新疆高鈣煤混燒對灰中含鈣礦物熔融特性影響

陳勝，于敦喜，吳建群，夏祎旻，王越明，徐明厚

（1 華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室，湖北武漢430074； 2 Southern Research,National Carbon Capture Center(NCCC),Wilsonville,AL 35186,USA；3Department of Chemical Engineering and Institute for Clean and Secure Energy,University of Utah,Salt Lake City,UT 84112,USA）

引 言

新疆是我國煤炭資源富集區，煤炭資源是新疆三大優勢能源資源（煤炭、石油、天然氣）之一，根據全國第三次煤炭資源預測與評價成果，新疆煤炭預測資源量2.19 萬億噸，占全國預測資源總量的近40%[1]。多數新疆煤具有高堿/堿土金屬含量的特點，導致新疆煤在鍋爐燃燒過程中存在嚴重的沾污結渣問題[2?3]，嚴重地制約其作為動力用煤的利用。

大量的研究表明添加吸附劑和混燒是降低煤粉結渣傾向的主要手段[2,4?5]，其中混燒技術主要是采用高硅鋁含量的燃料與新疆煤按照一定比例進行混合燃燒，通過提高灰熔點、促進硅鋁酸鹽對氣相產物的吸附和高硅鋁燃料灰的稀釋作用等方面達到降低煤沾污結渣傾向的目的?，F有針對混煤技術控制新疆煤沾污結渣的研究主要集中關注混煤過程硅鋁酸鹽對堿金屬的吸附作用或灰熔融特性的影響[6?7]，而對混燒過程煤中含鈣礦物等其他重要致渣礦物關注較少?，F場與實驗室的研究結果均表明新疆煤中較高的Ca 含量對新疆煤的高溫結渣具有重要貢獻[8?9]。因此缺乏對混煤燃燒含鈣礦物成灰特性（尤其是熔融特性的變化）的全面表征將會導致混煤技術對新疆煤結渣控制作用被高估。

崔育奎等[10]采用高硅鋁煤與高鈣新疆煤進行混燒時發現，隨著高硅鋁煤混燒比例增加，總灰熔點先降低后增加。Zeng 等[8]采用高嶺土與新疆高鈣煤進行混燒時也發現了相似的規律。學者們[10?12]采用純礦物或混煤實驗證明了來自高硅鋁煤或高嶺土中的硅鋁酸鹽會與煤中Ca發生交互反應，形成含鈣硅鋁酸鹽等低溫共熔體，從而降低灰熔點；而隨著高硅鋁煤或高嶺土的混配比例增加，高熔點礦物的稀釋作用會明顯提高灰熔點。但是現有研究并沒有對混燒前后含鈣礦物的熔融特性變化進行定量表征或針對含鈣礦物對灰熔融貢獻進行評價。此外，考慮到礦物熔融對結渣的影響同時受灰熔融和粒徑分布特性影響，因此對灰熔融特性和粒徑分布特性進行關聯性分析對結渣評價有重要的意義[13?14]。但是現有研究缺乏對混煤燃燒前后灰中含鈣礦物成分、粒徑分布和熔融特性進行關聯性分析。

針對現有研究中的不足，本研究采用計算機控制掃描電鏡（CCSEM）單顆粒分析技術與熱力學平衡計算結合的方法，對高硅鋁煤與高鈣新疆煤混燒前后含鈣礦物熔融特性變化進行定量表征，同時對熔融相粒徑分布特性進行分析，揭示高硅鋁煤與高鈣新疆煤混燒含鈣礦物成灰特性變化對結渣特性的影響規律。需要特殊說明的是，雖然新疆煤同時含有堿金屬或含鐵礦物等其他低灰熔點礦物，但是由于一方面前人對新疆煤中堿金屬和含鐵礦物對混煤灰熔融影響研究較充分，另一面新疆煤中Ca主要以有機結合態Ca形式存在，與傳統煤存在明顯差別，需要深入研究其轉化行為及對結渣的影響。因此為了更集中討論含鈣礦物的作用，本研究重點探討混煤燃燒過程含鈣礦物的轉化行為及對灰熔融的影響。

