6煤灰熔融性的测定

1、煤灰熔融性的测定（1）实验目的掌握煤灰熔融性的测定原理及操作方法；掌握煤灰熔融的特征温度判断方法。（2）实验意义煤灰熔融性习惯上称为煤灰熔点。煤灰熔融性是动力用煤的重要指标之一。煤燃烧后产生的灰 分，在高温下的熔融性是锅炉用煤的重要特性。对于煤粉燃烧固态排渣的锅炉，它是判断炉膛 结渣可能性的依据之一。为了减少结渣的危险，煤粉炉要求燃烧灰熔点较高的煤。对于层燃锅 炉燃用灰熔点较低的煤可形成适当的融渣，起保护炉排的作用。对于液态排渣煤粉炉，较低的 灰熔温度有利于排渣。（3）实验原理本实验采用角锥法测定煤灰熔融性。将煤灰制成一定形状和尺寸的三角锥体，放在其他介质中， 以一定的升温速度加热，观察并记录

2、其四个特征温度。图1灰锥熔融特征示意图变形温度（DT ）灰锥尖端开始变圆或弯曲时的温度。软化温度（ST ）灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时温度。半球温度（HT ）灰锥形变近似半球形，即高约等于底长的一半时的温度。流动温度（FT ）灰锥完全熔化或展开成高度1.5 mm以下的薄层时的温度。煤灰的熔融性主要取决于它们的化学组成。由于煤灰中总含有一定量的铁，铁在不同的气体介 质中将以不同的形态存在，在氧化性气体介质中以三价铁（Fe2O3）形态存在；在弱还原性气 体介质中，它将转变成二价铁（FeO）；而在强还原性气体介质中，它将转变成为金属铁（Fe）。 三者的熔点以FeO为最低（1420 C），F

3、e2O3为最高（1560 C），Fe居中（1535 C）。此外， FeO能与煤灰中的SiO2生成熔点更低的硅酸盐，所以煤灰在弱还原性气体介质中熔点最低。 在工业锅炉和气化炉中，成渣部位的气体介质大都呈弱还原性，因此煤灰熔融性的例常测定就 在模拟工业条件的弱还原性气氛中进行。根据要求也可在强还原性气氛和氧化性气氛中进行。 本实验出于操作上的考虑，在氧化性气氛下进行灰熔融性测定。（4）实验仪器和试剂1.微机灰熔点测定仪：该仪器由灰熔点测定仪和计算机两部分组成。其中测定仪加热主体部 分见图2。5.炉有1一知电偶图2硅碳管高温炉2.灰锥模子：试样用灰锥模子制成三角锥体，锥高为20mm，底为边长7mm的

4、正三角形，锥体 之一棱面垂直于底面。灰锥模子如图3所示，由对称的两个半块构成，用黄铜或不锈钢制成。3.灰锥托板：托板必须在1500C以上不变形，不与灰样反应，如图4所示。图4灰锥托板模F4.刚玉舟：如图5所示石墨：工业用，灰分W15%，粒度W0.5mm。无烟煤：粒度W0.5mm。糊精：化学纯，配成10%水溶液，煮沸。实验步骤灰锥制备取12 g煤灰放在玻璃表面皿上，用3滴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，用小尖刀将模内灰锥小心地推至瓷板上，于空气中风干5分钟备用。灰熔融性测定（在氧化性气氛下）将制备好的灰锥置于灰锥托板上，用10%的糊精水溶液使之固定，将带灰锥的托板置于

5、刚 玉舟。打开高温炉炉盖，用炉钩将刚玉舟缓慢推入炉内，至灰锥位于高温带并紧邻电偶热端（相 距 2 mm左右）。关上炉盖，在空气气氛下开始加热。程序设定的升温速度为：900 C以下，18 C /min；900 C以上，（5土 1） C /min。通过电脑程序随时观察灰锥的形态变化，并记录灰锥的四个熔融特征温度一一变形温度、 软化温度、半球温度和流动温度。待全部灰锥都达到流动温度或炉温升至1500 C时断电，结束试验。（6）实验记录记录试样的四个熔融特征温度，DT、ST、HT和FT。表1：试样的四个熔融特征温度记录表（单位：C）临界点原形温度变形温度软化温度半球温度流动温度温度值902118913

6、9014161426（7）思考题四个特征温度间隔大小对实际应用有何意义？答:根据软化区间温度（DT-ST ）的大小，可粗略判断煤灰是属于长渣或短渣。一般认为当（ST-DT） =200400C为长渣；（ST-DT） =100200C为短渣。通常锅炉燃用长渣煤时运行较为安全。燃用 短渣煤时，由于炉温增高，固态排渣炉可能在很短的时间里就出现大面积的严重结渣情况；燃 用长渣煤时，DT、ST之间的温差虽超过200C，但固态排渣炉的结渣相对进行的缓慢，一旦产 生问题，也常常是局部性的。用灰锥法测定煤灰的熔融性，该方法的主要优缺点是什么？答：优点：灰锥易制作，操作简单，实验现象较为直接。缺点：灰锥形态差异都是非量化的， 易受主观因素影响；灰锥的形态、疏密各异，给实验造成影响。为什么