【正文】 強(qiáng)還原氣氛下的變化行為是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，長(zhǎng)時(shí)間處于 H2氣氛下被還原的程度更深：對(duì)于 Fe2O3，含量較高的灰樣，在短的停留時(shí)間內(nèi)影響十分顯著，而對(duì)于 Fe2O3，含量較低的灰樣，停留時(shí)間的影響不明顯。煤灰是由各種礦物質(zhì)組成的混合物，在高溫下熔融過(guò)程較復(fù)雜。在理論上，由相平衡關(guān)系可以得到煤灰成為液體時(shí)的最低溫度 (液化溫度 )、煤灰成為固體時(shí)的最高溫度 (固化溫度 )，以及在中問(wèn)溫度時(shí)固相和液相的組成。 Fe203的助熔效果與煤灰所處的氣氛性質(zhì)有關(guān)。Si0 A1203和 Ti02屬于酸性組分，其含量越多，煤灰的熔融溫度就越高； Fe20CaO、 MgO、 Na2O、 K2O屬于堿性組分，其含量越多，煤灰的熔融溫度就越低。在煤灰熔融性溫度測(cè)定時(shí)，通常采用弱還原性氣氛，這是由于在工業(yè)窯爐的燃燒或氣化室中，一般都形成如 CO、 H CH CO O2為主要成分的弱還原性氣氛。當(dāng)煤灰中 Fe2O3，含量較高時(shí)，會(huì)降低灰熔融性溫度，且 在弱還原性氣氛下更為明顯。 我國(guó)煤儲(chǔ)量豐富，據(jù)煤炭資源普查結(jié)果顯示，我國(guó)低灰熔點(diǎn)煤占煤炭總量的1/3左右，燃用這類(lèi)低灰熔點(diǎn)的煤易造成電站鍋爐嚴(yán)重的結(jié)渣、腐蝕 等問(wèn)題。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 expriment is under SDAF2020b coal ash melting tester,respectively a variety of coal samples under oxidizing atmosphere and weak reducing atmosphere of ash melting can provide some advice of industrial coal atmosphere and coal type ash show that the atmosphere of the impact of coal ash melting is 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 position relationship. Key word： coal ash， fusion temperature， reductive atmosphere； 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 III 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 1 第一章 緒論 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述 現(xiàn)今測(cè)煤灰熔融性的方法主要有直接測(cè)定法和間接測(cè)定法兩種，直接測(cè)定煤灰熔融性的方法又分為灰錐法和熱顯微鏡法。結(jié)果表明，氣氛對(duì)煤灰熔融性的影響還是顯而易見(jiàn)的。河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 I 煤灰熔融溫度還原氣氛 摘要 煤炭作為 21 世紀(jì)最重要的化石能源，對(duì)其性質(zhì)的探討受到越來(lái)越多的關(guān)注。它能對(duì)工業(yè)用煤排渣氣氛的控制、煤灰渣型的預(yù)測(cè)等等提供初步材料。 關(guān)鍵詞 ：煤灰，熔融 溫度，還原氣氛 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 II Abstract The 21st century39。主要是由于煤灰中鐵在不同性質(zhì)氣氛中有不同形態(tài)，并進(jìn)一步產(chǎn)生低熔融性的共熔體所致。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出了一些可以改變煤灰熔融溫度的方法 . 對(duì)于煤灰熔融性的影響因素主要有 五 個(gè)； 一：測(cè)試氣氛性質(zhì)的影響，在弱還原性氣氛下，測(cè)定 DT、 ST、 FT 均小于氧化性氣氛下的測(cè)定值，且隨煤灰化學(xué)成分不同，二種氣氛之間的特征溫度差值也不同，大約在 lO℃～ 130℃。差值在 50～ 200℃。按照氧化物含量多少劃分．多數(shù)煤灰屬于硅鋁鐵鈣型，即煤灰的主要成分為 Si0 A120 Fe20 CaO。 CaO對(duì)煤灰有助熔作用，但與 CaO 本身含量和 SiO2/Al203比有關(guān)。 煤灰熔融性與相平衡性質(zhì)的關(guān)系。 相態(tài)變化預(yù) 測(cè)煤灰的熔融行為。 三，停留時(shí)間對(duì)灰熔融性的影響， 停留時(shí)問(wèn)對(duì)灰熔融特性的影響是顯著的，例如神府灰樣在 5 分鐘停留時(shí)間下的 FT 與始終 處于 H2氣氛下的 FT 相差近 300℃：大部分灰樣在 15 分鐘停留時(shí)間下的 FT 均比 5 分鐘下有所上升，但也有例外， FT 出現(xiàn)下降；大部分灰樣在 15分鐘后的 FT溫度低于始終處于 H2氣氛下的 FT。