定的熔点, 而只有一个熔融的温度范围。
因此,它不是用1个温度点所能表示,而一般用4个温度( 变形温度DT、软化温度ST、半球温度HT、流动温度FT)才能比较确切地表示。
煤灰软化温度是衡量动力用煤的一个重要煤质特性指标, 对煤灰软化温度已有较多的研究, 譬如,有些文献探讨了煤灰成份和煤灰软化温度关系, 并提出了一些提高或降低煤灰软化温度的方法。
气流床煤气化技术要求液态排渣。
为了保证气化炉内渣的流动性及顺利排渣,一般要求气化炉操作温度高于煤灰的流动温度。
影响煤灰的熔融温度的因素很多，研究表明，它不仅与煤灰的化学组成、煤灰的矿物形态有关，还与相平衡性质、气氛条件等因素有关。
煤灰是一种极为复杂的无机混合物，其熔融温度与煤灰化学组成有一定的关系。
长期以来，国内外学者作了大量研究工作，提出了几种根据煤灰化学组成预测煤灰熔融温度的方法。
一般认为,煤中碱金属矿物质特别是含Ca和Fe等矿物质对煤灰的熔融特性影响较大,其中CaO、Fe2O3和Al2O3对煤灰熔点影响的研究较多。
姚星一等主要考虑灰组成的影响，直接回归灰熔融性温度的流动温度(FT)与灰分。
SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O含量的关系，结合灰组成根据其提供的双温度坐标图解，定量算出ST和FT。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素
测定煤灰熔融性的意义及影响因素煤灰熔融性是指煤灰在高温条件下熔化的倾向和温度范围。
测定煤灰熔融性对煤燃烧技术和环境保护具有重要意义，并且受到多种因素的影响。
本文将从煤灰熔融性的意义以及影响因素进行详细阐述。
一、测定煤灰熔融性的意义1. 了解煤灰在高温条件下的熔化温度和倾向，对煤燃烧技术具有重要意义。
燃料的燃烧过程中，煤灰在锅炉内会产生熔融现象，形成渣滓。
如果煤灰的熔融温度过高，会导致炉渣粘结在炉膛壁面，影响燃烧设备的正常运行。
煤灰的熔融温度与炉膛内温度直接相关，了解煤灰的熔融性能，有助于合理控制炉膛内温度，减少炉渣对设备的侵蚀。
2. 通过测定煤灰熔融性能，可以评估煤的燃烧特性。
不同煤种的煤灰熔融性能存在差异，通过研究不同煤种的煤灰熔融性能，可以为选择燃烧设备和优化燃烧工艺提供参考依据。
对于高熔点的煤灰，可以采用降低燃烧温度、增加炉膛出口气体的过冷度等措施来减少炉渣的产生。
3. 煤灰的成分和熔融性能与环境污染有关。
煤灰中的一些有害元素如砷、镉等在高温条件下易与熔融渣结合形成气、溶体及固相矿物，进而影响煤灰的处理方式和对环境的影响。
了解煤灰的熔融性能，可以为煤灰的资源化利用和环境保护提供科学依据。
二、影响煤灰熔融性的因素1. 煤种的性质。
不同种类的煤灰熔融性能存在差异，比如褐煤的熔融性能一般较差，石煤的熔融性能较好。
主要是由于不同的煤种在形成过程中受到地质条件、压力温度等因素的影响，导致其煤灰成分和物相的差异。
2. 煤中矿物组分的含量。
矿物组分是直接影响煤灰熔融性的因素之一。
硅酸盐矿物在煤灰中的含量越高，煤灰的熔融性能越好；反之，铁铝矿物的含量越高，煤灰的熔融性能越差。
3. 煤的燃烧温度和氧化条件。
煤的燃烧温度对煤灰的熔融性能有明显影响，一般情况下，煤的燃烧温度越高，煤灰的熔融温度越高，熔融性能越差。
氧化条件也会影响煤灰的熔融性能，充足的氧化条件有助于降低煤灰的熔融性能。
