煤灰熔融性对气化用煤的影响
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测定煤灰熔融性的意义及影响因素
煤灰熔融性是指煤中的无机部分在高温下熔化的能力。
测定煤灰熔融性的意义在于评估煤灰在燃烧过程中的行为,对于炉内温度的控制、炉渣排除、锅炉耐久性以及减少环境污染等具有重要意义。
煤灰熔融性的测定还可以为选煤和燃烧工艺的优化提供依据。
煤灰熔融性的影响因素主要包括以下几个方面:
1. 煤的化学性质: 煤的灰分含量和组成直接影响煤灰的熔融性。
灰分含量高的煤通常熔融性较差,而硫、铝和铁等元素的含量增加也会降低煤灰的熔融温度。
2. 煤的物理性质: 煤的粒度和煤的结构对煤灰熔融性具有影响。
粒度较细的煤,其煤灰在燃烧时会更容易熔融。
煤炭的煤层结构对煤灰的熔融性也有一定影响。
3. 燃烧条件: 燃烧温度、燃烧速率和氧化剂的种类和供应方式等都会影响煤灰的熔融性。
温度较高和氧化剂充分的情况下,煤灰的熔融性会更强。
4. 煤灰成分和形态: 煤灰中不同物质的含量和形态会影响煤灰熔融性。
当灰分中含有高熔点物质(如SiO2)时,煤灰的熔融温度会升高;如果煤灰中的金属氧化物形成液体相,也会影响煤灰的熔融性。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素煤灰熔融性是指一定量的煤灰在一定温度下熔化的能力。
它是评价煤质的一项重要指标之一,因为它直接关系到煤的利用价值和燃烧过程中产生的废气、废渣的特性。
对于煤的应用领域,如发电、铁路、冶金等,测定煤灰熔融性可以从多个方面影响其使用效果。
首先,煤灰熔融性对燃烧过程中产生的废气的影响尤为重要。
煤中含有的各种元素在燃烧时会产生气体或者颗粒物,并且这些物质的比例和性质与煤的成分有关。
如果煤中的某些元素在燃烧过程中无法完全燃烧,会发生部分氧化或者分解反应,最终产生大量的有害气体,例如二氧化碳、硫化物、氧化物等。
此时,煤灰熔融性过高或过低都会加剧这种现象,进而增加环境的污染和健康的损害。
所以,减少燃烧过程中有害气体的生成是保障环境和健康的必要手段。
测定煤灰熔融性可以帮助煤的使用者选择更加适合的燃烧条件,从而减少有害气体的产生,保护环境和健康。
其次,煤灰熔融性还会对产生的废渣的性质产生影响。
烧煤时,生成的煤灰会在炉膛内逐渐积累,如果煤灰的熔融性太高,就会导致煤灰在炉内结块或者凝固成大块,降低炉子的效率,甚至会在废渣中形成一些酸性物质,对设备的损耗更大。
同时,过高的煤灰熔融性也会导致废渣的含水量降低,给处置废渣带来困难。
也就是说,测定煤灰熔融性可以帮助用户选择不同的设备、燃烧条件和处理方法,从而有效地减少废渣的产生和处理难度。
最后,煤灰熔融性的大小还会对煤的利用价值产生影响。
在某些领域,如冶金和耐火材料等,需要使用煤中的部分矿物质进行合成或者改性,而这些矿物质通常都集中在煤灰中。
如果煤灰的熔融性太高或太低,不仅会影响是否能有效地提取这些矿物质,还会影响合成或改性所需的温度和条件。
这也就意味着测定煤灰熔融性是保证煤的利用宽度和效率的一项重要工作。
总之,测定煤灰熔融性是一项对于维护环境、健康、设备、废渣处理和煤的利用价值等多个方面都有着重要意义的任务。
煤灰熔融性的影响因素主要包括煤的成分、燃烧过程中的温度和压力、反应性物质的存在和化学作用等等。
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。
浅析煤灰熔融性的测定及其影响因素摘要:分析和探讨了煤灰熔融性的测定方法要点以及煤灰制备、灰锥制作、温度控制、试验气氛的控制和检查验证等各个可能影响煤灰熔融性温度测定的因素,总结了测定过程中的注意点和难点并提出了相应的措施,以起到对实际工作的指导作用。
关键词:煤灰熔融性弱还原性气氛煤灰成分影响因素一、引言煤灰熔融性(俗称灰熔点)的测定是气化煤和动力煤特性的最重要组成部分之一,是直接关系到炉子是否结渣及其严重程度,对炉子的安全、经济运行关系极大,一般用四种温度表示:变形温℃(dt)、软化温℃(st)、半球温℃(ht)和流动温℃(ft)。
