煤灰熔融溫度還原氣氛

21/22煤灰熔融溫度還原氣氛摘要煤炭作為21世紀(jì)最重要的化石能源，對(duì)其性質(zhì)的探討受到越來(lái)越多的關(guān)注。煤灰熔融性的測(cè)定對(duì)工業(yè)火電廠和氣化爐的造氣生產(chǎn)具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)用ＳDAＦ２0０0ｂ煤灰熔融性測(cè)定儀分別測(cè)定多種煤樣在氧化性氣氛和弱還原性氣氛下的灰熔點(diǎn)。它能對(duì)工業(yè)用煤排渣氣氛的控制、煤灰渣型的預(yù)測(cè)等等提供初步材料。結(jié)果表明，氣氛對(duì)煤灰熔融性的影響還是顯而易見的。因?yàn)槊夯抑需F元素的狀態(tài)不同，弱還原性氣氛下的煤灰熔融點(diǎn)比氧化氣氛下的熔融點(diǎn)低約1０~130℃左右。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，沒有進(jìn)一步分析煤質(zhì)礦物成分與灰熔點(diǎn)的關(guān)系。關(guān)鍵詞：煤灰,熔融溫度,還原氣氛AbｓtrａctＴhe２1stcenｔｕrｙ’smostimpoｒtaｎtfosｓｉleneｒgyiscoal，thestｕdyofthecoａlisattractiｎgmoｒeandmoreaｔtenｔion.Determｉｎaｔionoｆｉｎdustｒiａlｃoaｌashmeltiｎgisimｐｏrtaｎtfoｒｉndusｔｒiaｌｐｏweｒpｌantsandgasｉｆiergasificatiｏｎprodｕctioｎ.TｈisexprｉｍeｎtisundｅrSDＡF200０ｂｃoａlashmｅltｉngtester,ｒeｓpeｃtivelyavarietyｏｆｃoalsamplｅsundｅroxｉｄizｉngatｍoｓｐhereandweaｋreduｃingaｔmoｓphｅｒeｏfａshmｅlｔinｇpoint．Itcａnpｒovidesomｅａdvicｅｏfindusｔｒialcoalａt(yī)moｓphereandcｏaltyｐeａshmaterials。Reｓultｓshoｗthａt(yī)theａt(yī)mｏsｐｈereoｆtheｉmpａctｏfｃoａlaｓhmeltingisobvious。Becａｕsetheａｓhiｒoｎsｔatuｓisdｉｆfeｒenｔ，tｈeｗeakreducingatmosｐherｅoｆcoaｌashmeltinｇpｏｉntloweｒtｈanthｅmｅｌtingpointundｅｒoxidizingａt(yī)moｓphereabｏut10~130℃.Dueｔｏtheliｍitaｔiｏnofexｐerimentａlcoｎditiｏns,nｏfurｔhｅranalysiｓwithashmeltingｐｏintｃｏａlmiｎerａｌｃomｐositionrｅｌatiｏnｓhip.Ｋeyword:coalash，fｕsionｔempｅrature，reductｉveatｍosphere；第一章緒論1。1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述現(xiàn)今測(cè)煤灰熔融性的方法主要有直接測(cè)定法和間接測(cè)定法兩種,直接測(cè)定煤灰熔融性的方法又分為灰錐法和熱顯微鏡法.煤灰熔融性溫度測(cè)試一般有三種氣氛：弱還原性氣氛，強(qiáng)還原性氣氛和氧化性氣氛，常用的氣氛是弱還原性氣氛。煤灰的熔融性溫度受氣氛的影響最為顯著,特別是含鐵量大的煤灰更為明顯。主要是由于煤灰中鐵在不同性質(zhì)氣氛中有不同形態(tài),并進(jìn)一步產(chǎn)生低熔融性的共熔體所致。我國(guó)煤儲(chǔ)量豐富,據(jù)煤炭資源普查結(jié)果顯示，我國(guó)低灰熔點(diǎn)煤占煤炭總量的1/3左右，燃用這類低灰熔點(diǎn)的煤易造成電站鍋爐嚴(yán)重的結(jié)渣、腐蝕等問題。而像淮南煤那樣的高灰熔點(diǎn)的煤（1６0０℃左右)也占很大的一部分比例,不適合液態(tài)排渣工藝溫度要求(1380℃左右)。為了更合理、經(jīng)濟(jì)地利用我國(guó)的煤炭資源研究如何改變煤的灰熔融性已迫在眉睫。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出了一些可以改變煤灰熔融溫度的方法。對(duì)于煤灰熔融性的影響因素主要有五個(gè)；一：測(cè)試氣氛性質(zhì)的影響，在弱還原性氣氛下，測(cè)定ＤT、SＴ、ＦＴ均小于氧化性氣氛下的測(cè)定值,且隨煤灰化學(xué)成分不同，二種氣氛之間的特征溫度差值也不同,大約在lO℃～１3０℃。當(dāng)煤灰中Fｅ2O3,含量較高時(shí)，會(huì)降低灰熔融性溫度，且在弱還原性氣氛下更為明顯。在強(qiáng)還原氣氛下，煤灰在熔融過程中的氧元素被大量還原.所剩絕大部分是金屬或非金屬單質(zhì)。其單質(zhì)的熔融溫度要高出其氧化物許多,這些在強(qiáng)還原氣氛下被還原出來(lái)的金屬單質(zhì)導(dǎo)致了煤灰熔融性溫度的升高。因此。強(qiáng)還原氣氛下的煤灰熔融性溫度均比氧化氣氛下高。差值在50~2００℃。在煤灰熔融性溫度測(cè)定時(shí),通常采用弱還原性氣氛，這是由于在工業(yè)窯爐的燃燒或氣化室中,一般都形成如CＯ、H2、CH４、CO2、O2為主要成分的弱還原性氣氛。二：煤灰成分的影響，煤灰熔融特性與化學(xué)組成的關(guān)系?；瘜W(xué)分析結(jié)果表明，煤灰由Ｓi0２、A1203、Fe203、CaO、MgO、Ｎａ20、K２０、TiO2：和SO3，等組分構(gòu)成。按照氧化物含量多少劃分。多數(shù)煤灰屬于硅鋁鐵鈣型，即煤灰的主要成分為Si02、A１20３、Ｆｅ203、CaO。Si02、A１2０3和Tｉ02屬于酸性組分，其含量越多，煤灰的熔融溫度就越高；Fe２0３、ＣaO、MgO、Na2O、K2O屬于堿性組分,其含量越多,煤灰的熔融溫度就越低.研究表明在酸性氧化物中,A１203，和TiO2:在煤灰中始終起提高熔融溫度的作用,而SiO2：的含量與煤灰熔融溫度似乎無(wú)明顯關(guān)系;堿性氧化物中的ＣａO和Ｆｅ20，，由于含量高。對(duì)煤灰熔融性的影響較之其它幾種組分更為顯著。CａO對(duì)煤灰有助熔作用,但與CaＯ本身含量和SiO２／Aｌ2０3比有關(guān)。Ｆe２０3的助熔效果與煤灰所處的氣氛性質(zhì)有關(guān)。