1 實 驗

1.1 燃料特性

本研究采用的新疆煤取自新疆哈密大南湖二礦，文中稱為EK 煤，混燒的高硅鋁煤取自新疆哈密大南湖一礦，文中稱為YK 煤。將兩種煤分別采用磨煤機進行研磨并篩分至粒徑為100 μm 以下。煤的工業分析、元素分析和低溫灰成分分析結果如表1 所示。由表中分析結果可知YK 煤具有非常高的灰含量及Si 和Al 含量，現場結果表明單燒YK 煤不存在沾污結渣問題。EK 煤具有高Na、Ca 和Fe 含量的特點，灰中CaO 含量更是高達21.64%，在實際燃燒過程中存在嚴重沾污結渣問題。本研究重點關注含鈣礦物的轉化行為及其對結渣的影響，因此采用CCSEM 分析[15]和逐級提取[16]結合的方式對燃料中無機鈣礦物成分和有機鈣含量進行半定量分析。結果如表2 所示，由分析結果可知YK 煤和EK 煤中CaO（如無特殊說明CaO 指化學成分）均主要以有機結合態形式存在，有機結合態Ca分別占總CaO 含量的72.23%和88.85%。

表1 燃料特性分析Table 1 Fuel properties

表2 原煤含鈣礦物分布特性Table 2 Distribution of Ca-bearing minerals in raw coal

1.2 實驗過程與條件

本燃燒實驗在高溫沉降爐中進行，沉降爐系統主要包括給粉系統、給氣系統、爐膛反應系統、溫度控制系統和取樣系統。微量給粉器中的煤粉通過一次風給入爐膛，與二次風混合后在爐膛中燃燒，燃燒后產生的總灰采用水冷取樣管進行收集，總灰進入水冷取樣管后被大流量的N2淬冷，最后在水冷取樣管出口被玻璃纖維濾筒收集，關于沉降爐和實驗過程的詳細介紹可參考前期研究結果[2,17]。

實驗所采用的燃燒氣氛為N2/O2=21/79（體積比），模擬空氣燃燒氣氛。爐膛溫度設置為1300℃，燃料包括YK 煤（YK100）、EK 煤（EK100）和YK 煤/EK 煤質量比分別為8/2（Y80E20）和6/4（Y60E40）的兩種混煤。所選取的兩種混煤比例主要參考新疆某電廠試驗的兩種混燒比例[11]，本研究結果將為該電廠混煤燃燒提供理論指導。

1.3 分析測試

采用CCSEM 對原煤和總灰的礦物成分、化學成分以及粒徑分布等物化特性進行分析。CCSEM 是一種基于單顆粒統計的分析技術，可獲得礦物單顆粒粒徑、化學成分和形狀特性等信息，按照一定的分類規則進行分類后可獲得礦物顆粒的礦物成分[18?19]。通過對大量礦物顆粒特性進行統計分析后可獲得礦物的粒徑分布、化學成分、礦物分布、元素的共生特性和各特性之間的關聯性，是一種能夠全面深入表征煤中和灰中礦物特性的測試分析手段[20?22]。關于CCSEM 分析詳細過程可參考前期的研究[23]。

為分析混煤燃燒對灰熔融特性的影響，采用熱力學平衡計算的方法對灰中液相比進行計算[24]。每次計算輸入為溫度、燃燒氣氛和CCSEM 測試的一個灰顆粒的化學成分，輸出為每個灰顆粒的液相比例和灰顆粒中各化學成分在液相中分布的百分比。熱力學平衡計算所需要的數據來自HSC6.0。采用單顆粒成分而非總灰成分作為熱力學平衡計算輸入條件是為了考慮煤燃燒過程不同礦物之間的交互作用差異，從而使熔融特性計算結果準確性更高?；趩晤w粒熔融比例可通過式（1）對總灰中CaO熔融比例進行計算。

式中，f為總灰中CaO熔融比例，fl為熱力學平衡計算灰顆粒中CaO 的液相比例，fCaO為CCSEM 分析灰顆粒中CaO含量，mi為灰顆粒的質量。

2 實驗結果與討論

2.1 CaO在灰中礦物分布特性

CaO（如無特殊說明指化學成分）在含鈣礦物中的分布如圖1 所示，總灰中檢測到的僅有含鈣硅鋁酸鹽（90%＞CaO＞5%且CaO+Al2O3+SiO2＞90%）和含鈣復雜硅鋁酸鹽（90%＞CaO＞5%且CaO+Al2O3+SiO2＜90%）兩種含鈣礦物，沒有檢測到CaO 礦物（CaO＞90%）的存在。說明在燃燒過程中CaO 均與其他礦物元素發生了明顯的交互反應。本團隊前期的研究結果[18]顯示以方解石形式存在的Ca 轉化產物主要為氧化鈣礦物（可達50%以上），與本研究結果對比說明有機結合態Ca 與其他礦物元素交互反應比方解石形態存在的Ca 明顯強得多。主要原因是新疆煤中有機結合態Ca高度分散在煤顆粒中，煤焦燃燒過程中有機結合態Ca 會以亞微米的CaO 礦物顆粒的形式析出附著在煤焦表面，隨著煤焦燃燒，內在礦逐漸暴露出來，與亞微米CaO 礦物顆粒發生交互反應或共融[16]。

