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造纸黑液制水煤浆添加剂成浆性能的研究李寒旭 淮南工业学院化学工程系 232001陈方林 安徽淮化集团有限公司新合成车间 232001纪明俊 徐江华 白成志 淮南工业学院化学工程系 232001 摘 要 针对淮化德士古气化炉所用的义马煤和鲁南化肥厂使用的配煤,进行了造纸黑液制添加剂实验室和工业制浆性能的考察。
结果表明,其在工业应用中的添加量范围在1.2%～1.6%(浆基,添加剂含固量20%),对义马煤和鲁南配煤分别可以制出浓度在64.5%和69%之间,稳定性能良好,满足工业生产要求的水煤浆。
关键词 添加剂 造纸黑液 水煤浆 成浆性文章编号:1005-9598(2002)01-0009-03 中图分类号:TQ534 文献标识码:A引 言水煤浆是一种新型的煤基液体清洁燃料,其质量主要取决于煤质特性、粒度级配和添加剂。
对于工业生产水煤浆的装置,煤质和粒度级配基本稳定,因而,添加剂的性能就成为影响水煤浆质量的关键因素,性能优良的添加剂对于制备高性能水煤浆起着重要作用[1～3]。
但我国水煤浆技术的发展和应用迫切需要低成本、高性能、对煤种适应性强的优良添加剂[4,5]。
利用造纸黑液中的有效成分,研究开发出价格便宜、效果优良的添加剂,对于降低制浆成本,提高经济效益和解决环境污染具有重大意义。
针对淮化德士古气化炉所用的义马煤和鲁南化肥厂使用的配煤,进行了造纸黑液制添加剂实验室和工业制浆性能的考察。
为造纸黑液添加剂的进一步应用打下了坚实的基础。
1 实验部分1.1 煤样1.1.1 煤样分析 煤样主要选用淮化“1830”工程收稿日期:2001-11-02作者简介:李寒旭,男,1963年出生,1989年毕业于大连理工大学,获工学硕士学位,1994年～1996年作为美国西肯塔基大学访问学者,现任淮南工业学院化工研究所所长,主要从事热分析和水煤浆制备等方面的研究,为安徽省九五攻关项目“用造纸黑液制取水煤浆添加剂”的项目负责人,在国内外发表论文20余篇。
造纸黑液循环利用的研究发布时间：2021-12-21T08:05:39.807Z 来源：《科学与技术》2021年7月第20期作者：朱睿茜[导读] 造纸术最早出现在我国的四大发明之中，造纸术的的发明是人类走上文明发展道路的开端朱睿茜索理思（上海）化工有限公司上海 201108摘要：造纸术最早出现在我国的四大发明之中，造纸术的的发明是人类走上文明发展道路的开端，同样也是我国能够成为文明古国的象征之一。
在没有纸的时候，人们都以龟甲或者动物的骨头作为载体来记录重要的事物，经过朝代的更替，中国的造纸技术已经成熟并且开始对外流传。
在如今，随着国家对科技的不断改革与创新，中国造纸技术的发展得到了很大的突破与完善，造纸行业在市场中的地位也在不断提高。
但是在造纸工业的工艺流程中会产生大量的黑液，将其直接排放会对环境造成很大的污染，因此可以采用一些科学技术使黑液能够被再次循环利用。
关键词：造纸黑液；循环利用；处理方法引言：造纸工业是我国众多传统制造行业的代表之一，造纸工业的不断进步在促进了我国经济的迅速发展。
我国造纸工业的生产量一直呈上升趋势，而中国也已经成为世界造纸生产大国中的一员，但在造纸过程中产生的黑液能对我国的水资源造成污染。
在造纸过程中会产生很多废水，经检测发现里面含有很多木质素等化学物质，使废水呈现出黑褐色，因此在造纸领域里被称为黑液。
如果不对其进行合理的处理，会对水资源造成严重的污染，同时对资源也是一种浪费。
因此，可采取科学技术对黑液中碱、木质素等有用的化学物质进行处理，实现黑液的循环利用。
一、造纸黑液中碱的循环利用在造纸工业产生的黑液中含有很多的碱元素，技术人员可以对其进行提取，被提取出来的碱可以再次使用到造纸工艺过程中，这样碱就能够被多次重复的使用，同时也就实现了造纸工业中对黑液的循环利用。