由于氧化鈣添加量較大，．應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性因素。 五， 強(qiáng)還原氣氛下混煤對(duì)灰熔融特 性的影響 在氧化氣氛，當(dāng)按照 30％烏蘭商業(yè)和 70％寧夏靈武來(lái)配比時(shí)，灰熔融溫度有一個(gè)最低點(diǎn)， FT約為 1290。相比寧復(fù)靈武灰樣在該氣氛下的 FT 降低約 125℃．相比烏蘭商業(yè)灰樣降低 1900C 以上。所以煤灰在弱還原性氣氛中熔融溫度最低，在工業(yè)鍋爐的燃燒或氣化室中一般都形成由 CO， H2， CH4， CO2，和 O2為主要成分的弱還原性氣氛。 研究目的 ： 煤炭作為三大化石能源之一，在中國(guó)重工業(yè)發(fā)展中起了重要的作用，隨著中國(guó)現(xiàn)代化步伐的加快，作為主要能源的煤炭，發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。預(yù)計(jì)到 2020 年，國(guó)內(nèi)煤炭需求量為 269041 萬(wàn)噸。水煤漿經(jīng)管道輸送到終端即可供用戶燃用，而且可長(zhǎng)期密閉儲(chǔ)存。一般用 Ts（℃）作為煤灰熔融性的主要指標(biāo)：小于或等于 1100℃為易熔灰分，大于 1100～ 1250℃為低熔灰分，大于 1250～ 1500℃為 高熔灰分，大于 1500℃為難熔灰分。 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 5 研究方法： 煤灰有多種金屬氧化物組成，其在不同氣氛的熔融點(diǎn)不同主要是因?yàn)樗慕饘傺趸锏娜廴邳c(diǎn)不同，在弱還原性氣氛下的鐵以二價(jià)鐵（ FeO）的狀態(tài)存在，氧化性氣氛下鐵變?yōu)?3價(jià)鐵（ Fe2O3），它們的熔融點(diǎn)不同，進(jìn)而引起灰熔融性的差異。通氣法產(chǎn)生氧化性氣氛，封碳法產(chǎn)生弱還原性氣氛，如用封碳法來(lái)產(chǎn)生弱還原性氣氛，預(yù)先在舟內(nèi)放置足夠量的碳物質(zhì)。待全部灰錐都達(dá)到流動(dòng)溫度或爐溫升至 1500℃時(shí)斷電，結(jié)束試驗(yàn)，待爐子冷卻后，取出剛玉舟，拿下托板，仔細(xì)檢查其表面，如發(fā)現(xiàn)試樣與托板作用，則需另?yè)Q一種托板重新試驗(yàn)。國(guó)標(biāo)中以“注”的形式提供：一般在剛玉舟 中央放置石墨粉 15~20g，兩端放置無(wú)煙煤 40~50g（氣疏高剛玉管爐膛）或在剛玉舟中央放置石墨粉 5~6g（氣密高剛玉管爐膛）。 在試驗(yàn)中，不同量的碳物質(zhì)在不同溫度下所生成的 CO 和 CO2的體積不同，其組成在爐內(nèi)不是平衡狀態(tài)，而是處于變化狀態(tài)： 圖 11 測(cè)試儀 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 6 2C+O2=2CO 2CO+O2=2CO2 當(dāng) CO 遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于 CO2,氣氛性質(zhì)為強(qiáng)還原性 ,當(dāng) CO 和 CO2的體積比接近 1:1,氣氛呈弱還原性 ,說(shuō)明控制碳物質(zhì)的量 ,也就是對(duì)爐內(nèi)生成的 。這是因?yàn)槊夯抑泻械蔫F在不同的氣氛中將以不同的價(jià)態(tài)出現(xiàn)：在氧化性介質(zhì)中它轉(zhuǎn)化變成三價(jià)鐵（ Fe2O3）；在弱還原性介質(zhì)中，它將轉(zhuǎn)變成二價(jià)鐵（ FeO）；在強(qiáng)還原性介質(zhì)中則將轉(zhuǎn)變成金屬鐵 （ Fe）。 實(shí)際意義： 煤灰的熔融性是動(dòng)力用煤高溫特性的重要測(cè)定項(xiàng)目之一，是動(dòng)力用煤的重要指標(biāo)，它反映煤中礦物質(zhì)在鍋爐中燃燒時(shí)的變 化動(dòng)態(tài)。 在幾個(gè)特征溫度中，軟化溫度用途較廣，一般都是根據(jù)它來(lái)選擇合適的燃燒或氣化設(shè)備，或根據(jù)燃燒和氣化設(shè)備類(lèi)型來(lái)選擇具有合適軟化溫度的原料煤。 a糊精，化學(xué)純，配成 100g/L 溶液。另外此儀器一次可測(cè)定 5個(gè)試樣，爐溫范圍為室溫 ~1520℃；控溫精度 5℃；實(shí)驗(yàn)氣氛為弱還原性或氧化性；其大功率 . 灰錐試樣要符合國(guó)標(biāo)要求 由于傳熱，一般尺寸小、疏松、干的灰錐溫度易達(dá)到平衡，所以，其測(cè)值一般與尺寸大、緊密、濕灰錐的不同。若 出現(xiàn)上述情況，應(yīng)立即更換模型。否則，會(huì)因黃鐵礦氧化不完全和碳酸鹽分解不完全等原因使灰成分發(fā)生變化，導(dǎo)致結(jié)果也發(fā)生變化。另外，過(guò)完灰樣的篩子必須清洗干燥后再過(guò)第 2個(gè)灰樣，以防止灰樣污染影響測(cè)值。一般氣疏型的，在剛玉舟中央放置石墨粉 15 g～ 20 g，兩端放置無(wú)煙煤 40 g～ 50 g 氣密型的，放置石墨 粉 5 g～ 6 g。 灰熔點(diǎn)實(shí)驗(yàn)用 SDAF2020b