作者/来源:平,梁钦锋,袁海平,龚 欣,刘海峰,郭晓镭,代正华,许建良(华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海 200237) 日期: 2010-08-12 点击率:1999
煤灰熔融性直接决定着煤炭气化过程排渣方式的选择,是气化用煤的一项重要指标。气流床煤气化技术要求液态排渣,气化炉的操作温度需要随着煤的灰融熔性温度的变化进行调整。为了保证气化炉内渣的流动性及顺利排渣,一般要求气化炉操作温度高于流动温度(FT)50℃左右。对于水冷壁内式气化炉,还要求内壁形成适当厚度的渣层对水冷壁起到保护作用。因此,对于煤灰熔融性温度的计算精度和测试准确性提出了更高的要求。
除了直接采用灰熔融性温度仪测量之外,人们还采用建立数学模型来预测煤灰的灰熔融特性温度,如三元相图、神经网络模拟、factsage热力学软件辅助预测灰熔融温度、经验公式等。其中用经验公式预测灰熔融性温度最简单,学者们在研究煤灰成分与灰熔融特性温度的关系基础上,总结出一些预测灰熔融性温度的经验公式。
但是由于煤灰成分的复杂性和多样性以及研究用煤种的局限性,这些经验公式在具体应用中有时计算精度并不理想。目前还未有文献对这些预测灰熔融性温度经验公式的准确性与适用性进行研究,本文依据62种具有代表性的煤样实验数据,检测了这些经验公式的准确性与适用性,并指出了其适用范围,为选择预测灰熔融温度经验公式提供参考。
1 测试数据及分析
1.1 灰熔融,陛温度测定
将灰样制成灰锥,按照GB/T219-2008规定的方法,使用长沙开元仪器有限公司生产的5E-AFⅡ型智能灰熔融性温度测定仪,在弱还原性气氛下测定其熔融特征温度。
1.2 灰成分分析
根据GB212测定灰分方法制成(815±10)℃灰样。采用日本岛津制作所生产XRF-1800扫描型X射线荧光光谱仪分析灰成分。
1.3 数据分析
选用分布在我国宁夏、内蒙、山东、山西、云南、贵州等地区的无烟煤、烟煤、褐煤共62组煤灰熔融性温度数据的测量值(弱还原性气氛下)与经验公式计算得到预测值进行了比较,其中20组数据为实验室测量所得,其余数据从文献[19-21]收集所得。表1为这些煤样主要灰组成、酸碱比(x)以及FT的覆盖范围,表2为这些煤样按照灰成分、x和硅铝比(y)的分类。由表1、表2可见,所选煤样具有较好的代表性,灰熔融性流动温度范围为1085℃~150....