上海焦化有限公司texaco炉多年来用的气化煤主要是神府煤,随着公司2007年1#工程的顺利开车,气化煤的用量翻了一倍以上,由于煤炭市场紧张,公司为了不断拓展新的煤炭市场以及将本增效开展了多煤种试烧、替代工作,几年来在神府煤的基础上试验了神东煤、神宁1#、伊泰3#、印尼煤、外购1#、2#,神混1#、伊泰4#、韩家湾及准东煤等多种气化煤,有多种新煤种在试验成功的基础上投入到了正常的生产,不仅拓宽了煤炭的采购市场,更是降低了原料成本,随着煤种的多样化,公司在来煤的验收中也碰到了一些的问题,尤其是气化煤特性关键指标煤灰熔融性测定中碰到了问题,2010年上半年起我公司对某气化煤验收指标中灰熔融性温度ft的测定值与供应商报告存在一定的差异(我公司偏高80~100℃),由于国标规定该项目的再现性为80℃,起初并未引起我司的重视,但是由于遇到了临界点的判定(合格与否),导致供需双方存在异议,为此2010.10.18日,供应方及其委托商检的技术人员来我司进行了技术交流,通过试验现场查看,对我方的技术方法、仪器设备及人员操作等均无异议,原因不明。
为了更好的弄清差异的原因,我司2010.10.27日安排了2名技术人员前往供方商检机构进行交流,并从煤灰制备、灰锥制作、温度控制、实验气氛的选择和控制及人的习惯性操作等可能产生影响灰熔融性温度准确性的各个因素进行一一排查,在此基础上于通过大量试验,最终解决了该问题。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素煤灰是燃烧煤炭时产生的固体残渣,其性质对环境和燃烧设备的运行都有重要影响。
煤灰的熔融性是研究煤灰性质的重要指标之一,不仅与环境污染、燃烧设备腐蚀等有关,还对燃煤产生的渣化问题有着重要的意义。
本文将从煤灰熔融性的意义和影响因素进行详细的探讨。
一、煤灰熔融性的意义1. 影响环境污染煤灰中的熔融性物质在锅炉内被释放到烟道中,一旦达到一定温度,就会形成烟道渣,这些高温下形成的渣化物质被称为高渣,其熔融温度较低,具有粘结性,易引起渣铁、输灰管、电除灰设备的堵塞,造成设备损坏,甚至爆管、泄露等严重事故。
在低温下煤灰中的硫元素也会发生化学反应,形成渣化硫酸盐,容易造成喷灰器、叉车等燃烧设备的严重腐蚀,影响燃烧设备的正常运行。
2. 影响燃煤环保处理燃煤排放是导致大气和水质污染的重要原因之一,当前我国煤炭消耗量较大,煤灰的排放量也是非常可观的。
如果煤灰熔融性较大,煤灰在燃烧过程中释放出的气体中的细颗粒物、重金属、二噁英等有毒有害物质也会增加,对环境造成较大的危害,而对煤灰进行环保处理也将大大增加处理成本。
3. 影响渣化特性燃烧产生的煤灰通过渣化处理,可以生产多种建筑材料和水泥等混凝土原料。
煤灰的熔融性直接影响其渣化特性,渣化特性好的煤灰更易于利用,可以减少矿产资源的开采,同时还可以减少环境污染。
煤灰熔融性对环境污染、渣化处理及燃煤设备的安全运行都具有重要意义。
1. 煤质影响煤炭中的灰分成分、数量对煤灰熔融性有很大影响。
灰分中的SiO2、Fe2O3、Al2O3等含量高,可以提高煤灰的熔融温度,而且灰分的特性也有影响。
2. 煤炭燃烧条件燃烧条件对煤灰的熔融性也有重要影响。
煤炭燃烧的温度、压力、氧气流速以及氧气浓度都会对熔融性产生影响。
3. 煤粉粒度煤粉的细度对熔融性有重要影响。
煤粉越细,其比表面积越大,燃烧速度越快,而且能更好地与氧气接触,煤灰的熔融性也随之增加。
通过了解煤灰熔融性的意义和影响因素,我们可以更好地控制煤灰的形成和燃烧过程,保护环境、减少设备损耗,提高渣化利用率。
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。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素
煤灰熔融性是指煤在高温下产生的物质流动和化学反应,导致煤灰在一定温度下开始
熔化并流动。
测定煤灰熔融性的意义在于了解煤的燃烧特性和烟气的排放情况。
具体而言,煤灰熔融性的测定可以影响以下方面:
1. 燃烧效率和效果:煤灰是煤燃烧后剩余物质,其能够流动并聚集成块,堵塞烟道,导致热效率降低。
因此,对于煤的燃烧效率和效果的评估,煤灰熔融性的测定是必要的。
2. 烟气排放:煤的燃烧不仅会产生二氧化碳和水等普通物质,还会产生氮氧化物、
二氧化硫等污染物。
煤灰熔融性的测定可以预测出烟气中的污染物浓度,从而制定有效的
控制方案。