4. 煤灰中的碱性成分含量。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素
测定煤灰熔融性的意义及影响因素煤炭作为世界上使用最为广泛的能源资源之一，其燃烧产生的灰烬是不可避免的。
煤灰中的矿物质成分和熔融性对环境和燃料的利用有着重要的影响。
对煤灰的熔融性进行测定，可以有效地评估煤炭的燃烧特性，预测灰渣对环境和设备的影响，为煤炭开发利用提供重要的技术支撑。
本文将从测定煤灰熔融性的意义和影响因素两个方面展开探讨。
一、测定煤灰熔融性的意义1. 评估煤炭的燃烧特性测定煤灰的熔融性可以反映出燃煤过程中煤灰的熔化特性和行为，这对于评估煤炭的燃烧特性具有重要意义。
煤灰在燃烧时会发生部分熔化，形成熔渣，如果煤灰的熔融性较好，熔渣生成时容易排出炉膛，有利于保护炉膛和延长设备的使用寿命；相反，如果煤灰的熔融性较差，熔渣生成时容易粘在炉膛内壁上，影响炉内的流动，增加了设备的维护成本。
测定煤灰的熔融性可以为燃煤工业提供有益的指导和依据。
2. 预测灰渣对环境的影响燃煤过程中产生的灰渣会对环境造成一定的影响，如粉尘排放、土壤污染等。
通过测定煤灰的熔融性，可以了解灰渣的物理和化学性质，从而预测其对环境的影响。
一般来说，煤灰的熔融性越高，生成的灰渣颗粒越大，密度越大，粘附力越强，对于环境的污染程度也越大。
测定煤灰熔融性对于环境保护具有一定的重要性。
3. 为煤炭利用提供技术支持测定煤灰的熔融性可以为煤炭的开发利用提供重要的技术支持。
通过研究煤灰的熔融性，可以为煤灰的资源化利用提供依据，如制备水泥、填料等材料，为煤炭的燃烧工艺提供技术指导，提高燃煤发电的效率，减少环境污染等。
二、影响煤灰熔融性的因素1. 煤质煤质是影响煤灰熔融性的重要因素之一。
不同种类、不同地区的煤炭其煤灰的熔融性也会有所差异。
一般来说，焦化煤的灰渣熔融性较好，烟煤的灰渣熔融性较差。
煤炭中的灰分含量、灰渣中的硅酸盐的含量等也会影响煤灰的熔融性。
2. 燃烧工艺燃烧工艺是影响煤灰熔融性的另一个重要因素。
不同的燃烧温度、气氛、时间等都会对煤灰的熔融性产生影响。
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煤灰熔融性的测定
（1）实验目的
1. 掌握煤灰熔融性的测定原理及操作方法；
2. 掌握煤灰熔融的特征温度判断方法。
（2）实验意义
煤灰熔融性习惯上称为煤灰熔点。
煤灰熔融性是动力用煤的重要指标之一。
煤燃烧后产生的灰分，在高温下的熔融性是锅炉用煤的重要特性。
对于煤粉燃烧固态排渣的锅炉，它是判断炉膛结渣可能性的依据之一。
为了减少结渣的危险，煤粉炉要求燃烧灰熔点较高的煤。
对于层燃锅炉燃用灰熔点较低的煤可形成适当的融渣，起保护炉排的作用。
对于液态排渣煤粉炉，较低的灰熔温度有利于排渣。
（3）实验原理
本实验采用角锥法测定煤灰熔融性。
将煤灰制成一定形状和尺寸的三角锥体，放在其他介质中，以一定的升温速度加热，观察并记录其四个特征温度。
图1 灰锥熔融特征示意图
1．变形温度（DT )
灰锥尖端开始变圆或弯曲时的温度。
2．软化温度（ST )
灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时温度。
3．半球温度（HT )
灰锥形变近似半球形，即高约等于底长的一半时的温度。
4．流动温度（FT )
灰锥完全熔化或展开成高度1.5 mm以下的薄层时的温度。
煤灰的熔融性主要取决于它们的化学组成。
