煤灰熔融特性的影響因素及其調控的實驗研究.pdf

1、煤灰熔融特性是判斷煤灰結渣程度的重要參數,爐內結渣影響鍋爐的高效、安全運行,因此,研究煤灰熔融特性的影響因素及其調控方法對動力煤的有效利用具有重要意義。本文針對六種煤灰成分差異較大煤樣熔融特性的影響因素和灰熔融溫度的調控手段進行實驗研究,利用XRD、SEM、SEM-EDS、三元相圖等分析手段,探討了煤灰化學成分對煤灰灰熔融溫度的影響,分析煤灰熔融特性的變化規律及其機理,找到了調節煤灰熔融溫度的幾種方法,并建立了煤灰熔融溫度的預測模型。<

2、br>　　在研究煤灰成分對煤灰熔融性的影響過程中,考慮到煤灰成分組成的復雜性,采用模擬灰替代原煤灰的方法來研究煤灰成分對灰熔融性的影響規律,以A灰樣為研究對象,采用人工配灰法配制化學組分與 A灰樣相似的人工灰樣,以便于控制煤灰中各組分的種類和含量。結果表明,煤灰的熔融溫度隨Al2O3和CaO呈現先降低后升高的趨勢。A煤灰中Al2O3和CaO的含量在15％和20%左右時,A煤灰的熔融溫度最低;由于煤灰中Al2O3含量一般大于15%,所以

3、Al2O3通常起提高灰熔點的作用;TiO2起提高灰熔點的作用,TiO2含量每增加0.5%,煤灰的熔融溫度增加12~15℃。SiO2對灰熔點的影響是雙重的,煤灰熔融溫度隨SiO2含量的增加呈現降低-升高-降低-升高的變化規律, Fe2O3、MgO和Na2CO3系助熔組分。Fe2O3含量每增加3%,A煤灰的灰熔點下降10~20℃,Fe2O3參與多個低溫共熔體的形成,如Al2O3·SiO2-2FeO·SiO2-SiO2和SiO2-Al2O3-

4、Fe2O3共熔體系,這些低溫共熔體的熔點一般在1000~1200℃之間,所以Fe2O3具有助熔作用;MgO一般起降低灰熔點的作用,這主要是因為 Mg2+易于和高灰熔點的莫來石反應生成低熔點的礦物;
　　煤灰熔融溫度的調控研究,主要通過B、C、D、E、F灰樣的兩兩混配以及向煤樣中加入礦化機和混合助劑來研究配煤、礦化機和混合助劑對灰熔融特性的影響規律,結果表明:
　　配煤過程灰熔點變化不符合線性規律,配煤的灰熔融溫度與Al2O3

5、-CaO-SiO2的液相溫度相似,但要低于三元相圖中所得到的溫度。配煤過程,如果兩種單煤在Al2O3-CaO-SiO2三元相圖位置上的連線經過低溫共熔區,則這兩種煤可以混配出灰熔點低于參配單煤灰熔點的混煤。處于Al2O3-CaO-SiO2三元相圖同一結晶礦物區的單煤相配,配煤的灰熔融特性溫度與配比之間的線性回歸系數要大于不在同一結晶礦物區的單煤相配時的灰熔融特性溫度與配比之間的線性回歸系數。
　　礦化劑和混合助劑通過促進或抑制高熔

6、點結晶礦物的生成來調節煤灰的熔融溫度。礦化劑的作用效果與礦化劑的種類、用量和煤灰成分有關。V2O5和 NaF通過促進莫來石的生成來提高煤灰的熔融溫度。V2O5的效果要優于 NaF。礦化劑對 C煤灰的作用效果要優于D煤灰。對于降低F煤灰熔融溫度的實驗,混合助劑CaO/SiO2=13/7的作用效果比 CaO好。適當的混合助熔劑可以有效地調節煤灰的熔融溫度,調節效果要優于單一助劑。
　　在研究煤灰成分在相圖上的分布特點和灰熔點調控機理的