6煤灰熔融性的测定
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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。
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。
浅析煤灰熔融性测定的影响因素 分析了影响煤灰熔融性测定结果的多种影响因素,提出了提高测定结果的准确性应注意的事项。
标签:煤灰熔融性 测定 影响因素 在动力用煤、气化用煤中,煤灰熔融性是一个重要质量指标,煤中矿物质在锅炉中的动态通过煤灰的熔融温度可以进一步得到反应,借助该指标可以在一定程度上对锅炉的结渣情况、沾污情况等进行相应的预测。因此,煤灰熔融性作为一个重要参数,可以对锅炉的设计和运行进行指导。
1 试验气氛 ①试验气氛对煤灰熔融通性构成不同程度的影响。这是因为,煤灰中的铁在不同的气氛中,通常情况下会表现出不同的价态,例如在氧化性介质、弱还原性介质、强还原性介质中分别转变成Fe2O3、FeO和Fe,其中,FeO在熔点方面最低,并且FeO能够与煤灰中的SiO2进行反应,进而在一定程度上生成熔点更低的硅酸盐和低(共)熔混合物。所以说,在弱还原性气氛中,煤灰熔融性温度最低。②控制气氛。通常情况下,通气法和封碳法是控制气氛的主要方法。通过封碳法对试验气氛进行相应的控制。在对气氛进行调整前,需要对含碳物质的种类、粒度等进行选择,碳物质的大致数量根据所使用的钢玉管材质进行选择,在炉内确定碳物质的放置部位。试验过程中,在不同温度下,不同量的碳物质所生成的CO和CO2的体积存在差异,其组在炉内处于变化状态:2C+O2=2CO;2CO+O2=
2CO2。如果CO的量远远超过CO2,气氛表现出较强的还原性,如果CO与CO2的体积比接近1:1,这时气氛呈现出弱还原性。③检查炉内气氛。通过定期或不定期的方式对炉内气氛进行检查,进而在一定程度上确保实验数据的准确性。通常情况下,检查气氛的方法主要涉及:参比灰锥法和取气分析法。在操作过程中:a如果含碳物被烧成灰,或者量减少很多,这说明炉内的氧气浓度非常高,而对应的还原性气体则相对较低;b含碳物没有发生变化,与参比值对照,如果软化温度(ST)之差超过50℃,在这种情况下需要对含碳物的量进行适当地调整。
浅谈煤灰灰熔融测定结果的影响因素摘要:文章分析和探讨了影响煤灰熔融性测定结果准确度的几个关键因素,并提出提高检测结果准确性的应注意事项。
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;立足于煤灰熔融性的测定现状,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:实验气氛,升温速度,制备,灰锥托板,煤灰,主观因素引言煤灰的熔融性是表征煤中矿物质在锅炉燃烧时不同物理状态,是动力用煤的重要指标。
它可为设计锅炉炉膛出口烟温和锅炉安全运行提供依据;电力用煤中,煤灰熔融性的好坏直接关系到锅炉是否结渣。
因为容易结渣的煤灰将给锅炉燃烧带来困难,影响正常运行。
因此,可利用煤灰的熔融温度对燃煤在锅炉中的结渣情况进行预判;在锅炉的实际运行过程中发现,不同燃烧方式和排渣方式的锅炉对煤灰的熔融性要求也不同,可利用煤灰熔融温度为不同锅炉选择燃煤。
如电力用煤,要选择灰熔融温度高于1350℃的煤,且越高越好。
一定化学组成的煤灰,其熔融性测定结果受多方面因素影响。
在此,有必要针对几个关键影响因素进行分析,以获得准确可靠的实验数据。
煤灰熔融性测定的意义测定煤灰熔融性对火力发电具有重要的意义。
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。
1实验气氛性质的影响实验气氛性质对煤灰熔融性温度的影响最为明显,尤其是铁含量大的煤灰。
煤灰熔融性测定方法(GB/T 219-2008)及灰熔融性测试仪学习1. 制作好的灰锥应满足什么要求?方可进行试验?答:应具备三个基本条件:1)有尖,即三角锥体应该有尖。
