煤灰矿物组成对煤灰熔融特性的影响
煤灰熔融性的测定及其影响因素
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。
灰熔点测定方法
灰熔点煤灰是各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个融化的范围，煤灰熔融性又称灰熔点。
灰熔点是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度，它与原料中灰分组成有关，灰分中三氧化二铝、二氧化硅含量高，灰熔点高；三氧化二铁、氧化钙和氧化镁含量越高，灰熔点越低。
灰熔点计算公式如下：灰熔点（软化）t ═ 19 (Al2O3) + 15 (SiO2+Fe2O3) + 10 (CaO+MgO)+ 6 (Fe2O3+Na2O+K2O)灰熔点可以实测，即将灰分制成三角锥形，置于高温炉内加热，并观察下列温度。
开始变形温度T1：锥顶尖端复圆或锥体开始倾斜。
开始软化温度T2：锥尖变曲接触到锥托或锥体变成球形。
开始熔融温度T3：看不到明显形状，平铺于锥托之上。
原料灰熔点，是影响气化操作的主要因素。
灰熔点低的原料，气化温度不能维持太高，否则，由于灰渣的熔融、结块，各处阻力不一，影响气流均匀分布，易结疤发亮，而且由于熔融结块，还减少气化剂接触面积，不利于气化，因此，灰熔点低的原料，只能在低温度下操作。
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。
中华人民共和国国家标准GB219—74代替GB219—63煤灰熔融性的测定方法中华人民共和国标准计量局发布1974 年1 1 月1 日实施中华人民共和国燃料化学工业部提出煤炭科学研究院北京煤炭研究所起草本标准适用于褐煤、烟煤、无烟煤、石煤、泥煤和焦炭灰熔融性的测定。
方法要点：将煤灰制成一定尺寸的三角锥体，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，测定它的三个熔融特征温度——变形温度(T1)、软化温度(T2)和流动温度(T3)。
煤灰成分对灰熔融性影响研究
ＳＯ 含 量 都 在 ２ ％ ～７ ％ 之 间 。 当 ＳＯ ｉ２ ０ ０ ｉ 不 大 于
２％时 ， 动温度 Ｆ ０ 流 Ｔ较 高 ， 在 １０ ℃ 以上 ， 些 均 ３０ 有 甚 至 大 于 １０ ℃ ， ＳＯ 含 量 在 ３ ％ ～ ０ 时 ， Ｔ ５０ 当 ｉ， ０ ６％ Ｆ 有 低 于 １０ ％ 以下 的 ， 有 高 于 １０ ￣ 的 ， 说 明 １０ 也 ５０ 这 在 这 个 区 间 内 ， 灰 流 动 温 度 Ｆ 的 高 低 不 仅 与 煤 Ｔ ＳＯ ｉ 的含量 有 关 ， 与 其 中 Ａ ， Ｆ ： ， Ｃ Ｏ、 Ｏ 还 １ 、 ｅ０ 、 ａ Ｍｇ ０
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表 ２ 笔 者 所 用 部分 数 据
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Ａ １ 固体单体 属于离子 晶体 ， Ｏ 具有很 高的熔 点 （００Ｃ ， ２５ ￣ ） 在煤灰熔化过程中， 骨架” 起“ 作用 ， 导 致其含量越高 ， 熔点越高。图 ２表明， Ａ ， 当 １ 含量 Ｏ 大 于 １％ 时 ， 灰 的 流 动 温 度 Ｆ ０ 煤 Ｔ总 趋 势 是 随 着
笔者 选取 部 分数 据见 表 ２ 。
２ 煤 灰 主 要成 分 与 灰 熔 融 性 的 关 系
分析 表 明 ， 灰 中 的化学 成分 包 括 ＳＯ 、 １ 。 煤 ｉ Ａ 、 ０ Ｆ２ ３Ｃ Ｏ、 Ｏ、 ａ０、 ２ ＴＯ 、 Ｏ ｅ０ 、ａ Ｍｇ Ｎ ２ Ｋ ０、 ｉ２ Ｓ ３等 氧 化 物 。 由于 Ｍｇ Ｎ Ｋ ０、ｉ Ｓ 。 氧 化物 各组 分 含 Ｏ、 ａ０、 ＴＯ 、Ｏ 等 量较少 ， 笔者仅 研 究 Ｓ Ａ 。Ｆ 。Ｃ Ｏ等 主要 ｉ 、 １ 、ｅ０ 、ａ Ｏ ０ 成 分 及灰 成分 中酸性 氧化 物 与碱性 氧 化物 之 比对灰
煤灰熔融温度还原气氛
煤灰熔融温度还原气氛煤灰熔融温度还原气氛摘要煤炭作为21世纪最重要的化石能源，对其性质的探讨受到越来越多的关注。
煤灰熔融性的测定对工业火电厂和气化炉的造气生产具有重要意义。
本实验用SDAF2000b煤灰熔融性测定仪分别测定多种煤样在氧化性气氛和弱还原性气氛下的灰熔点。
它能对工业用煤排渣气氛的控制、煤灰渣型的预测等等提供初步材料。
结果表明，气氛对煤灰熔融性的影响还是显而易见的。
因为煤灰中铁元素的状态不同，弱还原性气氛下的煤灰熔融点比氧化气氛下的熔融点低约10~130℃左右。
由于实验条件的限制，没有进一步分析煤质矿物成分与灰熔点的关系。
关键词：煤灰，熔融温度，还原气氛AbstractThe 21st century's most important fossil energy is coal,the study of the coal is attracting more and more attention. Determination of industrial coal ash melting is important for industrial power plants and gasifier gasification production.This expriment is under SDAF2000b coal ash melting tester,respectively a variety of coal samples under oxidizing atmosphere and