低钠煤的钠含量是多少

煤中碱金属钠对煤灰高温流动性的影响及机理

摘要

中国新疆准东地区煤炭资源丰富，通过煤气化技术实现准东煤的清洁高效利用，对促进中国经济与环境的协调发展具有重要意义。在众多煤气化技术中，气流床气化由于碳转化率高、煤种适应范围广等优势，已成为国内外大规模煤气化的首选技术。在气流床气化炉高温高压的操作条件下，不同煤种的反应性已趋于相同，碳转化率可达99％以上，此时能否顺利完成液态排渣成为决定气化炉长周期稳定运行的关键。煤灰在高温下的熔融以及黏温特性是气化用煤的重要指标，对采用液态排渣技术的气流床气化尤为重要，同时与气化炉的沾污结渣以及炉壁的腐蚀等问题密切相关。煤灰的高温流动性根本上取决于煤灰的化学组成。目前，关于煤灰中主要化学成分对煤灰流动性的影响已经有较为系统的研究。但是，由于常规煤灰中Na2O含量较低(＜2％)，关于煤中碱金属钠影响煤灰高温流动性的研究较少，而准东煤灰中Na2O含量普遍高于2％，有的甚至高达10％以上，导致准东高钠煤在气化利用过程中问题频发。因此，深入研究钠对煤灰熔融以及黏温特性的影响，能够为准东煤的大规模气化利用提供指导。 本论文针对煤中碱金属钠对煤灰的高温流动性的影响开展了以下研究:首先，考察了钠对典型化学组成的煤灰在高温下的矿物质演化行为的影响，并对其机理进行了分析在此基础上，对氧化性和弱还原性气氛下准东高钠高硫煤灰的熔融特性进行了深入研究，明确了不同气氛下高钠高硫煤灰矿物质组成的影响因素最后，研究了钠对煤灰高温黏度、熔渣结构以及结晶行为的影响，揭示了钠对煤灰黏温特性的影响机理。得到以下主要结论: (1)钠对煤灰高温矿物质组成的影响与煤灰的硅铝含量密切相关。

综合以上，煤的主要物质成分是一种混合有机物！

2、通常说提高煤粉细度是使煤粉变细,这样会使煤粉更容易着火、燃烧完全、飞灰含碳量降低、减少二次燃烧的可能性；同时炉膛火焰中心相对降低、炉效相对升高.但是提高煤粉细度,制粉系统的电耗增加,磨煤机内磨煤部件磨损增大（特别是钢球磨）,增加维护量.所以对电厂而言,调试单位会根据设计煤种的可磨系数给出磨煤机正常运行中煤量和电流的参考值

3、炉子型号不同,对粘结指数也有要求,含胶高的话有可能把人家炉子粘住.

4、煤的硫份过高,排到空气中的硫也自然增多,会造成环保不合格,从而被环保部门罚款,而且高硫也会炉子产生腐蚀,损害炉子的使用年限.

主要有二点原因：

煤油比重比钠小，钠可以沉入煤油中，这样可以避免和空气接触，而导致钠变质。

煤油本身不和钠反应，且煤油本身易得，价格便宜。

钠（Natrium）是一种金属元素，元素符号是Na，英文名sodium。在周期表中位于第3周期、第ⅠA族，是碱金属元素的代表，质地柔软，能与水反应生成氢氧化钠，放出氢气，化学性质较活泼。钠元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中，钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。

发现简史：

伏特在19世纪初发明了电池后，各国化学家纷纷利用电池分解水成功。英国化学家汉弗里·戴维坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。他希望利用电池将苛性钾分解为氧气和一种未知的“基”，因为当时化学家们认为苛性碱是氧化物。

他先用苛性钾（氢氧化钾）的饱和溶液实验，所得的结果却和电解水一样，只得到氢气和氧气。后来他改变实验方法，电解熔融的苛性钾，在阴极上出现了具有金属光泽的、类似水银的小珠，一些小珠立即燃烧并发生爆炸，形成光亮的火焰，还有一些小珠不燃烧，只是表面变暗，覆盖着一层白膜。

他把这种小小的金属颗粒投入水中，立即冒出火焰，在水面急速奔跃，发出刺刺的声音。就这样，戴维在1807年发现了金属钾，几天之后，他又从电解碳酸钠中获得了金属钠。

戴维将钾和钠分别命名为Potassium和Sodium ，因为钾是从氢氧化钾（Potash），钠是从碳酸钠（Soda）中得到的，它们至今保留在英文中。钾和钠的化学符号K、Na分别来自它们的拉丁文名称Kalium和Natrium。