2)有棱且三个棱平整无毛刺。
3)放置好后能垂直于托板。
2. 煤灰熔融性标准物质是什么?有何作用?答:煤灰熔融性标准物质为煤灰。
主要用于炉内气氛控制的检查及测定准确度的判断。
本标准物质在任一气氛下测定时,若ST、HT、FT 的测定值与标准值之差不超过40℃,则测定气氛为弱还原性,可以进行实验;否则应根据测定值与标准值得相差情况加与以调节实验气氛。
3. 什么因素会影响灰熔融性四个特征温度?答:主要取决于煤灰的化学组成(矿物质)及其结构,同时还与测试时试样所处的气氛条件有关。
4. 煤灰熔融性测定的意义?答:煤灰熔融性反映煤中矿物质在锅炉中的变化动态。
测定煤灰熔融性温度在工业上特别是火电厂中具有重意义。
第一、可以提供锅炉设计选择炉膛出口烟温和锅炉安全运行的依据。
在设计锅炉时,炉膛出口烟温一般要求比煤灰的软化温度低50~100℃,在运行中也要控制在此温度范围内,否则,会引起锅炉出口过热器管束间灰渣的“搭桥”,严重时甚至发生堵塞,从而导锅炉出口左右侧过热蒸汽温度不正常。
第二、可以预测燃煤的结渣。
第三、可为不同锅炉燃烧方式选择燃煤。
第四、可判断煤灰的渣型。
5. 测灰熔融性为什么要在弱还原性气氛下测?答:因为在工业锅炉的燃烧中,一般都形成有CO、H2、CH4、CO2和O2为主要成分的弱还原性气氛,所以煤灰熔融性温度测定一般也在与之相似的弱还原性气氛中进行。
(弱还原性气氛:是指在1000 ~1300℃范围内,还原性气体CO、H2、CH4总含量在10%~70%之间,同时在1100℃以下时,它们和CO2的体积比不大于1:1,含氧量不大于0.5%。
)。
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。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素测定煤灰的熔融性是指在一定温度下,煤灰中的无机物质在不同温度下的熔化行为和熔化特性。
测定煤灰的熔融性对煤的利用和环境保护具有重要意义,可以用于判断煤的高温燃烧特性、脱硫效果、对锅炉设备的侵蚀性以及对环境的污染程度。
测定煤灰的熔融性可以帮助评估煤的高温燃烧特性。
煤的燃点一般在600-900摄氏度之间,高温燃烧时垂直燃烧和放射燃烧是两种主要的燃烧方式。
在煤燃烧过程中,煤中的无机物质是燃烧中的重要组成部分,其熔融行为将影响燃烧的效果。
煤灰的熔融性越大,说明煤燃烧过程中产生的熔滴和熔渣越多,容易污染锅炉设备,影响锅炉的正常运行。
测定煤灰的熔融性可以评估脱硫效果。
煤灰中的无机物质中富含硫元素,煤燃烧时会形成高温区域,使熔融的煤灰与SO2等硫化物发生反应,形成低熔点的硫酸盐。
煤灰中的硫酸盐熔融点较低,容易形成液态或半液态的熔块,堵塞烟道和沉积在锅炉表面,降低脱硫效果。
通过测定煤灰的熔融性,可以评估脱硫工艺的有效性和改进方向,提高煤燃烧的环保性。
测定煤灰的熔融性还可以评估其对锅炉设备的侵蚀性。
煤灰中的无机物质在高温下熔融成液态或半液态,随着煤燃烧废气的排放,煤灰会通过烟道和烟气净化设备进入锅炉。
熔融的煤灰具有较高的黏度和腐蚀性,容易对锅炉的烟道和炉膛内表面进行侵蚀,降低锅炉设备的使用寿命。
测定煤灰的熔融性可以帮助评估锅炉设备的抗侵蚀能力,指导锅炉运行和维护。
测定煤灰的熔融性可以评估其对环境的污染程度。
煤灰中的无机物质在高温下熔融成液态或半液态,这些熔融的煤灰颗粒会随烟气排放进入大气中。
煤灰颗粒的大小、形状和化学成分将影响它们在大气中的行为和沉降速度,进而影响其对环境的污染程度。
测定煤灰的熔融性可以帮助评估煤灰颗粒的物理属性和化学活性,为煤电厂的大气污染防治提供科学依据。
影响煤灰熔融性的因素很多,包括煤的类型、灰分含量、燃烧温度和煤灰中无机物质的化学组成等。
不同型号的煤燃烧时生成的煤灰熔点和熔化行为差异较大,硬煤的煤灰熔融性较低,易于形成熔渣,而褐煤的煤灰熔融性较高。
