煤炭检测设备浅谈煤炭灰熔融性
煤炭灰熔融性是评价动力煤和气化用煤的重要质量参数。一般采用4个特征温度来评价煤灰的熔融性:变形温度。软化温度。半球温度。流动温度。其中在实际应用中较多的依次是软化温度,流动温度,变形温度。
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方法简介
将煤灰制成一定尺寸的三角锥,在一定的气体介质中,以一定的升温速度加热,观察灰锥在受热过程中的形态变化
观测并记录它的四个特征熔融温度:
变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
试剂和材料
1、氧化镁:工业品,研细致粒度小于0.1mm
2、糊精:化学纯,配成100g/L溶液。
3、碳物质:灰分低于15%,粒度小于1mm的无烟煤、石墨或其他碳物质。
4、参比灰:含三氧化二铁20%-30%的煤灰
预先在强还原性(100%的氢气或一氧化碳或它们与惰性气体的混合物构成的气氛弱还原性和氧化性气氛中分别测出其熔融特征温度)
在例常测定中以作为参比物来坚定实验气氛性质。
5、二氧化碳
6、氢气或一氧化碳。
7、刚玉舟:耐温1500℃以上,能盛足够的碳物质。
8、灰锥托板:在1500℃下不变形,不与灰锥作用,不吸收灰样,灰锥托板可购置
仪器和设备
1、高温炉:凡满足下列条件的高温炉都可使用:
①能加热到1500℃以上
②有足够的恒温带
③能按规定的程序加热
④炉内气氛可控制为还原性和氧化性
⑤能在实验过程中观察试样形态变化
2、铂铑—铂热电偶及高温计:
测量范围0—1500℃,最小分度5ºk,加气密刚玉保护管使用。
3、灰锥模子:
有对称的两个半块构成的黄铜或不锈钢制品。
4、灰锥托板模:
由模座、垫片和顶板三部分构成,用硬木或其他坚硬材料制做。
5、常量气体分析器1904 型,可测一氧化碳、二氧化碳和氧气含量。
试验条件
1、试样形状和尺寸:
试样为三角锥体,高20mm,底为边长7mm的正三角形,锥体的一侧面垂直于底面。
2、试验气氛及其控制
弱还原性气氛,可用下述两种方法之一控制:
a、炉内通过(50±10)%(V/V )的氢气和(50±10)%(V/V)的二氧化碳混合气体,或(40±5)%(V/V)的一氧化碳和(60±5)%(V/V)的二氧化碳混合气体。
b、炉内封入碳物质
②氧化性气氛,炉内不放任何含碳物质,并使空气自由流通。
试验步骤
1、灰的制备:
取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样,按GB212―91规定将其完全灰化,然后用玛瑙研钵研细至0.1mm以下。
2、灰锥的制做:
取2g煤灰放在瓷板或玻璃板上,用数滴糊精溶液润湿并调成可塑状,然后用小尖刀铲入灰锥模当中挤压成型,用小刀将模内灰锥小心地推至瓷板或玻璃上,于空气中风干或于60下干燥备用。
测定手续
1、在弱还原性气氛中测定
用糊精水溶液三2将少量氧化镁三1调成糊状,用它将灰锥固定在灰锥托板三8的三角坑内,并使灰锥垂直于底面的侧面与托板表面垂直。
将带灰锥的托板置于刚玉舟三7上,如用封碳法来产生弱还原性气氛,则预先在舟内放置足够的碳物质三3。
打开高温炉四1炉盖,将刚玉舟徐徐推入炉内,至灰锥位于高温带并紧邻电偶。
2、热端(相距2mm左右)
关上炉盖,开始加热并控制升温速度为:
900℃以下,15—20℃/min: 900℃以上,(5±1)℃/min
如果通气法产生弱还性气氛,则从开始通入氢气或一氧化碳和二氧化碳混合气体 通气速度以能避免空气渗入为准。随时观察灰锥的形态变化(高温下观察时,需戴上墨镜)
记录灰锥的四个熔融特征温度-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℃时断电,结束试验。
待炉子冷却后,取出刚玉舟,拿下托板,仔细检查其表面,如发现试样与托板作用,则另换一种托板重新试验。
注:(1)一般在刚玉舟中央放置石墨粉15-20g,两端放置无烟煤40-50g(对气疏刚玉管炉膛)或在刚玉舟中央放置石墨粉5-6g(对气密刚玉管炉壁)
(2)在氧化性气氛下测定 :
测定手续与1条相同,但刚玉舟内不放任何含碳物质,并使空气在炉内自由流通。
试验气氛性质的检查
定期或不定期地用下述方法之一查炉内气氛性质:
1、参比灰锥法:
用参比灰三制成灰锥并测定其熔融特征温度(ST、HT和FT)如其实际测定值与弱还原性气氛的参比值相差不超过50℃,则证明炉内气氛内为弱还原性,如超过50℃,则根据它们与还原性或氧化性气氛下的参比值接近程序以及刚玉舟中碳物质的氧化情况来判断炉内气氛。
