蘇會(huì)粉 吳亞奎

（黔希煤化工投資有限責(zé)任公司分析化驗(yàn)中心，貴州 畢節(jié)551500）

航天爐爐體一般煤灰流動(dòng)溫度指標(biāo)控制在1250-1450℃左右，當(dāng)灰熔點(diǎn)流動(dòng)溫度低于1250℃時(shí)，燃燒后灰渣流動(dòng)性太強(qiáng)，爐膛壁不容易掛渣，易造成裝置不安全運(yùn)行；當(dāng)灰熔點(diǎn)流動(dòng)溫度高于1450℃時(shí)，燃燒后灰渣流動(dòng)性太差，造成排渣困難，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣化裝置氧耗增加，因此把灰熔點(diǎn)溫度控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，才能維持裝置長(zhǎng)周期并達(dá)到滿負(fù)荷安全運(yùn)行。但在實(shí)際采購(gòu)過(guò)程中把煤質(zhì)灰熔點(diǎn)控制在1250-1450℃左右，縮小了供銷公司煤炭采購(gòu)范圍，容易造成原料煤緊缺，沒(méi)有合適的煤可用。為了避免此現(xiàn)象，除了了解煤質(zhì)本身性質(zhì)外，通過(guò)人為方式對(duì)不同性質(zhì)煤樣進(jìn)行配煤使用，或?qū)Ω呋胰埸c(diǎn)煤樣進(jìn)行添加助溶劑，以達(dá)到最佳使用溫度。

1 煤質(zhì)本身性質(zhì)影響灰熔點(diǎn)

煤樣經(jīng)810℃馬弗爐燃燒碳化后，煤中礦物質(zhì)變成了人們所說(shuō)的灰分，而灰分的組成決定其灰熔融性溫度的高低?；曳纸M分中，分為酸性物質(zhì)、堿性物質(zhì)以及中性物質(zhì)，酸性物質(zhì)如SiO2、Al2O3成分增加使得灰分中灰熔點(diǎn)升高，堿性物質(zhì)如Fe2O3、CaO、MgO、Na2O 及K2O 成分增加有利于降低灰分灰熔點(diǎn)，中性也就是兩性物質(zhì)如TiO2對(duì)灰熔點(diǎn)的影響不大。SiO2在煤灰中的含量最多，占到30%～70%，SiO2含量在40%以上的煤的灰熔點(diǎn)較含量在40%以下的灰熔點(diǎn)普遍高100℃左右。Al2O3在煤灰中含量較SiO2的少，在煤灰熔融時(shí)起到“骨架”作用，含量越多，煤灰熔點(diǎn)就越高，當(dāng)其含量超過(guò)40%以上時(shí)，無(wú)論其他組分如何變化，煤灰熔點(diǎn)必然超過(guò)1500℃。Fe2O3含量變化很大，一般為5%～15%，起到降低灰熔點(diǎn)作用。CaO 的變化量很大，最高達(dá)30%以上，一般起到降低灰熔點(diǎn)的作用，因?yàn)镃aO 和SiO2可形成低熔點(diǎn)的復(fù)合硅酸鹽。但是，當(dāng)含量增加到一定程度時(shí)，反而能使灰熔點(diǎn)顯著升高。MgO 含量較少，一般不超過(guò)4%，起到降低灰熔點(diǎn)作用。Na2O、K2O 的含量很少，但均能起到顯著降低灰熔點(diǎn)的作用。

對(duì)于液態(tài)排渣的氣化爐，氣化操作溫度要高于灰熔點(diǎn)流動(dòng)溫度的100-150℃。如果灰熔點(diǎn)過(guò)高，是必要提高氣化爐溫度，從而影響氣化爐的運(yùn)行，因此，對(duì)于高灰熔點(diǎn)的煤，一般通過(guò)添加助溶劑來(lái)降低煤的灰熔點(diǎn)。

灰渣成分分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 測(cè)定過(guò)程存在的影響因素

煤灰熔融性定義是將煤灰放在某高溫的條件下，使其達(dá)到熔融的狀態(tài)的溫度，習(xí)慣上稱作灰熔點(diǎn)。由于煤灰是多組分混合物，沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，而只有一個(gè)熔融的溫度范圍，因此，它不是用1 個(gè)溫度點(diǎn)來(lái)表示，而習(xí)慣用四個(gè)溫度來(lái)衡量，即煤的變形溫度（DT）、軟化溫度（ST）、半球溫度（HT）、流動(dòng)溫度（FT）才能比較確切地表示[2]。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程是將原料氣化煤經(jīng)過(guò)破碎、過(guò)篩、縮分、混勻成煤粉，經(jīng)過(guò)815℃灼燒進(jìn)行灰化，將灰化后的煤灰進(jìn)行研磨，使粒度小于0.2mm；然后將煤灰制作成高20mm，底邊長(zhǎng)7mm，錐體一側(cè)面垂直于底面的三角錐體，將灰錐固定在灰錐托板的三角坑內(nèi)，在一定的氣體介質(zhì)中，以一定的升溫速度加熱，觀察灰錐在受熱過(guò)程中的形態(tài)變化，觀察并記錄它的四個(gè)特征熔融溫度[3]。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)消除以下存在干擾因素：

（1）對(duì)煤樣要求：灰化煤樣必須達(dá)到粒度≤0.2mm 的空氣干燥煤樣，并采用緩慢速灰化法，以保證煤樣完全灰化完，不受其他物質(zhì)干擾。

（2）對(duì)灰樣粒度要求：根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T219-2008 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，灼燒恒重后的灰樣，應(yīng)研磨至≤0.1mm，否則，過(guò)粗灰樣，制作的灰錐就疏松，造成測(cè)定值偏低。

（3）對(duì)工具要求：灰錐成型后必須用脫脂棉把摸具、石英板、刀片擦拭干凈，以免影響下一個(gè)樣品。

（4）對(duì)灰錐外型要求：灰錐在制作過(guò)程必須壓實(shí)，不能存在邊棱殘缺，或灰錐沒(méi)有尖等現(xiàn)象。

（5）對(duì)爐膛灰錐放置位置要求：現(xiàn)在我公司所用的測(cè)定儀器為開元灰熔點(diǎn)快速測(cè)定儀，采用攝像機(jī)全程錄像，并通過(guò)顯示屏觀察灰錐變化，因此灰錐在爐膛放置位置要保證攝像頭能全部采集到。

3 結(jié)論

通過(guò)理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比：酸性氧化物具有提高煤灰熔融溫度作用；堿性氧化物卻呈現(xiàn)降低灰熔融溫度作用。同時(shí)通過(guò)準(zhǔn)確有效分析數(shù)據(jù)提前預(yù)知煤種灰熔點(diǎn)，通過(guò)配煤或添加助溶劑方法，改變和控制煤的灰熔融性溫度，使工藝運(yùn)行達(dá)到最佳狀態(tài)。