在弱還原氣氛中,Ｆe203，以FeO的形態(tài)存在，與其它價(jià)態(tài)的鐵相比,FeO具有較強(qiáng)的助熔效果。如果煤灰中的CaO、堿金屬氧化物等助熔組分含量較高,且硅鋁比較高,在Fe203，含量較低時(shí),就能使煤灰熔融溫度很低；對(duì)于硅鋁比較低，且CaO、堿金屬氧化物等助熔組分含量也較低的煤灰，在Fｅ２03,含量較高時(shí),才能使其熔融溫度最低.煤灰熔融性與相平衡性質(zhì)的關(guān)系。在理論上，由相平衡關(guān)系可以得到煤灰成為液體時(shí)的最低溫度(液化溫度)、煤灰成為固體時(shí)的最高溫度（固化溫度）,以及在中問溫度時(shí)固相和液相的組成。利用相圖能夠預(yù)測(cè)氧化氣氛下各種礦物或添加劑對(duì)煤灰熔融性的影響,通常，煤灰中A1203含量越高，SiO２/Al2O３，比越低（即高嶺石含量越高），煤灰熔融溫度就越高。在煤灰中添加堿性礦物如方解石、白云石、黃鐵礦或菱鐵礦會(huì)使熔融溫度降低，但是如果煤灰中某一成分（如方解石)特別高,結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生例外的情況.相態(tài)變化預(yù)測(cè)煤灰的熔融行為.煤灰是由各種礦物質(zhì)組成的混合物，在高溫下熔融過程較復(fù)雜.在加熱過程中，煤灰中除各種礦物組分熔融外，礦物組分之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成新的無(wú)機(jī)成分:各礦物組分之間還會(huì)發(fā)生低溫共熔現(xiàn)象，從而影響煤灰的熔融特性。煤灰中各種礦物質(zhì)對(duì)Ｘ一射線的吸收或反射量是不同的,它不僅與礦物質(zhì)含量有關(guān),而且與礦物質(zhì)本身結(jié)晶性好壞、混合物中其它礦物的存在有關(guān),但對(duì)同種礦物質(zhì)其衍射強(qiáng)度的變化可近似反映含量的變化。三，停留時(shí)間對(duì)灰熔融性的影響,停留時(shí)問對(duì)灰熔融特性的影響是顯著的,例如神府灰樣在5分鐘停留時(shí)間下的FT與始終處于H2氣氛下的FＴ相差近3０0℃：大部分灰樣在15分鐘停留時(shí)間下的FＴ均比５分鐘下有所上升，但也有例外，F(xiàn)Ｔ出現(xiàn)下降；大部分灰樣在１5分鐘后的ＦT溫度低于始終處于Ｈ2氣氛下的ＦＴ。說明灰渣在強(qiáng)還原氣氛下的變化行為是一個(gè)漸進(jìn)的過程，長(zhǎng)時(shí)間處于H2氣氛下被還原的程度更深：對(duì)于Fe2O3，含量較高的灰樣，在短的停留時(shí)間內(nèi)影響十分顯著,而對(duì)于Ｆe２O３，含量較低的灰樣，停留時(shí)間的影響不明顯。四，強(qiáng)還原氣氛下助熔劑對(duì)灰熔融特性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于煤樣的普適性還有待研究.在強(qiáng)還原氣氛下，氧化鈣對(duì)淮北劉二礦灰樣仍然能起到較好的助熔作用，當(dāng)添加量在３0%—4０％的范圍內(nèi)時(shí)，灰熔融溫度Ｆr可以降低到132５0C左右,降幅達(dá)160℃左右;而當(dāng)添加量超過４０%后，熔融溫度又呈上升趨勢(shì)。由于氧化鈣添加量較大，.應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性因素。而在強(qiáng)還原氣氛下，氧化鐵幾乎沒有助熔作用，當(dāng)添加量達(dá)到30%時(shí)，灰熔融溫度將大幅上升，ＦT將超過1５00℃.可能是氧化鐵中的鐵元素被還原成為更低價(jià)態(tài)的鐵甚至鐵單質(zhì)，則使得灰熔融溫度上升。由于本實(shí)驗(yàn)只是針對(duì)淮北劉二礦灰樣,所以結(jié)論對(duì)我國(guó)煤種的普適性還有待于迸一步探討。五,強(qiáng)還原氣氛下混煤對(duì)灰熔融特性的影響在氧化氣氛，當(dāng)按照３0％烏蘭商業(yè)和70%寧夏靈武來(lái)配比時(shí),灰熔融溫度有一個(gè)最低點(diǎn)，F(xiàn)T約為１290。C，相比寧夏靈武灰樣的FＴ降低大約300。C,相比鳥蘭商業(yè)灰樣的FT降低210℃以上。在強(qiáng)還原氣氛Ｈ2下,當(dāng)兩種灰樣的配比以烏蘭商業(yè)計(jì)為20%～３0％的范嗣內(nèi)時(shí)，灰熔點(diǎn)下降到最低點(diǎn)，F(xiàn)T最低約為１310℃.相比寧復(fù)靈武灰樣在該氣氛下的FT降低約125℃．相比烏蘭商業(yè)灰樣降低19００C以上?；烀汉蟮幕胰廴跍囟鹊陀趦煞N原灰樣熔融溫度的情況。不同于以往混煤中呈單調(diào)下降，趨于較低熔點(diǎn)的趨勢(shì)，推測(cè)原因主要因?yàn)樵诨烀旱呐浔惹『脼槟骋槐壤龝r(shí)。兩種灰樣巾的礦物組分在高溫下形成了某種低溫共熔物,導(dǎo)致熔融溫度大幅下降。下面但就氣氛的影響來(lái)展開研究.氣氛對(duì)煤灰熔融性的影響在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中多有述及,試驗(yàn)氣氛是影響煤灰熔融性的主要因素,由于煤中的鐵在不同氣氛下狀態(tài)不同,弱還原性氣氛下的ＦeO熔點(diǎn)最低,且易與煤灰中的SｉO2形成低共熔體。所以煤灰在弱還原性氣氛中熔融溫度最低，在工業(yè)鍋爐的燃燒或氣化室中一般都形成由CＯ,H2，ＣH４,CO２，和O2為主要成分的弱還原性氣氛。所以在弱還原性氣氛中測(cè)得的數(shù)據(jù)更有意義，常作為煤的灰熔點(diǎn)。已往數(shù)據(jù)表明，當(dāng)灰中Fe0，含量達(dá)到15%以上時(shí)，氧化性氣氛下的軟化溫度和流動(dòng)溫度比弱還原性氣氛下的溫度高1０0~300℃。工業(yè)鍋爐的燃燒或氣化室一般都是弱還原性氣氛.１。２研究目的:煤炭作為三大化石能源之一,在中國(guó)重工業(yè)發(fā)展中起了重要的作用,隨著中國(guó)現(xiàn)代化步伐的加快，作為主要能源的煤炭,發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。伴隨著人口不斷增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，生活能源消費(fèi)總量和品種發(fā)生了重大變化，研究表明，由于經(jīng)濟(jì)總量的增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，煤炭消費(fèi)強(qiáng)度下降。