3. 热电工业:煤灰熔融性对热电工业的影响也很显著。
煤灰熔融性高的煤,其灰渣
流动性好,易于清除,减少电站的停机时间和维护成本。
除了以上三点,煤灰熔融性还会受到以下因素的影响:
1. 煤的成分:煤的成分是确定其灰渣熔融性的关键因素,碳含量升高,冷渣的熔融
性也会增强。
2. 温度:温度对煤灰熔融性有着巨大的影响,随着温度的升高,灰渣的熔融性也会
升高。
3. 矿物组成:煤中含有的矿物可能会影响灰渣的熔融性,其中高含量的镁铁质矿物(如辉石)会提高灰渣的熔点。
4. 物理形态:不同的形态(颗粒、粉末、块状等)的煤灰熔融性可能会不同。
常规
测试使用的灰粉末形态,对于评估煤的熔融性影响相对较小。
总之,煤灰熔融性的测定是一项十分重要的检测工作,可以为煤的燃烧和烟气排放控
制提供依据,也有利于煤电行业的发展和维护。
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作者:田晓玉来源:《中国化工贸易·中旬刊》2019年第03期摘要:作为煤炭的重要性能指标之一,煤灰熔融性同样也是产品质量的衡量标准之一。
文章立足于煤灰熔融性的测定现状,首先分析了其定义与内涵,其次对煤灰熔融性的测定过程进行了探讨,并在最后对煤灰熔融性的影响因素进行了解析,希望可以有效提升煤灰熔融性的测定水平,提升测定的精度与真实性。
关键词:煤灰熔融性;测定方法;影响因素随着科学技术的快速发展,目前我国对于节能减排以及资源的合理科学利用都提出了更高的要求。
煤灰熔融性是一种表征煤炭气化生产水平的技术指标,其同时也是锅炉设计中必不可少的重要参数之一,通过对其进行测定,可以划分出相应的煤炭类型,从而为进一步提升資源的综合利用效率奠定良好的基础。
其中,煤灰熔融性对于燃烧后的结渣问题影响最大,如果选择不善不但会影响设备的运行,同时也会对安全生产产生不利的影响。
为了进一步探讨煤灰熔融性的测定影响因素,现就其概念与相关价值分析如下。
1 煤灰熔融性概述1.1 概念对于煤气化生产环节而言,煤灰熔融性较低意味着煤气的质量下降。
在固态排渣的锅炉当中,如果煤灰熔融性较强,那么意味着其综合气化的效益也会更高。
作为表征煤灰在一定条件下随着温度提升而发生形变的物理状态,熔融性的分析不但直接影响到煤气化的生产,同时也会影响到生产实践中的各个方面,必须予以高度重视。
1.2 煤灰熔融性测定的意义测定煤灰熔融性对于煤气化生产等活动具有重要的意义。
首先,选择不同煤质的煤炭进行生产时,其熔融性不同会带来不同的熔渣类型与数量,那么在处理结焦时就需要根据不同的类型进行处理,否则就会导致设备的损耗带来经济方面的损失;其次,熔融性的测定十分复杂,这是由于物质成分所决定的,不同类型的煤炭的氧化物、中间化合物的类型众多,实际测试起来难度很大,所以一般通过直接测试熔融性的方式对其进行表征;最后,煤灰熔融性的测定是对煤炭的软化、半球化以及流动特征进行测定的环节,所以这些形态的转换能力也是衡量产品质量的重要依据。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素煤灰是燃烧煤炭后残余下来的固体物质,其中的熔融特性是煤灰在锅炉中的燃烧性能和废弃物处理过程中的关键因素之一。
因此,测定煤灰熔融性对于煤炭工业的发展与应用具有重要的意义。
本文将介绍测定煤灰熔融性的意义及其影响因素。
一、意义1.指导煤炭选用与加工。
煤炭选择时,需要了解其煤灰的熔融性质,以便选用适合的燃烧设备及煤灰处理方案。
2.优化锅炉的设计与操作。
锅炉内的煤灰会影响其燃烧效率及排放物的质量。
测定煤灰的熔融性可以指导锅炉的设计和操作,使其达到最佳的燃烧效果。
3.指导废弃物处理。
在煤炭工业中,产生的废弃物中常常含有大量的煤灰,而煤灰的熔融特性会影响其处理方式。
因此,测定煤灰的熔融性可以帮助选择最适合的废弃物处理方案。
4.研究煤灰成分及煤的热解特性。
煤灰的成分及熔融性是确定煤的热解特性的关键因素之一。
因此,测定煤灰的熔融性可以为研究煤的热解提供重要的参考数据。
二、影响因素1.煤的类型和成分。
不同类型的煤炭在燃烧后留下的矿物成分不同,因此煤灰的熔融性也不同。
2.煤的热解特性。
煤炭的热解特性会影响煤灰中残留下来的矿物物质所处的形态及其熔融性。
3.燃烧条件。