物理原因：钠密度小于水，大于煤油，放在煤油中可沉在底部。

化学原因：钠的化学性质很活泼，常温和加热时分别与氧气化合，和水剧烈反应，量大时发生爆炸。钠还能在二氧化碳中燃烧，和低元醇反应产生氢气，和电离能力很弱的液氨也能反应。

扩展资料：

钠的储存方法：

浸放于液体石蜡、矿物油和苯系物中密封保存，大量通常储存在铁桶中充氩气密封保存。

金属钠不能保存在煤油中是因为与煤油中的有机酸等物质反应成有机酸钠等物质（呈黄色）附着在钠表面 。当保存在石蜡油中时，空气中的氧气也会进入石蜡油，使金属钠的表面变灰，形成氧化物膜。

在纯度要求不高的少量保存时可用煤油浸泡，如实验室保存。

贮于阴凉干燥处，远离火种、热源。少量一般保存在液体石蜡中。

与氧化剂、酸类、卤素分储分运。

钠的化学性质：

钠原子的最外层只有1个电子，很容易失去，所以有强还原性。

因此，钠的化学性质非常活泼，能够和大量无机物，绝大部分非金属单质反应和大部分有机物进行反应，在与其他物质发生氧化还原反应时，作还原剂，都是由0价升为+1价（由于ns1电子对），通常以离子键和共价键形式结合。金属性强，其离子氧化性弱。钠的相对原子质量为22.989770。

参考资料来源：百度百科--钠

1、膨松剂

膨松剂在炉膛高温区会受热爆裂，搅动煤层中的气流，促使碳粒表面的灰烬或燃烧产物CO脱离，使之充分燃烧。所用的膨松剂主要指的是工业食盐氯化钠。

2、氧化剂

氧化剂有助于提供燃烧在预热段、燃烧段和燃烧尽段所必须的活性氧，促使煤在燃烧过程中释放可燃的挥发份和碳粒的燃烧。常用的氧化剂有高锰酸钾，氯酸钾，高氯酸钾等。高锰酸钾可以在200-240℃温区分解出氧气；氯酸钾可以在300-350℃温区分解放出氧气；高氯酸钾可以在400℃以上分解出氧气；这些分解出的氧气为煤炭燃烧提供了必要的氧源。另外，硝酸盐类如硝酸钠、硝酸钾、硝酸铈、硝酸钡等固体硝酸盐加热时能分解放出氧气，其中最活泼的金属的硝酸盐仅放出一部分氧气而变成亚硝酸盐，其余大部分金属的硝酸盐，分解为金属的氧化物、氧气和二氧化氮。硝酸盐在高温时也是强氧化剂。

3、催化剂

有二氧化锰、氧化镁、三氧化二铝、四氧化三铁、三氧化二铁、氯化铁、稀土元 素、碳酸钠、铝土等。其中氧化铝可以高温条件下抑制硫酸钙的分解，同时可以形成高热稳定的硫酸钙、氧化钙和氧化铝的复盐，而且此产物覆盖或包裹硫酸钙晶体表面，抑制硫酸钙的分解。金属氧化物则是在氧传递过程中起着至关重要的作用。

4、脱硫剂或固硫剂

固硫剂种类很多，常用的有钙基固硫剂，钡基固硫剂，镁基固硫剂，纳米材料固硫剂，有时也选用电石渣、造纸废液、硼泥、赤泥、盐泥等工业废料和石灰石、白云石等天然矿物。钙基固硫剂有碳酸钙、CaO、Ca(OH)2三种固硫剂，Ca(OH)2固硫效果最好，其次是碳酸钙、氧化钙。

燃煤助燃剂的作用：促使煤炭充分燃烧，起到助燃、增能、节煤的作用。燃煤助燃剂中含有提供氧源的氧化剂，可以在高温条件下分解出氧气促使煤炭充分燃烧。另外不含腐蚀性物质的催化剂，能有效降低氧的离解能和碳燃烧时所需的活化能，强化煤炭的燃烧，起到强烈助燃、增能、节煤作用。