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成分在高温下的熔化和凝固性能。
测定煤灰熔融性的意义及影响因素对于煤燃烧工程以及环境保护具有重要意义。
测定煤灰熔融性的意义在于确定煤的燃烧特性。
煤灰熔融性直接影响煤的燃烧过程和效率。
高熔融性的煤灰会在燃烧过程中形成熔渣,附着在炉壁和热交换器上,阻碍热传导和热交换,导致能量损失和炉内温度升高。
相反,低熔融性的煤灰不易形成熔渣,有利于燃烧过程的进行和热能利用。
测定煤灰熔融性可以为煤燃烧工程提供指导,选择燃烧炉型和煤种的时候,需要考虑煤灰的熔融性,以避免煤灰引发的燃烧问题和能量损失。
测定煤灰熔融性的意义在于评估煤的环境影响。
煤燃烧产生的烟气中存在大量的煤灰颗粒,其中含有大量的重金属元素和有机污染物,对环境和人体健康产生潜在风险。
煤灰的熔融性直接影响烟气中粒子的形态和分布。
高熔融性的煤灰会在燃烧过程中形成颗粒物和烟气中的溶解态重金属离子,易于形成细颗粒物和重金属的富集。
这些细颗粒物和重金属离子可以通过大气传输,对空气质量和生态系统造成污染。
而低熔融性的煤灰则不易形成细颗粒物和重金属离子,对环境污染的影响较小。
测定煤灰熔融性可以为环境保护提供参考,选择低熔融性的煤种和采用合适的燃烧技术,以减少煤燃烧产生的大气污染物,提高空气质量。
影响煤灰熔融性的因素有多个。
首先是煤的组成和矿物组成。
煤是一个复杂的混合物,不同煤的燃烧特性和熔融性不同。
在煤中,硫、氧、氢、氮等元素的含量和比例对煤的燃烧特性和熔融性有影响。
煤中矿物的种类和含量也会影响煤的熔融性。
含有高熔融温度的矿物会增加煤的熔化温度和熔化量。
其次是煤的灰熔融温度。
煤的灰熔融温度取决于煤中无机成分的含量和类型。
煤中的灰分含量越高,灰熔融温度越低。
灰熔融温度高的煤灰在燃烧过程中容易形成熔渣,对燃烧设备造成不利影响。
不同煤种的灰熔融温度也不同,如炼焦煤和褐煤的灰熔融温度相对较低。
最后是煤的燃烧条件。
煤的燃烧条件直接影响煤灰熔融性。
煤灰熔融性测定地重要性及方法2007-07-03 10:38摘要煤灰熔融性测定可提供锅炉设计有关数据、预测燃煤情况、锅炉燃烧方式选择、判断煤灰渣型.掌握正确地煤灰熔融性测定技术,煤灰熔融性对锅炉结渣情况地影响,可为减轻或避免锅炉结渣提供有效地依据.1 前言煤灰地熔融性是动力用煤高温特性地重要测定工程之一,是动力用煤地重要指标,它反映煤中矿物质在锅炉中地变化动态.测定煤灰熔融性温度在工业上特别是火电厂中具有重要意义. 第一,可以提供锅炉设计选择炉膛出口烟温和锅炉安全运行地依据.在设计锅炉时,炉膛出口烟温一般要求比煤灰地软化温度低50~100℃,在运行中也要控制在此温度范围内,否则,会引起锅炉出口过热器管束间灰渣地“搭桥”,严重时甚至发生堵塞,从而导致锅炉出口左右侧过热蒸汽温度不正常. 第二,可以预测燃煤地结渣.因为煤灰熔融性温度与炉膛结渣有密切关系.根据煤粉锅炉地运行经验,煤灰地软化温度小于1350℃就有可能造成炉膛结渣,妨碍锅炉地连续安全运行. 第三,可为不同锅炉燃烧方式选择燃煤.不同锅炉地燃烧方式和排渣方式对煤灰地熔融性温度有不同地要求.煤粉固态排渣锅炉要求煤灰熔融性温度高些,以防炉膛结渣;相反,对液态排渣锅炉,则要求煤灰熔融性温度低些,以避免排渣困难.因为煤灰熔融性温度低地煤在相同温度下有较低地粘度,易于排渣. 第四,可判断煤灰地渣型.根据软化区间温度<DT—ST)地大小,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安全.燃用短渣煤时,由于炉温增高,固态排渣炉可能在很短地时间内就出现大面积地严重结渣情况;燃用长渣煤时,DT、ST之间地温差虽超过200℃,但固态排渣炉地结渣相对进行得较为缓慢,一旦产生问题,也常常是局部性地. 综上所述,是煤灰熔融性测定地重要性,必须掌握煤灰熔融性地准确测定方法,以达到确保锅炉安全经济燃烧地目地.2 测定煤灰熔融性设备地技术要求按国家标准GB219—74规定要求,应用硅碳管高温炉应满足有足够大地恒温区,恒温区内温差应不大于5℃;能按照规定地温升速度升温至1500℃;炉内气氛能方便控制为弱还原性或氧化性;能在实验过程中随时观察试样地变化情况;电源要有足够容量,可连续调压. 