作者/來源:平,梁欽鋒,袁海平,龔 欣,劉海峰,郭曉鐳,代正華,許建良(華東理工大學煤氣化教育部重點實驗室,上海 200237) 日期: 2010-08-12 點擊率:1975
煤灰熔融性直接決定著煤炭氣化過程排渣方式的選擇,是氣化用煤的一項重要指標。氣流床煤氣化技術要求液態(tài)排渣,氣化爐的操作溫度需要隨著煤的灰融熔性溫度的變化進行調整。為了保證氣化爐內渣的流動性及順利排渣,一般要求氣化爐操作溫度高于流動溫度(FT)50℃左右。對于水冷壁內式氣化爐,還要求內壁形成適當厚度的渣層對水冷壁起到保護作用。因此,對于煤灰熔融性溫度的計算精度和測試準確性提出了更高的要求。
除了直接采用灰熔融性溫度儀測量之外,人們還采用建立數學模型來預測煤灰的灰熔融特性溫度,如三元相圖、神經網絡模擬、factsage熱力學軟件輔助預測灰熔融溫度、經驗公式等。其中用經驗公式預測灰熔融性溫度最簡單,學者們在研究煤灰成分與灰熔融特性溫度的關系基礎上,總結出一些預測灰熔融性溫度的經驗公式。
但是由于煤灰成分的復雜性和多樣性以及研究用煤種的局限性,這些經驗公式在具體應用中有時計算精度并不理想。目前還未有文獻對這些預測灰熔融性溫度經驗公式的準確性與適用性進行研究,本文依據62種具有代表性的煤樣實驗數據,檢測了這些經驗公式的準確性與適用性,并指出了其適用范圍,為選擇預測灰熔融溫度經驗公式提供參考。
1 測試數據及分析
1.1 灰熔融,陛溫度測定
將灰樣制成灰錐,按照GB/T219-2008規(guī)定的方法,使用長沙開元儀器有限公司生產的5E-AFⅡ型智能灰熔融性溫度測定儀,在弱還原性氣氛下測定其熔融特征溫度。
1.2 灰成分分析
根據GB212測定灰分方法制成(815±10)℃灰樣。采用日本島津制作所生產XRF-1800掃描型X射線熒光光譜儀分析灰成分。
1.3 數據分析
選用分布在我國寧夏、內蒙、山東、山西、云南、貴州等地區(qū)的無煙煤、煙煤、褐煤共62組煤灰熔融性溫度數據的測量值(弱還原性氣氛下)與經驗公式計算得到預測值進行了比較,其中20組數據為實驗室測量所得,其余數據從文獻[19-21]收集所得。表1為這些煤樣主要灰組成、酸堿比(x)以及FT的覆蓋范圍,表2為這些煤樣按照灰成分、x和硅鋁比(y)的分類。由表1、表2可見,所選煤樣具有較好的代表性,灰熔融性流動溫度范圍為1085℃~150....