2、取气分析法:
用一根气密刚玉管从炉子高温以一定的温度(以不改变炉内气体组成为准,一般为6—7ml/min)取出气体并进行或成分分析,由在1000―1300℃范围内,还原性气体(一氧化碳、氢气和甲烷等)的体积百分含量为10%―70%,同时1100℃以下它们的总体积和二氧化碳的体积比不大于1:1,氧含量低于0.5%,则炉内气氛为弱还原性。
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。煤灰是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。
扩展资料
由于煤灰不是一个纯净物,它没有严格意义的熔点,衡量其熔融过程的温度变化,通常用三个特征温度,即变形温度(DT),软化温度(ST)、流动温度(FT)。这三个温度代表了煤灰在熔融过程中固相减少,液相渐多的三点,在工业上多用软化温度作为熔融性指标。
灰熔点和灰熔融性实际上只是叫法不同而已。煤灰熔融性温度的高低,直接关系到煤作为燃料和气化原料时的性能,煤灰熔融性温度低,煤灰容易结渣,增加了排渣内难度,尤其是固态排渣的锅炉和移动床的气化炉。煤灰熔融性温度要求较高,而煤灰熔点过高的煤又不易生成熔渣,因此煤炭的灰熔点指标很重要。
参考资料来源;百度百科--灰熔点
灰熔点指的是:
灰分熔点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,它与原料中灰分组成有关,灰分中三氧化二铝、二氧化硅含量高,灰熔点高。
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。灰分属于无机混合物,其成分影响它的熔点。接近熔点时开始变形、软化;达到熔点后开始熔化,灰分呈熔融状态,作液体状态流动。
影响灰熔点的因素:
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;含铁和碱金属的氧化物越多,灰的熔点越低;具有助熔作用的氧化钙以及燃料中的黄铁矿等越多,灰的熔点也会越低。
2、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。
3、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。
以上内容参考 百度百科— 灰熔点
煤炭的灰分的熔点与煤灰里的氧化铁,氧化铝和二氧化硅的含量有关,氧化铁的含量越高,煤灰的熔点就越低,氧化铝和二氧化硅的含量越高,煤灰的熔点就越高。在我国13个大型的煤炭生产基地(基本涵盖我国大部分的煤田)中,出产的煤灰的熔点大于1250度的有:
(1)晋北煤炭基地的平朔矿区出产的煤,煤灰中的氧化铝含量较高,在40%-48%之间,因此煤灰熔点为1450度以上。
(2)晋东基地的阳泉矿区出产的无烟煤,煤灰中的氧化铝和二氧化硅含量均很高,因此煤灰熔点在1500度以上。
(3)蒙东基地的霍林河矿区的深部煤层的煤,此处的煤炭的煤灰熔点为1250度-1450度之间,霍林河矿区比较特别,浅部煤层的煤炭煤灰熔点较低,在1100度-1250度之间,不符合楼主你的要求。而该基地的另一矿区铁法,煤灰熔点为平均1340度。双鸭山矿区的气煤,熔点为1350-1450度之间。
(4)河南基地的郑州矿区,煤炭煤灰的熔点多在1450度以上。
(5)鲁西基地的允州矿区,该矿区的西山组煤灰中的氧化铝含量较高,因此煤灰的熔点ST一般在1300度以上,而且有不少大于1500度。
(6)晋中基地的西山矿区,该矿区的煤炭的氧化铝含量非常高,在40%左右,因此煤灰的熔点一般大于1500度。
(7)两淮基地的淮南矿区和淮北矿区,淮南矿区的煤灰熔点ST多在1500度以上,而淮北矿区的煤灰熔点平均在1450度以上。
(8)冀中基地的开滦矿区,煤灰的熔点一般平均为1500度以上。而另一矿区峰峰,煤灰熔点多为1400-1500度之间。
扩展资料:
煤炭质量与熔点:
煤炭质量是指煤炭的物理、化学特性及其适用性,其主要指标有灰分、水分、硫分、发热量、挥发分、块煤限率、含矸率以及结焦性、粘结性等。
正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪、微机灰熔点测定仪、自动测氢仪、工业分析仪、快速灰化炉、微电脑粘结指数测定仪、奥亚膨胀度测定仪煤燃点测定仪、煤炭结渣性测定仪、活性炭测定仪等煤炭化验设备,可以测试出煤炭的不同指标,从而可以确定煤炭质量。
参考资料来源:百度百科 - 煤炭
参考资料来源:百度百科 - 熔点