铂铑—铂热电偶及高温计,测温范围为0~1600℃,最小分度为5K,经校正后<半年校正一次)使用,热电偶要用气密性刚玉管保护,防止热端材质变异. 灰锥模子,由对称地两半块构成地黄铜或不锈钢制品. 灰锥托板模,由模座、垫片和顶板三部分构成,用硬木或其他坚硬材料制做. 常量气体分析器,可测定一氧化碳、二氧化碳和氧气含量.3 气氛条件地控制煤灰熔融性温度测定地气氛一般有两种,一种是氧化性气氛,另一种是弱还原性气氛.常用地气氛是弱还原性气氛.这是因为在工业锅炉地燃烧中,一般都形成由CO、H2、CH4、CO2和O2为主要成分地弱还原性气氛,所以煤灰熔融性温度测定一般也在与之相似地弱还原性气氛中进行.所谓弱还原性气氛,是指在1000~1300℃范围内,还原性气体<CO、H2、CH4)总含量在10%~70%之间,同时在1100℃以下时,它们和CO2地体积比不大于1:1,含氧量不大于0.5%. 对于弱还原性气氛地控制方法,一般有两种,一种是封碳法,它是将一定量地木碳、石墨、无烟煤等含碳物质封入炉中,这些物质在高温炉中燃烧时,产生还原气体<CO、H2、CH4),形成弱还原性气氛.封碳法简单易行,在国内普遍采用.另一种是通气法,在测定煤灰熔融性温度地炉内通入40%±5%地一氧化碳和60%±5%地二氧化碳混合气或50%±10%地二氧化碳和50%±10%地氢气混合气.通气法容易调节并能获得规定地气体组成.对于氧化性气氛地控制,是煤灰熔融性温度测定炉内不放置任何含碳物质,并使空气在炉内自由地流通,这一方法更为简单,也被许多电厂采用.4 测定步骤4. 1 灰地制备取粒度小于0.2mm地分析煤样,按照测定灰分地方法,将煤样置于瓷方皿内,放入箱形电炉中,使温度在30min内逐渐升到500℃,在此温度下保持30min,然后升至815±10℃,关闭炉门灼烧1h,使煤样全部灰化,之后取出方皿冷却至室温,再将煤灰样用玛瑙钵研细,使之粒度全部达到0.1mm以下. 4. 2 灰锥地制做取1~2g煤灰样放在瓷板或玻璃板上,用数克糊精水溶液湿润并调成可塑状,然后用小尖刀铲入不锈钢灰锥模中挤压成高为20mm,底边长7mm地正三角形锥体,锥体地一个棱面垂直于底面.用小尖刀将模内灰锥小心地推至瓷板或玻璃板上,放在空气中干燥或放入60℃恒温箱内干燥后备用. 4. 3 在弱还原性气氛中测定用10%糊精水溶液将少量氧化镁调成糊状,用它将灰锥固定在灰锥托板地三角坑内,并使灰锥地垂直棱面垂直于托板表面.将带灰锥地托板置于刚玉舟地凹槽内,如用封碳法来产生弱还原性气氛,预先在舟内放置足够量地碳物质.打开高温炉炉盖,将刚玉舟徐徐推入炉内,使灰锥位置恰好处于高温恒温区地中央,将热电偶插入炉内,使其顶端处于灰锥正上方5mm处,关上炉盖,开始加热并控制升温速度为:900℃以下时,<15~20℃/min),900℃以上时<5±1℃/min).如用通气法产生弱还原性气氛,应通入1:1地氢气和二氧化碳混合气体,当炉内温度为600℃时开始通入二氧化碳,以排除炉内地空气,700℃时开始通入混合气体.气密性较好地炉膛,每分钟通入100ml,以不漏入空气为准.每20min记录一次电压、电流和温度.随时观察灰锥地形态变化<高温下观察时,需戴上墨镜),记录灰锥地四个熔融特征温度:变形温度DT,软化温度ST,半球温度HT,流动温度FT.待全部灰锥都达到流动温度或炉温升至1500℃时断电,结束实验,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,则需另换一种托板重新实验.5 测定结果地判断在测定过程中,灰锥尖端开始变圆或弯曲时温度为变形温度DT,如有地灰锥在弯曲后又恢复原形,而温度继续上升,灰锥又一次弯曲变形,这时应以第二次变形地温度为真正地变形温度DT.当灰锥弯曲至锥尖触及托板或锥体变成球形或高度不大于底长地半球形时地温度为软化温度ST.