weak reducing atmosphere of ash melting point.It can provide some advice of industrial coal atmosphere and coal type ash materials.Results show that the atmosphere of the impact of coal ash melting is obvious.Because the ash iron status is different, the weak reducing atmosphere of coal ash melting point lower than the melting point under oxidizing atmosphere about 10 ~ 130 ℃. Due to the limitation of experimental conditions, no further analysis with ash melting point coal mineral composition relationship.Key word：coal ash，fusion temperature，reductive atmosphere；第一章绪论1.1 国内外研究现状综述现今测煤灰熔融性的方法主要有直接测定法和间接测定法两种，直接测定煤灰熔融性的方法又分为灰锥法和热显微镜法。
锅炉结焦的原因分析及预防措施
锅炉结焦的原因分析及预防措施一、结焦的概念在锅炉炉膛中心，火焰温度高达1400-1600℃左右，煤粉燃烧时，其灰分处于熔化状态，当熔化的灰粒在离开火焰碰到受热面或炉墙时受到冷却就会粘附在受热面的管子或炉墙上，而且越结越多，这种现象就叫结焦。
大家注意到上述概念牵扯到了这样的几个名词：煤粉燃烧，灰粉熔化状态，那么有必要对煤粉燃烧和灰粉熔化状态进行一简单的介绍：1、煤的成分为了了解煤的某些特性，将煤的成分分为：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、水分（H2O）、灰分（A）；这里主要介绍灰分，灰分是煤粉燃烧完全燃烧后形成的固体残余物的统称，其主要成分有硅、铝、铁和钙以及少量的镁、钛、钠和钾等元素的组成的化合物。
依据炭化程度分，炭化程度越深，挥发分含量越少，碳的含量越多。
我国动力煤习惯上分为4类：无烟煤：挥发分6.5—10%，着火困难，燃尽不易；贫煤：挥发份低，约 10—19%，燃烧性质与无烟煤接近；烟煤：挥发分含量高，挥发分19—37%，碳化程度低于无烟煤；褐煤：挥发分含量较高，挥发分37%以上，有利于着火。
2、灰的性质灰的性质主要是指它的熔化性和烧结性，熔化性主要影响炉内的运行工况，烧结性主要影响对流受热面的结灰性能。
在火焰中心，灰分处于熔化状态或软化状态，具有粘性，如果遇到受热面管子，很容易粘接在上面，形成结渣。
关于灰分的熔化性能，目前都用实验的方法测得，把灰制成底为等边三角形的椎体，底边长为7mm，锥体高20mm,然后加热根据灰的状态变化确定三个温度指标来表示灰的熔化性质：（1）变形温度t1，指锥顶变圆或开始倾斜的温度；（2）软化温度t2，锥顶弯至锥底或萎缩呈球形的温度；（3）熔化温度t3，指椎体呈液体状态能沿平面流动的温度。
3、影响灰熔点的因素：（1）成分因素：灰的化学成分很复杂，通常用各种氧化物的百分含量来表示，包括SiO2、Fe0, Al2O3、Fe2O3，CaO, MgO，Na2O+K2O，TiO2，P2O5等，除氧化钠和氧化钾外，其它氧化物的熔点很高，为1600-2800℃，氧化钠和氧化钾的熔点800-1000℃。
不同的灰熔点调控方式对煤灰熔融特性的影响
不同的灰熔点调控方式对煤灰熔融特性的影响张龙;黄镇宇;沈铭科;王智化;周俊虎【摘要】对两种原始煤灰进行混合,并分别搭配不同的添加剂,得到3种元素组成相同的煤灰,灰熔点测试结果显示,三者的灰熔点存在较大差异.结合X射线衍射技术和SEM-EDX(扫描电子显微镜与能谱联用)分析了3种煤灰(＞800℃)在高温时的矿物质转化过程.结果表明,不同的灰熔点调控手段对不同煤的影响是不同的.原因是高温时矿物质组成不仅与煤灰化学元素组成相关,更与元素在矿物质中的赋存状态有关.两者共同决定了煤灰的熔融特性.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2015(043)002【总页数】8页(P145-152)【关键词】混煤;添加剂;灰熔点;矿物质;X射线衍射【作者】张龙;黄镇宇;沈铭科;王智化;周俊虎【作者单位】浙江大学能源清洁利用国家重点实验室热能工程研究所,浙江杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室热能工程研究所,浙江杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室热能工程研究所,浙江杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室热能工程研究所,浙江杭州310027;浙江大学能源清洁利用国家重点实验室热能工程研究所,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TK227Key words: blending coal; ash additives; ash fusion temperature; mineral; XRD煤灰熔融特性对煤的利用有很大的影响。
在煤粉锅炉中，燃用灰熔点高的煤种是锅炉顺利运行的前提条件，液态排渣的煤气化炉则需要把灰熔融性控制在一定范围内才能满足液态排渣对熔渣的要求。
