大气试验粉尘标准 样品煤飞灰 GB 13269-91 批准日期0000-00-00实施日期1991-07-01 大气试验粉尘标准样品煤飞灰 Atmospheric air-Test dust standard sample-Fly ash GB 13269-91 1 主题内容与适用范围 1.1 本标准规定了二种煤飞灰试验尘的材料来源、基本物性数值以及包装、贮存和使用条件。 1.2 本标准规定的二种煤飞灰试验尘适用于除尘器的除尘性能试验及产品质量检验。 2 引用标准 GB 176 水泥化学分析方法 GB 5161 金属粉末有效密度的测定液体浸透法 GB 6524 金属粉末粒度分布的测定光透法 3 术语、符号、定义。 3.1 粒径dp——指用液体沉降法测出的粉尘颗粒的斯托克斯当量径，单位以μm表示。 3.2 粒径分布——指粉尘在各粒径分级区间所占组分的比例关系，本标准所指均为质量百分率关系，总 体(即各组分之和)为100％。 3.3 筛上率R(％)——指大于某一粒径dp的颗粒部分累积质量与粉尘整体质量的百分比。 3.4 筛下率D(％)——指小于某一粒径dp的颗粒部分累积质量与粉尘整体质量的百分比。 R与D为互补关系，即R＋D＝100(％)。 3.5 中位径dp50——指筛上率R和筛下率D都恰为50％处所对应的粒径值，单位以μm表示。 3.6 真密度p——粉尘颗粒内部及颗粒之间的气体被排除以后的粉尘质量与它所占实际体积之比值，单 位以g／Cm3表示。
4 技术要求 4.1 原材料及其主要化学成分 4.1.1 原材料为电厂煤飞灰。 4.1.2 按照GB 176规定的方法测定煤飞灰的化学成分，其主要化学成分符合表1规定的数值范围。 表1 煤飞灰的主要化学成分％ 4.2 真密度及粒径分布 4.2.1 真密度ρ 按GB 5161规定的液体浸透法测定真密度，其数值应为： 煤飞灰1的真密度ρ＝2.3±0.2(g／cm3) 煤飞灰2的真密度ρ＝2.5±0.1(g／cm3) 4.2.2 粒径分布 按GB 6524或同类标准，采用液体沉降法测定粉尘的粒径分布，以斯托克斯当量径为计量单位，二种煤飞灰的粒径分布应符合表2、表3所列数值范围。 表2 煤飞灰1粒径分布 表3 煤飞灰2粒径分布 5 检验方法
新煤炭品种检验数据统计记录 煤样品种哈氏可磨性指数 （HGI） 灰熔点（ST） 空干基氢值 （ a d H ） 平2混53 1500 4.31 伊泰4 57 1160 1152） 3.97 伊泰9 57 1200 3.65 国新2 55 1210 4.25 国新4 54 1360 4.19 外购1 57 1420 4.23 石炭2 55 1390 3.20 平混七>1500 4.03 华优66 >1500 3.80 神混3 55 1199 3.41 平混9 >1500 3.89 平3混1385 1.05 宁煤68 >1440 3.68 蒙煤72 >1500 3.81 神混1 55 1280 4.08 神混2 55 1260 3.85 不连混57 1490 4.02 特泓混（同庆 19） 56 >1500 3.98 煤管混53 >1500 4.12
大友（麻吉良 矿） 62 >1500 2.82 大连铁法52 1310 3.70 麻混（大同）54 >1500 3.89 长宏优（山西 荗华） 64 >1500 3.35 优混>1425 （兴煤一号）57 >1420 大友6 62 >1420 3.59 华兴一号>1420 3.77 晋混煤>1420 同优3 >1420 不连1+乌兰混>1420 不连1+神混1 >1420 尹泰3 1202 神混1 1176 不连1+神混1352 不连1 2014.7.28做为73）>1420（2015.10.8化验室做） 蒙泰混57 1310 陕煤1号53 1234（2015.5.4化验室做）
准2、隆得混 煤 1350 神混5000 1190（2015.6.17化验室做） 准5 >1450（2015.8.25化验室做） 晋能混（5500大卡）542015.9.24做） 1122（2015.9.17 化验室做） 准2 602015.9.24做）>1350 平优9号+尹 泰5 心做可磨 >1450 （2015.11.17日 化验室做） 备注：做灰熔点和元素分析用0.2mm煤样100克左右; 做哈氏可磨指数用6mm的1公斤左右。
不同粒径的飞灰中重金属含量的分布 样品来源是采用由中国预防医学科学院研制的WY－1尘粒分级仪，见图1。分级仪按照被捕集到的飞灰粒径的不同，共分为7级和开始的预分离级，被捕集的飞灰粒径在1.3～14.7μm。 图1 WY－1型尘粒分级仪 样品的采集是在浙江大学热能所的W试验炉上进行，该炉热功率为3.52MW，试验煤种为湖南耒阳煤，其煤种成分分析如表1示。 表1 耒阳煤特性分析 我们对该试验炉的两个燃烧工况进行了飞灰样品的采集，这两个燃烧的一些参数分别为：两个工况的锅炉负荷均为100％，炉内最高火焰温度均为1403℃，对于工况1的炉膛出口烟温和排烟温度分别为