通过这样不仅为造纸企业节约了生产的成本，提高企业的经济收益，还能够避免给环境造成破坏以及化学资源的浪费。
对造纸黑液中碱的循环利用有以下三种：（一）燃烧苛化法燃烧苛化法获取碱的整个过程：首先技术人员在对纸浆进行洗涤的过程中提取出黑液，接着对提取出的黑液进行加热，将其中多余的水分充分蒸发后得到浓度较高的黑液，然后将其燃烧，最后将熔融物进行溶解苛化就能得到化学产物碳酸钙，对其进行苛化后就能得到氢氧化钠。
收稿日期:2007-03-02; 修订日期:2007-04-05基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)基金资助项目(2004C B217701,2004C B217701-1);河北省教育厅科研基金资助项目(2005-1)作者简介:兰泽全(1972-),男,四川广安人,华北科技学院副教授,博士.文章编号:1001-2060(2008)01-0092-05黑液水煤浆燃烧试验研究兰泽全1,曹欣玉2,刘建忠2,程 军2(11华北科技学院安全工程学院,河北燕郊065201;21浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江杭州310027)摘 要:为了考察黑液水煤浆工业应用的可行性及潜在问题,通过热天平机理实验、0.25MW 试验炉和4t/h 工业炉3种不同规模的燃烧试验,对比研究了黑液浆与制浆原煤及普通浆的着火、燃烧、排放及灰沉积特性。
结果表明,与原煤相比,由于钠的催化和助燃作用,黑液浆具有着火容易、燃烧稳定、燃烧时间短、燃尽率高,以及S O 2、NO x 和烟尘等污染物排放低的特点,是一种新型的洁净燃料,因此采用水煤浆技术治理利用造纸黑液是完全可行的。
黑液浆工业应用的潜在问题是具有较强的积灰结渣趋势。
关键词:黑液水煤浆;热重分析;燃烧特性;工业试验中图分类号:T Q534 文献标识码:A引 言黑液是造纸废水中最主要的污染源,占整个造纸工业污染的90%左右,含有难降解的本质素及其衍生物,是一种高碱性的复杂污染体系,能引起水体污染和生态环境的严重破坏,在我国其污染负荷仅次于冶金、石化而居第三位,因此,如何处理和利用黑液是一项困扰造纸企业的重大难题,长期以来人们一直在积极寻找一种经济、高效且处理量大的治污方法。
水煤浆技术的成熟和工业化应用为造纸废液的有效处理及利用提供了一条新的途径。
黑液水煤浆(以下简称黑液浆)一般由45%～55%的煤粉和55%～45%的造纸黑液组成,其中黑液本身含有的Na 基化合物可充当添加剂,因此,与普通水煤浆(以下简称普通浆)相比,不仅具有节水节能的优势,而且还可节省大量的药剂费用。
转化利用全国中文核心期刊 矿业类核心期刊 《CAJ -CD 规范》执行优秀期刊利用煤泥与造纸黑液制备水煤浆的试验研究45 利用煤泥与造纸黑液制备水煤浆的试验研究张胜局1,何国锋2,王永刚1,王燕芳2吴 昊1,李小炯1,杜晓静1(1.中国矿业大学(北京),北京100083; 2.国家水煤浆工程技术研究中心,北京100013)摘要:洗煤厂排放的煤泥由于其粒度细且均一(小于75μm 粒度占90%以上)、灰分含量高、含水量大、燃烧热值低等特性,如不经适当处理,难以有效利用。
煤泥与黑液共制水煤浆是依托水煤浆技术开发的一种新型燃料,它既利用了洗煤厂难以有效利用的煤泥,又解决了造纸厂排放黑液的污染问题,其经济、环保、社会效益显著。
笔者就它的成浆特性进行分析研究。
关键词:煤泥;黑液;水煤浆;成浆特性中图分类号:T Q536 文献标识码:A 文章编号:100626772(2008)0120045-03 收稿日期:2007-09-05 作者简介:张胜局(1982-),男,江西瑞金人,中国矿业大学(北京)硕士研究生,主要从事洁净煤技术方面的研究。