圖1 CaO在含鈣礦物中的分布特性Fig.1 Distribution of CaO in Ca?bearing mineral

對YK 煤和EK 煤單燒以及混燒后CaO 在不同含鈣礦物中的分布進行計算，分析結果表明EK 煤總灰中約81%的CaO 分布在含鈣復雜硅鋁酸鹽中，僅有約19%的CaO 以含鈣硅鋁酸鹽的形式存在。但是在YK煤中，CaO主要以含鈣硅鋁酸鹽的形式存在（約77%），以含鈣復雜硅鋁酸鹽形式存在的CaO僅占約23%。說明含鈣礦物成灰特性不僅與煤中含鈣礦物成分和賦存形態有關，還與原煤中其他礦物成分相關。YK 煤中主要的內在礦物是高嶺土，有機結合態Ca 在燃燒過程中主要與高嶺土產物反應生成鈣長石等含鈣硅鋁酸鹽，而EK 煤中內在礦不僅有高嶺土，還存在白云石和黃鐵礦，因此有機結合態Ca會與這些內在礦物發生共融或交互反應，主要形成含Na2O、K2O 和Fe2O3的含鈣復雜硅鋁酸鹽。

為了進一步分析YK 煤和EK 煤灰中含鈣硅鋁酸鹽和含鈣復雜硅鋁酸鹽化學成分，將含鈣硅鋁酸鹽和含鈣復雜硅鋁酸鹽化學成分分別以SiO2?Al2O3?CaO 三 相 圖 和SiO2+Al2O3?MgO+Fe2O3+Na2O+K2O?CaO 三相圖進行表征，結果如圖2（a）、（c）和圖3（a）、（c）所示，由圖可以發現EK 煤灰和YK 煤灰中含鈣礦物化學成分存在差別，EK煤灰含鈣硅鋁酸鹽和含鈣復雜硅鋁酸鹽中CaO 主要分布在10%～40%區域，而YK 煤主要分布在5%～20%區域，僅有少量分布在20%以上區域，而對應的EK 煤灰中含鈣礦物中SiO2和Al2O3含量低于YK 煤灰。說明兩種煤中有機態Ca含量的差異，導致CaO 成灰后在含鈣硅鋁酸鹽和含鈣復雜硅鋁酸鹽中的分布比例存在差異。

動力系統作為水下航行器的“心臟”一直是國內外學者研究的重點對象. 近年來, 隨著減阻技術和結構優化的快速發展, 高性能艦船及水下航行器的速度得到大幅提升, 同時也對水下推進裝置提出了更高要求. 按照推進方式的不同可將水下兵器推進系統分為葉片式與噴射式兩種, 由于葉片在高轉速下會產生“空化”現象, 導致螺旋槳喪失部分推力, 推進效率嚴重降低, 同時也會造成葉片的空蝕損傷, 70 Knot也就成為采用螺旋槳推進方式的水下兵器不可逾越的速度極限[1].

對比EK 煤單燒總灰與混燒總灰CaO 在含鈣復雜硅鋁酸鹽和含鈣硅鋁酸鹽中的分布特性[圖1（b）、（c）]，可以發現隨著EK 煤混燒比例的降低，總灰中分布在含鈣復雜硅鋁酸鹽中CaO 比例降低，而分布在含鈣硅鋁酸鹽中的比例增加。CaO在不同礦物成分中分布比例的變化可能由混燒煤灰的稀釋作用和/或混煤燃燒礦物交互作用導致，采用理論計算值與測量值進行對比的方法探究混煤燃燒后兩種煤交互作用對CaO 在不同礦物中分布的影響，理論計算假設YK 煤和EK 煤混燒過程中沒有發生交互作用，通過線性疊加的方式可以計算CaO 在含鈣復雜硅鋁酸鹽和含鈣硅鋁酸鹽中的分布[8]，如式（2）所示：

圖2 含鈣硅鋁酸鹽SiO2?Al2O3?CaO三相圖Fig.2 Ternary phase diagram of SiO2?Al2O3?CaO in calcium?containing aluminosilicate

圖3 含鈣復雜硅鋁酸鹽SiO2+Al2O3-MgO+Fe2O3+Na2O+K2O-CaO三相圖Fig.3 Ternary phase diagram of SiO2+Al2O3-MgO+Fe2O3+Na2O+K2O-CaO in calcium?containing complex aluminosilicate