目前化工行業(yè)的煤炭消費(fèi)主要集中在化肥生產(chǎn)和快速發(fā)展的煤化工產(chǎn)業(yè)?；噬a(chǎn)主要是以煤炭為原料生產(chǎn)合成氨,煤化工產(chǎn)業(yè)中煤炭轉(zhuǎn)化（煤炭氣化、液化，煤制油和煤制甲醇、烯烴等）是我國(guó)能源和煤炭清潔利用發(fā)展的主攻方向.預(yù)計(jì)到２020年，國(guó)內(nèi)煤炭需求量為269０41萬(wàn)噸.我國(guó)煤炭資源分布集中在"三西”,即山西、陜西及內(nèi)蒙西部.目前有6３%的煤炭要從”三西”調(diào)出,我國(guó)長(zhǎng)期存在北煤南運(yùn)、西煤東調(diào)的格局.煤炭的管道運(yùn)輸投資少、建設(shè)周期短、營(yíng)運(yùn)費(fèi)低、為全密閉輸送，不污染環(huán)境。水煤漿經(jīng)管道輸送到終端即可供用戶燃用,而且可長(zhǎng)期密閉儲(chǔ)存.在煤化工行業(yè)中,灰熔融性是影響煤的燃燒和氣化的重要因素,工業(yè)上對(duì)煤灰熔融性的要求各有不同,如固態(tài)排渣鍋爐和固定床氣化爐中一般使用高灰熔融性煤,液態(tài)排渣的鍋爐和氣化爐使用低灰熔融性煤,以免排渣困難。因此為了正確選擇氣化用煤和鍋爐用煤，須進(jìn)行煤灰熔融性的測(cè)定。常用的測(cè)定方法，是將煤灰與糊精混合，顰成灰錐,在高溫爐弱還原氣體介質(zhì)中加熱,分別測(cè)定灰熔融性變形溫度Td、軟化溫度Ts、半球溫度Th和流動(dòng)溫度TF。一般用Ｔｓ(℃)作為煤灰熔融性的主要指標(biāo)：小于或等于1100℃為易熔灰分,大于1100～12５0℃為低熔灰分，大于12５0~1500℃為高熔灰分，大于１500℃為難熔灰分。煤化工行業(yè)中氣化用料煤的灰熔點(diǎn)是所有氣化煤的一個(gè)重要指標(biāo),這一特點(diǎn)對(duì)焦渣的形成具有重要影響,因此在流化床氣化過程中灰熔點(diǎn)能部分反映形成焦渣的程度,然而對(duì)這方面的研究并不多，所以做氣氛對(duì)煤灰熔點(diǎn)影響的研究還是很有必要的。１。3研究主題簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)的課題是氣氛對(duì)煤灰熔融性的影響,計(jì)劃通過對(duì)五種不同的煤樣煤灰分別進(jìn)行氧化性氣氛和弱還原性氣氛的三個(gè)特征溫度進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),同一種煤種用三組相同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋萌N不同的煤進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證不同氣氛下對(duì)煤灰熔融性的一般規(guī)律。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)用煤和排渣方式提供初步的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。1.3.1研究方法：圖1—1測(cè)試儀煤灰有多種金屬氧化物組成，其在不同氣氛的熔融點(diǎn)不同主要是因?yàn)樗慕饘傺趸锏娜廴邳c(diǎn)不同，在弱還原性氣氛下的鐵以二價(jià)鐵（FeO）的狀態(tài)存在,氧化性氣氛下鐵變?yōu)?價(jià)鐵(Fe２O3），它們的熔融點(diǎn)不同，進(jìn)而引起灰熔融性的差異.這種差異在國(guó)內(nèi)外的研究中多有述及，本實(shí)驗(yàn)選取三種不同的煤樣,進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),來(lái)得出一般的結(jié)論。通過三種煤樣的平行性實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)出煤種四種特征溫度變化情況,對(duì)不同煤種進(jìn)行同一性性的實(shí)驗(yàn)，得出最終的結(jié)論。按照煤化學(xué)實(shí)驗(yàn)上煤灰熔融性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)方式，用快速灰化法來(lái)制作灰樣，待降到室溫之后利用模具制作灰錐，灰錐自然風(fēng)干后，分別用SＤAF2000b型灰融點(diǎn)測(cè)定爐來(lái)進(jìn)行氧化性氣氛和弱還原性氣氛的測(cè)定。通氣法產(chǎn)生氧化性氣氛，封碳法產(chǎn)生弱還原性氣氛，如用封碳法來(lái)產(chǎn)生弱還原性氣氛，預(yù)先在舟內(nèi)放置足夠量的碳物質(zhì).打開高溫爐爐蓋，將剛玉舟徐徐推入爐內(nèi)，使灰錐位置恰好處于高溫恒溫區(qū)的中央,將熱電偶插入爐內(nèi),使其頂端處于灰錐正上方5mm處,關(guān)上爐蓋，開始加熱并控制升溫速度為：90０℃以下時(shí),(1５～20℃/min)，90０℃以上時(shí)（5±1℃/min）.記錄灰錐的四個(gè)熔融特征溫度:變形溫度DT，軟化溫度ST，半球溫度HT，流動(dòng)溫度FT。待全部灰錐都達(dá)到流動(dòng)溫度或爐溫升至1500℃圖1—1測(cè)試儀1．３.2控制氣氛的方法控制氣氛的方法有2種：通氣法和封碳法。通常采用封碳法來(lái)控制試驗(yàn)氣氛。在調(diào)整氣氛前，要選擇含碳物質(zhì)的種類、粒度,根據(jù)所使用的剛玉管材質(zhì)來(lái)選擇碳物質(zhì)的大致數(shù)量，并確定碳物質(zhì)在爐內(nèi)的放置部位.國(guó)標(biāo)中以“注”的形式提供：一般在剛玉舟中央放置石墨粉１5～２0ｇ，兩端放置無(wú)煙煤40~５0g（氣疏高剛玉管爐膛）或在剛玉舟中央放置石墨粉５~6ｇ(氣密高剛玉管爐膛)。本實(shí)驗(yàn)使用的剛玉舟是氣密型的,所以應(yīng)該采用5～6ｇ的劑量，來(lái)加入石墨粉。這是一個(gè)大致的量,只能作為一個(gè)參考。在實(shí)際操作中，具體的封碳量要通過試驗(yàn)才能得到.