中国现有原煤入选比例约占煤炭总产量的45%左右,由此每年产生的煤泥高达2000多万t,煤泥是煤炭洗选加工的副产品,是由微细颗粒煤、粉化矸石和水组成的粘稠物[1]。
随着煤炭入选比例的增大和机械化程度的加大,将排放更多的煤泥,如处理不好,不仅影响洗煤厂的正常生产,而且会造成严重的环境污染。
因此,煤泥的无废排放综合利用问题非常紧迫。
黑液是指造纸工业制浆过程中产生的黑色废液,是中国主要环境污染因素之一。
同时,造纸黑液也是一种可以回收利用的资源。
因此,对造纸工业废水资源的重复利用,对于防止水环境的污染和缓和水资源紧张状况具有实际的意义。
利用洗煤厂难以处理的洗选煤泥和造纸厂排放的黑液共制水煤浆技术,既可以很好地解决洗煤厂煤泥难以处理的问题,又能实现造纸厂黑液污染物“零排放”的目标。
由于煤泥和黑液都含可观的热值且属于废弃物再利用,利用它们制浆可节约能源和降低制浆成本。
黑液水煤浆燃烧TG—DTG分析作者：李保兴吕薇赵忠霞魏玺肖坤王翠林来源：《哈尔滨理工大学学报》2015年第02期摘要：为了研究黑液对煤浆燃烧及污染物排放特性影响，主要采用对普通水煤浆与黑液煤浆燃烧性能及其产物对比分析的研究方法，通过热天平燃烧试验以及热解试验，以探求造纸黑液对水煤浆燃烧过程所产生的影响.通过利用烟气分析仪对普通水煤浆、黑液煤浆燃烧产物进行检测，得到结果，并分析了造纸黑液对黑液煤浆烟尘排放浓度的影响.关键词：黑液煤浆；热天平燃烧实验；烟气分析DOI： 10.15938/j.jbust.2015.02.004中图分类号：TQ534.4文献标志码：A文章编号：1007-2683（2015）02-0019-040 引言造纸黑液是造成水污染的原因之一，处理造纸黑液需要花费大量人力、物力、财力.造纸工业每年废水排放量是非常惊人的，约占至全国工业总废水排放量的10%，是世界六大工业污染源之一，若不对造纸黑液进行回收利用，就会造成黑液巾大量资源的流失，而且还会对环境造成严重污染，危及人类健康.因此，为了我们生存环境更加美好，对造纸黑液的回收利用是非常有必要的，众所周知，造纸黑液当中含有的大量有害物质，会对周边水体以及周边生态环境造成极大的破坏，也极大地危害人类健康，近年来受到各界的广泛关注.水煤浆作为当前最现实的代油燃料，仍具有较大的市场潜力，而黑液煤浆是利用造纸黑液掺混煤粉制备而成的，这样不仅利用水煤浆技术处理了造纸黑液还节约了水煤浆制备过程所需的大量水资源，并且黑液煤浆有更好的稳定性，制备黑液煤浆的目的是利用黑液中的可燃质、一些有用成分及水等，做到资源合理化利用同时消除黑液对环境的污染.韩国学者对黑液煤浆进行燃烧试验，发现由于添加造纸黑液，黑液煤浆燃烧效率提高，但是如果只是在煤粉中添加木质素或者NaOH，其两者的燃烧效率均要高于只是添加造纸黑液的煤浆.瑞典学者对黑液煤浆气化方面进行的大量试验研究结果表明，黑液煤浆燃烧技术是可行的，而黑液煤浆气化过程中易产生大量的有害气体，会造成环境的二次污染，我国一些研究学者提出了治理造纸黑液的新思想，采用加压磺甲基化法将黑液中的有效成分经适当处理后制成水煤浆添加剂.本文通过热天平实验、热解实验及利用烟气分析仪对产物进行检测，探索黑液对煤浆燃烧及污染物排放特性的影响.1 实验部分1.1 实验原料本实验所用造纸黑液取自江苏长丰造纸有限公司，实验用普通水煤浆取自江苏神瑞新能源有限公司.1.2黑液水煤浆的制备本文制备黑液煤浆的造纸黑液选用江苏长丰造纸有限公司的草浆黑液，该黑液成分干基分析数据如表1、表2所示.由表l、表2得，造纸黑液中C、Na元素质量分数为38.56%和14.42%.黑液固形物中含有56.32%的有机物，黑液中的有机物燃烧时释放热量，低位发热量为3386kcal/kg.本文所采用的制浆原煤元素分析和工业分析数据，见表3.