由于煤灰中总含有一定量的铁，铁在不同的气体介质中将以不同的形态存在，在氧化性气体介质中以三价铁（Fe2O3）形态存在；在弱还原性气体介质中，它将转变成二价铁（FeO）；而在强还原性气体介质中，它将转变成为金属铁（Fe）。
三者的熔点以FeO为最低（1420 °C），Fe2O3为最高（1560 °C），Fe居中（1535 °C）。
此外，FeO能与煤灰中的SiO2生成熔点更低的硅酸盐，所以煤灰在弱还原性气体介质中熔点最低。
在工业锅炉和气化炉中，成渣部位的气体介质大都呈弱还原性，因此煤灰熔融性的例常测定就在模拟工业条件的弱还原性气氛中进行。
根据要求也可在强还原性气氛和氧化性气氛中进行。
本实验出于操作上的考虑，在氧化性气氛下进行灰熔融性测定。
（4）实验仪器和试剂
1. 微机灰熔点测定仪：该仪器由灰熔点测定仪和计算机两部分组成。
其中测定仪加热主体部分见图2。
2. 灰锥模子：试样用灰锥模子制成三角锥体，锥高为20mm，底为边长7mm的正三角形，锥体之一棱面垂直于底面。
灰锥模子如图3所示，由对称的两个半块构成，用黄铜或不锈钢制成。
3. 灰锥托板：托板必须在1500°C 以上不变形，不与灰样反应，如图4所示。
4. 刚玉舟：如图5所示
5. 石墨：工业用，灰分≤15%，粒度≤0.5mm。
6. 无烟煤：粒度≤0.5mm。
7. 糊精：化学纯，配成10%水溶液，煮沸。
（5）实验步骤
1．灰锥制备
取1～2 g 煤灰放在玻璃表面皿上，用3 滴糊精溶液润湿并调成可塑状，然后用小尖刀铲
入灰锥模中挤压成型，用小尖刀将模内灰锥小心地推至瓷板上，于空气中风干5 分钟备用。
2．灰熔融性测定（在氧化性气氛下）
将制备好的灰锥置于灰锥托板上，用10%的糊精水溶液使之固定，将带灰锥的托板置于刚玉舟。
打开高温炉炉盖，用炉钩将刚玉舟缓慢推入炉内，至灰锥位于高温带并紧邻电偶热端（相距2 mm左右）。
关上炉盖，在空气气氛下开始加热。
程序设定的升温速度为：900 °C以下，18 °C /min；900 °C以上，(5土1）°C /min。
通过电脑程序随时观察灰锥的形态变化，并记录灰锥的四个熔融特征温度——变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
待全部灰锥都达到流动温度或炉温升至1500 °C时断电，结束试验。
（6）实验记录
记录试样的四个熔融特征温度，DT、ST、HT和FT。
表1：试样的四个熔融特征温度记录表（单位：°C）
（7）思考题
1.四个特征温度间隔大小对实际应用有何意义？
答：根据软化区间温度（DT-ST）的大小，可粗略判断煤灰是属于长渣或短渣。
一般认为当（ST-DT）=200~400℃为长渣；（ST-DT）=100~200℃为短渣。
通常锅炉燃用长渣煤时运行较为安全。
燃用短渣煤时，由于炉温增高，固态排渣炉可能在很短的时间里就出现大面积的严重结渣情况；燃用长渣煤时，DT、ST之间的温差虽超过200℃，但固态排渣炉的结渣相对进行的缓慢，一旦产生问题，也常常是局部性的。
2.用灰锥法测定煤灰的熔融性，该方法的主要优缺点是什么？
答：优点：灰锥易制作，操作简单，实验现象较为直接。
缺点：灰锥形态差异都是非量化的，易受主观因素影响；灰锥的形态、疏密各异，给实验造成影响。
3.为什么通常选用弱还原性气氛测定煤灰的熔融性？
答：在工业锅炉的炉膛或气化室中，一般都形成由CO、H2、CO2、CH4和O2为主要成分的弱还
原气氛，所以，煤灰熔融性测定应该在与之相似的弱还原性气氛中进行。