煤灰流動性研究方法進展

顏婷珪，白 進，孔令學，代 鑫，李懷柱，郭振興，白宗慶，李 文

(1. 貴州大學 化學與化工學院，貴州 貴陽 550025；2. 中國科學院 山西煤炭化學研究所煤轉化國家重點實驗室，山西 太原 030001；3. 首鋼技術研究院，北京 100043；4. 綠色可循環鋼鐵流程北京市重點實驗室，北京 100043)

0 引 言

煤是有機質和無機礦物組成的復雜混合物，煤灰的高溫熔融性用于描述煤中無機礦物質轉化為灰渣后表現的固液相轉化行為，是氣化用煤和動力用煤的重要指標。早在工業革命前期，煤中無機礦物質被稱為煤炭中的“雜質”，因煤灰在斯托克爐中熔融集聚成大塊結渣限制了煤燃燒的速率，從而影響了成本和蒸汽產率[1-2]。隨著對煤轉化率和生產效率的要求進一步提高，煤的熱轉化過程更趨向于在高溫高壓的轉化器中進行，煤中礦物質在高溫條件下的性質變得更為復雜，尤其是液態排渣的燃燒爐和氣化爐中，煤中無機礦物質在高溫高壓下完全熔融以熔渣形式沿冷卻管壁流至氣化爐底部的渣池中，實現氣化爐液態排渣要求煤灰具有合適的熔融性和熔渣黏溫特性。另外，出于環境保護和資源利用的目的，煤的熱轉化設備也增加了配套的氣體產物凈化和飛灰回收等設備，為了改善由氣體中夾雜的飛灰導致的灰沉積等問題，對煤灰熔融性的調控提出了更高的要求[3]。因此，在現代氣化和燃燒工業生產中，需要對煤灰的熔融性和熔渣的黏溫特性進行綜合評價以篩選適用的煤種。

評價煤灰熔融性應用最廣泛的方法是煤灰熔融溫度測試，設計之初主要用于評價斯托克燃燒爐塊煤的結渣性能，后來也用于評價煤和其他固體燃料(生物質、固體廢棄物)的灰沉積性[1]。……