本文普通水煤浆采用江苏神瑞新能源有限公司制备的工业水煤浆，该水煤浆浆体浓度为65.38%，表观黏度为848mPa·s，其他元素分析及工业分析数据如表4所示，本文所用黑液煤浆为造纸黑液与制浆原煤掺混制备而成的，试验所用黑液煤浆浆体浓度为60. 45%，表观黏度为848mPa·s，碱金属Na质量分数为5.7%，其元素分析及工业分析数据如表5所示.1.3热天平燃烧试验采用Pyris6DTG型热天平，利用微量样品在程序控温速率下，得到样品质量百分比随温度变化的热重分析TG曲线和微分热重DTG曲线.实验条件：室温～1000℃时升温速率是80℃/min，1000-1100℃时升温速率是12℃/min：试验气氛为空气；微量样品lOmg.在试验过程中，严格仿照炉内升温过程，对普通水煤浆、黑液煤浆分别进行燃烧试验，得到两组热重TG以及微分热重DTG曲线，如图1、图2所示.比较两种燃料的TG/DTG曲线，在图2中，由于造纸黑液中含有的大量木质素、纤维素以及半纤维素在高温下降解产生的有机物提前分解燃烧，TG曲线在210℃左右出现了一个拐点，并且DTG曲线在445℃附近出现最低峰值，此时黑液煤浆的DTG达到最大值，而普通水煤浆相对很晚，再有黑液煤浆DTG曲线的峰线非常陡峭.上述试验结果说明，造纸黑液可使水煤浆着火点提前、燃烧效率更高、燃烧更加剧烈，由于燃料燃烧过程复杂多变，对燃料着火点的测定也是一个非常复杂的问题，本文采用最常用的TG-DTG方法来确定两种燃料的着火温度，测定方法如图3所示着火温度定义示意图如图3所示，该定义方式是利用热天平实验装置对样品进行燃烧试验所得到的TG/DTG曲线基础上作图得到的，在微分热重DTG曲线最大峰值A点处向下做铅直垂线，该铅直垂线与TG曲线的交点，记为B点，然后过B点做热重TG曲线的切线，该切线与失重开始时所引出的平行线的交点，记为C点，C点所对应的横坐标就是着火温度值，记为Ti.按照图3所示着火点的测定方法，从热天平燃烧试验获得的TG/DTG曲线可计算出两种燃料的着火温度，普通水煤浆的着火点是495℃，而黑液煤浆的着火温度仪有403℃.由图计算出普通水煤浆、黑液煤浆的燃烬时问分别为666s，507s，燃烬特性指数Cb分别为1.457、1.591.Cb综合考虑了燃料的着火以及燃烧稳定性等因素对燃料燃烬特性的影响，Cb 越大，说明燃烬特性越好.由此也可以看出，造纸黑液使得黑液煤浆燃烧时间短、燃烬性更好.2 结论通过热天平与热解实验，本文研究了黑液对煤浆燃烧及污染物性能的影响，结论如下：1）热天平燃烧试验表明，加人造纸黑液使煤浆着火点降低，燃烬性能更好.黑液煤浆挥发分更易析出，而燃烬时间也变短.2）通过烟气分析仪对黑液煤浆燃烧后做污染物成分的分析，黑液使得烟气中污染物成分大幅度降低，减少污染.3）将黑液煤浆与普通水煤浆实验后的床料进行对比，黑液煤浆燃烧后的床料有明显烧结现象，颜色呈暗黄色，由于造纸黑液中含有大量的碱，存高温下极易与石英砂中的SiO 〈sub〉2〈∕sub〉，反应生成玻璃，而玻璃在高温下呈熔融状态，则燃烧后的石英砂呈现烧结现象，所以造纸黑液对黑液煤浆的烧结现象具有影响.造纸黑液会造成环境的严重污染，如果造纸黑液掺进水煤浆制备中，既可实现节能减排，也可促进着火、燃烧和燃烬，还可减少污染，所以把造纸黑液与水煤浆制备相联合，可得到多重益处，但是将黑液煤浆技术运用到生产水煤浆中还面临许多实际问题，希望此方面的进一步研究应用，能促进我国有效处理造纸黑液污染，并利用黑液中有用物质，实现节能减排.。
造纸黑液综合治理的研究进展
造纸黑液综合治理的研究进展
造纸废水污染十分严重,其综合治理一直是国内外造纸工业和环保界的研究热点.作者对近几十年国内外造纸废水,尤其是造纸黑液治理的方法,如黑液碱回收法、酸析法、絮凝法、膜分离法、生物法、氧化法等进行了详细评述,认为生物法是解决我国造纸工业水污染的最终出路.同时首次提出将超临界水氧化技术应用于造纸黑液的治理,具有潜在的可行性和十分重大的意义.