1127和165℃；工况2的这个温度参数分别为1078℃和159℃。 对采集到的样品置于聚四氟乙烯烧杯中进行消解，最后将消解得到的样品溶液用原子吸收光谱仪进行Pb、镉Cd、铜Cu、锌Zn、镍Ni 和铬Cr这六种重金属含量的测定，所得结果分别如图2和图3所示。 图2 工况1下分级飞灰重金属含量 图3 工况2下分级飞灰重金属含量 从图2和图3整体上看，随着飞灰空气动力学直径的减小，重金属在其上的含量呈现递增的趋势。在飞灰粒径变化到最小的时候，含量都发生突变，这可能因为飞灰粒径很小的时候，比表面积突然增大，对重金属有更强的物理吸附作用，此外，重金属蒸汽在随烟气的降温
过程中，更容易凝聚在细小颗粒上。不同元素的含量有很大区别，像镉Cd不管在哪个工况下含量都很少；而铬Cr在这两个工况下含量均最高。另外的几种元素的含量相当。对同一个元素而言，以铜Cu和锌Zn 为例，对这两个工况进行如下图4的比较。 （a）两工况下Cu含量之比较 （b）两工况下Zn含量之比较 图4 不同工况下重金属含量之比较 从这两个图我们可以更加清晰的看到，对这两个不同元素在两个不同工况下富集趋势是相同的，如上所述，粒径越小，含量越高。两个工况主要区别在于工况2的炉膛出口烟温和排烟温度比工况1稍微
第五章 颗粒污染物控制技术基础 5.1 根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对该粉尘进行粒径分布测定时只取了四组数据（见下表），试确定：1）几何平均直径和几何标准差；2）绘制频率密度分布曲线。 在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线， 读出d 84.1=61.0m μ、d 50=16.0m μ、d 15。9=4.2m μ。81.350 1.84== d d g σ。 作图略。 5.2 根据下列四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据，在对数概率坐标纸上绘出它们的筛下累积频率曲线。 污染源 质量中位直径 集合标准差 平炉 0.36 2.14 飞灰 6.8 4.54 水泥窑 16.5 2.35 化铁炉 60.0 17.65 解： 5.3 已知某粉尘粒径分布数据（见下表），1）判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布；2）如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积－体积平均直径。 解： 在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读出质量中位直径d 50（MMD ）=10.3m μ、d 84.1=19.1m μ、d 15。9=5.6m μ。85.150 1.84== d d g σ 。 按《大气污染控制工程》P129（5－24）m NMD NMD MMD g μσ31.3ln 3ln ln 2 =?+=； P129（5－26）m d NMD d L g L μσ00.4ln 21ln ln 2 =?+=； P129（5－29）m d NMD d sv g sv μσ 53.8ln 25ln ln 2=?+ =。
灰熔点 煤的灰熔点又叫煤杰熔融性，是在规定条件下得到的随加热温度而变的煤灰（试样）变形、软化和流动特征物理状态，是动力用煤和气化用煤的一个重要的质量指标，可以反映煤中矿物质在锅炉中的动态，根据它可以预计锅炉中的结渣和沾污作用。灰熔点与热量没有任何关系，它的高低与煤灰中钙、镁、铁的含量高低有关，根据锅炉的设计，有的根据灰熔点越高了越好，有的根据灰熔点越低了越高。 易熔灰分ST＜1100℃ 中等熔融灰分ST=1100-1250℃ 难熔灰分ST=1250-1500℃ 耐熔灰分ST＞1500℃ 煤炭的灰分的熔点与煤灰里的氧化铁，氧化铝和二氧化硅的含量有关，氧化铁（1565℃）的含量越高，煤灰的熔点就越低，氧化铝（2050℃）和二氧化硅(1670℃)的含量越高，煤灰的熔点就越高。在我国13个大型的煤炭生产基地（基本涵盖我国大部分的煤田）中，出产的煤灰的熔点大于1250度的有： 1）晋北煤炭基地的平朔矿区出产的煤，煤灰中的氧化铝含量较高，在40%-48%之间，因此煤灰熔点为1450度以上。 2）晋东基地的阳泉矿区出产的无烟煤，煤灰中的氧化铝和二氧化硅含量均很高，因此煤灰熔点在1500度以上。 3）蒙东基地的霍林河矿区的深部煤层的煤，此处的煤炭的煤灰熔点为1250度-1450度之间，霍林河矿区比较特别，浅部煤层的煤炭煤灰熔点较低，在1100度-1250度之间，而该基地的另一矿区铁法，煤灰熔点为平均1340度。双鸭山矿区的气煤，熔点为1350-1450度之间。
4）河南基地的郑州矿区，煤炭煤灰的熔点多在1450度以上。5）鲁西基地的允州矿区，该矿区的西山组煤灰中的氧化铝含量较高，因此煤灰的熔点ST一般在1300度以上，而且有不少大于1500度。 6）晋中基地的西山矿区，该矿区的煤炭的氧化铝含量非常高，在40%左右，因此煤灰的熔点一般大于1500度。 7）两淮基地的淮南矿区和淮北矿区，淮南矿区的煤灰熔点ST多在1500度以上，而淮北矿区的煤灰熔点平均在1450度以上。 8）冀中基地的开滦矿区，煤灰的熔点一般平均为1500度以上。而另一矿区峰峰，煤灰熔点多为1400-1500度之间。 灰熔点的测定方法常用角锥法、见GB219-74。将煤灰与糊精混合塑成三角锥体，放在高温炉中加热，根据灰锥形态变化确定DT（变形温度）、ST（软化温度）和FT（熔化温度）。一般用ST评定煤灰熔融性。
