煤灰熔融性的测定

李晓颖 易辉林 江成 李帅

摘 要：本文主要是为了了解煤灰的熔融性与那些成分有关，以及每一种成分是如何影响其熔融性的，进而满足煤粉固态排渣炉要求灰熔融性温度高的要求。通过实验可知，Al2O3含量越多，煤灰的灰熔融性越高；SiO2含量的越少，煤灰熔融性温度相对越高；Fe3O4、CaO的含量越多，煤灰的熔融性越低。

关键词：煤灰；测定；熔融性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.061

1 引言

煤灰即煤炭燃烧后剩下的粉末残余物，主要成分是SiO2、Fe3O4、Al2O3、FeO，并有少量的CaO、MgO。煤灰的熔融性是指煤灰受热时从固态转为液态的特性[1-2]。不同的煤灰，其组成的成分一般都是不同的，从而导致其熔融性也是有高有低。通过实验，改变煤灰的组成成分，从而得出每一种成分含量的多少对灰熔融性的影响[3-4]。

测定的方法：按照药品比例不同配制成组分不同的灰，再将配制好的灰做成三角锥，在一定的气体介质中加热，升温过程中观察灰锥的形状的变化，此过程灰锥将有四个形状，每个形状对应一个温度，分别是变形温度度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）和流动温度（FT），并将软化温度作为煤灰熔融性指标[5-8]。

2 实验部分

2.1 实验仪器

高温炉（能解热至1500℃以上 、有足够的恒温带、能按规定程序加热、），微机灰熔点测定仪，气体分析器，Factsage软件，分析天平，研钵，刚玉舟，灰锥托板。

2.2 所需药剂

SiO2，Al2O3，CaO，Fe3O4，糊精溶液（糊精10g溶于100mL蒸馏水中配成100g/L溶液），煤样（无烟煤）。

2.3 实验内容

取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样，按照药品比例不同配制成组分不同的灰。按规定将其完全灰化，然后用研钵研细至0.1mm以下。灰渣组成见下表：

根据每组灰渣总量为4g，根据灰渣组成，可计算灰渣中各氧化物的重量，见下表：

取2g左右配制好的煤灰放在玻璃板上，滴加适量糊精溶液润湿并调成可塑状，然后用小尖刀铲入灰锥模中挤压成型。用小尖刀将模内的灰锥推至灰锥托板的三角槽内，放置于空气中风干备用。

将带灰锥的托盘置于刚玉舟上，让空气在高温炉内自由流通。接着打开高温炉盖，将刚玉舟缓缓推入炉内，至灰锥位于高温带并紧邻热电偶热端。关上炉盖，仔细观察灰锥的形状变化，记录灰锥的四个熔融特征温度，并记录在下表：

根据表3，通过对1号实验和3号实验的对比可知，Si/Al的比值越小，其软化温度越高， 即煤灰的熔融性越高，反之，Si/Al的比值越大，其软化温度越低，煤灰的熔融性越低。通过对2号实验和4号实验的对比可知，Fe3O4的含量越多，其软化温度越低，煤灰的熔融性越低。综合5组实验数据可知，SiO2含量的越少，煤灰熔融性温度相对越高。Al2O3含量越多，煤灰的灰熔融性越高。CaO的含量越高，煤灰的灰熔融性越低。

由表4可知人工读数与机器读数的差值均在20℃以内，符合要求。

3 结语

在制作三角灰锥时，向选定的灰中加入糊精溶液应适量，若加得太少，会导致灰太干，不易粘结，若加得太多会变稀，不易塑形。

灰熔点测定的4个温度在各个区间分别受SIO2、Al2O3、CaO及Fe2O3的影响；通过实验可以发现，煤灰中Al2O3含量越多，煤灰的灰熔融性越高。SiO2含量的越少，煤灰熔融性温度相对越高。Fe3O4、CaO的含量越高，煤灰熔融性越低。

参考文献：

[1]臧卓異.不同硅铝比下碱性氧化物对煤灰熔融性改善研究[D].中国矿业大学，2017.

[2]袁鉴.煤灰中主要氧化物对宝日褐煤灰熔融温度的影响[J].煤质技术，2015（03）：10-12+15.

[3]许会军.准确测定煤灰熔融性的影响因素分析[J].煤质技术，2015（01）：40-42.

[4]郭瑞霞.准确测定煤灰熔融性温度的影响因素分析[J].煤质技术，2009（01）：22-23.

[5]杨建国.影响测定煤灰熔融性主要因素[J].中国煤炭工业，2007（03）：42.

[6]江吉惠，洪灶熬.煤灰熔融性国家标准测定方法的探讨[J].烧结球团，2005（05）：17-19.

[7]白亚亚.原煤灰熔融性测定方法的优化[J].石油化工应用，2013，32（09）：103-106.

[8]任志鹏.准确测定煤灰熔融性的影响因素分析[J].煤质技术，2013（02）：41-43.

作者简介：李晓颖（1992-），男，贵州大方人，本科，矿物加工专业。