煤的燃烧条件包括温度、压力、气氛等多种因素,这些因素会对煤灰的组成、形态和熔融性产生影响。
4.煤灰的成分及形态。
煤灰的成分、比表面积、孔隙度、磨损度等因素都会影响煤灰的熔融性。
5.试验方法。
测定煤灰熔融性的试验方法不同也会影响测试结果。
常用的试验方法包括热显微镜法、平衡试验法等。
综上所述,测定煤灰的熔融性对于煤的加工、燃烧及废弃物处理均具有重要意义。
影响其熔融性的因素较多,因此在进行试验前需对其相关影响因素进行分析,以期得到准确可靠的结果。
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。
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 、Fe 2O 3和AI 2O 3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。
SiO 2、A12O 3、Fe 2O 3、CaO 、MgO 、K 2O 、Na 2O 含量的关系,结合灰 组成根据其提供的双温度坐标图解,定量算出王泉清、何孝军认为碱金属氧化物以游离形式存在能显著降低煤灰熔融温 度,但大多数煤灰中的K 20是作为伊利石的组成部分而存在的,而伊利石受热直 到熔化仍无K 20析出,故对煤灰助熔作用大大减小,这也说明元素的矿物形态对 煤灰的熔融性有重要影响,此外,他还认为煤灰中碱性氧化物含量(即b 指数)在 40%〜50%时,由于低熔点共熔体的形成,使熔融温度最低; bv 40%时,煤灰熔 融温度随着酸性氧化物含量的增加而提高;当 b > 50%时,灰熔融温度随着碱性氧化物的含量增加而提高,但对应关系较差。
探究煤灰熔融性对锅炉运行的影响及对策发布时间:2023-04-21T01:09:06.412Z 来源:《中国电业与能源》2023年1期1月作者:冯波涛[导读] 在当前的煤燃烧相关工业中煤灰熔融性作为重要的影响因素,冯波涛国能粤电台山发电有限公司 529228摘要:在当前的煤燃烧相关工业中煤灰熔融性作为重要的影响因素,可作为参考标准来辅助锅炉的运行管理,为了保证锅炉运行效果,应对熔融性进行明确,提出有效的建议。
通过对煤灰熔融性的含义的阐述,明确煤灰熔融性在生产领域中的作用,结合实际案例分析锅炉结焦带来的影响,提出预防锅炉结焦问题的有效措施,可为锅炉的运行带来保障。
关键词:煤灰熔融性;锅炉;影响引言煤灰作为一种由多种元素的氧化物及化合物形成的混合物,在加热中达到一定温度会局部熔化,煤灰熔化部分增加,之后全部熔化,使煤灰出现软化及变形等特点,能够表现出煤灰的熔融性。
根据熔融性可判断煤的质量情况,为锅炉的设计提供相应的依据,结合熔融温度能够明确锅炉中煤的矿物质的动态,分析是否会产生结渣问题。
因此,应对煤灰的熔融性进行分析,避免其对锅炉的运行带来影响,采取有效措施预防。
1煤灰熔融性的含义煤灰熔融性是在规定的条件下随着温度升高煤灰产生变形、软化、半球及流动特征的物理状态,在煤灰中包含了硅、铝、铁及钙等多种元素的氧化物,同时还有元素之间形成的化合物,没有固定的熔点,在进行加热后到达一定温度会产生局部熔化的情况。
在温度升高的情况下,熔化部分会逐渐增加,之后全部熔化,在该过程中煤灰自身会出现变化,产生变形、软化、半球及流动的特点。
因此,可根据其物理变化特点来表征煤灰的熔融性,根据对应的状态下的温度能够为熔融性的分析提供相应的参考依据。
2煤灰熔融性在生产领域中的作用煤灰熔融性作为动力用煤及气化用煤中的重要参考指标,煤灰熔融温度能够反映煤中矿物质在锅炉的运动情况,结合该情况可判断锅炉结渣及沾污的情况。
在对锅炉进行设计时需要结合熔融性进行分析,通常煤灰的变形温度与锅炉轻微结渣、吸热表面轻微积灰的温度之间相互对应,软化温度与大量结渣及结灰的温度之间相互对应,流动温度与锅炉灰渣液态流动或燃烧床炉栅结渣的温度之间存在联系。
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。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素一、测定煤灰熔融性的意义1. 评价煤灰融化特性煤灰熔融性是指煤灰在一定条件下融化的性能。
