【導(dǎo)讀】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。煤灰熔融性的測(cè)定對(duì)工業(yè)火電廠(chǎng)和氣化爐的造氣生產(chǎn)具有重要意義。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。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。因?yàn)槊夯抑需F元素的。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，沒(méi)有進(jìn)一步分析煤質(zhì)礦物成分與灰熔點(diǎn)的關(guān)系。態(tài)排渣工藝溫度要求。對(duì)于煤灰熔融性的影響因素主要有五個(gè)；不同，大約在lO℃～130℃。且在弱還原性氣氛下更為明顯。下被還原出來(lái)的金屬單質(zhì)導(dǎo)致了煤灰熔融性溫度的升高。煤灰熔融性溫度均比氧化氣氛下高。差值在50～200℃。對(duì)煤灰熔融性的影響較之其它幾種組分更為顯著。對(duì)煤灰有助熔作用，但與CaO本身含量和SiO2/Al203比有關(guān)。價(jià)態(tài)的鐵相比，F(xiàn)eO具有較強(qiáng)的助熔效果。在Fe203，含量較高時(shí)，才能使其熔融溫度最低。特別高，結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生例外的情況。煤灰是由各種礦物質(zhì)組成的混合物，在高溫。影響煤灰的熔融特性。

　　

【正文】 樣，按圖 31 所示流程進(jìn)行試驗(yàn)。 所得氧化性氣氛數(shù)據(jù)如下： （氧）℃ 變形溫度（ DT） 軟化溫度（ ST） 半球溫度（ HT） 流動(dòng)溫度（ FT） 1333 1359 1367 1380 1341 1363 1370 1382 1343 1367 1374 1383 圖 310 禹州煤灰 氧化性實(shí)驗(yàn) 圖 39 義馬煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 19 禹州煤測(cè)定13401360137013801300132013301350126012801300132013401360138014001 2 3 4變形，軟化，半球，流動(dòng)℃氧化性弱還原性可見(jiàn)其灰熔點(diǎn)均在可測(cè)范圍內(nèi)，可以利用 灰熔點(diǎn)的變化來(lái)判斷改變實(shí)驗(yàn)氣氛對(duì)其灰熔點(diǎn)的影響。 調(diào)試實(shí)驗(yàn)氣氛為弱還原性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 弱還原性氣氛數(shù)據(jù)如下：（還）℃ 變形溫度（ DT） 軟化溫度（ ST） 半球溫度（ HT） 流動(dòng)溫度（ FT） 1300 1321 1333 1351 1311 1326 1334 1347 1302 1319 1340 1349 圖 311 禹州煤灰 弱還原性實(shí)驗(yàn) 對(duì)比數(shù)據(jù)，可得氧化性實(shí)驗(yàn)比弱還原性實(shí)驗(yàn)的灰熔點(diǎn)高約40~30℃，表明氣氛對(duì)灰熔點(diǎn)的顯著影響，結(jié)果符合了實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。左 圖整合了三組數(shù)據(jù)，計(jì)算其平均值，并全部整化到 10℃報(bào)出。其結(jié)果柱狀圖對(duì)比如上圖所示。 綜合分析 三種可用煤樣的氧化性氣氛和弱還原性氣氛的灰熔點(diǎn)上表已列出。 陜西神木是神府侏羅紀(jì)煤田的聚煤中心。全縣儲(chǔ)煤面積 4500 多平方公里，占總面積的 60%，探明儲(chǔ)量 500多億噸。煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，儲(chǔ)存穩(wěn)定，埋藏淺，易開(kāi)采，煤質(zhì)優(yōu)良，屬特低灰、特低磷、特低硫、高發(fā)熱量、高揮發(fā)份弱粘或不粘長(zhǎng)焰優(yōu)質(zhì)動(dòng)力環(huán)保煤。煤的化學(xué)活性和熱穩(wěn)定性好，是動(dòng)力、氣化、液化、化圖 312 禹州煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 20 工、建材、民用的理想用煤。主要指標(biāo)為：灰分 4— 10%，含硫 — %，含磷— % ，水分 5— 11%，揮發(fā)分 30— 38%，發(fā)熱量 6000（低位） — 7200 大卡／ kg。