因此，不论是煤气化炉液态排渣还是锅炉里的煤灰结渣都需要预先对使用煤种的灰熔融特性进行评估。
灰熔点测试是评价煤灰熔融特性常用的手段之一。
目前，实际工业生产中多采用配煤或加入添加剂的方式来调控灰熔点。
很多学者研究了不同氧化物添加剂和矿物添加剂对煤灰熔点的影响。
影响煤灰熔融性的因素
变化而变化,炉内如果是不完全燃烧（缺氧燃 烧），介质就是还原性气氛；炉内如果是完全 燃烧，介质就是氧化性气氛。 我们都知道流化床长时间缺氧燃烧，一旦获得 了足够的氧气，将发生强烈的氧化反应，床温 会急剧升高，但是或许不是很清楚的知道由于 缺氧燃烧，会使灰熔点降低，大大增加结焦可 能性。
由上可见，缺氧燃烧会加重氧化亚铁的生成，
使矿物质之间产生低熔点的共熔物，最终导致了
灰熔点的降低。
而在氧化性气氛中是以Fe2O3 （+3价，熔点为
1565℃）或Fe（0价，熔点1535 ℃）形式存在，
因此在氧化性气氛中，灰熔点要比在弱还原性气
氛下高。
2.成分因素：
硫和磷等元素的氧化物及其盐类。在煤灰成分中， Al2O3及 TiO2属酸性组分。一般而言，煤灰中酸性氧化
煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的
主要是碳、氢、氧、硫、氮等元素，还有一些
含量较少的其他十几种元素。
煤灰作为煤的燃烧产物，其构成则更为复杂。
煤灰熔融性不是一个定值，它取决于煤灰的成
分及环境影响。
影响灰熔点的因素：
1.气氛因素 2.成分因素 3.灰分浓度因素
1.气氛因素（介质因素）：来自了保障脱硫剂的活性，又兼顾锅炉热效率，床温一般控
制在900℃--950℃为宜。 SiO2具有降低灰熔点的作用、 Al2O3及 TiO2具有提高灰熔 点的作用， CaO 既 能降低灰熔点、也能提高灰熔点，关 键在于 CaO 的量。
2.灰熔点与成分有关，煤灰中的Fe2O3、MgO、 Na2O 、K2O、
2.6 Na2O和K2O对煤灰熔融性温度的影响： 煤灰中的Na2O和K2O熔点低，容易与煤灰中的其 他氧化物生成熔点1150℃～1200℃共熔体。对一 般煤种而言，Na2O和K2O含量总是很少，但其影 响应引起充分重视。碱金属是造成锅炉烟气侧高 温玷污和腐蚀的主要因素，也对炉膛结渣起不良 作用。所以Na2O含量虽少，但不能忽视其危害。
灰化学成分对煤灰熔融性温度的影响
灰化学成分对煤灰熔融性温度的影响作者：郭建强来源：《科学与财富》2015年第33期摘要：生物质碱性物含量较大，熔融温度较低，软化温度和流动温度相差较小，燃烧时锅炉易发生积灰、结渣和腐蚀等问题，因此研究生物质及生物质混煤的灰熔融特性等关键基础科学问题会加快解决生物质能发电锅炉的积灰、腐蚀和结焦等问题，促使我国尽快具备生物质能发电系列锅炉的生产、研发和设计能力。
本文使用YX-HRD灰熔融性测定仪对样品在弱还原性气氛下的灰熔融性温度进行测量，得到糠醛灰在添加了各类化学添加剂以后ST特征温度，并以其为主要参考依据得出各个添加剂对糠醛渣灰熔点的影响。
关键词：灰熔点特征温度1. 研究背景和意义煤炭是我国最主要的能源资源，也是当前我国最为依赖的能源结构，但是，从当前的使用效果上来看，大部分的煤泥资源却没有得到高效的利用。
一方面，煤泥堆积问题严重，不但占用了土地，也会对周边环境造成污染；另一方面，也会对选煤厂的正常生产造成严重影响。
为了能提高煤炭的利用效率，减少煤炭资源的负面影响，研究生物质与煤混合燃烧，提高燃烧效率便有了极为重要的现实意义[1]。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。
而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。
生物质的有优点有：1、属于可再生资源；2、硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SO2、NOx较少；3、生物质作为燃料时，对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。
由于生物质碱性物含量较大，熔融温度较低，且软化温度和流动温度相差较小，致使生物质锅炉及生物质混煤燃烧锅炉易发生积灰、结渣和腐蚀等问题，因此研究生物质及生物质混煤的灰熔融特性等关键基础科学问题会加快解决生物质能发电锅炉的积灰、腐蚀和结焦等问题，促使我国尽快具备生物质能发电系列锅炉的生产、研发和设计能力。
煤灰熔融性的研究
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。
煤灰熔点的影响因素及降低方法研究
20世纪70年代石油危机加速了煤炭气化技术的发展，现今已形成了多种煤气化方法。
主要特征为煤在气化炉中，在高温下发生气化反应，使煤固体转为气体，仅剩下少许含灰残渣。
煤气化技术较多，目前以固体床、气流床、流化床等气化技术为主。
煤灰熔融特性在煤气化设计、运行中具重要作用，对煤气化过程中安全性、经济性均有较大影响。
因此开车煤灰熔点影响因素研究，提出降低煤灰熔点的技术方法，对煤气化技术有重要意义。
1 煤灰融特性的影响因素分析1.1 煤灰成分煤灰成分常用氧化物形式表示，通过化学分析表明，煤灰成分主要由SiO2、A12O3、TiO等酸性氧化物，MgO、Na2O、CaO、Fe2O3等碱性氧化物组成。
酸性氧化物对提高煤灰熔点有重要作用，含量增加，煤灰熔点增加，反之亦然。
而碱性氧化物可降低煤灰熔点。
可用离子势来解释其氧化物对煤灰熔点的影响，酸性氧化物以酸性离子为主，酸性离子离子势较高，碱性离子则较低，高势的酸性阳离子和氧易结合可合成复杂离子和多聚物，氧来源于碱性阳离子，其可以终止多聚物进一步聚集，从而表现出助熔性。