作者：苏维丰柴立元王云燕作者单位：中南大学冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083 刊名：工业水处理ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年，卷(期)：2004 24(11) 分类号：X703.1 关键词：造纸黑液综合治理超临界水氧化。
我国燃用水煤浆发电技术的应用及可行性研究2002-10-17 10:05:061.水煤浆的优点和特点水煤浆（CWM）是20世纪70年代迅速发展起来的一种以煤代油的新型燃料，是一种新型清洁燃料。
水煤浆能作为清洁燃料是由于水煤浆选用的原料煤、制备生产过程、储存运输方式、以及燃烧利用等全过程都是清洁的。
①水煤浆的制备生产制备水煤浆所选用的原料煤通常都是洗精煤，洗精煤的灰份、硫份含量要比原煤低得多。
国内现有的制浆厂原料煤灰份为5%～10%，硫份为0.3%～0.8%，我国适于制水煤浆的煤种为大同煤、神木煤、府谷煤。
水煤浆是以物理方法加工而成的，约由69%的煤、30%的水、1%的添加剂经过湿法磨制成浆。
水煤浆的制备生产能够真正做到气、固、液污染物的零排放。
②水煤浆储、运过程水煤浆是一种粘稠的、稳定的流体。
由于具有一定的稳定性，可以用储罐贮存，国内现有的储罐从1500～10000m3容积不等，并能使浆体在储罐内保持3个月以上不发生硬沉淀。
水煤浆还具有较好的流动性，可以管道输送，槽罐汽车、铁路罐车、船舶运送，节省运输、储存费用。
据日本有关资料介绍，水煤浆在电厂范围内的卸运费用约3美元/t，而煤的卸运费用则达15美元/t。
水煤浆的储运都是在密闭状态下，不会有泄露，储运过程是清洁的。
此外，水煤浆是水基燃料，不会发生火灾，在储运过程比油更具安全性。
罐区不属危险区，可缩小罐区用地。
③水煤浆燃烧的污染物排放少，可有效控制水煤浆燃烧与其它燃料一样，会产生污染物，但它与直接燃煤相比，它污染物排放少，还可以做到有效控制。
水煤浆产生的污染物：飞灰：指由水煤浆燃烧时产生的烟气中的分散得很细的粒子，也称为可吸入颗粒物。
由于水煤浆是选用低灰份的精煤制备，水煤浆燃烧产生的飞灰量很少。
水煤浆采用雾化燃烧方式，由于雾化后引起的结团现象，造成的飞灰平均直径通常大于制浆煤粉，颗粒越大，飞灰越易沉降，除尘方式也更容易，国内除尘器效率可达90%以上。
摘要：本研究采用了物化—生化方法对造纸黑液进行处理研究。
通过酸化—絮凝—好氧—灰滤等工艺并对处理前后水质的变化，进行定量分析，以确定最佳操作条件。
通过研究出水的色度和SS 均能达标，COD 的去除率达到了95%。
这是一种既经济、简单，效果又明显的处理方法。
关键词：造纸黑液絮凝处理0引言我国的造纸工业近年来发展迅速，与之相应的污染问题也越来越严重，进而纸浆造纸行业成了水污染大户。
其中采用草浆造纸的中小型企业占了总数的95%；由于中小型企业资金不足，难以引进投资较大的碱回收工艺，大量黑液未经或稍经处理便排入水体，造成严重的水污染。
因此，解决造纸黑液污染已势在必行。
1原理小型纸厂的碱法制浆工艺，在蒸煮过程产生的黑液中含有大量木质素，纤维素及其它溶出物，这些物质也是导致COD 和色度形成的主要原因。
木质素具有在碱性溶液中溶解和在酸性溶液中沉淀析出的特性，据此可以采用酸化的方法，能使黑液中木质素的含量大幅度下降。
而后可用絮凝的方法进一步降低黑液中SS 和COD 含量。
通过以上的物化处理，为进行好氧生物降解创造条件。
好氧处理后的出水，SS 含量较高，COD 还不能达标，最后可采用灰滤进行后期处理。
2实验部分2.1物料黑液：取自天津市某造纸厂。