是很好的氣化用煤、化工用煤和動(dòng)力用煤，可制作活性炭、水煤漿等，廣泛應(yīng)用于化工和冶金，是高耗能工業(yè) (電石、 碳化硅、鐵合金等產(chǎn)品 )的理想原料。同時(shí)也是煉鋼工業(yè)高爐噴吹的理想原料。神木煤含硫量低，是減少大氣污染的首選煤種，現(xiàn)在北京市、上海、天津等政府為減少用煤?jiǎn)挝粚?duì)城市的污染，極力提倡各用煤?jiǎn)挝皇褂藐兾魃衲久?，神木煤被越?lái)越多的企事業(yè)單位所青睞，全國(guó)更多的城市也在極力推廣之中 。 神木煤的氧化性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比弱還原性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高約 50~70℃。 由于其軟化區(qū)間小，適宜用液態(tài)排渣。 禹州礦區(qū)煤炭資源豐富，總儲(chǔ)量 96億噸，其中，探明儲(chǔ)量 42 億噸，保有量 億噸。禹州礦區(qū)煤組共劃分為 8 個(gè)，含煤 89層，煤系地層總厚 729米，可采煤層有二、五、六，局部可采煤層有一、三、四、七，其余各煤層均不可采或偶爾可采。其中二煤組為中灰 低灰、特低灰 低磷之瘦煤，屬難偏中等可選，發(fā)生熱量在 55007000 大卡 /公斤，可作煉焦配煤用；三、四、五、六煤組為富灰、特低硫、低磷煤，分別為焦煤 肥焦煤，發(fā)熱量在 45006000 大卡 /公斤，宜作動(dòng)力或民用煤。 禹州煤 的氧化性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比弱還原性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高約 30~40℃。 由于其軟化區(qū)間小，適宜用液態(tài)排渣。 義馬礦產(chǎn)資源豐富。主要特點(diǎn)是儲(chǔ)量大、品位高、品種多、埋藏淺、易于開(kāi)采利用。現(xiàn)已探明煤炭總儲(chǔ)量達(dá) 79 億噸，素有 “ 百里煤城 ” 之稱(chēng)，是我國(guó)的重要的能源基地之一。境內(nèi)的國(guó)有特大型煤炭企業(yè)義煤集團(tuán)公司是國(guó)家經(jīng)貿(mào)委確定的 520 家重點(diǎn)企業(yè)之一，義煤集團(tuán)所屬四大煤田之一的義馬煤田，大部分位于我市，東西走向 25公里，傾斜度 2— 5 公里，含煤面積 平方公里，可開(kāi)采儲(chǔ)量 11 億噸，所產(chǎn)長(zhǎng)焰煤， 適宜造氣、發(fā)電，是優(yōu)良的動(dòng)力和化工原料用煤。除煤炭資源外，鋁土 、玻璃石英砂、火礁巖、重晶石、硫鐵礦等礦產(chǎn)資源也很豐富，其中鋁土礦探明儲(chǔ)量 億噸，占河南省總儲(chǔ)量的 50%以上。 義馬煤 的氧化性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比弱還原性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高約 20~90℃。 由于其軟化區(qū)間小，適宜用液態(tài)排渣。 企業(yè)應(yīng)注意不同氣氛下煤灰熔融點(diǎn)的變化，其對(duì)判斷爐渣類(lèi)型和選擇排查方式都有很重要的影響。 允許差說(shuō)明 同一實(shí)驗(yàn)室 DT ST FT 60℃ 40℃ 40℃ 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 21 經(jīng)檢驗(yàn)，所有數(shù)據(jù)均在誤差范圍內(nèi)，所以可以作為可靠數(shù)據(jù)。 目前，煤灰熔融溫度大都是目測(cè)判斷， 而 煤灰的四個(gè)特征熔融溫度主要是根據(jù)試樣形態(tài)的變化來(lái)判斷，尺寸變化只是參考因素。因此，人為觀測(cè)有一定的誤差，特別是變形溫度 DT，難熔灰的 DT 誤差尤大。另外，由于煤灰是一 種混合物，不同的灰組成不同，因此受熱時(shí)灰樣的形態(tài)變化也各不相同 ,有時(shí)還產(chǎn)生一些特殊形態(tài)變化，如起泡、膨脹等，這給熔融溫度的判別又增加了困難。標(biāo)準(zhǔn)中給出的圖例，是一般正常情況下的圖例。 實(shí)驗(yàn)者在測(cè)定中還應(yīng)結(jié)合本人長(zhǎng)期實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)來(lái)正確判斷各特征溫度。 