在試驗(yàn)中,不同量的碳物質(zhì)在不同溫度下所生成的CO和CO2的體積不同，其組成在爐內(nèi)不是平衡狀態(tài),而是處于變化狀態(tài):2C+O2＝2CＯ２CO+O2=２ＣO２當(dāng)CO遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于CO2,氣氛性質(zhì)為強(qiáng)還原性，當(dāng)CO和CＯ2的體積比接近1：1,氣氛呈弱還原性，說明控制碳物質(zhì)的量，也就是對(duì)爐內(nèi)生成的。CO和CO2體積的控制。對(duì)任何一臺(tái)測(cè)定設(shè)備而言，調(diào)整氣氛時(shí)無(wú)論是增加還是減少碳物質(zhì)的量,灰錐的特征溫度升降都有一定的規(guī)律。有時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下出現(xiàn)失敗，是由于對(duì)氣氛的控制沒有到位，引起的最終結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。1。4實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)：實(shí)驗(yàn)氣氛是影響煤灰熔融溫度的主要因素。這是因?yàn)槊夯抑泻械蔫F在不同的氣氛中將以不同的價(jià)態(tài)出現(xiàn)：在氧化性介質(zhì)中它轉(zhuǎn)化變成三價(jià)鐵（Fe2O3）；在弱還原性介質(zhì)中,它將轉(zhuǎn)變成二價(jià)鐵(ＦeＯ)；在強(qiáng)還原性介質(zhì)中則將轉(zhuǎn)變成金屬鐵(Fe）.三者的熔點(diǎn)以FeＯ最低（1４20℃），F(xiàn)e2O３最高（1560℃),Ｆe居中（1535℃)，且ＦeO能與煤灰中的ＳiO2生成熔點(diǎn)更低的硅酸鹽及其低(共）熔混合物,所以煤灰在弱還原性氣氛中的熔融溫度最低.煤灰中含鐵量越高,氣氛的影響越大。當(dāng)灰中Ｆe２O3含量達(dá)到1５％以上時(shí)，氧化性氣氛下的軟化溫度(ST）和流動(dòng)溫度（FＴ）可能將比弱還原氣氛下的ST和FT高出１00～300℃.１．5實(shí)際意義：煤灰的熔融性是動(dòng)力用煤高溫特性的重要測(cè)定項(xiàng)目之一，是動(dòng)力用煤的重要指標(biāo)，它反映煤中礦物質(zhì)在鍋爐中燃燒時(shí)的變化動(dòng)態(tài).測(cè)定煤灰熔融性溫度在工業(yè)上的特別是火電廠中和氣化爐造氣生產(chǎn)中具有重要意義。其主要用途如下.可以提供鍋爐設(shè)計(jì)選擇爐膛出口煙溫和鍋爐安全運(yùn)行的依據(jù)；可以預(yù)測(cè)燃煤的結(jié)渣情況；可為不同鍋爐燃燒方式選擇燃煤;可判斷煤灰的渣型；可選擇合適的氣化設(shè)備。在幾個(gè)特征溫度中,軟化溫度用途較廣,一般都是根據(jù)它來(lái)選擇合適的燃燒或氣化設(shè)備,或根據(jù)燃燒和氣化設(shè)備類型來(lái)選擇具有合適軟化溫度的原料煤。例如，固態(tài)排渣燃燒或氣化爐，就要求使用灰的熔融溫度較高的煤，以ＳT〉1350℃為最好,ST>１２５0℃時(shí)也能滿足要求。否則爐內(nèi)就容易結(jié)渣，從而影響爐子正常操作或降低氣化質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成停爐事故,從液態(tài)排渣爐則要求使用熔融溫度低的煤.第二章實(shí)驗(yàn)裝置和注意事項(xiàng)2.1實(shí)驗(yàn)試劑和材料：２。1.1煤灰熔融性的測(cè)定需要如下試劑和材料。ａ糊精，化學(xué)純，配成100g/L溶液。b高碳物質(zhì)，灰分低于15％，粒度小于1mｍ的石墨、無(wú)煙煤或其他高碳物質(zhì)。ｃ剛玉舟,耐熱150０℃以上,能盛足夠量的高碳物質(zhì)。d灰錐托盤，在15００℃以下不變形，不與灰錐作用，不吸收灰樣；圖2－１灰錐模圖2-３剛玉舟圖2-３剛玉舟圖2-2灰錐托板四個(gè)特征溫度能在計(jì)算機(jī)判斷的基礎(chǔ)上，還可用人工進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;至少可以存儲(chǔ)2０0個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)圖片。另外此儀器一次可測(cè)定5個(gè)試樣,爐溫范圍為室溫~1520℃；控溫精度５℃；實(shí)驗(yàn)氣氛為弱還原性或氧化性；其大功率<6．5ｋW．2．1.2灰錐試樣要符合國(guó)標(biāo)要求由于傳熱，一般尺寸小、疏松、干的灰錐溫度易達(dá)到平衡,所以，其測(cè)值一般與尺寸大、緊密、濕灰錐的不同.為避免由此產(chǎn)生的誤差，國(guó)標(biāo)對(duì)試樣尺寸等作了嚴(yán)格規(guī)定?；义F高２0mm，底為等邊三角形，邊長(zhǎng)7ｍm.實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)灰錐模型長(zhǎng)期使用，因表面磨損，使模型變淺，導(dǎo)致灰錐變小。若出現(xiàn)上述情況，應(yīng)立即更換模型。其次，在做灰錐過程中。應(yīng)盡量做得緊密些，且做好的灰錐樣必須在空氣中自然風(fēng)干或6０℃下干燥后再用.2．１.3煤的灰化過程要嚴(yán)格首先，煤樣必須是不大于0．2mｍ的空氣干燥煤樣,煤樣灰化時(shí)灰皿中的煤樣應(yīng)保證少于0．15g/cｍ2并用慢速灰化法灼燒至恒重。否則,會(huì)因黃鐵礦氧化不完全和碳酸鹽分解不完全等原因使灰成分發(fā)生變化，導(dǎo)致結(jié)果也發(fā)生變化?；覙恿６却笮∫欢ㄒ弦竺夯伊６刃。缺砻娣e大,顆粒之間的接觸的幾率也高,同時(shí)，還具有較高的表面活化能,因此，同一種煤灰,粒度小的比粒度大的熔融性溫度高。灼燒恒重后的灰樣,應(yīng)研磨至不大于0．1mｍ。否則，過粗灰樣,制作的灰錐就疏松，其測(cè)值偏低。另外，過完灰樣的篩子必須清洗干燥后再過第２個(gè)灰樣,以防止灰樣污染影響測(cè)值。注意熱電偶端頭與灰錐間的距離熱電偶端頭距離灰錐應(yīng)為２ｍm左右.若太近,端頭可能與灰錐粘連,無(wú)法判斷其熔融溫度;若太遠(yuǎn)，端頭所測(cè)溫度與灰錐所在部位實(shí)際溫度不符,使結(jié)果不準(zhǔn)。用封碳法調(diào)試爐內(nèi)氣氛,碳物質(zhì)及量的選擇應(yīng)合適.一般氣疏型的,在剛玉舟中央放置石墨粉15g～２0g，兩端放置無(wú)煙煤４0g～50g氣密型的，放置石墨粉5g～６g。