淺談煤灰熔融性

淺談煤灰熔融性

煤灰的(de)熔融性是指煤灰受熱(rè)時(shí)由固态向液态逐漸轉化(huà)的(de)特性，煤灰的(de)熔融性是動力用(yòng)煤高(gāo)溫特性的(de)重要測定項目之一。由于煤灰不是一個(gè)純淨物(wù)，它沒有嚴格意義的(de)熔點，衡量其熔融過程的(de)溫度變化(huà)，通(tōng)常用(yòng)三個(gè)特征溫度：即變形溫度（DT），軟化(huà)溫度（ST）、流動溫度（FT）。這(zhè)三個(gè)溫度代表了(le)煤灰在熔融過程中固相減少，液相漸多(duō)的(de)三點，在工業上多(duō)用(yòng)軟化(huà)溫度作爲熔融性指标，稱爲灰熔點。
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    一、煤灰的(de)熔融性對(duì)于煤粉固态排渣爐的(de)爐膛結渣有密切關系：

    如灰熔融性溫度低，在爐膛高(gāo)溫下(xià)熔融粘在爐膛受熱(rè)面上，冷(lěng)卻後形成結渣。根據運行經驗，煤灰軟化(huà)溫度小于1350℃就有可(kě)能造成爐膛結渣。故煤粉固态排渣爐要求灰熔融性溫度高(gāo)。

    煤灰熔融過程中DT-ST之間的(de)溫度爲軟化(huà)區(qū)間溫度，根據其範圍把灰分(fēn)爲長(cháng)渣和(hé)短渣，一般認爲軟化(huà)區(qū)溫度大(dà)于200℃爲長(cháng)渣，小于100℃爲短渣。通(tōng)常短渣的(de)煤易于結焦，燃用(yòng)長(cháng)渣的(de)煤較爲**。

    二、影(yǐng)響煤灰熔融性的(de)因素：

    影(yǐng)響煤灰熔融性的(de)因素主要是煤灰的(de)化(huà)學組成和(hé)煤灰受熱(rè)時(shí)所處的(de)環境介質的(de)性質：

    一、煤灰的(de)化(huà)學組成比較複雜(zá)，通(tōng)常以各種氧化(huà)物(wù)的(de)百分(fēn)含量來(lái)表示。其組成百分(fēn)含量可(kě)按下(xià)列順序排列：SiO2，Al2O3，（Fe2O3+FeO），CaO，MgO，（Na2O+K2O）。這(zhè)些氧化(huà)物(wù)在純淨狀态時(shí)熔點大(dà)都較高(gāo)（Na2O和(hé)K2O除外）。在高(gāo)溫下(xià)，由于各種氧化(huà)物(wù)相互作用(yòng)，生成了(le)有較低熔點的(de)共熔體。熔化(huà)的(de)共熔體還(hái)有溶解灰中其他(tā)高(gāo)熔點礦物(wù)質的(de)性能，從而改變共熔體的(de)成分(fēn)，使其熔化(huà)溫度更低。上列氧化(huà)物(wù)分(fēn)爲三類，此三類氧化(huà)物(wù)對(duì)煤灰的(de)熔融性的(de)影(yǐng)響如下(xià)：

    Al2O3 能提高(gāo)灰熔點，煤灰中三氧化(huà)二鋁含量自15%開始，煤灰熔融性溫度随其含量增加而有規律的(de)增加，煤灰中Al2O3含量大(dà)于40%時(shí)，ST一般都超過1500℃；大(dà)于30%時(shí)，ST也(yě)多(duō)在1300℃以上。當三氧化(huà)二鋁含量高(gāo)于25%時(shí)，DT與ST 的(de)溫差，随其含量增加而變小。

    SiO2 對(duì)灰熔點的(de)影(yǐng)響較複雜(zá)，主要看它是否與Al2O3結合成2SiO2.Al2O3，如煤灰中SiO2和(hé)Al2O3的(de)含量比爲1.18（即2SiO2.Al2O3）時(shí)，灰熔點一般較高(gāo)。随著(zhe)該比值增加，灰熔點逐漸降低，這(zhè)是由于灰中存在遊離氧化(huà)矽。遊離氧化(huà)矽在高(gāo)溫下(xià)可(kě)能與堿性氧化(huà)物(wù)結合成低熔點的(de)共晶體，因而使灰熔點下(xià)降。遊離氧化(huà)矽過剩較多(duō)時(shí)，卻可(kě)以使灰熔點升高(gāo)。由于大(dà)多(duō)數煤灰的(de)SiO2和(hé)Al2O3的(de)含量比值在1 4之間，所以煤灰中堿性氧化(huà)物(wù)的(de)存在會降低灰熔點。

    堿性氧化(huà)物(wù)（Fe2O3+CaO+MgO+KNaO）一般此類氧化(huà)物(wù)能降低灰熔點。其中Fe2O3的(de)影(yǐng)響較複雜(zá)，灰渣所處的(de)介質性質不同而有不同影(yǐng)響，但總的(de)趨勢是降低灰熔融性溫度。CaO和(hé)MgO有減低灰熔點的(de)助熔作用(yòng)，且有利于形成短渣，但其含量超過一定值時(shí)（大(dà)約25% 30%），卻可(kě)以提高(gāo)灰熔點。K2O和(hé)Na2O能促進熔點很低的(de)共熔體的(de)形成，因而使DT減低。

    二、在鍋爐爐膛中介質的(de)性質可(kě)分(fēn)爲兩種：弱還(hái)原性介質和(hé)氧化(huà)性介質。介質性質不同時(shí)，灰渣中的(de)鐵具有不同的(de)價态。在弱還(hái)原氣體介質中，鐵呈氧化(huà)亞鐵（熔點1420℃)；在氧化(huà)性介質中呈氧化(huà)鐵（熔點1565℃）。氧化(huà)亞鐵*容易與灰渣中的(de)氧化(huà)矽形成低熔點的(de)共熔體（FeSiO4），所以在弱還(hái)原性介質中，灰熔點*低，在氧化(huà)性介質中，灰熔點要高(gāo)一些。

    綜上所述，對(duì)于大(dà)多(duō)數煤灰SiO2含量較高(gāo)，多(duō)呈酸性。在酸性灰渣中，堿性氧化(huà)物(wù)的(de)存在起了(le)降低灰熔融溫度的(de)作用(yòng)。

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