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影响煤灰熔融性温度的控制因素
引 言
煤灰熔融性是煤灰在高温下达到熔融状态的温度，主要包括4个温度值：变形温度(DT)、软化温度(ST)、半球温度(HT)和流动温度(FT)，在锅炉设计中，大多采用ST作为灰熔融性温度。无论电厂锅炉，还是煤气化炉的设计工作，都必须认真研究灰熔融性温度，其值大小与炉膛结渣有密切关系，并且对用煤设备的燃烧方式及排渣方式的选取影响重大。对于干式排渣炉，通常需要燃用较高灰熔融性温度的煤以防止炉内结渣，如固态排渣的电站锅炉需要燃用高灰熔融性温度的煤；而液态排渣炉，要求燃用灰熔融性温度较低的煤，以保证灰渣能以熔融状排出，如在液排渣旋风燃烧技术的基础上，发展了一种适用于工业窑炉的煤粉低尘燃烧技术，应用前景广阔，然而受燃烧器材质和环保排放限制，目前还只能燃用低灰熔融性温度、低硫的烟煤。
煤灰的熔融特性不仅与灰的成分有关，还与燃烧过程中灰中各成分之间的相互作用有关。灰熔融性温度主要取决于煤中的矿物组成、其氧化物的成分和配比及燃烧气氛等。为了实现控制煤灰熔融性温度的目的，以适应不同排渣方式的燃烧、气化技术或扩大煤种的适用范围，对其进行深入研究显得尤为必要。
1 测试气氛性质的影响
煤灰熔融性温度测定主要有3种气氛：弱还原性气氛、强还原性气氛和氧化性气氛。不同气氛下的煤灰熔融性变化规律不同。
在弱还原性气氛下，测定DT、ST、FT均小于氧化性气氛下的测定值， 精品 Word 可修改
且随煤灰化学成分不同，二种气氛之间的特征温度差值也不同，大约在10℃～130℃。这是由于煤灰中的铁有3种价态，它们是Fe2O3(熔点为1560℃)、FeO(熔点为1420℃)和Fe(熔点为1535℃)。在氧化性气氛中以Fe2O3形式存在，在弱还原气氛中，以FeO的形态存在，与其他价态的铁相比，FeO具有最强的助熔效果。FeO能与SiO2、A12O3、3Al2O3•2SiO2(莫来石，熔点1 850℃)、CaO•A12O3•2SiO2(钙长石，熔点1553℃)等结合形成铁橄榄石(2FeO•SiO2，熔点1205℃)、铁尖晶石(FeO•A12O3，熔点1780℃)、铁铝榴石(3FeO•A12O3•3SiO2，熔点1240℃～1300℃)和斜铁辉石(FeO•SiO2)，这些矿物质之间会产生低熔点的共熔物，因而使煤灰熔融性温度降低。当煤灰中Fe2O3含量较高时，会降低灰熔融性温度，且在弱还原性气氛下更为显著。弱还原气氛下的反应为：
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氧化钙对煤灰熔融性的影响
作者：张勃
来源：《科技创新与应用》2019年第21期
摘 要：文章采用GB/T219-2008方法，用智能灰融测试仪对煤的灰熔融性在加入氧化钙的不同比重的情况下，以标准煤样、中天合创葫芦素气化用煤、中天合创热电动力用煤为研究对象，得出在不同煤样中的结论，标准煤样在加入5%、10%和15%的氧化钙都可以降低软化温度、半球温度和流动温度。加入20%和30%的氧化钙提高特征温度。热电动力用煤和气化用煤的变化规律基本一致，对于热电锅炉和气化炉的炉膛温度调控有参考意义。
关键词：煤灰熔融性；氧化钙；气化炉；热电锅炉
中图分类号：TQ533 文献标志码：A 文章编号：2095
-2945（2019）21-0064-02
Abstract： In this paper， the ash melting property of coal under the condition of adding calcium
oxide different different proportions is studied using GB/T219-2008 method， with the standard coal
sample， the coal used for cucurbitacin gasification and the coal for thermoelectric power in
Zhongtian Hechuang Energy Co.， Ltd. as the research objects. It is concluded that in different coal