对我国煤灰成分进行研究表明，碱性金属氧化物呈游离态降低煤灰熔点，而实际上绝大部分煤灰中碱性金属氧化物以伊利石形态存在，在受热过程中析出较少，降低了助熔效果；当碱性氧化物达到40%以上，酸性氧化物和碱性氧化物会发生固相反应，产生较低熔点的共熔体，从而进一步降低灰熔点；质量分数小于40%则降低灰熔点效果降低。
1.2 煤灰矿物组成（1）煤灰中矿物组成煤灰中矿物质指煤中的非煤无机质，矿物质数量、成分以及组分与煤的种类有关，且差别较大，其与产地、分布以及开采、运输等的影响。
煤矿物质主要分为固有和外来矿物质两部分，固有成分是成碳植物中的不可燃部分，占6%左右；外来矿物质是矿区周围矿物质碎粒片。
对煤灰进行分析表明其中主要矿物质包括：莫来石、粘土矿物、石英、硅酸钙、赤铁矿、黄长石以及硬石膏。
煤灰中的矿物质可进一步分为耐熔矿物和助熔矿物，耐熔矿物包括石英、莫来石、偏高岭石以及金红石，助熔矿物包括酸性斜长石、硅酸钙、石膏以及赤铁矿。
灰熔点介绍
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。
影响煤灰熔融性温度的控制因素
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，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。
淮北煤晶体矿物组成对煤灰熔融温度的影响
篓１０ ２ ５
１ ２００
１ ０
２０
３ ０
４０
５０
６０
７０
８ ０
９ ０
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度下 煤灰 矿 物 组 成 变 化 。结 果 表 明 ； 南 煤 中 主 要 晶 体 矿 淮
物有 高 岭 石 、 英 、 解 石 、 铁 矿 等 ， 岭 石 类 矿 物 含 量 石 方 黄 高 越 Байду номын сангаас ， 灰 熔 点 越 高 ； 解 石 和 黄 铁 矿 含 量 越 高 ， 灰 熔 点 煤 方 煤 越低 。曹 敏 ］ 等 人 发 现 煤 灰 在 高 温 下 的 热 行 为 对 气 化 ｌ
第１ Ｏ卷 第 ５期
２１ ０ １年 １ Ｏ月
淮 北 职 业技 术 学 院 学报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＵＡＩ ＥＩＰ Ｂ ＲＯＦ Ｓ ＯＮＡＬ ＡＮＤ ＥＳ Ｉ ＴＥＣＨＮＩ ＣＡＬ ＣＯＬ ＬＥＧＥ
Ｖｏ ． Ｏ Ｎｏ ５ １１ ．
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淮北煤 晶体矿物组成对煤灰熔融温度 的影响
金 燕 李 寒旭 ，
２２０） ３ ０ １ （ 徽理工大学 化学工程学院 ， 徽 淮南 安 安
摘 要 ： 用 Ｘ一射 线 衍 射 分 析 方 法 （ ＲＤ 对 淮 北 原 煤 中 的 晶 体 矿 物 组 成 及 含 量 进 行 了定 性 分 析 ， 示 出不 同晶 体 利 Ｘ ） 揭
了分 析 ， 此 基 础 上 ， 究 了样 品 中 主 要 矿 物 的 种 类 及 其 在 研 形 成 时 的影 响 因 素 ， 析 了 它 们 在 燃 烧 前 后 的 主 要 变 化 。 分
煤灰成分与灰熔融性的关联性分析
煤灰成分与灰熔融性的关联性分析卢财;赵俊梅;荣令坤;贾凤军;王雄【摘要】为研究鄂尔多斯地区煤灰成分对灰熔融性的影响,分析了煤灰总酸、总碱、酸碱比、熔融指数FI以及煤灰成分对灰熔融性的影响,并结合MATLAB软件对数据进行拟合,得出煤灰熔融温度的回归公式.结果表明,随着酸碱比增加,煤灰熔融温度逐渐升高,酸碱比大于3.65时,煤灰熔融温度大幅提升.依据灰熔融温度回归公式得出熔融指数FI最小值为35.67％,但其预测公式并不能很好地反映FT增减趋势.在气化用煤中,多种矿物共同决定煤灰熔融温度.当Si/Al＜3、CaO含量＜30％时,煤灰熔融温度较低;当CaO含量超过30％、Fe2O3含量超过20％时,会产生单体CaO、FeO,其具有较高的熔融温度,煤灰熔融温度也相应升高.%In order to study the influence of coal ash composition on ash fusion in Ordos,the effect of total acid,total alkalinity,acid-base ratio,melt index FI and coal ash content on ash fusion were analyzed.The regression equation of coal ash melting temperature was obtained by combining the MATLAB simulation.The results show that with the increase of acid-base ratio,the melting temperature of coal ash gradually increases,likewise,the melting temperature of coal ash increases significantly with the acid-base ratioover 3.65.According to the gray melting temperature regression formula,the minimum FI value of the melt index is 35.67％,and the prediction formula of the melt index