通过测定煤灰的熔融性,可以了解煤灰在燃烧过程中的融化特性,包括煤灰的软化温度、熔化温度、流动温度等参数,这些参数反映了煤灰的熔融特性和融化行为。
了解煤灰的熔融特性,有助于评价煤炭的燃烧特性和燃烧设备的性能。
2. 指导燃烧工艺优化煤灰在燃烧过程中的熔融行为会影响燃烧设备的稳定运行。
对于煤灰熔融性的深入了解,可以指导燃烧工艺的优化设计,减少煤灰在燃烧过程中对于燃烧设备以及环境的不利影响。
3. 促进煤灰综合利用煤灰作为煤炭的副产品,煤灰中含有大量的无机物质,具有一定的资源价值。
通过研究煤灰的熔融性,可以了解煤灰在高温下的行为,促进煤灰的综合利用,包括水泥生产、建筑材料、陶瓷制品、道路铺设等领域。
二、影响煤灰熔融性的因素煤质的不同对煤灰的熔融性有很大影响。
煤质的氧、硫、灰、水分等含量不同,导致煤灰中的无机物质组成和结构不同,进而影响煤灰的熔融性。
一般来说,高灰分、高硫分的煤炭燃烧后生成的煤灰熔融性较差。
2. 燃烧条件燃烧温度、燃烧速率等燃烧条件对煤灰的熔融性有很大影响。
燃烧温度的升高会促进煤灰的熔融,燃烧速率的提高也会使煤灰的熔融性发生变化。
煤炭的燃烧方式(如固定床燃烧、流化床燃烧、煤粉燃烧等)对煤灰的熔融性也有一定影响。
3. 燃料混燃在现实工业生产中,多种燃料的混燃现象普遍存在。
燃料混燃会改变燃烧过程中的条件,进而影响煤灰的生成和熔融性。
在煤炭与生物质混燃的情况下,燃烧生成的煤灰中富含碱金属,其熔融性会发生明显变化。
4. 燃烧设备不同的燃烧设备在燃烧过程中会产生不同的炉温和燃烧条件,这些因素对煤灰熔融性也会有较大影响。
炉膛温度和氧气浓度的变化会影响煤灰的熔融特性。
5. 煤灰中无机物组成煤灰中的无机物质组成对煤灰的熔融性有着直接的影响。
煤灰中富含硅酸盐、氧化铝等物质会提高煤灰的软化温度和熔化温度,而富含碱金属的煤灰则会降低煤灰的软化温度和熔化温度。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素煤灰熔融性指的是煤在燃烧过程中灰分的熔化特性,是评价煤的燃烧性能和使用价值的重要参数之一。
测定煤灰熔融性的意义在于可以了解和评估煤的燃烧特性,为合理选择燃煤设备、优化燃烧工艺、改善环境效益提供科学依据。
测定煤灰熔融性主要通过进行煤灰熔融分析实验来得出结果。
通常情况下,首先将煤样进行燃烧或烧失处理,然后将燃后残渣的样品加热至一定温度,观察灰渣的流动性和形态变化,从而确定煤灰的熔融性质。
煤灰熔融性的测定结果对于合理选择燃煤设备有重要意义。
不同的燃煤设备对煤灰熔融性有不同的要求,因为煤的熔融性与燃烧时的工作温度密切相关。
对于煤灰熔点较低、熔融特性较差的煤,可以选择高温炉膛、较长的燃烧时间和高温保持,以确保煤灰在炉膛内完全燃烧。
而对于煤灰熔点较高、熔融特性较好的煤,可以选择低温炉膛、较短的燃烧时间和低温保持,以提高燃烧效率。
煤灰熔融性的测定结果还可以为燃烧工艺的优化提供参考。
当煤灰熔点较高、熔融特性较好时,可以在燃烧过程中加入适量的矿渣等物质,以降低煤灰的熔点,减少煤灰的熔融特性,进一步提高燃烧效率和环境效益。
煤灰熔融性的测定结果还可以评估煤的使用价值。
在某些特殊的工业领域,煤灰熔融性对燃料煤的选择和使用有一定的限制。
在水泥、建材、冶金等行业,煤灰的熔融性对产品的质量和性能有很大的影响。
当煤灰熔点较低、熔融特性较差时,会导致产品的渗透性和强度下降,影响产品的质量和性能。
影响煤灰熔融性的因素主要包括煤的矿物组成、煤的碳氧化学特征和煤的热解反应。
煤的矿物组成是决定煤灰熔融性的主要因素之一。
煤中的矿物质主要包括石英、长石、石灰石、黏土矿物等,不同的矿物质对煤灰的熔融特性有不同的影响。
一般来说,石质矿物质和铝质矿物质有降低煤灰熔点的作用,而镁质矿物质和其他硫化物对煤灰的熔融特性有提高作用。
煤的碳氧化学特征也对煤灰熔融性有影响。
煤的氧含量和煤中的活性氧含量越高,煤灰熔融性越好;相反,煤的含硫量和煤中的还原性气体含量越高,煤灰熔融性越差。
灰熔点和粘温特性对气化的影响灰熔点和粘温特性对气化来讲是很重要的指标。
灰熔点是煤灰达到熔融时的温度,一般分软化、熔融、流动几个温度点,我们一般关心的是流动时的温度,灰熔点越低对德士古气化来讲越好,但还有一种情况有的煤种灰熔点较低,但煤灰达到灰熔点时流动性并不好,也不适宜于气化,于是就引进了粘温特性这个词,也就是说,不仅煤质的灰熔点较低,而且煤灰到灰熔点温度时的粘度也要低,容易流动,这样的煤才是适合于德士古气化的煤种。