该厂主要采用减法（NaOH 、Na 2SO 3），加稻草制浆，废水主要指标：PH:6-7，SS:1012mg/l ，色度：1280倍，CODCr ：8180mg/l ，BOD5：5000mg/l 炉渣：取自天津市某厂锅炉房燃烧后外排炉渣。
活性污泥：取自天津市纪庄子污水处理厂曝气池回流污泥。
2.2仪器设备①酸化装置：玻璃棒、2000ml 烧杯②絮凝装置：玻璃棒、2000ml 烧杯③过滤装置：小型微孔过滤罐（又称PE 罐），材质为聚乙烯。
水从下端进入，通过压力作用水被挤入管内，从上端流出，水从杂质被滤在管外，用后通过反冲进行清洗。
④好氧装置：一支Ф75mm ，长1m 的柱状玻璃管，一个小型泵。
造纸黑液水煤浆燃烧技术研究摘要：本文分析了黑液成分，确定了燃烧试验方法，阐述了黑液燃烧燃烧特性，找出了影响黑液正常燃烧的原因，指出了黑液燃烧存在的技术难题，给出了解决办法和建议。
关键词：造纸黑液；水煤浆；燃烧技术黑液水煤浆是把造纸黑液添加到煤中不再添加任何药剂经多道工序加工而成的煤基流体，既能利用黑液中的分散剂成分，又能充分利用黑液中的有效热值，既解决了黑液污染问题，又节约了药剂降低制浆成本，是一种极好的环保燃料。
黑液水煤浆的最大的特点就是碱含量高，工业应用时极易造成燃烧设备的沾污结渣，进而引起磨损和腐蚀，并严重影响热效率。
基于此，很有必要对黑液水煤浆的燃烧、沾污结渣及污染物排放等进行研究。
一、黑液水煤浆成分分析1、元素分析及工业分析表1 黑液水煤浆的工业分析及元素分析工 业 分 析 % 元 素 分 析 % 项目样品M tA ar V ar FC ar 发热量C arH ar N ar S t, ar O ar 水煤浆 34.14 4.69 22.56 38.61 19083.93 52.18 3.41 0.98 0.94 3.66 黑液浆44.926.4819.9128.6814940.49 41.002.540.860.623.582、灰熔融特性温度表2 黑液水煤浆的熔融特征温度 /℃灰 样 DT ST HT FT 黑液水煤10951121120812103、灰成分表3 样品的灰成份分析 /%样品SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3 CaO MgO Na 2O K 2O TiO 2 黑液浆灰 34.15 28.735.222.680.8121.595.511.28从以上表看出，黑液水煤浆的最大一个特点是Na 2O 、K 2O 含量很高，分别是原煤的36.6倍和7倍，而Al 2O 3含量比原煤低约10%，由此导致黑液水煤浆灰熔点远比原煤低。
据研究，煤中若含有较多的碱性矿物质，则极易发生结渣问题。
二、燃烧研究1、研究目的了解和掌握高钠燃料――黑液水煤浆在工业炉中的燃烧和沾污结渣特性，同时研究其灰沉积行为和污染物排放特性，为进一步设计大容量黑夜水煤浆锅炉提供依据，并提供有效的防沾污结渣措施，为安全经济运行提供参数。
2、锅炉概况新汶矿业集团中心医院的这台锅炉原为SZL2.8—0.7/95/70－A Ⅱ型燃煤热水链条锅炉，后改造为燃烧水煤浆，该锅炉又改为燃烧黑液水煤浆。
图1 锅炉测点分布图3、试验内容主要包括热平衡试验；炉内轴向和径向温度分布的测量；不同部位硅碳棒灰沉积试验；空间和壁面颗粒取样以及尾部飞灰取样；灰污热流计上沾污结渣特性分析以及灰污热流密度的动态监测等。