could not reflect the trend of the FT.In gasification eoal,the ash melting temperature is determined by many kinds of minerals.When the Si/Al ratio is less than 3 and the CaO content is less than 30％,the coal ash has a lower melting temperature.When the contentof CaO exceeds 30％ and the content of Fe2O3 exceeds 20％,monomeric CaO and FeO are usually produced,while the monomer CaO and FeO have higher melting temperature,so that the melting temperature of coal ash also increases accordingly.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2018(024)002【总页数】5页(P74-78)【关键词】煤灰成分;灰熔融性;酸碱比;熔融指数【作者】卢财;赵俊梅;荣令坤;贾凤军;王雄【作者单位】内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TQ5340 引言鄂尔多斯是我国重要的能源基地,其煤炭储量约占全国总储量的1/6,占内蒙古储量的1/2。
灰熔点介绍——精选推荐
灰熔点介绍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。
浅谈影响煤灰熔融性测定准确度的因素
是 因为 ，煤 灰 中 的铁 在 不 同 气 氛 下 以不 同 价 态 出 现 ： 氧 化 性 介 质 中 ， 变 成 ３ 价 铁 （ ｅＯ。 ；弱 还 原 性 介 质 中 ， 变 成 ２价 铁 Ｆ。 ）
（ ｅ ；在 强 还 原 性 介 质 中 则 变 成 金 属 铁 Ｆ Ｏ） （ｅ 。 Ｆ ） ３者 的熔 点 ， Ｆ Ｏ 最 低 ， ｅＯ。 高 ， 以 ｅ Ｆ 最 Ｆ ｅ屠 中 。且 Ｆ Ｏ 能 与 煤 灰 中的 ＳＯ： 成 熔 ｅ ｉ 生
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第 ４ 期 质 技 术 ２０ 年 ７月 ０２
线 ，否 则 会 产 生 测 量 蕞 。 ３ 了解 刚 玉 外 套 管 的 材 质 新 购置 的外 套 管 ， 首 先判 断 其 材 质 。 应 测
７ 灰 样 粒 度 一 定 要 符 合 要 求
烧 和 气 化 设 备 ，或 根 据 燃 烧 和 气 化设 备 类 型
选择 合适的煤 。
熔 融 温 度 。若 其 实 测 值 与 还 原 性 气 氛 下 的参 比值 相 差 不 超 过 ５ ℃ ， 证 明炉 内 气 氛 为 弱 Ｏ 则
还 原 性 ， 以做 熔 融 温 度 ＜ １５ ０Ｃ的任 何 灰 可 ０ ‘
・
首先 ，长 期 使 用 过 程 中 ，热 电 偶 会 受 介 质 的影 响 和 被 氧 化 ， 其 热 电特 性 发 生 变 化 。 使 为此 ，必 须定 期 校 验 ；其 次 ，热 电偶 必 须 有 足 够 长 度 ，保 证 插 入 深 度 ，且 冷 端 要 延 伸 到
温 度 恒 定 的地 方 ，或 热 电偶 本 身 带 有补 偿 导
定 过 程 中 ．气 密 型 的 外 套 管 将 封 入 少 量 碳 物
煤灰成分对灰熔融性影响研究
煤灰成分对灰熔融性影响研究【摘要】在煤炭生产中采用液态排渣汽化技术时，原煤流动温度一定要比气化炉温度低，因此对灰熔融性造成一定影响。
本文对煤样中所含灰成分做了抽样分析，探析其中所含酸碱性给灰熔融性造成的影响。
【关键词】灰熔融性；影响；煤灰成分1、前言在全球降耗减排号召下，各个企业都将降低污染作为首要任务，而污染较为严重的煤炭企业更值得重视。
事实上，清洁利用煤炭有效途径就是煤气化，主要有液态排渣与固态排渣两种方式，而灰熔融性对顺利操作具有较大影响，但是煤灰成分同时也是灰熔融性主要影响因素。
因此，探究煤灰成分影响灰熔融性具有实际意义。
2、分析煤灰成分影响灰熔融性2.1 采集数据为了研究煤灰成分给灰熔融性造成的影响，本研究就从相关化工研究院中收集了77个煤样数据，这些煤样分布较为广泛，大都遍布在东北、西北、华东以及华中地区，所涉及到的煤样主要有烟煤、褐煤及无烟煤等等，各种煤样中灰成分行馆的数据如下表所示：2.2 定性关系煤灰中的化学成分依照离子势，导致可以划分成两大类，其一就是酸性氧化物，比如SiO2，AL2O3等，其二就是碱性氧化物，比如CaO，Fe2O3等，而煤炭灰熔融温度高低直接由煤灰中各种元素组成以及质量分数确定。
从一些研究表明，酸性氧化物中质量分数高，其熔融温度也就高；而碱性氧化物中的质量分数高，其灰熔融温度反而低。
但是本研究中发现碱性氧化物的质量分数增加之时，其熔融温度要先降低之后再升高。
下面就对这两种类型进行探究。
（1）酸性氧化物。
酸性氧化物中最具代表性的是SiO2，俗称为石英，其单体的熔点比较高，达到了17300C，属酸性氧化物，也是煤灰之中主要的成分之一，质量分数普遍在20%～70%的范围内，事实上基本上所有矿物中都喊有SiO2。
该物质也是增强煤灰的溶融性温度组分，SiO2对灰熔融性的影响如下图所示。
从上图中就可以发现，二氧化硅含量逐渐增加之时，其流动温度就会先降低之后再逐渐升高；如果含量从低缓慢增加之时，二氧化硅极易和其他的氧化物发生化学反应成为共熔体，降低了熔点。