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。
粘温特性是指煤的灰分在不同温度下熔融时,液态灰所表现的流动性。
灰渣粘温特性差对装置的影响1)激冷室积灰由于粘温特性差,液态渣在流动过程中随着温度的降低,黏度直线上升、灰渣流动性减弱,形成挂渣,堵塞了降管。
再之渣口处气流速度快,将黏度高的液态灰渣拉成玻璃丝状,这种玻璃丝起着粘结剂作用,使细灰易粘结在激冷室内,给停炉后的清理工作带来很大困难,使激冷室液位正常控制受到影响,严重时甚至导致串气停车。
2)灰水管线磨蚀加快粗渣细且有大量的玻璃丝,灰水中固含量增加,管线、阀门磨蚀加快,灰水界区频繁磨漏,渣斗循环泵出口管线多次磨穿,有时不得不停车处理,严重影响生产稳定运行。
3)炉砖损耗快渣口处渣黏度大,不易流动,需提高炉温来降低黏度。
炉膛温度高,炉壁渣黏度低,炉砖剥落快;渣口下渣黏度大,渣口或下降管易堵渣。
4)有效工艺气含量低在灰渣从炉内到渣口排出过程中,温度降低,渣黏度增大,导致渣口或下降管堵塞,为了熔渣不得不提高O/C,以提高炉温来达到熔渣的目的,这样就需要更多的碳与氧气反应生成CO2来提高热量,导致工艺气中CO2含量高,相应的有效气成分CO+H2含量降低,而且由于CO含量降低及热负荷高,水气比高,使变换反应温度难以维持,不利于变换工段高负荷操作。
煤化工煤灰熔融性对气化用煤的影响王艳柳,张晓慧(西北化工研究院,陕西西安710600)摘要:以实验室所评价的气化用煤样为依据,采用添加不同助熔剂或添加不同灰融熔性的煤以改变煤灰熔融性,讨论了煤灰融熔性对液态排渣气化用煤的影响。
结果表明,添加助熔剂或添加不同灰融熔性的煤可以改变煤灰熔融性,同时应根据实验确定助熔剂的种类及添加量、掺配煤种及掺配比例。
关键词:煤灰熔融性;助熔剂;配煤;气化用煤中图分类号:TQ53319文献标识码:B文章编号:1007-7677(2009)04-0055-04Effect of ash fusibility on gasifying coalWANG Yan-liu,ZH ANG Xiao-hui(T he N or thw e st Resear ch I nstitu te of Chemical E ngineer in g,X i'a n710600,China)Abstract:The influence of coal ash fusibility to slag-tap gasifier was discussed based on the experiment of flux adding and coal blending with different ash fusibilit y on the basis of laboratory gasifying c oa l.The results showed that ash fusibilit y could be c hanged by adding flux or blending coal with different ash fusibility.The species and addition of a flux or that of a mixed coal should be determined based on test results.Key words:ash fusibility;flux;coal blending;gasifying coal0前言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。
液态排渣的气化炉,其操作温度高于原料煤的流动温度。
较先进的Shell气化炉的操作温度为1400e~1600e左右,Texeco气化炉操作温度在1300e~1400e以上,多元料浆气化炉的操作温度为1300e~1400e。
该文通过以实验室所评价的气化煤样为依据,讨论煤灰融熔性对液态排渣气化用煤的选择。
1煤灰熔融性的测定煤灰熔融性是在规定条件下得到的随加热温度而变的煤灰变形、软化、半球和流动等特征物理状态[1]。