当灰锥变形至近似半球形即高等于底长地一半时地温度为半球温度HT. 当灰锥熔化成液体或展开成高度在 1.5mm以下地薄层或锥体逐渐缩小,最后接近消失时地温度为流动温度FT.某些灰锥可能达不到上述特征温度,如有地灰锥明显缩小或缩小而实际不熔,仍维持一定轮廓;有地灰锥由于表面挥发而锥体缩小,但却保持原来形状;某些煤灰中SiO2含量较高,灰锥易产生膨胀或鼓泡,而鼓泡一破即消失等,这些情况均应在测定结果中加以特殊说明.6 测定结果地表达将记录灰锥地四个熔融特征温度<DT、ST、HT、FT)地重复测定值地平均值化整到10℃报出.当炉内地温度达到1500℃时,灰锥尚未达到变形温度,则该灰样地测定结果以DT、ST、HT、FT均高于1500℃报出.由于煤灰熔融性是在一定气氛条件下测定地,测定结果应标明其测定时地气氛性质及控制方法.标明托板材料及实验后地表面状况,及实验过程中产生地烧结、收缩、膨胀和鼓泡等现象及其产生时地相应温度. 根据灰熔融性温度地高低,通常把煤灰分成易熔、中等熔融、难熔和不熔四种,其熔融温度范围大致为:易熔灰ST值在1160℃以下;中等熔融灰ST值在1160~1350℃之间;难熔灰ST值在1350~1500℃之间;不熔灰ST值则高于1500℃. 一般把ST值为1350℃作为锅炉是否易于结渣地分界线,灰熔融性温度越高,锅炉越不易结渣;反之,结渣严重.7 煤灰熔融性测定地精密度煤灰熔融性测定地精密度值见表1.8 影响煤灰熔融性温度地因素8. 1 粒度大小煤灰粒度小,比表面积大,颗粒之间接触地机率也高,同时,还具有较高地表面活化能,因此,同一种煤灰,粒度小地比粒度大地熔融性温度低.例如某种煤地煤灰地软化温度在粒度小于600μm 时为1175℃;粒度小于250μm时为1165℃;粒度小于75μm时为1140℃.8.2升温速度若在软化温前200℃左右,急剧升温比缓慢升温所测出地软化温度高.当升温速度缓慢时,煤灰中化学成分间相对有时间进行固相反应,因此,软化温度点相对在较低温度出现. 8. 3 气氛性质煤灰地熔融性温度受气氛性质地影响最为显著,特别是含铁量大地煤灰更为明显.这主要是由于煤灰中铁在不同性质气氛中有不同形态,并进一步产生低熔融性地共熔体所致.因此要定期检查炉内气氛地性质,才能保证测定结果地可靠性,通常检查炉内气氛性质地方法有下列两种.参比灰锥法:此法简单易行,效果较好,被广泛采用.先选取具有氧化和弱还原性两种气氛下地煤灰熔融性温度地标准煤灰,制成灰角锥,而后置于炉中,按正常操作测定其四个特征温度,即变形温度<DT),软化温度<ST),半球温度<HT),流动温度<FT).当实测地软化温度<ST),半球温度<HT),流动温度<FT)与弱还原性气氛下地标准值相差不超过50℃时,则认为炉内气氛为弱还原性.如果超过50℃,则要根据实测值与氧化气氛或弱还原性气氛下地相应标准值地接近程度及封碳物质地氧化情况判断炉内气氛性质.气体分析法:用一根内径为3~5mm气密地刚玉管直接插入炉内高温带,分别在1000~1300℃和1100℃下抽取炉内气体,抽样速度以不大于6~7ml/min抽出气体.若用气体全分析仪分析气体成分时,可直接用该仪器地平衡瓶<内装水)抽取气体较为方便;若采用气相色谱分析仪时,则可用100ml注射器抽取气体样品,取样结束后立即送实验室分析.在1000~1300℃范围内还原气体<CO、H2、CH4)体积百分量为10%~70%,同时在1100℃以下它们地总体积和二氧化碳地体积比不大于1:1,O2地体积百分比<0.5%,则炉内气氛是弱还原性. 8. 4 角锥托板地材质耐火材料有酸性和碱性之分,它们在高温下,同一般酸碱溶液一样也会发生化学反应,因此,在测定煤灰熔融性温度时,要注意托板地选择,否则,会使测定结果偏低.多数煤灰中酸性物<Al2O3+SiO2+TiO2)大于碱性物<Fe2O3+MgO+CaO+K2O+Na2O),可采用刚玉<Al2O3)或氧化铝与高岭土混合制成地托板.相反,碱性煤灰则要选用灼烧过地菱苦土<MgO)制成地托板. 8. 