但在實(shí)際操作中，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)氣密剛玉管應(yīng)在剛玉舟中央放置石墨粉2０g～30g，才能調(diào)準(zhǔn)試驗(yàn)氣氛。由于石墨粉量大,高溫下爐膛內(nèi)煙霧過多而影響判斷.所以在用氣密剛玉管調(diào)試時(shí),應(yīng)加適量石墨粉和無(wú)煙煤，防止煙霧過多?；胰埸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)用ＳDＡF2000b煤灰熔融性測(cè)定儀,它能在氧化性氣氛或還原性氣氛下自動(dòng)測(cè)定煤灰熔融性，適用于科研、院校等部門，它采用獨(dú)特的控溫系統(tǒng)和先進(jìn)的CCD攝像技術(shù)，自動(dòng)完成煤灰熔融性測(cè)試；在放樣和測(cè)試過程中,均可清晰地觀看樣品，不需人工調(diào)整攝像頭；采用先進(jìn)的加熱器材和保溫材料，控溫準(zhǔn)確、故障率低；根據(jù)灰錐在受熱過程中形態(tài)的實(shí)時(shí)圖像，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(ＧB/T219)規(guī)定的方法能自動(dòng)判斷四個(gè)特征熔融溫度,即變形溫度（FT）、軟化溫度(SＴ）、半球溫度（HT)和流動(dòng)溫度(FT）；四個(gè)特征溫度能在計(jì)算機(jī)判斷的基礎(chǔ)上，還可以人工進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；能自動(dòng)存儲(chǔ)至少200個(gè)實(shí)驗(yàn)圖片,便于進(jìn)一步檢驗(yàn)和分析。2。2灰的制備2.2.1快速灰化法取粒度小于０。2mm的分析煤樣，按照測(cè)定灰分的方法，將煤樣置于瓷方皿內(nèi)，放入箱形電爐中，使溫度在30ｍiｎ內(nèi)逐漸升到５00℃，在此溫度下保持３０min,然后升至８１5±10℃，關(guān)閉爐門灼燒1h,使煤樣全部灰化,之后取出方皿冷卻至室溫,再將煤灰樣用瑪瑙缽研細(xì),使之粒度全部達(dá)到0。１mm以下。圖2—4馬弗爐圖2—4馬弗爐馬弗爐，爐殼用薄鋼板經(jīng)折邊焊接制成，環(huán)氧粉末靜電噴漆工藝,內(nèi)爐襯為硅耐火材料制成的矩形整體爐襯;電爐的爐門磚采用輕質(zhì)耐火材料，內(nèi)爐襯與爐殼之間的保溫層由耐火纖維、膨脹珍珠巖制品砌筑而成。電阻爐爐前面板和底角采用鑄鐵件、外殼采用冷板制作,外形平整,美觀不變形。爐門通過多級(jí)鉸鏈固定于箱體上。爐門鎖定是靠門把手自重，通過杠桿作用將爐門緊扣在爐口上。開啟時(shí)只需將手把往上提，待勾鎖脫鉤后往外拉開至電爐左側(cè)便可。爐后裝有可控?zé)焽?，為煤炭、化工原料及產(chǎn)品的化學(xué)分析,提供了方便。2.2．2制作灰錐灰錐的制做1～2g煤灰樣放在瓷板或玻璃板上,用數(shù)克糊精水溶液濕潤(rùn)并調(diào)成可塑狀,然后用小尖刀鏟入不銹鋼灰錐模中擠壓成高為20mm，底邊長(zhǎng)7mｍ的正三角形錐體,錐體的一個(gè)棱面垂直于底面。用小尖刀將模內(nèi)灰錐小心地推至瓷板或玻璃板上，放在空氣中干燥或放入60℃恒溫箱內(nèi)干燥后備用.圖2-5制作灰錐灰錐的放置位置圖2-5制作灰錐灰錐在爐膛的放置位置一定要符合國(guó)標(biāo)ＧB/T2１9的規(guī)定也即灰錐應(yīng)放在恒溫區(qū)并緊鄰熱電偶熱端2mm處.若太靠近，灰錐受熱變形后易與熱電偶熱端粘結(jié),不僅難以判定樣品的熔融溫度，還會(huì)沾污熱電偶外套管，影響其測(cè)定精度;若太靠遠(yuǎn),灰錐所在位置的溫度與熱電偶熱端所測(cè)溫度會(huì)存在一定誤差，從而影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度.2。2。3在弱還原性氣氛中測(cè)定用10％糊精水溶液將少量氧化鎂調(diào)成糊狀，用它將灰錐固定在灰錐托板的三角坑內(nèi),并使灰錐的垂直棱面垂直于托板表面。將帶灰錐的托板置于剛玉舟的凹槽內(nèi)，用封碳法來(lái)產(chǎn)生弱還原性氣氛，預(yù)先在舟內(nèi)放置足夠量的碳物質(zhì)。打開高溫爐爐蓋，將剛玉舟徐徐推入爐內(nèi),使灰錐位置恰好處于高溫恒溫區(qū)的中央,使其頂端處于灰錐正上方5mm處,關(guān)上爐蓋，開始加熱并控制升溫速度為：900℃以下時(shí),(1５～２0℃/miｎ),9００℃以上時(shí)(5±1℃/ｍin）。記錄灰錐的四個(gè)熔融特征溫度：變形溫度DT,軟化溫度ST,半球溫度HT，流動(dòng)溫度FT.待全部灰錐都達(dá)到流動(dòng)溫度或爐溫升至1５00℃時(shí)斷電，結(jié)束試驗(yàn)，待爐子冷卻后，取出剛玉舟，拿下托板,仔細(xì)檢查其表面，如發(fā)現(xiàn)試樣與托板作用,則需另?yè)Q一種托板重新試驗(yàn)。2．２。4在氧化性氣氛中測(cè)定類似于弱還原性氣氛測(cè)定的步奏,用通氣法產(chǎn)生氧化性氣氛。2.３灰融儀使用要求1、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀灰熔融性控制箱的電源應(yīng)在開始實(shí)驗(yàn)時(shí)再打開，做完實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)關(guān)閉,以免對(duì)爐體加熱元件造成損壞。２、在安裝或拆卸爐子時(shí)應(yīng)小心，勿損傷硅碳管，勿使?fàn)t體受強(qiáng)烈振動(dòng).3、儀器應(yīng)放在干燥、通風(fēng)的地方,不能在爐內(nèi)處理水分較高的物質(zhì).4、爐內(nèi)嚴(yán)禁通入氯氣,在用無(wú)煙煤控制氣體成分時(shí)勿用硫分高者。5、在安裝爐子時(shí)注意使硅碳管與剛玉舟、外套管之間有一定的空隙,因?yàn)樵诿夯胰廴谛詼y(cè)定中,爐內(nèi)有CO生成，同時(shí)碳化硅在氧氣不足時(shí)會(huì)按SiC+１。５O2=SiO2+CO反應(yīng)式氧化生而成ＣO2,這些CO在氧氣不足時(shí)會(huì)發(fā)生:2CO=CO2+C反應(yīng)而析出碳，析出之碳如沉積在硅碳管之螺紋帶縫隙處會(huì)形成短路而燒壞控制器，所以在硅碳管和剛玉舟、外套管之間應(yīng)留適當(dāng)?shù)目障妒构杼脊苤車３稚倭康目諝?