开始变形的温度称为变形温度(DT)。
进而软化、半球和流动,故称软化温度(ST)、半球温度(HT)和流动温度(FT)。
煤灰软化温度实际上是开始熔融的温度,故习惯称其为灰熔融性(ST)。
煤灰熔融性的测定按照GB/T219标准,在弱还原性气氛下测定。
2煤灰熔融性和灰成分的关系煤灰熔融性与煤灰成分有着相密的关系,国内外诸多学者[2~6]做了大量的研究工作,因煤灰成分复杂性,且各组分含量变化较大,因而煤灰熔融性与灰成分之间的关系也比较复杂。
众所周知,煤灰熔融性主要取决于煤灰成分及其气氛性质。
煤灰是煤中矿物质在较高温度下灼烧后的产物。
煤中矿物组分极为复杂,主要有硅、铝、钛、铁、钙、镁、钾、钠等的硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和硫化物及高岭土、石英等,经高温灼烧后大部分被氧化或分解,分解产物的含量和性质决定了煤灰的熔融性。
通常煤灰成分以氧化物的形态表示,按其含量的高低依此为:SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、T iO2以及SO355等9种成分;按其对煤灰熔融性的作用,前4种为主要成分,对熔融性起决定作用;其它几种由于含量较低,对熔融性影响较小,但当含量较高时也会产生很大影响;按其自身特性,SiO2和Al2O32种属于酸性氧化物,其熔融温度都很高,亦称难熔氧化物,主要起增高煤灰熔融性的作用。
Al2O3本身熔融性很高(2050e),煤灰的熔融温度随Al2O3含量增加而有规律的增高,当其含量超过40%时,煤灰的软化温度一般都超过1500e;大于30%时,ST也多在1300e以上。
氧化硅在煤灰熔融时有/助熔0作用,特别是煤灰中碱性组分含量较高时,助熔作用更明显。
但二氧化硅含量和灰熔融温度的关系不太明显[2],一般说来,二氧化硅含量大于60%的灰熔融温度就会明显增高。
Ca、Mg、Fe、K、Na的氧化物属于碱性氧化物,其熔融温度一般较低,亦称易熔氧化物,一般起降低灰熔融温度作用。
其中Fe2O3的影响较复杂,随灰渣所处的气氛性质不同有不同的影响,但总的趋势是降低灰熔融温度。
CaO和MgO也有明显降低灰熔融温度的作用,且有利于形成短渣,但其含量超过一定值时(大约35%),却可以提高灰熔融温度。
Na2O和K2O能促进熔融温度很低的共熔体的形成,从而降低灰熔融温度。
影响煤灰熔融温度的另一个主要因素是试验气氛,还原性气氛中煤灰熔融温度比氧化性气氛中熔融温度低,煤灰中铁含量越高,气氛对灰熔融性的影响越大。
因为气化炉中,一般都是CO、H2、CH4、CO2和O2为主的弱还原性气氛,所以煤灰熔融性的测定气氛选用弱还原性气氛。
3实验实验煤样可供选择的余地较大,可包括烟煤、无烟煤、褐煤等。
灰熔融性范围较大,为了使那些特高或特低的煤种能适用于先进的液态排渣的气化技术,使其灰熔融性适合气化工艺条件,该实验室对高灰融熔性的煤在实验室进行添加助熔剂的实验,对低灰融熔性的煤利用配煤的方法进行实验。
选取22个试验煤样,煤灰成分的分析按GB/T1574标准进行,其数据见表1;添加助熔剂实验结果见表2、表3;配煤实验结果见表4。
表1煤灰成分及灰熔融性煤灰样号煤灰成分/%煤灰熔融性/eSiO2A l2O3Fe2O3CaO MgO SO3TiO2DT ST FT015116334110219531871139217411251430>1500024919438168116431530130311011641450>1500034916843140213511400116018111381480>150004481834117851460195010401771128>1500054415326198121917133013051830178126013401390 064016641192318761380122511611101400>1500074711339121219941170132218611581410>150008631212014241505106019221400196121012901400 0917154716817152331745107151220119129013801410 1011131814412176371916120201900140137014101440 