5 主观因素由于煤灰成分是由多种氧化物<含常量元素氧化物及稀散元素氧化物)混合而成地一种复杂物质,从固态转化为液态无一固定熔点,而只有一个熔融温度范围,在这一熔融过程中煤灰锥地形态变化是多种多样地,很难给予准确地描述,再加上作为判断四个特征温度形态地规定都是非量化地,这就容易造成由于个人地理解和实验经验地不同而使判断有所差异,特别是变形温度<DT)地差别更为突出.然而,这种情况在热显微照相法中有极大地改善. 8. 6 煤灰中SiO2对煤灰熔融性温度地影响煤灰中SiO2地含量较多,一般约占30%~70%,它在煤灰中起熔剂地作用,能和其他氧化物进行共熔.SiO2含量在40%以下地普遍高出100℃左右.SiO2含量在45%~60%范围内地煤灰,随着SiO2含量地增加,煤灰熔融性温度将降低.SiO2含量超过60%时,SiO2含量地增加对煤灰熔融性温度地影响无一定规律,但煤灰灰渣熔化时容易起泡,形成多孔性残渣.而当SiO2含量超过70%时,其煤灰熔融性温度均比较高. 8.7 煤灰中Al2O3对煤灰熔融性温度地影响煤灰中Al2O3地含量一般均较SiO2含量少.Al2O3能显著增加煤灰地熔融性温度,煤灰中Al2O3含量自15%开始,煤灰熔融性温度随着Al2O3含量地增加而有规律地增加;当煤灰中Al2O3含量高于25%时,煤灰熔融性地软化温度和流动温度间地温差,随煤灰中Al2O3含量地增加而愈来愈小.当煤灰中Al2O3含量超过40%时,不管其他煤灰成分含量变化如何,其煤灰地熔融性流动温度一般都超过1500℃. 8.8 煤灰中CaO地含量对煤灰地熔融性温度地影响煤灰中CaO地含量变化很大,煤灰中地CaO一般均起降低煤灰熔融性温度地作用.但另一方面,纯CaO地熔点很高,达2590℃,故当煤灰中CaO含量增加到一定量时<如达到40%~50%以上时),煤灰中地CaO反而能使煤灰熔融性温度显著增加. 8.9 煤灰中Fe2O3和MgO及Na2O和K2O对煤灰熔融性温度地影响煤灰中Fe2O3地含量变化范围广,一般煤灰中Fe2O3含量在5%~15%居多,个别煤灰高达50%以上.测定煤灰熔融性温度无论在氧化气氛或者弱还原气氛中,煤灰中地Fe2O3含量均起降低煤灰熔融性温度地作用.在弱还原性气氛中,若煤灰中Fe2O3含量在20%~35%地范围内,则煤灰中Fe2O3含量每增加1%,平均降低煤灰熔融性软化温度18℃,流动温度约13℃,煤灰熔融性地流动温度和软化温度地温差,随煤灰中Fe2O3含量地增加而增大.在煤灰中MgO含量较少,一般很少超过4%,在煤灰中MgO一般起降低煤灰熔融性温度地作用.实验证明:煤灰中MgO含量在13%~17%时,煤灰熔融性温度最低,小于或大于这个含量,煤灰熔融性温度均能有所增高. 煤灰中地Na2O和K2O一般来说,它们均能显著降低煤灰熔融性温度,在高温时易使煤灰挥发.煤灰中Na2O含量每增加1%,煤灰熔融性软化温度降低约18℃,流动温度降低约16℃. 煤灰熔融性温度地高低,主要取决于煤灰中各无机氧化物地含量.一般来说,酸性氧化物如SiO2和Al2O3含量高,其灰熔融性温度就高,相反,碱性氧化物如CaO2、MgO、Fe2O3和K2O、Na2O3含量多,则其灰熔融性温度就低.9 煤灰熔融性与锅炉结渣地关系引起锅炉结焦地因素是多方面地,而且各种因素又相互关联,煤在锅炉内燃烧时,生成大量灰渣,灰渣在高温下可能熔化而粘附在锅炉受热面上,造成结渣.熔渣在水冷壁受热面以及没有水冷壁保护地燃烧室衬砖上沉积,并影响液态排渣.结渣不仅影响锅炉地受热,消耗热量,破坏水循环,而且能将烟道部分堵塞,阻碍通风,增加引风机地负荷,从而降低了锅炉地出力.在结渣严重地情况下,可能迫使锅炉停止运行.此外熔化地灰渣对锅炉燃烧室地耐火衬砖具有很大地侵蚀作用<锅炉更换衬砖绝大部分是由此原因造成地),从而增加了检修费用. 为了避免锅炉严重结渣,对煤质与灰渣地特性要求如下:煤中灰分含量及含硫量不宜过大,煤粉不宜过粗,否则都容易促使结渣情况发生或加剧结渣地严重程度;煤灰应有较高地熔点,一般灰地软化温度(ST>值应大于1350℃.