榆林煤灰熔融特性及黏温特性
榆林煤灰熔融特性及黏温特性李德侠;周志杰;郭庆华;于广锁【摘要】榆林煤灰分中钙、硫含量均很高,气流床气化过程中存在易于结渣的问题,实验室测量其黏温曲线波动性很大.采用FactSage6.2软件计算三元平衡相图和煤灰高温熔融过程的物相变化规律,并结合XRD手段,分析了加入SiO2引起的煤灰熔融特性和黏温特性改变的机理以及黏度波动的原因.结果表明,榆林煤灰熔点随着硅铝比(S/A)、酸碱比(A/B)的增大先降低后升高；钙铝黄长石与煤灰黏温曲线波动性有较强关联,通过FactSage二元相图得出,加入SiO2至S/A=2.48可减小曲线波动性.FactSage数值计算结果与实验结果吻合良好,表明化学热力学反应平衡分析方法是研究灰渣熔融特性的一种有效手段.%There exists blocking in real gasification process of Yulin coal in whose ash the content of calcium and sulfur is high. The large fluctuation of viscosity-temperature curve measured in laboratory can be observed. FactSage 6. 2 software was used to calculate ternary phase equilibrium and phase change rules during ash melting of Yulin coal under different ranges of high temperature. Based on these results and XRD measurement, the characteristics of ash fusion and viscosity-temperature changes caused by the addition of SiO2 as well as the reason of viscosity fluctuation were analyzed. The results show that the fusion temperature of Yulin coal ash decreased initially then increased with the increasing values of SiO2/ Al2O3 (S/A) and acid/base (A/B). There is a strong correlation between the formation of gehlenite and viscosity fluctuation within certain temperature ranges. The viscosity fluctuation of Yulin coal ash can be alleviated by adding appropriate SiO2 (to the pointwhen S/A = 2. 48), its amount can be obtained from binary phase diagrams calculated by FactSage. The numerical calculation results are in agreement with the experimental data, which proves that the chemical thermodynamic equilibrium analysis method is suitable for investigating the characteristics of ash melting.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2012(063)001【总页数】9页(P9-17)【关键词】榆林煤;黏温特性;熔融特性【作者】李德侠;周志杰;郭庆华;于广锁【作者单位】华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TQ534引言目前以气流床气化炉为基础的整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术因其高效、环保等优点而越来越成为国内外研究的热点，其中气流床气化炉的正常运行是IGCC发电技术的关键［1］。
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煤灰矿物组成对煤灰熔融特性的影响摘要以神木西沟煤为煤样，研究了煤灰化学成分和灰熔融性的关系，考察了灰成分对煤灰熔融温度的影响，得出了提高煤灰熔点的最佳方法．实验结果表明，添加适量的氧化物会提高煤灰的熔融温度．要使灰软化温度超过１３５０℃，ＳｉＯ２的添加量至少４．０％，Ａｌ２Ｏ３的添加量至少２．０％，ＣａＯ的添加量至少２．０％．从工业生产实际出发，应考虑添加ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３或ＳｉＯ２，即添加廉价的高岭土、石灰石、蒙脱土之类的添加剂，进而扩大煤的使用范围．关键词煤灰，熔融温度，灰成分引言陕北地区是国内外少有的能源资源富集区，蕴藏着丰富的煤炭资源，但由于其生态环境脆弱，长期的能源开发引起了一系列的生态环境问题，严重影响和制约了陕北能源产业的可持续发展．