1.火电厂脱硫石膏主要成分 石膏浆液是含有石膏晶体、CaCl2、少量未反应石灰石、CaF2和少量飞灰等的混合物。 半水亚硫酸钙CaSO 3*1/2 H 2 O（粘性大） CaCO 3 CaSO 4.2H 2 O 氯离子Cl- 飞灰粉尘（粒径小） 脱硫石膏基本性质 脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙。烟气脱硫石膏呈较细颗粒状，平均粒径约40～60μm，颗粒呈短柱状，径长比在1.5～2.5之间，颜色呈灰、黄，二水硫酸钙含量较高一般都在90%以上，含游离水一般在10％～15%，其中还含飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。 脱硫石膏化学监督要求： CaCO 3 W% ＜3 CaSO 3 W% ＜1 自由水分W% ≤10 CaSO 4.2H 2 O W% ≥90 溶解于石膏中的Cl-含量以干石膏为基准（以无游离水石膏为基准）＜100ppm Wt%<0.01 溶解于石膏中的F-含量以干石膏为基准（以无游离水石膏为基准）＜100ppm Wt%<0.01 溶解于石膏中的Mg2+含量以干石膏为基准（以无游离水石膏为基准）＜450ppm
2.火电厂脱硫石膏粒径分布 石膏浆液颗粒度分布较宽，60μm以上的大颗粒占60％以上，10μm以下的小颗粒占5％以下，大颗粒占有很大比例，这样的颗粒分布所构成的石膏滤饼结构有利于脱水机进行脱水。
3.解决过滤板堵塞问题 3.1选择合适的过滤板 现场取样：成分、粒径 过滤板微孔结构、孔径 3.2亚硫酸钙导致结垢——清洗液、超声波、清洗工艺过程控制 亚硫酸钙的分子结构图 简介 性质：CaSO3·1/2H2O 无色六方结晶或白色粉末。 密度：1.595g/cm3 式量：120(不含结晶水)
第23卷第4期电站系统工程V ol.23 No.4 2007年7月Power System Engineering Jul., 2007 文章编号：1005-006X(2007)04-0011-03 城市生活垃圾焚烧飞灰基本特性研究* 王学涛1焦有宙2金保升3徐斌1吴健1 （1.河南科技大学，2.河南农业大学，3.东南大学） 摘要：研究了国内3个正在运行的城市生活垃圾发电厂的飞灰。结果表明：焚烧飞灰成分相当复杂，其主要成分是SiO 2 、CaO、Al2O3和Fe2O3，其次为Na2O、K2O、MgO，还含有少量重金属，如Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等，其中Pb、Zn等重金属严重超出危险废物鉴别标准，属于危险废物。飞灰粒径的主要范围在10～100 μm之间。焚烧飞灰熔点受成分的影响最为显著，SiO2＋Al2O3含量的高低直接影响飞灰试样的熔点，3种焚烧飞灰的熔点由高到低依次为FA3> FA2> FA1。 关键词：垃圾；焚烧飞灰；分析 中图分类号：TK229；X705 文献标识码：A Study on Basic Characteristics of Fly Ashes from Municipal Solid Waste Incinerator WANG Xue-tao, JIAO You-zhou, JIN Bao-sheng, XU Bin, WU Jian Abstract: Basic characteristics of three kinds of fly ashes from municipal solid waste incinerator (MSWI) in China were investigated. The results show that it is mainly composed of SiO2, CaO, Al2O3, and Fe2O3; following the part of fly ash is Na2O, K2O, MgO; there are a little of heavy metals, such as Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn. Leached Pb and Zn exceeds the limit value of National Identification Standard for Hazardous Wastes, therefore fly ashes from MSWI are classified as hazardous waste. The particle size range of fly ashes is mainly 10μm-1000μm. The melting point of fly ashes is significantly affected by its composition. The melting point of fly ashes is directly related with the content of SiO2 and Al2O3 in fly ashes. The melting point of fly ashes from high to low is as follow FA3, FA2, FA1. Key words: municipal solid waste; MSWI fly ash; analysis 垃圾焚烧发电具有明显的减容、减量和资源再利用等优势，受到国内外的普遍关注。