4、试验分析及方法：⑴．用红外高温计测量火焰沿锅炉轴向的温度分布；⑵．用双铂铑热电偶测温装置测量炉膛各截面的温度分布；、CO等污染物排放特性；⑶．用烟气分析仪来研究NOx、SO2⑷．通过颗粒取样装置从炉内不同部位抽取颗粒物，通过灰成分、熔点的比较，从而获知灰粒中矿物质在炉内的迁移情况；⑸．用飞灰取样器从烟道收集飞灰颗，通过含碳量分析可得知炉内燃烬情况，此外还可分析飞灰成分、熔点及主要矿物物相组成；⑹．通过硅碳棒在锅炉不同部位的试验，获知灰渣表观物理特性以及灰沉积速率等；⑺．采用灰成分仪分析从硅碳棒、灰污热流计、颗粒取样器、飞灰及炉膛不同部位灰渣的化学成分，获取矿物质在炉内的迁移过程；⑻．采用灰熔点仪分析各处灰渣的熔融特征温度（DT、ST、HT和FT）；⑼．用XRD分析炉膛不同部位近壁处灰渣的物相差异；⑽．通过扫描电镜分析炉膛不同部位近壁处灰渣的微观结构；⑾．采用电子探针分析不同部位灰渣的元素组成及含量分布，以从微观上研究其对结渣过程的影响；5、试验仪器及设备1. 数据采集仪；2.笔记本电脑；3.灰污热流计（水冷3根，空冷3根）；4.红外高温计5.光学高温计；6.铂铑鉑热电偶测温装置（包括铂铑鉑热电偶、瓷套管、水冷枪、万用表等）；7.烟气分析仪；8.氧量计；9.转子流量计；10.颗粒取样器；11.飞灰取样器；12.硅碳棒若干；13.电子微压计；14.毕托管。
三、测试数据及结果分析①热平衡试验由锅炉正平衡和反平衡得到的热效率绝对差值为0.89％＜5％，故此次热效率计算结果是可靠的。
燃烧黑液水煤浆的锅炉燃烧效率达97.31％，超过了一般燃煤方式的燃烧效率，说明黑液水煤浆作为锅炉燃料具有一定优势。
如果对锅炉采取适当的措施降低锅炉的排烟温度，黑液水煤浆锅炉效率可达到较高的水平，满足工业需要，达到环保节能的目的。
②红外高温计测温结果为了掌握炉内温度的分布情况，采用红外高温计在锅炉不同部位测温同时记录黑液浆的浆流量、浆压和风压。
总体上来看，沿着炉膛轴向方向，炉内温度呈下降趋势。
在稳燃室内有很高的温度，最高温度可达1365℃，保证了水煤浆稳定着火和燃烧，稳燃室出口后，受水冷壁的冷却，烟气温度降至800℃多到900℃以上，保证了水煤浆的燃尽。
③双铂铑测温结果炉内各截面的径向温度的分布要比炉内轴向温度分布更为重要，因此，选择在锅炉不同部位由炉壁向空间每隔100mm测一点温度，总体上，炉膛径向的温度分布均匀一致。
表4 ＃1、＃2、＃4、＃6测孔处温度分布位置/cm1号孔2号孔4号孔6号孔0 1196 1003 1062 90610 1212 1045 1088 95920 1237 1079 1079 96830 1229 1130 1088 96840 1229 1163 1088 95950 1237 1138 1096 96860 1212 906 1105 95970 1229 942 1105 950④硅碳棒试验硅碳棒试验为静态试验，在三个不同测孔处（分别为1＃、2＃、5＃）放入硅碳棒。
将上述三根硅碳棒上所得灰渣按段称重，即可求出其沉积率。
图2 炉内不同位置硅碳棒不同部位灰渣沉积率分布图⑤灰渣样灰成分、灰熔点分析表5 1号孔硅碳棒静态试验灰渣样灰成分第五段第四段第三段第二段第一段Fe2O3 6.91 6.57 6.34 6.15 6.45MgO 0.71 0.55 0.6 0.76 0.62CaO 3.7 2.49 2.52 2.43 2.93TiO2 1.02 1.1 1.18 0.59 1.2Al2O330.17 30.48 30.07 32.13 30.63SiO246.04 46.51 48.39 45.76 45.03K2O 1.99 1.72 1.71 1.69 1.93Na2O 8.58 7.58 7.85 7.83 8.97 由表5可以看出，各段灰渣样中的成分含量比较稳定，变化很小。
可能与硅碳棒所处区域温度高有关。
对应灰成分含量分布比较稳定，1号孔硅碳棒上各段灰渣样的灰熔点都相对接近。
变形温度接近1200℃，软化温度ST和半球温度HT 介于1210℃～1265℃，流动温度FT大于1300℃。
由灰成分分析可知，黑液水煤浆灰渣中Na、K含量很高，而含Al较低，导致灰熔点低，极易引起受热面的沾污结渣。