［１］特别是陕北神木煤种煤质优良，素有“天然精煤”之称，是优良的动力用煤，也是良好的气化和液化用煤，但神木地区煤种灰熔点普遍较低，直接影响了市场销售及适用范围，煤灰熔融性已成为影响矿区经济效益的主要因素之一．因此，改变煤灰熔点，提高煤的适用范围迫在眉睫．根据煤灰化学成分中金属离子的离子势，可将氧化物分成两大类，即碱性氧化物（Ｆｅ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ）和酸性氧化物（ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２）．［２，３］煤灰所处的气氛一定时，灰熔点与煤灰成分之间有一定的关系，灰中酸性氧化物的含量大于碱性氧化物含量时，煤灰熔融温度较高；相反，煤灰熔融温度较低．［４－７］因此，了解煤灰成分对灰熔点的影响，通过改变煤灰组成可以控制灰熔点．灰熔点没有一个固定值，包含变形温度（ＤＴ）、软化温度（ＳＴ）、半球温度（ＨＴ）和流动温度（ＦＴ）四个特征温度，一般用软化温度（ＳＴ）来表示灰熔点．本实验以神木西沟煤矿的煤为煤样，实验测量煤灰的ＳＴ为１２４７℃，煤灰的灰熔点较低，仅适用于液态排渣，限制了其适用范围．为了扩大煤的适用范围，本文主要研究灰成分对灰熔融性的影响，寻求提高神木煤灰熔融温度的方法，以满足当地动力用煤对灰熔点的要求．１实验部分１．１灰锥的制备将煤样在粉煤机中粉碎，再将其磨成小于０．２ｍｍ的煤粒，在马弗炉中灰化．将灰化后的煤灰用玛瑙研钵研细至０．１ｍｍ以下，用糊精溶液调制成可塑状，然后用小刀铲入灰锥模具中压成灰锥．用小刀将模内灰锥小心地推至玻璃板上，于空气中风干备用．１．２煤灰的化学成分及矿物组成的测定本实验采用Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）和电感耦合等离子体原子发射光谱（ＩＣＰ－ＡＥＳ法）相结合的方法分析煤灰的化学成分．将制好的灰锥加热到软化温度迅速取出，放入冷水中骤冷，取出晾干，在玛瑙研钵中研细，通过Ｘ－粉末衍射仪分析灰样的矿物组成，衍射条件为：Ｃｕ靶，管电流４０ｍＡ，管电压３６ｋＶ．在石墨坩埚中将灰化好的煤灰用硼氢化锂包裹好放在电垫板上加热，直至其熔化，在５０ｍＬ５％硝酸中溶解，取下冷却，转移至１００ｍＬ容量瓶中，用５％硝酸定容．通过ＸＲＤ的分析配制一系列标准溶液，配制好的溶液通过电感耦合等离子体原子发射光谱仪定量分析煤灰中主要化学成分的含量１．３煤灰熔融温度的测定用ＪＦＨＲ－３微机灰熔点测定仪，按照国标法ＧＢ／Ｔ２１９－１９９６《煤灰熔融性的测定方法》测定煤灰的熔点．２结果与讨论２．１煤灰组分的含量用ＩＣＰ－ＡＥＳ法定量分析煤灰的化学成分，煤灰中主要化学成分的含量见表１．表１煤灰中主要化学成分的含量（％＊）Ｆｅ２Ｏ３ＣａＯＫ２ＯＮａ２ＯＭｇＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＳＯ３ＴｉＯ２１２．２９１３．５８３．４４４．３５８．５３２９．４７１７．３９０．５２０．８１＊Ｐｅｒｃｅｎｔｏｆｗｅｉｇｈｔ．由表１可知，煤灰的主要成分为Ｆｅ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３以及少量的ＳＯ３和ＴｉＯ２．煤灰中碱性氧化物的含量为４２．１９％，酸性氧化物的含量为４８．１９％，而且煤灰中铁矿石的含量较高，因此煤灰的灰熔点较低．２．２灰成分对煤灰熔融性温度的影响煤灰由一些碱性氧化物和酸性氧化物组成，氧化物的含量直接影响灰熔融性温度．本实验主要研究了煤灰成分ＣａＯ，Ｆｅ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３对煤灰熔融温度的影响．实验中各氧化物的加入量用加入的氧化物与原煤的质量比表示．２．２．１加入ＣａＯ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中ＣａＯ加入量的增加，煤灰熔融性温度呈先降后升的趋势．在ＣａＯ加入量较少时，煤灰熔融温度随ＣａＯ加入量的增加而降低ＣａＯ加入量为０．５％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１２２４℃，降低２３℃，这是因为ＣａＯ能与ＳｉＯ２等形成低熔点的硅酸盐．随着煤灰中ＣａＯ加入量的增大，煤灰熔融温度呈升高的趋势，ＣａＯ加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度超过１３５０℃，ＳＴ为１３５９℃，这是因为出现ＣａＯ单体，破坏了硅酸盐结构，形成高熔点的正硅酸钙，致使体系熔融性温度上升２．２．２加入Ｆｅ２Ｏ３对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ｆｅ２Ｏ３加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降后升的趋势．在Ｆｅ２Ｏ３加入量很少时，灰中Ｆｅ２Ｏ３起助熔剂的作用，易和其他化学成分反应生成低熔点化合物，故煤灰的熔融温度随Ｆｅ２Ｏ３加入量的增高而降低．但当Ｆｅ２Ｏ３加入量大于０．５％时，弱还原氛围中，灰中的Ｆｅ主要以ＦｅＯ的形态存在于煤灰中，ＦｅＯ单体是一种熔点很高的氧化物，所以引起煤灰的熔融温度升高．２．２．３加入ＭｇＯ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中ＭｇＯ加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降低后上升的趋势．当ＭｇＯ加入量较少时，它主要起助熔剂的作用，煤灰的熔融温度会随着ＭｇＯ加入量的增加而降低，当ＭｇＯ加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１１７７℃，降低７０℃；随着ＭｇＯ加入量的继续增大，煤灰中出现ＭｇＯ单体，因为ＭｇＯ的熔点很高，所以ＭｇＯ加入量继续增加时，煤灰的熔融温度就会升高．