许多专家认为，焚烧发电技术将成为我国垃圾处理技术的重要研究和发展方向[1]。垃圾焚烧容易产生二次污染，而焚烧飞灰是二次污染的主要载体。焚烧飞灰因含有高浸出毒性的重金属以及高毒性当量的二恶英等污染成分被普遍认为是一种危险废物[2]，必须进行稳定化、无害化处理。 许多学者对垃圾焚烧飞灰理化特性开展深入研究，Richer U等[3]和Le Forestier等[4]研究了飞灰粒度等特性，Tay 等[5]着重对焚烧飞灰的工程性质进行了研究。对于焚烧飞灰的研究，国内也是最近几年才起步，相关的文章鲜有报道。 飞灰的物理化学性质对各种处理技术的适应性、处理效果、经济性能等有重要影响。本文针对国内华东地区3个正在运行的城市生活垃圾焚烧发电厂的布袋除尘器飞灰进行研究，系统地讨论了焚烧飞灰的化学组成特性和物理特性等，以期对飞灰的无害化处理提供一定的理论依据，并为飞灰的处理技术选择和优化运行奠定基础。 1 实验部分 1.1 样品来源 本实验采集的城市垃圾焚烧飞灰分别来自国内华东地 收稿日期: 2007-02-09 王学涛(1976-)，男，博士，车辆与动力工程学院。郑州，471003 *教育部高等学校博士点基金资助项目(20030286005)，江苏省建设系统科技计划资助项目(JS200311)区的3家垃圾焚烧发电厂布袋除尘灰，垃圾焚烧发电厂A 的日处理能力为1 095 t生活垃圾，选用的是法国焚烧设备，采用倾斜往复推力炉排焚烧工艺，烟气净化采用半干式洗涤塔与滤袋式集尘器组合工艺；垃圾焚烧发电厂B的日处理能力为350 t生活垃圾，采用的是国产的垃圾焚烧设备；焚烧发电厂C的日处理生活垃圾1000 t，配备3台75 t/h循环流化床垃圾焚烧锅炉，2台12 MW抽凝式发电机组，焚烧温度在850～950 ℃之间。 1.2 分析测试仪器和方法 1.2.1 XRF元素定性分析 将实验用的焚烧飞灰研磨通过100目筛网后，将试样压制成圆饼状，置于ARL9800XP+型X-射线荧光光谱仪中，在电压40 kV、电流10 mA、计算速度4 kcps条件下，对试样的组成元素进行分析。 1.2.2 灰熔点 焚烧飞灰熔点测定参考标准GB/T219-1996（煤灰熔融性测试方法），测出飞灰的熔融特征温度：变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT）。 1.2.3 飞灰中重金属元素 飞灰在进行分析测试之前，先均匀化处理，并在105 ℃下干燥24 h，达到恒重。重金属总量消化分析，参照USEPA SW846-3050b[6]对焚烧炉飞灰及熔融试样进行酸消解后，测定重金属含量。 试样采用POEMS（II）型电感耦合等离子体光谱质谱联用仪进行分析，ICP仪器工作参数：高频发射功率 1.15
灰熔点 煤灰是各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个融化的范围，煤灰熔融性又称灰熔点。 灰熔点是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度，它与原料中灰分组成有关，灰分中三氧化二铝、二氧化硅含量高，灰熔点高；三氧化二铁、氧化钙和氧化镁含量越高，灰熔点越低。 灰熔点计算公式如下： 灰熔点（软化） t ═ 19 (Al2O3) + 15 (SiO2+Fe2O3) + 10 (CaO+MgO) + 6 (Fe2O3+Na2O+K2O) 灰熔点可以实测，即将灰分制成三角锥形，置于高温炉内加热，并观察下列温度。 开始变形温度T1：锥顶尖端复圆或锥体开始倾斜。 开始软化温度T2：锥尖变曲接触到锥托或锥体变成 球形。 开始熔融温度T3：看不到明显形状，平铺于锥托之上。 原料灰熔点，是影响气化操作的主要因素。灰熔点低的原料，气化温度不能维持太高，否则，由于灰渣的熔融、结块，各处阻力不一，影响气流均匀分布，易结疤发亮，而且由于熔融结块，还减少气化剂接触面积，不利于气化，因此，灰熔点低的原料，只能在低温度下操作。煤灰熔融性是动力和气化用煤的重要指标。煤灰是由各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个熔化温度的范围。煤灰熔融性又称灰熔点。煤的矿物质成分不同，煤的灰熔点比其某一单个成分灰熔点低。灰熔点的测定方法常用角锥法、见GB219-74。将煤灰与糊精混合塑成三角锥体，放在高温炉中加热，根据灰锥形态变化确定DT （变形温度）、ST （软化温度）和FT （熔化温度）。一般用ST 评定煤灰熔融性。 中华人民共和国国家标准 GB219—74 代替GB219—63煤灰熔融性的测定方法 中华人民共和国标准计量局发布1974 年1 1 月1 日实施中华人民共和国燃料化学工业部提出煤炭科学研究院北京煤炭研究所起草、管路敷设技术护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