特别要避免燃用灰熔点低地短渣煤,因为燃用这种煤,最易导致严重地结渣.一般宜选用气氛条件对煤灰熔融性影响较小地煤种,由于其灰渣特性受运行工况地波动影响较小,因此有助于锅炉地稳定燃烧.因此,掌握煤灰在高温下地熔融特性地测定技术,了解煤灰熔融性对锅炉结渣地影响,为如何避免或减轻锅炉地结渣,提供了依据.浅谈煤灰熔融性作者:来源:发表时间:2006-12-23 浏览次数:字号:大中小煤灰地熔融性是指煤灰受热时由固态向液态逐渐转化地特性,煤灰地熔融性是动力用煤高温特性地重要测定工程之一.由于煤灰不是一个纯净物,它没有严格意义地熔点,衡量其熔融过程地温度变化,通常用三个特征温度:即变形温度<DT),软化温度<ST)、流动温度<FT).这三个温度代表了煤灰在熔融过程中固相减少,液相渐多地三点,在工业上多用软化温度作为熔融性指标,称为灰熔点.一、煤灰地熔融性对于煤粉固态排渣炉地炉膛结渣有密切关系:如灰熔融性温度低,在炉膛高温下熔融粘在炉膛受热面上,冷却后形成结渣.根据运行经验,煤灰软化温度小于1350℃就有可能造成炉膛结渣.故煤粉固态排渣炉要求灰熔融性温度高.煤灰熔融过程中DT-ST之间地温度为软化区间温度,根据其范围把灰分为长渣和短渣,一般认为软化区温度大于200℃为长渣,小于100℃为短渣.通常短渣地煤易于结焦,燃用长渣地煤较为安全.二、影响煤灰熔融性地因素:影响煤灰熔融性地因素主要是煤灰地化学组成和煤灰受热时所处地环境介质地性质:一、煤灰地化学组成比较复杂,通常以各种氧化物地百分含量来表示.其组成百分含量可按下列顺序排列:SiO2,Al2O3,<Fe2O3 FeO),CaO,MgO,<Na2O K2O).这些氧化物在纯净状态时熔点大都较高<Na2O和K2O除外).在高温下,由于各种氧化物相互作用,生成了有较低熔点地共熔体.熔化地共熔体还有溶解灰中其他高熔点矿物质地性能,从而改变共熔体地成分,使其熔化温度更低.上列氧化物分为三类,此三类氧化物对煤灰地熔融性地影响如下:Al2O3能提高灰熔点,煤灰中三氧化二铝含量自15%开始,煤灰熔融性温度随其含量增加而有规律地增加,煤灰中Al2O3含量大于40%时,ST一般都超过1500℃;大于30%时,ST也多在1300℃以上.当三氧化二铝含量高于25%时,DT与ST 地温差,随其含量增加而变小.SiO2对灰熔点地影响较复杂,主要看它是否与Al2O3结合成2SiO2.Al2O3,如煤灰中SiO2和Al2O3地含量比为1.18<即2SiO2.Al2O3)时,灰熔点一般较高.随着该比值增加,灰熔点逐渐降低,这是由于灰中存在游离氧化硅.游离氧化硅在高温下可能与碱性氧化物结合成低熔点地共晶体,因而使灰熔点下降.游离氧化硅过剩较多时,却可以使灰熔点升高.由于大多数煤灰地SiO2和Al2O3地含量比值在 1 4之间,所以煤灰中碱性氧化物地存在会降低灰熔点.碱性氧化物<Fe2O3 CaO MgO KNaO)一般此类氧化物能降低灰熔点.其中Fe2O3地影响较复杂,灰渣所处地介质性质不同而有不同影响,但总地趋势是降低灰熔融性温度.CaO和MgO有减低灰熔点地助熔作用,且有利于形成短渣,但其含量超过一定值时<大约25% 30%),却可以提高灰熔点.K2O和Na2O能促进熔点很低地共熔体地形成,因而使DT减低.二、在锅炉炉膛中介质地性质可分为两种:弱还原性介质和氧化性介质.介质性质不同时,灰渣中地铁具有不同地价态.在弱还原气体介质中,铁呈氧化亚铁<熔点1420℃>;在氧化性介质中呈氧化铁<熔点1565℃).氧化亚铁最容易与灰渣中地氧化硅形成低熔点地共熔体<FeSiO4),所以在弱还原性介质中,灰熔点最低,在氧化性介质中,灰熔点要高一些.综上所述,对于大多数煤灰SiO2含量较高,多呈酸性.在酸性灰渣中,碱性氧化物地存在起了降低灰熔融温度地作用.责任编辑:红螃蟹。
煤灰熔融性及煤灰的成分分析灰熔点是煤燃烧或气化时的一项重要指标。
煤的灰渣是由多种金属和非金属氧化物组成,没有确定的熔点,工业上指的灰熔点,实际上是灰渣在高温下的三个变形特征温度。