6、颗粒取样分析结果通过对2号、4号、6号测孔处空间和壁面两处所收集颗粒样以及尾部飞灰样进行灰成分分析，分析结果如表6、7所示。
从壁面处＃2、4、6测孔所取颗粒样与尾部飞灰样成分结果看，Fe2O3、SiO2、Al2O3、Na2O、K2O沿炉膛轴向方向变化不大，但尾部飞灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO含量增加，而Na2O、K2O含量大幅减少。
同样，从空间处取样结果显示，结论与壁面处是一致的。
表6 空间处颗粒样灰成分2号孔空间颗粒样4号孔空间颗粒样6号孔空间颗粒样尾部飞灰样Fe2O3 4.84 5.91 5.5 6.53MgO 1.03 0.69 0.53 0.48CaO 2.75 2.95 2.93 3.89TiO2 1.33 2.8 3.23 0.91Al2O325.32 27.68 26.99 28.87SiO242.45 42.71 40.36 44.21K2O 2.37 2.52 2.69 1.05Na2O 11.6 11.51 12.06 5.08表7 壁面处颗粒样灰成分2号孔壁面颗粒取样4号孔壁面颗粒取样6号孔壁面颗粒取样尾部飞灰样Fe2O3 5.97 5.57 5.43 6.53 MgO 0.38 0.49 0.69 0.48 CaO 3.39 3.17 2.95 3.89 TiO20.81 3.46 1.22 0.91 Al2O326.45 27.19 26.51 28.87 SiO241.16 41.59 41.92 44.21 K2O 2.33 2.62 2.35 1.05 Na2O 10.52 11.43 11.34 5.08四、结论1、燃烧温度由炉内温度场分布可知，黑液水煤浆在炉内的着火、燃烧状况良好，炉膛温度呈中间高两端低的分布。
常规水煤浆最高温度达1430℃，黑液水煤浆最高温度为1259℃。
常规水煤浆沾污结渣很轻微，而黑液水煤浆却非常严重，其主要原因是燃料本身特性造成的，常规水煤浆灰熔点为1353℃，黑液水煤浆则仅为1121℃。
因此在分析沾污结渣趋势时除了应考虑燃烧温度外，还应结合燃料本身的灰熔融特性。
2、沾污特性分析沾污又名积灰，是指未熔融的灰粒在受热面上的积聚。
研究表明，无论哪种形式的积灰，碱金属化合物在其形成过程中均有不同程度的作用，对于碱金属化合物型积灰，这种作用更加明显，因此钠和钾一般被视为造成锅炉对流受热面沾污的祸因。
如果煤和灰中含有较多的碱类物质，便易产生积灰，这已为许多锅炉O含量对锅炉沾污影响最为显著，因此国的运行实践所证实。
碱金属氧化物中Na2内外大多采用灰中NaO含量来预测沾污倾向。
结合常规水煤浆和黑液水煤浆的灰2成分（表4-1），可断定常规水煤浆为中等程度沾污，而黑液水煤浆灰Na含量远远高出严重沾污的上限（8%），所以黑液水煤浆为极其严重沾污。
3、结渣特性评价结渣是一个多因素综合作用的过程，传统的单一判别指标具有一定的准确性，但也有自身的局限性。
近年来模糊数学在结渣的评判中得到了广泛的应用，本报告采用模糊综合评判手段对两种水煤浆的几个有代表性的灰样进行了结渣特性评价，结果如下：常规水煤浆为轻微结渣，黑液水煤浆严重结渣。
实际燃烧情况也是这样，燃烧常规水煤浆时炉壁基本上未发现大的结渣，只在炉底灰中出现了少量渣块，有的呈蜂窝状），有的相当致密，而两次黑液水煤浆燃烧试验炉内都出现了明显的积灰结渣，在温度较低的燃烧器区域附为较松散的积灰，沿火焰行程随着烟气温度的升高，渣的粘附强度由弱变强，到距燃烧器出口600mm附近成为熔渣，先是呈现熔融的小球状渣，后来逐渐变成大块的熔渣，粘附强度极大，在火焰温度较高的炉膛中部熔渣的表面变得极为光滑，非常牢固地粘附于炉壁，难以取下。