怎样判断煤的灰熔点高低 关键词：煤炭化验仪器，煤炭化验设备，煤质化验仪器，量热仪、测硫仪、煤灰熔点，煤炭灰熔点，什么是灰熔点，灰熔点高好还是低好 DT（变形温度），ST（软化温度）和FT（流动温度），HT半球温度。 1. 什么是灰熔点 煤的灰溶点：是煤燃烧后余下的灰份，组成，即灰在高温情况下开始软化变形的温度，是一个温度区间。它与气氛有很大关系，气氛不同，温度相差很大。尤其是灰中氧化铁含量高时。 灰熔点又称煤灰熔融性，煤灰熔点即煤灰熔融性是动力和气化用煤的重要指标。煤灰是由各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个熔化温度的范围。煤的矿物质成分不同，煤的灰熔点比其某一单个成分灰熔点低。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，灰熔点的测定方法常用角锥法、见GB219-74。将煤灰与糊精混合塑成三角锥体，放在高温炉中加热，根据灰锥形态变化确定四个特征温度：①变形温度，符号DT，原称T1；②软化温度，符号：ST，原称T2；③半球温度，符号HT；④流动温度，符号：FT，原称T3。在灰熔融性的四个指标中，最常用的是软化温度，即ST(T2)。一般用ST评定煤灰熔融性。 2. 灰熔点高好还是低好 1050度,是煤炭的灰熔点,煤质不同,灰熔点会不会也有高低各种不同的煤，灰份熔点是不一样的，没有一个统一的标准数值，即便是同一种煤其熔点也不是固定的，影响灰熔点的因素有： 1、成分因素：灰分中各种不同成分的物质含量及比例变化时，灰的熔点就不同，如灰中含二氧化硅和氧化铝越多，灰的熔点就越高。 2、介质因素：与周边介质性质改变有关，如当灰份与一氧化碳、氢等还原性气体相遇时，其熔点会降低。 3、浓度因素：当煤中含灰量不同时，熔点也会发生变化一般灰越多越低，这是由于各物质之间有助熔作用。燃烧多灰的煤,因为灰中各成份在加热过程中相互接触频繁,则产生化合、分解、助熔等作用的机会就增多，所以分浓度也是影响灰熔点的因素。 由于煤中矿物质不同，煤经高温灼烧后剩下的残留物即灰分的成份十分复杂，其含量变化范围很大，他们主要有硅、铝、铁、钙、镁、钾和钠等元素的氧化物和盐类。这些成份决定了煤灰的熔融性和灰渣粘度特性。所以煤质不同也决定了灰的熔点的。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,Fe23,CaO,MgO,SO3等。 我国煤灰成分的分析 灰分成分 SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O
哪种气化炉可以气化高灰熔点煤 高灰熔点煤如何气化一直是困扰煤化工企业的一个难题，能够气化高灰熔点煤，实现原料煤本地化，一直是国内煤气化行业的梦想，高灰熔点煤的气化难点主要是排渣方式。国内目前号称能够气化高灰熔点煤的气化炉型主要有鲁奇炉、BGL炉、GSP 炉、航天炉、清华炉、壳牌炉，从排渣方式来分可分为固态排渣和液态排渣。 1.固态排渣 鲁奇炉 鲁奇炉采用双层夹套式圆形筒体，夹套在生产运行时充满高压锅炉给水并要保持足够高的液位，锅炉水吸热后产生高压饱和蒸汽，此蒸汽并入单台炉气化剂高压蒸汽管线，与氧气混合后返回气化炉内。 鲁奇炉通过煤锁进行间歇加煤，煤锁下部和气化炉相连，煤通过布煤器将煤均匀的加入气化炉。煤锁上下各有一个快速切断阀，由于运行环境恶劣，煤锁上下阀需经常检修。 煤锁用来自煤气冷却装置的粗煤气和来自气化炉粗煤气使煤锁分两步充压；煤锁卸压的煤气收集于煤锁气气柜。减压后，留在煤锁中的少部分煤气，用喷射器抽出。经煤尘旋风分离器除去煤尘后排入大气。来自气化炉的煤锁气送到文氏管洗涤器，在此与由煤锁气分离器来的洗涤水接触，洗涤水由煤锁气洗涤泵进行循环。煤锁气柜用于平衡，收集不稳定的煤锁气，这些煤锁气收集后经压缩送往主系统。 渣由气化炉中经旋转炉蓖排入灰锁，采用塔形炉篦，分四层布气，气化剂由炉底进入炉篦中心管，然后由各层布气孔出去，通过炉篦各层间隙分布进入气化炉内，达到沿气化炉横断面均匀布气的效果。炉内床层移动和渣的排量由炉蓖转速进行控制。 渣经灰斗排至水力排渣系统。灰锁也进行充压、卸压的循环。充压用过热蒸汽来完成。为了进行泄压，灰锁接有一个灰锁膨胀冷凝器，其中充有来自循环冷却水系统的水。逸出的蒸汽在水中冷凝并排至排灰系统。 结论，鲁奇炉采用碎煤进料，固态排渣，炉温控制在DT-ST之间操作，炉内干燥层、干馏层、反应层、灰渣层的控制主要依靠转动炉篦和气化剂的加入量进行调节，从实际运行的情况来看，烧高灰熔点煤是没有问题的。
灰熔点 煤灰是各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个融化的范围，煤灰熔融性又称灰熔点。 灰熔点是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度，它与原料中灰分组成有关，灰分中三氧化二铝、二氧化硅含量高，灰熔点高；三氧化二铁、氧化钙和氧化镁含量越高，灰熔点越低。 灰熔点计算公式如下： 灰熔点（软化） t ═ 19 (Al2O3) + 15 (SiO2+Fe2O3) + 10 (CaO+MgO) + 6 (Fe2O3+Na2O+K2O) 灰熔点可以实测，即将灰分制成三角锥形，置于高温炉内加热，并观察下列温度。 开始变形温度T1：锥顶尖端复圆或锥体开始倾斜。 开始软化温度T2：锥尖变曲接触到锥托或锥体变成球形。 开始熔融温度T3：看不到明显形状，平铺于锥托之上。 