煤的灰熔融性
1、煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重要指标。煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点,但严格来讲这是不确切的。因为煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围。开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低。这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能,从而改变了熔体的成分及其熔化温度。 煤灰成分及其含量与层聚积环境有关。我国很多煤层的矿物质以粘土为主,煤灰成分则以SiO2、A12O3为主,两者总和一般可达50~80%。在滨海沼泽中形成的煤层,如华北晚石炭纪煤层黄铁矿含量高,煤灰中Fe2O3及SO3含量亦较高;在内陆湖盆地中形成的某些第三纪褐煤的煤灰中CaO含量较高。
大量试验资料表明,SiO2含量在45~60%时,灰熔点随SiO2含量增加而降低;SiO2在其含量〈45%或〉60%时,与灰熔点的关系不够明显。A12O3在煤灰中始终起增高灰熔点的作用。煤灰中A12O3的含量超过30%时,灰熔点在1500。灰成分中Fe2O3、CaO、MgO均为较易熔组分,这些组分含量越高,灰熔点就越低。灰熔点也可根据其组成用经验公式进行计算。
2、煤的反应性,又称活性。指在一定温度条件下煤与不同气化介质的反应程度。反应性强的煤,在气化和燃烧过程中,反应速度快,效率高。尤其当采用一些高效能的新型气化技术时,反应性的强弱直接影响到煤在炉中反应的情况、耗氧量、耗煤量及煤气中的有效成分等。在流化燃烧新技术中,煤的反应性强弱与其燃烧速度也有密切关系。因此,反应性是气化和燃烧的重要特性指标。 将CO2还原率(a,%)与相应的测定温度绘成曲线,可以看出,煤的反应性随反应温度的升高而加强;各种煤的反应性随变质程度的加深而减弱,这是由于碳和CO2的反应不仅在燃料的外表面进行,而且也在燃样的内部微细孔隙的毛细管壁上进行,孔隙率越高,反应表面积越大。不同煤化程度的煤及其干馏所得的残炭或焦炭的气孔率,化学结构是不同的,因此其反应性显著不同。褐煤的反应性最强,但在较高温度时,随温度升高其反应性显著增强。煤的灰分组成与数量对反应性也有明显的影响。碱金属和碱土金属的化合物能提高煤、焦的反应性,降低焦炭反应后的强度。
煤的结渣性
煤炭检验仪器技术-煤的结渣性和热稳定性
1、煤的结渣性是反映煤灰在气化或燃烧过程中成渣的特性,它对评价煤的加工利用特性有很重要的实际意义。 在气化中,煤灰的结渣会给操作带来不同程度的影响,结渣严重时将会导致停产。因此,必须选择不易结渣或只轻度结渣的煤炭用作气化原料。由于煤灰熔点并不能完全反映煤在气化炉中的结渣情况,因此,须用煤的结渣性来判断煤在气化中的结渣难易程度。
煤的结渣性测定要点,是用空气为气化介质,来气化预先加热到800~850℃的赤热煤样;气化过程的后期温度降到100℃时即停止气化,等冷却到室温后取出灰渣,测定〉6毫米的灰渣占灰渣总重的百分数及其相应的最高温度用为煤样的结渣性指标。
煤的热稳定性
2、煤的热稳定性是指煤在高温燃烧或气化过程中对热的稳定程度,也就是煤块在高温作用下保持其原来粒度的性质。热稳定性好的煤,在燃烧或气化过程中能以其原来的粒度燃烧或气化掉而不碎成小块,或破碎较少;热稳定性差的煤在燃烧或气化过程中则迅速裂成小块或煤粉。这样,轻则炉内结渣,增加炉内阻力和带出物,降低燃烧或气化效率,重则破坏整个气化过程,甚至造成停炉事故。因此,要求煤有足够的热稳定性。 各种工业锅炉和气化炉对煤的粒度有不同的要求,因此测定煤的热稳定性的方法也有所不同。常用的有下列两种:
(1)13~25毫米级块煤测定法。该法是把煤样放在预热到850℃的马弗炉热处理15分钟,求出各筛级占总残焦的百分数;以各级累计百分数与筛级(1、3、6、13毫米)作出曲线。以大于13毫米级残焦的百分数S+13 作为热稳定性指标,以小于1毫米级残焦的百分数S-1及热稳定性曲线作为辅助指标。
(2)6~13毫米级块煤测定法。 取6~13毫米级块煤500立方厘米,称出其重量,放入预热致到850℃的马弗炉中加热90分钟,然后取出称重,筛分。将所得〈6毫米,〈3毫米,及〈1毫米的残焦总重量的百分数作为稳定性指标KP6、KP3及KP1指标数值越大,表明热稳定性越差。
煤的热稳定性分级
级 别 热稳定性碇KP6,%
热稳定性好 ≤30
热稳定性中等 ﹥30~45
热稳定性差 ﹥45
我国大多数无烟煤的热稳定性较好,KP6均在35%以下,但在高变质无烟煤中也有少数煤热稳定性不好。无烟煤的热稳定性差,是由于其结构致密,加热时内外温度差很大,引起膨胀不同而破裂。热稳定性不好的无烟煤预热处理后,其热稳定性可显著改善。