煤灰成分对煤灰黏度影响的试验研究.pdf

第1期
煤质技术
2011年1月
煤灰成分对煤灰黏度影响的试验研究
郭建民
山西省渫炭地质研究所,山西太原030001)
摘要:煤灰黏度是动力用煤和气化用煤的重要指标,而煤灰黏度的大小与煤灰中的化学成分有着
十分密切的关系,故针对煤灰化学组成对其黏度的影响进行了试验分析。试验结果表明,影响煤灰
黏度的主要成分是二氧化硅、氧化铝、三氧化二铁、氧化钙及氧化镁。随着二氧化硅和氧化铝含量
的增加,其最高黏度值増大,而随三氧化铁、氧化钙及氧化镁含量的增加,其最高黏度值减小。
关鍵词:煤灰黏度;煤灰成分;化学组成
中图分类号:TQ533
文献标识码:B
文章编号:1007-7677(2011)01-0013-02
Experimental research on the influences of ash composition on coal ash viscosity
GUO Jian-min
Shan zi Province Coa/ Geogra phical Institute, Taiyuan 030001, China
bstract: Ash viscosity is an important index of steam coal and gasification-used coal, and there is close relation between ash
viscosity and ash composition. The experiments are designed to study the influences of ash composition on its viscosity. The results
show that the main compositions influencing the viscosity were Sio2, Al O, Fe2 O3, Cao and Mgo. With the increasemant Sio
Al2 O; content, the highest viscosity value increases, and with increasement of Fe2 O, Cao and Mgo content, the highest viscosity
Key words: coal ash viscosity; ash composition; chemicat component
(P20)、三氧化硫(SO3)、氧化钾(K2O)和氧化
0引言
钠(Na2O)等。其主要成分在烟煤、褐煤和无烟
煤灰黏度是指煤灰在熔融状态下的内摩擦系煤等不同煤的煤灰中的变化是不同的,主要表现如
数,是表征煤灰在融化状态时的流动状态的物理特
性。煤灰黏度对确定熔渣的出口温度有着重要的作
烟煤灰成分含量由高到低依次为
用,用于液态排渣的煤,不仅需要较低的灰熔融温
SiO2→AI2O3→Fe2O3~CaO-SO3>TiO2
度,并且需要了解煤灰的化学成分和黏度特性。煤
MgO~Na2O→K2O;
灰黏度的大小主要取決于媒灰的组成,2。由于煤
褐煤灰成分含量由高到低为:
灰的化学组成不同句,即使熔解温度相同的煤
SiO2→Al2O2-Fe2O3→CaO-SO3→K2O
灰,其黏度特性也不同,灰渣流动性也有很大差
TiO2-→MgO→Na2O;
別,根据煤灰黏度的大小以及煤灰的化学组成,就
无烟煤成分含量由高到低为
可以选择合适的煤源,或者采用添加助熔剂,或者
SiO2→~Al2O3→Fe2O3~CaO→SO3+K2O
采用配煤的方法来改性,使其符合液态排渣炉的要
TiO2→MgO->Na2O
求。所以研究煤灰中的各组成成分对煤灰黏度的影
由此可见,在褐媟,烟煤,无烟煤该3个不同
响,可以指导其黏度及温度的确定。
煤类的灰分组成中,含量最高的均是SiO2,Al2O3
煤灰成分的化学组成
Fe2O)和CaO,故其为影响煤灰黏度的主要成分。
2.试验设备及试验步骤
煤灰的组成成分十分复杂,主要是盐类和各
种金属及非金属的氧化物,其中主要成分为二氧
该试验选取昌图古榆勅探区试样作为研究对象
化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al20。)、三氧化二铁
进行分析,在对各样品进行灰成分分析后可以看出
(Fe20))、氧化钙(Ca0)、氧化镁(Mg0)、四氧煤灰中主要化学组成为二氧化硅、氧化铝、三氧化
化三锰(Mn2O4)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二磷
铁、氧化钙及氧化镁等。在确定主要成分及含量
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后,进行其灰黏度测试,以探寻煤灰成分中的具体
表2SiO2含量对煤灰煥融温度及灰黏度的影响
成分对其黏度的影响。
熔融温度/"
灰黏度最高黏
(1)试验设备:煤灰黏度计、马弗炉等。
样品编号SiO2/%
度值/Pa·s
(2)试验步骤:将煤灰制成直径约10mm的
小球,千燥后待高温炉加热到一定温度后开始逐个
55.92
1390
投放灰球,当灰球在坩埚内达到熔融状态时,将黏
NO9-16
61.33
1470
1500
300.12
度计转子浸入熔体中以一定速度旋转,使嫆体和转
子之间产生相对运动,以降温测定方式,从最高温
度开始,每隔20℃~50℃测定一个温度点相对应
aloo/lso.22,24065、30.12No9
的黏度值(Pa?s),直至达到凝固时对应的最大黏
10
度值时结束测量。
3试验结果分析
130013401380142014601500
温度/℃
试验结果表明,各煤灰样品的最低黏度值均住
图2不词SO2含量煤灰黏度一温度曲线
0.5Pa?s以下,但由于其灰成分含量的不同使得
最高黏度值各不相同。表现在以下儿个方面。
由表2及图2可以看出,随SiO2含量的增高
3.1媒灰中A2O3含量对灰黏度的影响
煤灰黏度和嫆融温度均增高。
选取样品编号为NO9-5、NO9-6、NO9-11共3个
3.3煤灰中Fe2O3含量对灰黏度的影响
灰样,进行A12O2含量对熔融温度及灰黏度的影响
选取样品编号为NO9-15、NO9-20、NO9-21
分析,试验结果见表1及图1。
NO9-35、NO9-39共5个灰样,进行Fe2O。含量对
表1Al2O3含量对媒灰熔融温度及灰黏度的影响
熔融温度及灰黏度的影响分析,试验结果见表3及
熔融温度/℃
灰黏度最高黏度
图3。
样品编号
含量/%
FT
值/Pa?s
表3Fe2O3含量对煤灰熔融温度及灰黏度的影响
1290
260.21
样品Fe2O/SiO2/Al2O3/熔融温度/C灰黏度最
高黏度值
N09-6
1370
编号
ST
FT
NO9-11
47.22>1500>1500
600.67
N09-154.8858.3334.16>1500>1500660.
600.67
Nog
N09-2