原料灰熔点，是影响气化操作的主要因素。灰熔点低的原料，气化温度不能维持太高，否则，由于灰渣的熔融、结块，各处阻力不一，影响气流均匀分布，易结疤发亮，而且由于熔融结块，还减少气化剂接触面积，不利于气化，因此，灰熔点低的原料，只能在低温度下操作。 煤灰熔融性是动力和气化用煤的重要指标。煤灰是由各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个熔化温度的范围。煤灰熔融性又称灰熔点。煤的矿物质成分不同，煤的灰熔点比其某一单个成分灰熔点低。灰熔点的测定方法常用角锥法、见GB219-74。将煤灰与糊精混合塑成三角锥体，放在高温炉中加热，根据灰锥形态变化确定DT（变形温度）、ST （软化温度）和FT（熔化温度）。一般用ST评定煤灰熔融性。 中华人民共和国国家标准 GB219—74 代替GB219—63 煤灰熔融性的测定方法 中华人民共和国标准计量局发布1974 年1 1 月1 日实施中华人民共和国燃料化学工业部提出煤炭科学研究院北京煤炭研究所起草
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910333411.5 (22)申请日 2019.04.24 (71)申请人 东方电气集团东方锅炉股份有限公 司 地址 643001 四川省自贡市自流井区五星 街黄桷坪路150号 (72)发明人 马菊梅 张章 李维成 周棋 (74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人 钟莹洁 (51)Int.Cl. C10L 10/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于提高煤灰熔点的阻熔剂及其使用 方法 (57)摘要 本发明公开一种用于提高煤灰熔点的阻熔 剂及其使用方法，所述阻熔剂为工业废料微硅 粉。所述使用方法为将阻熔剂与低灰熔点煤混匀 后送入燃煤锅炉中燃烧，阻熔剂的加入量为所述 阻熔剂与低灰熔点煤总重量的10～30wt％。与现 有技术相比， 本发明将工业废料微硅粉作为阻熔剂可有效提高煤灰熔点，拓宽了低灰熔点煤的使 用范围，增加了固态排渣锅炉的煤种适用性，又 实现了工业微硅粉的资源化利用。权利要求书1页 说明书6页CN 110041980 A 2019.07.23 C N 110041980 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110041980 A 1.一种用于提高煤灰熔点的阻熔剂，其特征在于，所述阻熔剂为工业废料微硅粉。 2.根据权利要求1所述用于提高煤灰熔点的阻熔剂，其特征在于，所述工业废料微硅粉是从硅铁合金或工业硅的冶炼烟气中回收得到的微硅粉。 3.根据权利要求1所述用于提高煤灰熔点的阻熔剂，其特征在于，以质量百分比计，所述工业废料微硅粉包括SiO2 9 4.0～97.0wt％、Al2O3＞1wt％、TiO2＞0.1wt％、CaO＜1.5wt％、MgO＜1wt％、K2O＜1％、Na2O＜1％和1wt％以下的杂质，所述杂质包括C、FeO、Fe2O3和SO3。 4.如权利要求1至3中任一项所述用于提高煤灰熔点的阻熔剂的使用方法，其特征在于，将所述阻熔剂与低灰熔点煤混匀后送入燃煤锅炉中燃烧，其中，所述阻熔剂的加入量为所述阻熔剂与低灰熔点煤总重量的10～30wt％。 5.根据权利要求4所述用于提高煤灰熔点的阻熔剂的使用方法，其特征在于，所述阻熔剂的加入量为所述阻熔剂与低灰熔点煤总重量的15～20wt％。 6.根据权利要求4所述用于提高煤灰熔点的阻熔剂的使用方法，其特征在于，所述低灰熔点煤为宜宾无烟煤、内蒙褐煤、神府煤、锡林浩特褐煤或淮东煤。 7.根据权利要求4所述用于提高煤灰熔点的阻熔剂的使用方法，其特征在于，所述低灰熔点煤的煤灰熔点能够提高30～300℃。 2
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。所以，石灰石的添加量也不宜过多，应根据不同煤种经实验后确定其添加量。石灰石添加量应控制在20%以内。
灰熔点测定仪使用说明 1、高温带测定。灰熔点测定仪安装好后，必须测量其高温带，以选择试样置部位。 2、试样放置于灰锥托板上，灰锥托板放置于刚玉舟之槽中，若采用封碳法产生还原性气氛，应在刚玉舟里放置控制气氛用物质，如木炭、无烟煤、石墨等。 3、炉内气氛控制 （1）、弱还原性气氛 本仪器之高温炉膛为气疏的高刚玉管，其弱还原性气氛的控制方法是：于炉膛中央放置石墨、无烟煤外，亦可是木炭、焦碳、石油焦等。它们的粒度、数量和放置位置时、视具体情况而定。 (2)氧化性气氛 炉内不放任何碳物质,并使空气自由流通. (3)炉内气氛监定 当采用封入含碳物质的办法来产生弱还原性气氛时,需用下列方法之一来判断炉内气氛: A、标准锥法：选取含Fe2O3h20—30%的易熔煤灰预先在强还原性（炉内通100%的H2或封入大量无烟煤或木炭）、弱还原性和氧化性气氛中分别测出其熔融性特征温度（在强还原性和氧化性气氛之内T2和T3 应比弱还原性气氛者高100—300℃），然后以它们为标准来鉴定炉内气氛。如测出的T2和T3与弱还原性气氛中的测定值相差不超过50℃，则证明炉内气氛为弱还原性。否则，应根据它们与强还原性和氧化性气氛中的测定值的相关情况，以及封入含碳物质的氧化程度来判断气氛是强还原性还是氧化性。 B、取气分析法：用一根刚玉管从炉子高温带以5～7mL/min 的速度取出气体进行成分分析。如在1000～1300℃范围内还原性气体(CO、H2和CH4)体积百分含量为10%～70%，同时1100℃以下时它们和CO2之体积比≤1∶1，O2含量≤0.5%，则为弱还原性气氛。 4、温速度控制 由HR—4型灰熔点测定仪自动控制温度，不用人为调节。