將析出之碳燒掉并防止局部過熱。6、儀器背面有裸露高壓線，請(qǐng)勿觸摸.移動(dòng)儀器時(shí)，須先切斷電源。7、最大使用電流勿超過30Ａ。8、儀器須有良好接地。2.4灰融儀的實(shí)驗(yàn)操作（1）開啟儀器（2）接通儀器電源﹑計(jì)算機(jī)電源，啟動(dòng)測(cè)試程序。(３）放入樣品如果做弱還原性實(shí)驗(yàn),灰錐托板樣舟里須放置20克左右烘干水分的炭物質(zhì)（石墨和活性炭1：１混合物),并鋪平。打開高溫爐左側(cè)門及背景蓋板，將裝好灰錐的樣舟推入燃燒管內(nèi)至限位點(diǎn)，擺正(使灰錐圖象落在測(cè)控軟件圖象想框的中央?yún)^(qū)間內(nèi))。(4）開始實(shí)驗(yàn)在圖像框左上方的適當(dāng)位置按下鼠標(biāo)左鍵不放，然后拖動(dòng)鼠標(biāo)選擇適當(dāng)?shù)膱D象處理區(qū)域,點(diǎn)擊“氧化性實(shí)驗(yàn)”或“弱還原性實(shí)驗(yàn)”按鈕,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入測(cè)試狀態(tài).蓋上背景蓋(如做弱還原性，要將背景蓋旋至最里面,封閉通氣孔）關(guān)上儀器右側(cè)門。(５)實(shí)驗(yàn)過程：整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程由計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)控制，“爐溫欄”不斷顯示變化的爐溫。900℃以前,升溫速率為每分鐘15～20℃；９00℃以后為每分鐘４~6℃；當(dāng)爐溫達(dá)到９0０℃后,系統(tǒng)開始判斷灰錐的高度及形狀。實(shí)驗(yàn)過程中,不能移動(dòng)儀器,以免灰錐位置變化，最終影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.如果出現(xiàn)異常情況，請(qǐng)立即拔掉儀器的電氣插頭并拉下電閘實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示(6）當(dāng)灰錐圖象接近國(guó)標(biāo)GB∕T２19—199６“灰錐熔融性特征示意圖”所描述的性狀時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)報(bào)出灰錐的變形溫度﹑軟化溫度﹑半球溫度﹑流動(dòng)溫度,并顯示在數(shù)據(jù)欄中。第三章數(shù)據(jù)處理3.1煤灰熔融性煤灰熔融性是表征煤灰在一定條件下隨加熱溫度而變的灰樣變形、軟化、呈半球和流動(dòng)特征的物理狀態(tài).當(dāng)在規(guī)定條件下加熱煤灰試樣時(shí)，隨著溫度的升高,煤灰試樣會(huì)從局部熔融而擴(kuò)展到全部熔融并伴隨著產(chǎn)生一定特征的物理狀態(tài)——變形、軟化、半球和流動(dòng).眾所周知，煤灰是一種由硅、鋁、鐵、鈣和鎂等多種元素的氧化物、硫酸鹽以及其間構(gòu)成的復(fù)雜混合物,它沒有固定的熔點(diǎn),而只有一個(gè)熔化溫度的范圍.當(dāng)其加熱到一定溫度時(shí)就開始局部熔化,然后隨著溫度升高,熔化部分增加，到達(dá)某一溫度時(shí)全部熔化。這種逐漸熔化作用，使煤灰試樣產(chǎn)生變形.軟化、半球和流動(dòng)等特征物理狀態(tài).人們就以與這四個(gè)狀態(tài)相應(yīng)的溫度來(lái)表征煤灰的熔融性。3.2注意事項(xiàng)重復(fù)記錄灰錐的四個(gè)特征溫度（DT、ST、HT、ＦT）并全部化整到10℃報(bào)出。當(dāng)爐內(nèi)的溫度達(dá)到1500℃時(shí),灰錐尚未達(dá)到變形溫度，則該灰樣的測(cè)定溫度以DＴ、ST、HＴ、ＦＴ均高于1500℃報(bào)出。由于煤灰熔融性是在一定氣氛下測(cè)定的，測(cè)定結(jié)果應(yīng)標(biāo)明其測(cè)定時(shí)的氣氛性質(zhì)及控制方法。某些高熔點(diǎn)的煤灰(SＴ＞１40０℃)，在升溫過程中會(huì)出現(xiàn)在較低溫度下錐尖開始彎曲，然后變直，到一定溫度后又彎曲的現(xiàn)象。第一次彎曲往往不是由于灰錐局部融化，而是由于灰分失去結(jié)晶水而造成，故應(yīng)以第二次彎曲的溫度為DT.試樣的實(shí)際受熱溫度和熱電偶熱端的溫度之差是煤灰熔融性測(cè)定誤差的來(lái)源之一.為了使試樣和熱電偶熱端之間以及試樣之間在一個(gè)溫度梯度相當(dāng)小的區(qū)域內(nèi)受熱，要求爐子恒溫帶≥6０ｍm。3。2.1煤灰熔融性測(cè)試氣氛：（1）氧化性氣氛爐內(nèi)不放任何含碳物質(zhì)，并使空氣在爐內(nèi)自由流通。（2）弱還原性氣氛在爐內(nèi)剛玉舟中央放置石墨粉15～2０g，兩端放置無(wú)煙煤3０～40g(對(duì)氣疏的高剛玉管爐膛）；或在剛玉舟中央放置石墨粉5～６g（對(duì)氣密的高剛玉爐膛）。除了石墨和無(wú)煙煤外,還可根據(jù)具體條件封入木炭、焦炭或石油焦。他們的粒度、數(shù)量和放置部位視爐膛的大小、氣密程度和含碳物質(zhì)的具體性質(zhì)而適當(dāng)調(diào)整。3．2.2四種特征溫度判定變形溫度DT定義為灰錐尖開始變圓或彎曲的溫度。在判定ＤＴ時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):對(duì)某些高灰熔溫度灰(ST）1400℃，在受熱過程中會(huì)由于灰中某些成分的分解等反應(yīng)而出現(xiàn)錐尖微彎或在較低溫度下微彎，然后又變直,再變彎的現(xiàn)象，此時(shí)不應(yīng)判定為DT。對(duì)高熔融溫度灰而言,應(yīng)主要以錐尖或棱變圓為判定依據(jù)；錐尖傾斜但錐尖未變圓或未明顯彎曲，不應(yīng)判為DT。軟化溫度ＳＴ的定義為灰錐變形至下列情況時(shí)的溫度：椎體彎曲至錐尖觸及托板、灰錐變成球形（高度等于底廠)時(shí)的溫度。在測(cè)定ＳＴ時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在高度等于底長(zhǎng)的情況下，應(yīng)注意樣塊是否成球形.