煤气化

准确测定煤灰熔融性的影响因素分析

摘要：基于煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要指标，以新修订的国标 GB／ T 2 1 9 2 0 0 8为基础，结合实验过程中产生的问题，从试验气氛、热电偶的精确度、煤灰成分和实验者的主观因素等方面分析了影响实验结果的因素美胸衣，提出了有效的应对方法和措施。

关键词：煤灰熔融性；测定；准确性；影响因素

随着我国社会经济的发展及生产方式的转变，响应国家节能减排政策并合理有效利用煤炭资源是大势所趋。在各种煤炭利用的途径中，尤以其在锅炉中的应用最为广泛。煤灰熔融性是动力用煤和气

化用煤的重要指标，同时又是设计锅炉的重要参数，准确测定煤灰熔融性有其重要的实践意义。煤灰熔融性对锅炉燃烧有重要影响。在一般的固态排渣锅炉和气化炉中，结渣是生产中的严重问题之一，可给锅炉燃烧带来困难并影响锅炉正常运行，甚至造成停炉事故。对气化炉来说，则会造成煤气质量下降 ] 。因此，在固态排渣的锅炉和气

化炉中，原料煤的灰熔融温度越高越好。但对链条炉来说，则要求有较低的灰熔融温度，由此可见，煤灰熔融性的测定非常具有实际意义。煤灰熔融性是表征煤灰在一定条件下随加热温度而变化的变形、软化、呈半球和流动特征的物理状态。当在规定条件下加热煤灰试样时，随着温度的升高，煤灰试样会局部熔融到全部熔融并伴随产生一定的物理状态，即变形、软化、半球和流动。煤灰熔融性 4种变化点的温度主要由其煤灰中矿物质成分决定。煤中的矿物质成分极其复杂，主要由硅、铝、钛、钙和镁等多种元素的氧化物及其间的化合物构成的复杂混

合物组成

1 实验原理

在现行的国家标准中通常用 4种温度表示其物理状态，即变形温度 ( D T) 、软化温度 ( S T) 、半球温度 ( H T)和流动温度 ( F T) ，如图 1 所示。 “ - - 一一原形 DT S T HT F T

图 l 煤灰熔融性 4种温度的定义 G t VT 2 1 9 —2 0 0 8中规定煤灰熔融的测定方法为角锥熔融法：将分析试样在一定温度下灼烧而成的煤灰，在规定的灰锥模子中制成特定大小的三角灰锥，在特定的气体介质中，对灰锥进行加热，在其加热的过程中观察灰锥在受热过程中的形态变化，观测并记录其特征熔融温度，即变形温度 ( DT) 、软化温度 ( S T) 、半球温度 ( HT)和流

动温度 ( F T) 。

2 实验过程

2 ． 1 煤灰的制备

取空气干燥基状态下的分析煤样适量，严格按照国标 G W T 2 1 2 - -2 0 0 8中的规定进行烧灰，取烧

41 第2期煤质技术 2 0 1 3年3月制后的煤灰在玛瑙研钵研细至 0 ． 1 mm以下。在研细的过程中，用力要均匀，可沿研钵顺时针或逆时针研磨。因为分析煤样在 8 1 5 ~ C条件下灰化，有些硬煤的成分比较复杂，结果在同样的条件下，造成表面的煤样灰化比里

面的更完全日盲紫外探测器，因而导致煤灰不均匀。为了排除在煤的灰化过程中造成的误差，实验人员应把灰化后的灰全部放入玛瑙研钵中并小心地研细，切忌不可取灰 f Ⅱ L 中表面的一部分或部分灰

样进行研磨超级电容器充电，以更利于灰样的均匀性及代表性，同

时也便于灰锥的制作。

2 ． 2 灰锥的制作

灰锥的尺寸在新修订的 GB ／T 2 1 9 - -2 0 0 8中进行了调整，即高 2 0 mm，底为边长 7 mm的正三角形，锥体的一侧面垂直于底面。在制作的过程中首先取 ( 1 ～2 )g研磨好的煤灰放在瓷板或玻璃板上，用数滴糊精溶液 ( 参照国标 G B ／ T 2 1 9 - -2 0 0 8 中 5 ． 1 ：将糊精 1 0 g溶于1 0 0mL蒸馏水中配成

1 0 0 L溶液 )润湿并用不锈钢铲子调成可塑状，均匀地将调制好的灰放入灰锥模子中，放置过程中左手大拇指小心地把挡板按在灰锥模子底部，然后用右手小心地用不锈钢铲子把调制好的灰铲入灰锥模中挤压成型萝卜红素。最后将模内灰锥小心地推至瓷板或玻璃板上，于空

气中风干备用。通过实验图数据表明：调制稀软的灰锥使其变形温度比正常低 5 ℃～1 0 ℃；还有的实验人员为了数据的快捷性，将其不完全干燥的灰锥放置炉膛 pstl内进行实验，此时不完全干燥的灰锥要吸收炉膛内的一部分热值，散发出一定的水蒸气，导致观察孔不清晰；同时破坏炉膛内已有的弱还原性气氛，以致影响测定结果的准确性。灰锥锥尖的短缺或变曲直接影响实验者对变形

温度的判断，所以在放置灰锥前应对已不完全的灰锥模型进行重新制备。

2 ． 3 灰锥的放置

灰锥在炉膛中的位置直接影响测定结果的准确性，即灰锥放在恒温区并紧邻热电偶末端 2 mm 处。若放置得太近，灰锥受热变形后极易与热电偶末端发生黏结，不仅难以判定试样的熔融温度从而影响测定结果的准确性，还损坏热电偶的使用寿命；放置太远，灰锥所在位置的温度与热电偶末端所测的温度会偏低，导致炉膛内的温度更高，则实验数据的值比实际偏高 2 0 ℃左右，所以为了灰锥的放置准确性，应多实践。使灰锥托板不仅要放置