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灰熔点

熔点

灰熔点也称熔融性,是固体燃料中的灰分,达到一定温度以后,发生变形,软化和熔融时的温度。灰熔点高低与原料中灰分组成有关,当灰分中三氧化二铝、二氧化硅含量高,灰熔点高;而三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠和氧化钾含量越高,灰熔点越低。



灰熔点分类




1、煤炭灰熔点



由于煤灰是由各种矿物质组成的混合物,没有一个固定的熔点,只有一个融化的范围,我们称为煤炭的灰熔点。


煤的灰熔点又叫煤灰熔融性,是在规定条件下得到的随加热温度而变的煤灰(试样)变形、软化和流动特征物理状态,是动力用煤和气化用煤的一个重要的质量指标,可以反映煤中矿物质在锅炉中的动态,根据它可以预计锅炉中的结渣和沾污作用。灰熔点与热量没有任何关系,它的高低与煤灰中钙、镁、铁的含量高低有关,根据锅炉的设计,有的根据灰熔点越高了越好,有的根据灰熔点越低了越好。



2、原料灰熔点



原料灰熔点,是影响气化操作的主要因素。灰熔点低的原料,气化温度不能维持太高,否则,由于灰渣的熔融、结块,各处阻力不一,影响气流均匀分布,碳层易结疤发亮,而且由于熔融结块,还减少气化剂接触面积,不利于气化,因此,灰熔点低的原料煤,适用在较低温度下操作。




煤浆灰熔点的四个阶段



1、当灰锥体受热至尖稍微熔化开始弯曲或棱角变圆时,该温度即为Z初变形温度T1(DT,Deformation

Temperature)。


2、继续加热,锥体弯曲至锥尖触及托板,锥体变成球形或高度≤底长的半球形时,此即为软化温度T2(ST,Softening

Temperature)。


3、当灰锥形状变至半球形,即高约等于底长的一半时的温度为半球温度(HT,Hemispherical

Temperature)。


4、Z后当灰锥体熔化展开成高度小于1.5mm的薄层时的温度为灰分的流动温度T3(FT,Flow Temperature)。


但某些煤灰可能测不到此特征的温度点,如有的灰锥明显缩小直至完全消失;有的缩小而实际不熔,形成一烧结块,但仍保持一定的轮廓;有的灰锥由于表面挥发而明显缩小,但却保持原来的形状;某些SiO2含量高的灰锥容易产生膨胀或鼓泡,鼓泡一破即消失。


通常T1到T2这一温度范围即为煤灰的软化范围,将T2到T3这一温度范围称为煤灰的熔化范围,固定床和流化床(沸腾床)气化炉一般以煤灰的软化温度T2作为衡量其熔融的主要指标,而气流床气化炉则以T3为主要指标。一般按照灰分的熔融温度T3可分成四组。



影响灰熔点高低的因素




1、成分因素:



灰分中各种不同成分的物质含量及比例变化时,灰的熔点就不同,如灰中含二氧化硅和氧化铝越多,灰的熔点就越高。



2、浓度因素:



当煤中含灰量不同时,熔点也会发生变化一般灰越多越低,这是由于各物质之间有助熔作用。燃烧多灰的煤,因为灰中各成份在加热过程中相互接触频繁,则产生化合、分解、助熔等作用的机会就增多,所以分浓度也是影响灰熔点的因素。



3、介质因素:



与周边介质性质改变有关,如当灰份与一氧化碳、氢等还原性气体相遇时,其熔点会降低。


8.灰锥的制备:取粒度小于0.20mm 的分析煤样,按GB 212—63“煤的工业分析方法”的规定,使其完全灰化并用玛瑙研钵研细至0.1mm 以下。取1,2g 煤灰放在瓷板或玻璃板上,用数滴10%的糊精水溶液润湿注,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或玻璃板上,于空气中风干或于60?下烘干备用。


注:除糊精外,可视煤灰的可塑性而选用水、10%的可溶性淀粉或阿拉伯胶水溶液。


9.灰锥托板的制作:灰锥托板可在耐火材料厂订购或自行制作,制作手续如下: 取适量粒度?0.1mm 的镁砂,用10%的糊精水溶液润湿成可塑状。将垫片放入模座。用小尖刀将镁砂铲入模座中,用小锤轻轻锤打成型。用顶板将成型托板轻轻顶出,先于空气中风干,然后在煤灰熔融性测定炉中灼烧到1500?。除镁砂外也可用三氧化二铝等其他材料制成托板。托板必须在1500?以上不变形,不与灰样发生作用。



灰熔点测定方法步骤



1、在弱还原性气氛中测定:用10%的糊精水溶液将少量镁砂调成糊状,用它将灰锥固定在灰锥托板的三角坑内,并使灰锥的垂直于底面的侧面与托板表面相垂直。


2、如用封入含碳物质的方法来产生弱还原性气氛,则在刚玉舟ZY放置石墨粉15,20g,两端放置无烟煤30,40g(对气疏的高刚玉管炉膛)或在刚玉舟ZY放置石墨粉5,6g(对气密的刚玉管炉膛)注。


3、如用通气法来产生弱还原性气氛,则从600?开始通入少量二氧化碳以排除空气,从700?开始输入50?10%的氢气和50?10%二氧化碳的混合气,通气速度以能避免空气漏入炉内为准,对于气密的刚玉管炉膛为每分钟100mL 以上。 将带灰锥的托板置于刚玉舟之凹槽上。


4、将热电偶从炉后热电偶插入孔插入炉内,并使其热端位于高温恒温带ZY正上方,但不触及炉膛。



灰熔点计算公式



熔点计算公式如下:



灰熔点(软化)



t ═ 19 (Al2O3) + 15 (SiO2+Fe2O3) + 10 (CaO+MgO)

+ 6 (Fe2O3+Na2O+K2O)


灰熔点可以实测,即将灰分制成三角锥形,置于高温炉内加热,并观察下列温度。

开始变形温度DT(deformation temperature):锥端复圆或锥体开始倾斜。

开始软化温度ST(softening temperature):锥尖变曲接触到锥托或锥体变成 球形。

开始熔融温度FT(flow temperature):看不到明显形状,平铺于锥托之上。


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