112519891091013041167110781290165133014201450 1232188131591413318122412791560177105010701110 134210844171218741930108218911501370>1500145019015170816111115118981510192104010801280 154719320101513916164110551150192108011401210 164711140164519121330122112511811410>1500174116117175515924105210151790165104010801130 1820148915520158311213110111920179127013201350 1928179111911818725102211991580186106010901110 2036146141441713618186118171710179104010801110 2135108211951114517139219661501142109011901240 22481442410511100418711813177218011401300136056表2添加助熔剂(CaO)的实验结果煤灰样号加入CaO/%灰融熔温度/eDT ST FT0101430>1500) 25124012901360 30120012501310 35119012201250 401190122012600201450>1500) 25133013801450 30127013101380 35124012701310 401260128013300301480>1500) 30134013901410 40127013201360 45128013101330040>1500)) 35128013001340 40126012901320050126013401390 10131013801430 15126013401370 20117012401320 251140119012600601400>1500) 25129013301350 30128013201340 351270132013500701410>1500) 25130013401280 35124012801320080121012901400 10116012201340 15114012001300 20109011701240表3添加助熔剂(SiO2)的实验结果煤灰样号加入SiO2/%灰融熔温度/eDT ST FT090129013801410 5126013401350 10119012301260100137014101440 513001420>1500 10131013901470110133014201450 5120012801340 10118012001220 15114011701220180127013201350 5114012201240表4配煤实验结果配煤灰融熔温度/e灰样号配比DT ST FT01)1430>1500)12)10501070111001与12配比7B31310139014606B41250131013605B51210126013204B61170124013103B711501200126013)1370>1500)14)10401080128013与14配比5B51220141014803B711801240130013)1370>1500)15)10801140121013与15配比6B413201480>15005B513001440>15003B712601330137016)1410>1500)17)10401080113016与17配比7B313601470>15005B51260131013404B612801320136021)10901190124022)11401300136021与22配比5B51150121012904B61160123013204结果与讨论411助熔剂对煤灰融熔温度的影响从表1来看,SiO2、Al2O3、Fe2O3以及CaO是构成煤灰的主要成分,其他氧化物则含量较少。