２．２．４加入Ｎａ２Ｏ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ｎａ２Ｏ加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降低后上升的趋势，Ｎａ２Ｏ的加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１０９８℃，降低１４９℃．当Ｎａ２Ｏ加入量较少时，灰中Ｎａ２Ｏ以游离形式存在于煤灰中，由于Ｎａ＋的离子势较低，能破坏煤灰中的多聚物，因此，能显著降低煤灰熔融温度；Ｎａ２Ｏ加入量大于２．０％后，大量的Ｎａ２Ｏ会以晶体的形式存在，会使煤灰的熔融温度升高．２．２．５加入Ｋ２Ｏ对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ｋ２Ｏ加入量的增加，煤灰熔融温度呈先上升再降低后又上升的趋势．当Ｋ２Ｏ的加入量较少时，Ｋ２Ｏ与煤灰中其他氧化物逐渐生成高熔点的伊利石，因而灰熔点会升高；随着Ｋ２Ｏ加入量的增加，添加量超过２．０％后，少量的Ｋ２Ｏ以游离形式存在于煤灰中，Ｋ＋破坏了伊利石结构，煤灰熔融温度急速降低，Ｋ２Ｏ加入量在２．５％时，灰熔点最低，ＳＴ为１２３０℃；而后随着Ｋ２Ｏ加入量的增加，灰熔点又会上升，灰中出现了Ｋ２Ｏ晶体，使煤灰的熔融温度升高.２．２．６加入ＳｉＯ２对煤灰熔融温度的影响，随着煤灰中ＳｉＯ２加入量的增加，煤灰熔融温度呈先降低后上升的趋势．当ＳｉＯ２的加入量为２．０％时，煤灰的熔融温度最低，ＳＴ为１２０５℃，降低４２℃．ＳｉＯ２的加入量较少时，ＳｉＯ２会与硅酸盐作用产生低熔点的共熔物，从而导致熔点降低；ＳｉＯ２的加入量逐渐增大并超过２．０％时，灰熔融温度又呈上升趋势，ＳｉＯ２加入量为４．０％时，煤灰的熔融温度超过１３５０℃，ＳＴ为１３８４℃．大量的ＳｉＯ２会以晶体的形式存在，会使煤灰的熔融温度升高．２．２．７加入Ａｌ２Ｏ３对煤灰熔融温度的影响随着煤灰中Ａｌ２Ｏ３加入量的增加，煤灰熔融温度呈上升趋势．当Ａｌ２Ｏ３加入量为２．０％时，煤灰的软化温度超过１３５０℃，ＳＴ为１３７６℃．灰样的ＳＴ较低，主要是因为灰样中的Ａｌ２Ｏ３与其他氧化物形成低熔点的共熔物．添加Ａｌ２Ｏ３后，灰中没有剩余的其他氧化物与Ａｌ２Ｏ３作用，Ａｌ２Ｏ３以游离态的形式存在于灰中，Ａｌ２Ｏ３是高熔点的氧化物，因此随着Ａｌ２Ｏ３加入量的增加，灰中游离态的Ａｌ２Ｏ３增多，灰熔点升高．３结论１）煤中添加适量的碱性氧化物，可使煤的灰熔点降低，随着碱性氧化物加入量的继续增大，又会使煤灰熔融温度升高，但各碱性氧化物对灰熔点的影响程度不同没有剩余的其他氧化物与Ａｌ２Ｏ３作用，Ａｌ２Ｏ３以游离态的形式存在于灰中，Ａｌ２Ｏ３是高熔点的氧化物，因此随着Ａｌ２Ｏ３加入量的增加，灰中游离态的Ａｌ２Ｏ３增多，灰熔点升高．２）煤中添加酸性氧化物ＳｉＯ２时，开始灰熔点降低，当ＳｉＯ２的添加量超过２．０％时，灰熔融温度呈上升趋势．ＳｉＯ２加入量为４．０％时，ＳＴ为１３８４℃，可满足固态排渣对灰熔点的要求．３）酸性氧化物Ａｌ２Ｏ３加入量为２％时，ＳＴ超过１３５０℃，继续加入，会使灰熔点持续升高．４）对于神木煤灰这样低熔点的灰，因工业生产的需求要提高其熔点时，首先考虑添加ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３或ＳｉＯ２，即添加廉价的高岭土、石灰石和蒙脱土之类的添加剂参考文献［１］谢秀英，王明华，张小民．关于陕北能源开发问题的研究［Ｊ］．陕西经贸学院学报，１９９７（３）：１－７．［２］ＨｕｇｇｉｎｓＦＥ，ＫｏｓｍａｃｋＤＡ，ＨｕｆｆｍａｎＧＰ．ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＢｅｔｗｅｅｎＡｓｈ－ｆｕｓｉｏｎＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄＴｅｒｎａｒｙＥｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍＰｈａｓｅＤｉａｇｒａｍｓ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，１９８１，６０（７）：５７７－５８４．［３］张德祥，龙永华，高晋生等．煤灰中矿物的化学组成与灰熔融性的关系［Ｊ］．华东理工大学学报，２００３，２９（６）：５９０－５９４．［４］许志琴，于戈文，邓蜀平等．助熔剂对高灰熔点煤影响的实验研究［Ｊ］．煤炭转化，２００８，３１（１）：８０－８２．［５］ＶａｓｓｉｌｅｖＳＶ，ＫｕｎｉｈｉｒｏＫ．ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＭｉｎｅｒａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＣｏａｌＡｓｈｅｓｏｎＴｈｅｉｒＦｕｓｉｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＦｕｅｌＰｒｏｃｅｓｓ－ｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，４５（１）：２４－２７．［６］姚星一．煤灰熔点与化学成分的关系［Ｊ］．燃料化学学报，１９６５，６（２）：１５１－１６１．［７］李继炳，沈本贤，赵基钢等．镁基助熔剂对刘桥二矿混煤灰熔融特性的影响［Ｊ］．煤炭转化，２００９，３２（２）：３７－４０。