若此時(shí)樣塊的棱角分明,則不應(yīng)將此時(shí)的溫度記為SＴ;有時(shí)由于椎體向后傾斜而倒在托板上，使得從前面看去見到的是一個(gè)等邊三角形，此時(shí)雖然高度等于底長(zhǎng),但不可算做SＴ.遇到此類情況應(yīng)重新測(cè)定此樣品。半球溫度HT的定義為灰錐變形至近似半球（高度約等于底長(zhǎng)的一半)時(shí)的溫度.測(cè)定HT時(shí)應(yīng)注意:在高度等于底長(zhǎng)的一半的情況下，應(yīng)注意樣塊是否成半球形。若此時(shí)樣塊的棱角分明，則不應(yīng)將此時(shí)的溫度記為ＨT;有時(shí)由于椎體向后傾斜而倒在托板上，則此時(shí)即使樣塊的高度等于底長(zhǎng)的一半,也不應(yīng)將此時(shí)的溫度記為HＴ。流動(dòng)溫度ＦT的定義為灰錐融化成液態(tài)或展開成高度在1。5mm以上的薄層時(shí)的溫度.測(cè)定FT時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：判定FT時(shí)，應(yīng)以試樣在托板上“展開”為主要依據(jù).有的煤灰在高溫下會(huì)明顯縮小到接近消失，但不是“展開”成高度小于1.5ｍm狀態(tài),此種情況,不應(yīng)記為FT；當(dāng)可看到試樣上表面處有一道亮線時(shí)，試樣已融化成液態(tài)，應(yīng)判為FT;在ST之后,試樣展開成大于1。5ｍm的層，但表面有明顯的起伏或冒泡現(xiàn)象,以及試樣“驟然”躍落或消失，此時(shí)試樣已融化成液態(tài),應(yīng)判為FT。圖３—圖３—1灰錐熔融特征圖3．3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)共分析了5種煤樣的數(shù)據(jù),但是由于有些煤樣灰熔點(diǎn)過高，ＳＤＡF20００ｂ測(cè)試儀不能測(cè)出其具體溫度，均以1５20℃報(bào)出，所以舍棄。具體流程圖如下，平攤在坩堝里，緩緩?fù)迫腭R弗爐用0．2mｍ的篩子篩分煤樣選取實(shí)驗(yàn)煤樣平攤在坩堝里，緩緩?fù)迫腭R弗爐用0．2mｍ的篩子篩分煤樣選取實(shí)驗(yàn)煤樣用破碎機(jī)破碎選擇程序3，在馬弗爐中快速灰化選擇程序3，在馬弗爐中快速灰化取出檢查煤樣是否完全灰化，否則繼續(xù)灰化完全灰化的煤樣冷卻后待用灰樣放在坩堝內(nèi)，加入適量糊精利用模具做成灰錐，晾干待用干燥的灰錐放入灰錐托盤里，推入灰熔點(diǎn)測(cè)試儀調(diào)試實(shí)驗(yàn)氣氛，記錄數(shù)據(jù)圖３-2實(shí)驗(yàn)流程３.3.1鶴壁煤樣測(cè)試實(shí)驗(yàn)室選取鶴壁煤樣，按圖3-1所示流程進(jìn)行試驗(yàn)。所得氧化性氣氛數(shù)據(jù)如下:（氧)℃表３－１鶴壁煤會(huì)氧化性氣氛變形溫度（DT)軟化溫度(ＳT）半球溫度（HT）流動(dòng)溫度（ＦＴ）1２9714７4>1５2０〉15２０１3３0147９＞１５20＞１52０1100>152０＞15２0〉152０因?yàn)椋覦AF2000b灰熔點(diǎn)測(cè)試儀一旦試驗(yàn)溫度溫度大于15２0℃就以1520℃報(bào)出，而鶴壁煤灰熔點(diǎn)較高,所以不適合做對(duì)比試驗(yàn)，舍棄該數(shù)據(jù)。3.3．2義安煤樣測(cè)試實(shí)驗(yàn)室選取鶴壁煤樣,按圖3—1所示流程進(jìn)行試驗(yàn).所得氧化性氣氛數(shù)據(jù)如下：（氧）℃變形溫度(ＤＴ）軟化溫度(ST）半球溫度(HT）流動(dòng)溫度（FT)12９2１4７6>1５２0>15201327〉15２０>15２0〉1５2０130９>1520〉１52０>1520圖3—4義安煤灰氧化性實(shí)驗(yàn)其結(jié)果與鶴壁煤樣類似，灰熔點(diǎn)較高,所以不適合做對(duì)比試驗(yàn)，舍棄該數(shù)據(jù)。3。3。3神木煤樣測(cè)試實(shí)驗(yàn)室選取鶴壁煤樣，按圖3—1所示流程進(jìn)行試驗(yàn)。所測(cè)氧化性氣氛數(shù)據(jù)如下：（氧)℃變形溫度（DT）軟化溫度（ST)半球溫度（HT）流動(dòng)溫度(FＴ）121８12771301131212４４128913071３1912６312９113０713３1圖3-5神木煤灰氧化性實(shí)驗(yàn)可見其灰熔點(diǎn)均在可測(cè)范圍內(nèi),可以利用灰熔點(diǎn)的變化來(lái)判斷改變實(shí)驗(yàn)氣氛對(duì)其灰熔點(diǎn)的影響。調(diào)試實(shí)驗(yàn)氣氛為弱還原性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，弱還原性氣氛數(shù)據(jù)如下：（還)℃變形溫度(DT）軟化溫度（ＳＴ）半球溫度（ＨT）流動(dòng)溫度(ＦT）1１８1122012３912721204１2３512581282１1６71２0６12２７１266圖３—６神木煤灰還原性實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)，可得氧化性實(shí)驗(yàn)比弱還原性實(shí)驗(yàn)的灰熔點(diǎn)高約5０~4０℃，表明氣氛對(duì)灰熔點(diǎn)的顯著影響，結(jié)果符合了實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。左圖整合了三組數(shù)據(jù)，計(jì)算其平均值，并全部整化到10℃報(bào)出。其結(jié)果柱狀圖對(duì)比如右所示.圖3-7神木煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析圖3-7神木煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析3.3.４義馬煤樣測(cè)試實(shí)驗(yàn)室選取鶴壁煤樣，按圖3—1所示流程進(jìn)行試驗(yàn)。所得氧化性氣氛數(shù)據(jù)如下：（氧）℃變形溫度（DＴ)軟化溫度（ST）半球溫度（HＴ）流動(dòng)溫度(FT）１11７0１234１2371２48119812３６１23812511218123712４０1２６1圖3-７義馬煤灰氧化性實(shí)驗(yàn)可見其灰熔點(diǎn)均在可測(cè)范圍內(nèi)，可以利用灰熔點(diǎn)的變化來(lái)判斷改變實(shí)驗(yàn)氣氛對(duì)其灰熔點(diǎn)的影響.