第四章 結(jié)語(yǔ) 煤灰熔融性溫度與燃燒氣氛有關(guān)， 氧化氣氛下的灰 熔融性溫度比弱還原氣氛下的高。為防止燃煤鍋爐結(jié)渣，一般宜選用氣氛條件對(duì)煤灰熔融性溫度影響較小的煤種。 氣化用煤不僅要從工業(yè)分析、灰成分等方面來(lái)判斷，最重要的是考慮其灰熔融性， 根據(jù)軟化區(qū)間溫度（ DT— ST）的大小，可粗略判斷煤灰是屬于長(zhǎng)渣或短渣。燃用短渣煤時(shí)，由于爐溫增高，固態(tài)排渣爐可能在很短的時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)大面河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 22 積的嚴(yán)重結(jié)渣情況；燃用長(zhǎng)渣煤時(shí)，則不然，固態(tài)排渣爐的結(jié)渣情況相對(duì)較為緩慢，即是、即使出現(xiàn)問(wèn)題，也常常是局部性的。 實(shí)驗(yàn)所測(cè)的煤種皆為短渣煤，易采用液態(tài)排渣法，氣氛對(duì)其的影響不可忽略。 致謝 四年的本科學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，最近一個(gè)月的畢業(yè)論文是對(duì)四年學(xué)習(xí)生涯的總接和升華。在李風(fēng)海老師的指導(dǎo)下系統(tǒng)學(xué)習(xí)了煤灰熔融性的一些知識(shí)。也要感謝李振珠師兄耐心的指導(dǎo)我們 對(duì)相關(guān) 實(shí)驗(yàn)儀器 的 操作。 感謝四年來(lái)老師的諄諄教導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，大學(xué)生活我收獲了不少知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。畢業(yè)既是一個(gè)結(jié)束也是新的征程的開(kāi)始。 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 23 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 參考文獻(xiàn) 1 陳文敏 劉淑云 . 煤質(zhì)及化驗(yàn)知識(shí)問(wèn)答 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2020 2 康虹，吳國(guó)光，李建亮 . 煤灰熔融性的研究進(jìn)展 [J].能源技術(shù)與管理 2020 年第 2期 7577 3 王艷柳，張曉慧 . 煤灰熔融性對(duì)氣化用煤的影響 [J].煤質(zhì)技術(shù) 2020 年 7月 第 4 期 河南理工大學(xué) 2020 界本科畢業(yè)生論文 24 4 尚杰峰 . 殼牌爐氣化煤灰熔點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)研究 [J]. 大氮肥 2020 年 4 月 第 34 卷 第 2 期 125127 5 郭海燕 . 煤灰熔融性測(cè)定方法的探討及影響因素分析 [J].煤質(zhì)技術(shù) 2020 年 9 月 第 5 期 6 張璐，呂慶章 . 煤灰熔融性的影響因素 [J]. 機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新 .第 23卷第 2期 2020 年 3月 7 關(guān)夢(mèng)嬪，張雙全 . 煤化學(xué)實(shí)驗(yàn) .國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 .1993 年 5月第一版 8 張雙全 ,吳國(guó)光 . 煤化學(xué) . 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 2020 年 6月第一版 9 張宏 ,李仲學(xué) . 煤炭需求影響因素及情景分析 [J]. 煤炭學(xué)報(bào) . 2020 年 5月 557560 10 李劍均，智順，宋守田 淺談煤灰熔融性弱還原性氣氛的調(diào)節(jié) [J].煤質(zhì)技術(shù) 2020 年 5月 第 3 期 11 劉玲 淺析煤灰熔 融性測(cè)定的影響因素 [J].煤質(zhì)技術(shù) 2020 年 5 月 第 3期 12 張靜 淺析影響煤灰熔融性測(cè)定準(zhǔn)確度的幾個(gè)關(guān)鍵因素 [J]. 礦山天地 13 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