20世纪70年代石油危机加速了煤炭气化技术的发展，现今已形成了多种煤气化方法。主要特征为煤在气化炉中，在高温下发生气化反应，使煤固体转为气体，仅剩下少许含灰残渣。煤气化技术较多，目前以固体床、气流床、流化床等气化技术为主。煤灰熔融特性在煤气化设计、运行中具重要作用，对煤气化过程中安全性、经济性均有较大影响。因此开车煤灰熔点影响因素研究，提出降低煤灰熔点的技术方法，对煤气化技术有重要意义。 1 煤灰融特性的影响因素分析 1.1 煤灰成分 煤灰成分常用氧化物形式表示，通过化学分析表明，煤灰成分主要由SiO2、A12O3、TiO等酸性氧化物，MgO、Na2O、CaO、Fe2O3等碱性氧化物组成。酸性氧化物对提高煤灰熔点有重要作用，含量增加，煤灰熔点增加，反之亦然。而碱性氧化物可降低煤灰熔点。可用离子势来解释其氧化物对煤灰熔点的影响， 酸性氧化物以酸性离子为主，酸性离子离子势较高，碱性离子则较低，高势的酸性阳离子和氧易结合可合成复杂离子和多聚物，氧来源于碱性阳离子，其可以终止多聚物进一步聚集，从而表现出助熔性。对我国煤灰成分进行研究表明，碱性金属氧化物呈游离态降低煤灰熔点，而实际上绝大部分煤灰中碱性金属氧化物以伊利石形态存在，在受热过程中析出较少，降低了助熔效果；当碱性氧化物达到40%以上，酸性氧化物和碱性氧化物会发生固相反应，产生较低熔点的共熔体，从而进一步降低灰熔点；质量分数小于40%则降低灰熔点效果降低。 1.2 煤灰矿物组成 （1）煤灰中矿物组成 煤灰中矿物质指煤中的非煤无机质，矿物质数量、成分以及组分与煤的种类有关，且差别较大，其与产地、分布以及开采、运输等的影响。煤矿物质主要分为固有和外来矿物质两部分，固有成分是成碳植物中的不可燃部分，占6%左右；外来矿物质是矿区周围矿物质碎粒片。 对煤灰进行分析表明其中主要矿物质包括：莫来石、粘土矿物、石英、硅酸钙、赤铁矿、黄长石以及硬石膏。煤灰中的矿物质可进一步分为耐熔矿物和助熔矿物，耐熔矿物包括石英、莫来石、偏高岭石以及金红石，助熔矿物包括酸性斜长石、硅酸钙、石膏以及赤铁矿。 （2）煤灰中矿物组成对煤灰融特性的影响 近年来，人们利用先进测试仪器对煤灰熔融特性进行了较为深入的研究，目前主要包括X射线衍射法、热重分析法、差热分析法以及Mossbauer谱仪法检测，并对煤灰矿物质受热过程中的行为用电子显微镜或高温显微镜进行观察。川井隆夫开展了粘土矿物对灰熔融特性影响的研究，指出地质年代较大的煤中矿物质主要为高岭石，煤灰熔融性温度比地质年代新的高，其含量和煤灰熔点相关性较好，此外硬石膏也会降低高岭石溶解性温度。Vassilev分析了不同矿物成分对煤灰熔点的影响，研究表明煤中富含高岭石、石英、伊利石，灰熔点温度较高，富含方解石、蒙脱石、菱铁矿、斜长石、石膏的煤，则温度较低。实验分析还表明硅酸盐矿物含量与熔融温度有正相关关系，硫酸盐矿物则与熔融温度存在负相关关系。Kahraman利用定量X射线衍射和荧光光谱测定分析了矿物行为，认为液相的出现和灰成分影响导致了改良灰发生收缩，低灰熔点的煤灰中富含高岭石、石英，以及伊利石、蒙脱石、石膏、菱铁矿等。 2 降低煤灰熔点温度的方法 降低煤灰熔点温度主要有两种方法：添加助熔剂和配煤改变煤灰熔点。助熔剂在煤化工中应用广泛，在煤矿物成分和化学成分等相同的情况下，可添加碱性氧化物助熔剂降低熔点；此外还可添加其他助熔剂改变煤化学成分，从而控制煤灰熔融特性；研究表明：将高灰熔点和低灰熔点的煤按一定比例混合，可较好的改善煤灰融熔性，具体配置比例需要单独做实验确定。在实际应用过程中，往往同时采用上述两种方法来降低熔点温度。 参考文献 [1]何惠娟.煤中矿物质在弱还原性气氛中加热时的行为特性研究[J].动力工程，1991，11（4）：27-29. [2]潘连生.积极采取措施努力促进以我为主发展现代煤化工[J].煤化工，2007，28（1）：1-6. 煤灰熔点的影响因素及降低方法研究 王金华 西安石油大学化学化工学院 陕西 西安 710065 摘要：煤灰熔融特性在煤气化设计与运行中具有重要作用，通过分析煤灰熔融特性的影响因素，包括煤灰化学成分、矿物成分以及所处环境，最终提出了降低煤灰熔点的方法。 关键词：煤灰熔点 影响因素 降低 煤气化 Influential factors and reduction methods of coal ash melting point Wang Jinhua Xi’an Shiyou University，Xi’an 710075，China Abstract：Melting characteristics of coal ash plays an important role in the design and operation of the coal gasification. The method to reduce the ash melting point is offered by analyzing the factors contributing to the coal ash melting characteristics，which include chemical composition，mineral composition and environment. Key words：coal ash melting point；influencing factors；reduce；coal gasification 143