（来自百度百科，2、3有钠元素）

焦炭抗碱性

alkali resistance of coke

下观察，有明显的裂纹延伸X射线衍射分析证明，确 有石墨钾层间化合物存在。石墨钾受热膨胀，加速裂纹 的产生与发展，是导致焦炭强度下降的重要原因，因 而必须抑制钾对焦炭的破坏作用。环境气氛可以影响 钾的层间化合物的稳定性，在800℃以下的氧化气氛中 (如含c众10%的高炉煤气)，石墨钾容易分解，将含钾 的焦炭在较高温度(1200℃以上)下维持相当时间，即 可使钾逸出。 (3)对焦炭结构的影响。焦炭与COZ反应过程中， 钾、钠的催化作用使表面反应增强，因此焦炭气孔壁 的减薄程度加剧。钾、钠还使焦炭光学组织中的各向异 性组分反应率有较大的增加，而光学各向同性组织的 反应速度增长不多。 (4)对反应后强度的影响。钾、钠虽然对焦炭与 coZ的反应起催化作用，但在同一反应程度下，强度并 不因钾、钠的存在而下降更多，这是因为催化作用虽 然增强了焦炭的表层反应，却减轻了焦炭的内部反应。 但在相同的反应时间内，碱金属能使反应程度加深，导 致块焦反应后强度明显下降。 (5)对高炉操作的不良影响。钾、钠对焦炭质量的 影响也会给高炉生产带来不良后果:焦炭与coZ反应 的开始温度降低，可导致高炉炼铁焦比升高由于焦 炭与c仇反应速度增加，焦炭在高炉中的降解失重加 剧，机械强度和块度急剧下降，导致焦炭在高炉下部 高温区过多粉化，影响高炉顺行钾、钠蒸气在高炉 上部与煤气中的C仇反应生成碳酸盐而析出这些碱 金属碳酸盐部分粘附在炉壁上，会侵蚀耐火材料，影 响高炉寿命。 提高焦炭抗碱能力的措施焦炭抗碱性间题是随 着碱含量较高的矿石的利用而逐渐突出的，因此提高 焦炭的抗碱能力必须从焦炭生产和高炉冶炼两方面同 时进行。(l)增加低挥发分煤在配合煤中的用量，降低 焦炭反应性，提高开始反应温度，从根本上缓解焦炭强 度在高炉内的过早恶化。(2)提高炼焦装炉煤的散密 度，使焦炭气孔壁厚度增加，从而提高抵伉c02的侵蚀 能力，提高焦炭反应后强度。(3)在炼焦配合煤中添加 一些c仇反应的抑制剂或在焦炭表面喷洒这种抑制 剂，以降低钾、钠对c仇反应的催化作用。曾以5102和 B必3作为抑制剂，进行提高焦炭抗碱性试验。试验表 明，添加0.5%的B:。3后，焦炭反应性可降低30一50%。 (4)减少碱金属在高炉内的循环，可以降低焦炭中的钾 钠富集量。降低高炉炉身上部温度可减缓焦炭在进入 软融带前发生过多的碳溶反应，从而使焦炭能承受更 剧烈的反应而不致使强度过早变差(见高炉焦)。 (傅永宁) jiao切Ln kangjianxlng 焦炭抗碱性(alkah:esistanc。of coke)焦炭在 高炉冶炼过程中抵抗碱金属及其盐类作用的能力。焦 炭本身的钾、钠等碱金属含量很低，约0.1一0.3% (质量)，如此少量的碱金属不足以对焦炭产生有害影 响。但是在高炉冶炼过程中，由矿石带入的大量钾和 钠，在高炉内形成液滴或蒸气，造成碱的循环，并富 集在焦炭中，使炉内焦炭的钾、钠含量远比入炉焦为 高，可高达3%以上，这就足以对焦炭产生有害影响。 在高碱负荷的高炉中，这种影响更为严重，因此扰碱 性是对高炉焦的一个特殊要求。 钾、钠对焦炭质量的影响钾、钠对焦炭反应性、 焦炭机械强度和焦炭结构均会产生有害的影响，以致 危害高炉操作。 (1)对焦炭反应性的影响。钾、钠对焦炭与C仇反 应有催化作用。一般情况下，钾、钠在焦炭中每增加0.3 ~0.5%，焦炭与cq的反应速度约提高10~巧%。钾、 钠还可降低焦炭与c仇反应的开始温度。含3%钾、钠 的焦炭比含0.1一0.3%钾、钠的焦炭的反应开始温度 约降低50~100℃。 (2)对机械强度的影响。钾、钠及其氧化物能渗入 焦炭的碳结构，形成石墨钾、石墨钠(如KC。、NaC:) 等层间化合物，使碳结构变形、开裂而导致焦炭机械 强度下降。用含钾5%左右的焦炭(相当于高炉炉腹部 位焦炭的含碱量)在氮气中加热至1 000℃，冷却后与 不含钾的焦炭对比，强度显著下降。这种焦炭在显微镜

工业成分分析：挥发分、固定碳、水分、灰分。

化学成分分析：碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分。

成分指标一般有：发热量（Qnet，ar）、全硫（St，d%）、灰分（Ad%）、挥发份（Vd%）、全水份（Mt%）、固定碳（Fc）、焦渣特征。

①挥发分。是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计要求，供煤挥发分的值变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃器出口，可能因烧坏喷燃器而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。

②灰分。灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。

③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。

④发热量。为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强，因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。

⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超过2.5%。