samples， after the addition of 5%， 10% and 15% calcium oxide， can reduce the softening
第２５卷第２期 ２００６年４月 河南理工大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＮＡＮ ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２００６
生物质型煤灰熔融性的实验研究
潘兰英，冯千武，赵静，董公哲，李媛媛，张建海，王中锋
（河南理工大学。河南焦作４５４００３）
摘要：生物质型煤是一种新型型煤，利用煤泥、农业废弃物通过一定的生产工艺加工压制而
成，不仅有利于废弃物的资源化利用，也可以减少环境污染．型煤灰熔融性是工业型煤的一
项重要指标，直接决定着型煤燃烧或造气过程排渣方式的选择．作者分别以焦作煤泥、平顶
山煤泥及鹤壁煤泥为煤样，通过正交实验的方法，对以煤泥为原料、以生物质为添加剂制成
的型煤的灰熔融性进行了实验研宄，结果表明：用生物质作为型煤添加荆制作的工业型煤，
其灰熔融性能满足要求．
关 键 词：生物质型煤；煤泥；煤灰熔融性；正交实验
中图分类号：ＴＱ ５３４．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—７３３２（２００６）０２—０１６６—０３
０ 引 言
长期以来，煤炭在我国能源消费结构中的比例一直很高．１９５９年是９４．７４％；１９７６年为最底点
６９．９％；自２０世纪９０年代以来，一直保持在７５％～７６％．根据预测，到２０１０年，煤炭在我国的一
次能源消费结构中还要占６６．１％；即使到了２０５０年，煤炭仍然占５０％以上．所以，不仅现在，而且
在相当长的一个时期内，我国以煤为主的能源结构将难以改变．目前，中国每年从选煤厂排出大量的
煤泥，估计每年超过１ ５００万ｔ，随着煤炭入洗量的提高还会大幅度增加．但是，我国的大部分煤泥
都没有得到合理利用．大量的煤泥堆积，既占用了土地，污染环境，又严重影响了选煤厂的正常生
产．同时，煤泥的煤质虽然比原煤差，但是还具有很高的发热量．所以，浪费煤泥也是对资源的一种
浪费．
我国是一个农业大国，每年的农作物秸秆产量极大，这些秸秆绝大部分被农民就地燃烧或作为燃
煤灰熔融性的测定
煤灰熔融性的测定方法（1）为国家标准推荐方法，方法（2）为质检中心推荐采用的分析方法。
1 高温法
1.1 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：变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
1.1.1变形温度（DT）
灰锥尖端或棱开始变圆或弯曲时的温度。
1.1.2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
1.1.3半球温度（HT）
灰锥形变至近似半球形，即高约等于低长的一半时的温度
1.1.4流动温度（FT）
灰锥融化展开成高度在1.5mm以下的薄层时的温度。
1.1.5灰锥熔融特征示意图如下图1.5所示。
图1.5
1.2 试剂和材料
1.2.1 氧化镁(HG/T2573)：工业品，研细至粒度小于0.1mm。
1.2.2 糊精：化学纯，配成100g/L溶液。
1.2.3 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。
1.2.4 参比灰：含三氧化二铁20%～30%的煤灰，预先在强还原性(100%的氢气或一氧化碳或它们与惰性气体的混合物构成的气氛)，弱还原性和氧化性气氛中分别测出其熔融特征温度（在强还原性和氧化性气氛中的软化温度、半球温度和流动温度约比还原性气氛者高100℃～300℃），在常规的测定中以它作为参比物来检定试验气氛性质。
1.2.5 二氧化碳
1.2.6 氢气(GB/T3634)或一氧化碳。
1.2.7 刚玉舟(图1.6)：耐温1500℃以上，能盛足够量的碳物质。
图1.6 灰锥模子
1.2.8 灰锥托板：在1500℃下不变形，不与灰锥作用，不吸收灰样。灰锥托板按下列方法制做：
取适量氧化镁(2.1)，用糊精溶液(2.2)润湿成可塑状。将灰锥托板模的垫片放入模座，用小刀将镁砂铲入模中，用小锤轻轻锤打成型。用顶板将成型托板轻轻顶出，先在空气中干燥，然后在高温炉中逐渐加热到1500℃。