DT1=变形温度;ST2=软化温度;FT3=流动温度。
影响煤灰熔融性的主要因素煤灰的熔融性主要取决于煤灰化学组成。
煤灰中Al2O3含量高,其灰熔点就高。
三氧化二铁含量高的煤灰,其灰熔点一般均较低。
氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等碱性氧化物均起降低煤灰熔融性温度的作用,含量越高,则灰熔点愈低。
煤灰的黏度是指煤灰在熔融状态下的内摩擦系数,表征煤灰在高温熔融状态下流动时的物理特性。
煤灰的黏度大小主要取决于煤灰的组成及各成分间的相互作用。
不同的煤灰其流动性不同。
此外,煤灰的黏度大小和温度的高低有着极其密切的关系。
煤灰的黏度对于液态排渣的气化炉来说是很重要的参数。
根据煤灰黏度的大小以及煤灰的化学组成,就可以选择合适的煤源;或者采用添加助熔剂,甚至采用配煤的方法来改善煤灰的流动性,使其符合液态排渣炉的使用要求。
煤灰的熔融性在一定程度上可以用以粗略地判断煤灰的流动性。
对于大多数煤灰来说,熔融性温度高的煤灰,其流动性也差。
在煤灰化学组分中,SiO2和A12O3能增大灰的黏度;Fe2O3、CaO、MgO等能降低煤灰黏度。
但是若煤灰中Fe2O3含量较高而SiO2较少,在一定范围内SiO2含量增加反而能降低黏度。
Na2O、K2O都只会降低黏度。
利用煤灰渣的化学组分可以预测其流动性。
通过煤灰成分分析可了解灰中酸性氧化物与碱性氧化物的比值,对预测管道结垢和腐蚀有重要作用,还有助于判断和防止灰渣对锅炉设备的侵蚀,以及锅炉结渣和积灰。
公司现用褐煤作为气化用煤,煤的灰分含量在10~30%之间。
在必须保证灰分波动在6%之间时,煤灰的流动温度(FT)大多在1200~1300℃之间,煤灰的硅:铝达到2.0以上,三氧化二铁含量远小于15%。
从煤灰特性分析,非常适应气化炉的稳定操作。
《装备维修技术》2021年第4期—75—浅谈煤灰熔融性工业分析的重要性及方法李秀杰 侯留成 聂宝山(昊华骏化集团有限公司,河南 驻马店 463000)煤灰熔融性是煤灰在高温下达到的熔融状态的温度值,主要有三个温度值:变形温度(DT),软化温度(ST),流动温度(FT)。
在实际的工业生产中,要求气化炉温度要高于煤灰熔融性流动温度50-100度,无论是电厂锅炉,还是煤气化炉,流动温度太高,长时间的高温操作会降低炉子寿命,流动温度太低又会结渣损坏炉子造成生产事故。
为了经济利益,必认真分析煤灰熔融性的温度值。
这样有利于在实际的生产中更好的发挥煤种优势,为生产中配煤的比例做好可靠的依据。
1、煤灰熔融性的主要决定因素煤灰的熔融性与煤灰的化学成份有密切的关系。
煤灰的主要成份由SiO 2,AL 2O 3,Fe 2O 3,CaO,MgO,Na 2O,K 2O 和TiO 2等组分构成。
而Fe 2O 3,CaO,MgO,Na 2O 和K 2O 属于碱性组分,SiO 2,AL 2O 3和TiO 2属于酸性组分。
一般而言,煤灰中酸性氧化物越多,煤的灰熔融温度就越高,碱性氧化物越多,煤灰熔融性的温度就越低,所以工业分析中煤灰熔融性测定方法及在什么气氛下条件分析显得尤为重要。
2、煤灰熔融性的测定方法煤灰熔融性的分析具体是,取粒度小于0.2㎜的空气干燥基煤样,将其在马弗炉内完全灰化,然后用玛瑙钵研细至0.1㎜以下,将1~2克煤灰放在瓷板或玻璃板上,用数滴100ɡ/L 的糊精溶液润湿并调成可塑状,然后用小刀铲入灰锥模型中挤压成型。
用小尖刀将模内灰锥小心地推至瓷板或玻璃板上,于空气中风干或于60℃下干燥备用。
3、煤灰熔融性分析炉内气氛的选择在对煤灰熔融性的测定时,要特别注重炉内气氛的性质,因为在氧化性气氛或在还原性气氛条件下测得的灰熔融的温度可以相差几百度。
这是因为煤灰中的铁在不同气氛介质以不同的价态出现。
在氧化介质中铁呈三价(Fe 2O 3),而在弱还原性气氛中铁呈二价(FeO),而在强还原性介质中,在高温时铁将变成金属铁(Fe)。
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。