9月工作总结 我国的煤炭资源丰富，油气匮乏。在未来几十年内，煤炭在我国能源结构中仍将占主导地位，它是我国战略上最安全和最可靠的能源。高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。煤气化作为一种高效、洁净的煤转化技术，日益受到重视。 已工业化的煤气化技术可分为3 类，即以Lurgi技术为代表的固定床气化技术、以HTW 技术为代表的流化床气化技术和以Texaco、Shell与多喷嘴对置气化技术为代表的气流床气化技术。气流床气化炉气化温度与压力高、负荷大、煤种适应范围广，是目前煤气化技术发展的主流，包括以具有自主知识产权的多喷嘴对置式气化炉、GE(Texaco)气化技术、Global E-Gas气化技术和以干粉煤为原料的Shell 气化技术、Prenflo气化技术、GSP气化技术等。 上述气流床气化技术均采用液态排渣式气化炉，即气化炉的操作温度在煤灰熔融流动温度(FT)以上50～150℃左右。煤的灰熔融特性和黏温特性直接影响到气化炉操作参数的合理设定，以及气化炉的安全可靠运行。 一、煤灰熔融性 煤的灰熔点又叫煤的熔融性，是在规定条件下得到的随加热温度而变的煤灰（试样）变形、软化和流动特征物理状态，是动力用煤和气化用煤的一个重要的质量指标，可以反映煤中矿物质在锅炉中的动态，根据它可以预计锅炉中的结渣和沾污作用。煤灰熔融性直接决定着煤炭燃烧、气化过程排渣方式的选择，是影响炉况正常运行的一个重要因素。 煤灰的熔融特性由煤灰中矿物组成所决定，而煤灰矿物组成与煤灰化学成分有一定关系。煤灰化学组成不同，则其矿物组成不同，煤灰的熔融特性也不同。因此可采用配煤和添加煤灰助熔剂的方式改变煤灰化学成分，达到控制煤灰熔融特性的目的。 1.1 煤灰化学组分对煤灰熔融性的影响 煤灰渣是一种极为复杂的无机混合物，通常都是以氧化物的形式来表示煤灰渣的组成。化学分析结果表明，煤灰渣由SiO2、CaO、A12O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、TiO2等氧化物构成。其中A12O3、SiO2和TiO2为酸性氧化物，而CaO、Fe2O3、MgO、Na2O和K2O为碱性氧化物。一般情况下，酸性氧化物具有提高煤灰渣熔融温度的作用，其含量越高，熔融温度就越高；相反，碱性氧化物却有降低煤灰渣熔融温度的作用，其含量越多，熔融温度就越低。碱性与酸性氧
灰熔点测定仪操作规程 一、技术特征 1.控制方式：以单片机为核心，自动校正测量温度和电流，自动 移相除法固态继电器闭环控制加热电流 2.测温范围：0-1600℃，分辨力1℃，配用S值热电偶。 3.时间范围：0-999min，分辨力1min（小于10min时为1s） 4.升温速度： 900℃以前， 15-20℃/min 900℃以后， 5±1℃/min 5.测温误差：±3℃ 6.定时误差：小于1s/h 7.电源电压：220V±10% 50Hz 8.控制电流：最大30安 9.仪器功耗：10W 10.仪器尺寸：305×120×390 11.使用环境：温度0-40℃，相对湿度不大于80% 12.工作环境：连续 二、操作步骤 1.取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样，按GB212-91规定将其完全灰化，然后用玛瑙研钵研细至0.1mm以下 2.取1-2g煤样放在瓷板或玻璃板上，用数滴糊精溶液湿润并调成可塑状，然后用小尖刀产入灰锥模中挤压成型。用小尖刀将模内灰锥
小心地推至瓷板或玻璃上，于空气中风干或于60
℃下干燥备用 3.将灰锥的托板置于刚玉舟上，打开高温炉炉盖，将刚玉舟徐徐推入炉内，至灰锥位于高温带并紧邻电偶热端（相聚2mm左右） 4.关上炉盖，开始加热并控制升温速度： 900℃以下，15-20℃/min； 900℃以后， 5±1℃/min 5.随时观察灰锥的形态变化（高温下观察时，需戴上墨镜）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。 变形温度：（DT）灰锥间断或棱开始变圆或弯曲时的温度 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）灰锥变至近似半球形，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 6.待全部灰锥都达到流动温度或炉温升至1500℃时断电，结束试验。 7.待炉子冷却后，取出刚玉舟，拿下托板，仔细检查其表面。如发现试样与托板作用，则另换一种托板重新试验。 三、注意事项 1.仪器需良好接地。 2.仪器应放在干燥、通风的场合，不能再炉内处理水分较高的物质