調(diào)試實(shí)驗(yàn)氣氛為弱還原性,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，弱還原性氣氛數(shù)據(jù)如下:（還）℃變形溫度（ＤＴ)軟化溫度(SＴ）半球溫度（HT）流動(dòng)溫度（ＦT）1１091１９５120512３0１12２12１21２161２4811０2１18７１19612２7圖3－9義馬煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析圖3-8義馬煤灰弱還原性實(shí)驗(yàn)?對(duì)比數(shù)據(jù)，可得氧化性實(shí)驗(yàn)比弱還原性實(shí)驗(yàn)的灰熔點(diǎn)高約９0～20℃,表明氣氛對(duì)灰熔點(diǎn)的顯著影響,結(jié)果符合了實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。左圖整合了三組數(shù)據(jù),計(jì)算其平均值，并全部整化到10℃報(bào)出。其結(jié)果柱狀圖對(duì)比如右圖3－9義馬煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析3。3.5禹州煤樣測(cè)試實(shí)驗(yàn)室選取禹州煤樣，按圖3—1所示流程進(jìn)行試驗(yàn)。所得氧化性氣氛數(shù)據(jù)如下：(氧）℃變形溫度(DT)軟化溫度（SＴ）半球溫度（ＨT）流動(dòng)溫度(FT)133３1359136７13801341136313７01382134313671３７41３8３圖3-1０禹州煤灰氧化性實(shí)驗(yàn)可見其灰熔點(diǎn)均在可測(cè)范圍內(nèi)，可以利用灰熔點(diǎn)的變化來(lái)判斷改變實(shí)驗(yàn)氣氛對(duì)其灰熔點(diǎn)的影響。調(diào)試實(shí)驗(yàn)氣氛為弱還原性,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),弱還原性氣氛數(shù)據(jù)如下：（還）℃變形溫度（ＤT）軟化溫度（ＳT)半球溫度（HT）流動(dòng)溫度（FT）13００1３2１133３1351１31１132６１33413４7130213１913401349圖３-１1禹州煤灰弱還原性實(shí)驗(yàn)圖3-12禹州煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析對(duì)比數(shù)據(jù),可得氧化性實(shí)驗(yàn)比弱還原性實(shí)驗(yàn)的灰熔點(diǎn)高約40~30℃，表明氣氛對(duì)灰熔點(diǎn)的顯著影響，結(jié)果符合了實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。左圖整合了三組數(shù)據(jù),計(jì)算其平均值，并全部整化到１0℃報(bào)出.其結(jié)果柱狀圖對(duì)比如上圖所示.圖3-12禹州煤對(duì)比數(shù)據(jù)分析３。４綜合分析三種可用煤樣的氧化性氣氛和弱還原性氣氛的灰熔點(diǎn)上表已列出。陜西神木是神府侏羅紀(jì)煤田的聚煤中心。全縣儲(chǔ)煤面積4500多平方公里，占總面積的60％，探明儲(chǔ)量5０0多億噸.煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,儲(chǔ)存穩(wěn)定，埋藏淺，易開采,煤質(zhì)優(yōu)良，屬特低灰、特低磷、特低硫、高發(fā)熱量、高揮發(fā)份弱粘或不粘長(zhǎng)焰優(yōu)質(zhì)動(dòng)力環(huán)保煤。煤的化學(xué)活性和熱穩(wěn)定性好，是動(dòng)力、氣化、液化、化工、建材、民用的理想用煤。主要指標(biāo)為:灰分4-10％,含硫０。3—０。8％,含磷０.002—0．3%，水分５—11%,揮發(fā)分30-38%，發(fā)熱量６00０(低位)—72０0大卡／kg。是很好的氣化用煤、化工用煤和動(dòng)力用煤，可制作活性炭、水煤漿等，廣泛應(yīng)用于化工和冶金,是高耗能工業(yè)(電石、碳化硅、鐵合金等產(chǎn)品）的理想原料.同時(shí)也是煉鋼工業(yè)高爐噴吹的理想原料.神木煤含硫量低，是減少大氣污染的首選煤種,現(xiàn)在北京市、上海、天津等政府為減少用煤?jiǎn)挝粚?duì)城市的污染，極力提倡各用煤?jiǎn)挝皇褂藐兾魃衲久海衲久罕辉絹?lái)越多的企事業(yè)單位所青睞,全國(guó)更多的城市也在極力推廣之中。神木煤的氧化性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比弱還原性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高約50~70℃。由于其軟化區(qū)間小，適宜用液態(tài)排渣。禹州礦區(qū)煤炭資源豐富,總儲(chǔ)量96億噸，其中,探明儲(chǔ)量４2億噸,保有量29．6億噸.禹州礦區(qū)煤組共劃分為８?jìng)€(gè)，含煤89層,煤系地層總厚7２9米，可采煤層有二、五、六，局部可采煤層有一、三、四、七,其余各煤層均不可采或偶爾可采。其中二煤組為中灰-低灰、特低灰－低磷之瘦煤,屬難偏中等可選,發(fā)生熱量在５500—7０00大卡/公斤,可作煉焦配煤用;三、四、五、六煤組為富灰、特低硫、低磷煤,分別為焦煤—肥焦煤，發(fā)熱量在450０—6０0０大卡／公斤，宜作動(dòng)力或民用煤。禹州煤的氧化性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比弱還原性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高約３0～40℃。由于其軟化區(qū)間小，適宜用液態(tài)排渣。義馬礦產(chǎn)資源豐富.主要特點(diǎn)是儲(chǔ)量大、品位高、品種多、埋藏淺、易于開采利用。現(xiàn)已探明煤炭總儲(chǔ)量達(dá)79億噸,素有“百里煤城”之稱，是我國(guó)的重要的能源基地之一。境內(nèi)的國(guó)有特大型煤炭企業(yè)義煤集團(tuán)公司是國(guó)家經(jīng)貿(mào)委確定的520家重點(diǎn)企業(yè)之一，義煤集團(tuán)所屬四大煤田之