其中Y 代表YK 煤和EK 煤混燒灰中化學成分CaO在含鈣復雜硅鋁酸鹽或含鈣硅鋁酸鹽中分布百分比，xi代表混煤中YK 煤灰分比例，Yi代表YK 煤單燒時化學成分CaO 在含鈣復雜硅鋁酸鹽或含鈣硅鋁酸鹽中分布百分比，xj代表混煤中EK 煤灰分比例，Yj代表EK 煤單燒時化學成分CaO 在含鈣復雜硅鋁酸鹽或含鈣硅鋁酸鹽中分布百分比。

計算結果如圖1 所示，通過計算值與測量值的對比可知混燒后分布在含鈣復雜硅鋁酸鹽中的CaO計算值均小于實際值，而分布在含鈣硅鋁酸鹽中的CaO 計算值大于實際值。說明YK 煤與EK 煤交互作用會促進含鈣硅鋁酸鹽向含鈣復雜硅鋁酸鹽遷移。而圖2（b）和圖3（b）中礦物化學成分分析可以發現，相比EK 煤灰，混煤燃燒不僅導致CaO 向成分更復雜的含鈣復雜硅鋁酸鹽遷移，還導致混煤灰（以Y60E40 為例）中含鈣硅鋁酸鹽和含鈣復雜硅鋁酸鹽中CaO含量降低。

2.2 含鈣礦物熔融特性分析

含鈣礦物分析結果顯示YK 煤和EK 煤灰成灰特性存在明顯差別，混煤燃燒能明顯地改變煤灰礦物成分，說明混煤燃燒可能會導致含鈣礦物的熔融特性發生變化。圖4中總灰熔點分析進一步證明了YK煤和EK煤的灰熔融特性存在差別，EK煤灰熔點明顯低于YK 煤。與EK 煤灰相比，混煤燃燒能明顯提高煤灰熔點。但是基于灰熔點測試方法無法定量混煤燃燒對不同礦物元素熔融特性的影響。Wu等[24]的研究發現，采用CCSEM 分析與熱力學平衡計算結合的方式可以計算在爐膛燃燒氣氛下，不同礦物顆粒液相比例，很好地反映了燃料混燒過程礦物之間的交互作用對灰顆粒熔融傾向的影響。本研究采用相似的方法對礦物顆粒的液相進行計算，需要指出的是雖然煤灰中其他礦物元素（如Na 和Fe）對灰熔融也有明顯的影響，但是本研究重點關注含鈣礦物熔融特性。熱力學平衡計算結果如圖5所示。

圖4 總灰灰熔點Fig.4 Melting point of bulk ash

由圖5 可以發現不管是單煤燃燒還是混煤燃燒，灰中CaO 液相比例均在1100～1200℃時出現明顯的增加，該溫度接近爐膛出口溫度（約1000℃）。在1300℃條件下，YK煤灰中化學成分CaO熔融比例可達60%以上，EK煤灰更是達到了約85%。以上兩方面說明不管是對于硅鋁含量較高的YK 煤還是硅鋁含量較低的EK 煤，煤中有機結合鈣成灰后均對爐膛中煤灰熔融有重要的貢獻作用。在評價煤灰結渣行為時，含鈣礦物的熔融特性變化不可忽略。對比YK 煤灰和EK 煤灰中CaO 的液相比例，可以明顯地發現在不同的燃燒溫度條件下，EK 煤灰中CaO的液相比例均高于YK 煤灰。由表1 可知，YK 煤灰與EK 煤灰礦物成分存在明顯的差別，YK 煤中CaO主要分布在含鈣硅鋁酸鹽中（以鈣長石為主），而在EK 煤中，CaO 主要分布在含鈣復雜硅鋁酸鹽中。如圖3 所示，復雜硅鋁酸鹽中存在Na、K 和Fe 等元素，而Na+、K+和Fe2+等的存在能破壞硅鋁酸鹽之間結合鍵[25?26]，促進含鈣硅鋁酸鹽的熔融，如以鈣長石為代表的含鈣硅鋁酸鹽熔點為1100～1300℃，但是以CaO?FeO?SiO2和SiO2?CaO?Na2O 為主的硅鋁酸鹽共融體體系熔點可達1000℃以下。

對比EK 煤單燒與YK/EK 混燒煤灰中CaO 熔融液相比例，可以發現混燒煤灰中CaO 的液相比明顯低于EK 煤灰，說明YK 煤與EK 煤混燒有利于降低煤灰中CaO 的熔融比例，從而減少煤中含鈣礦物對煤灰結渣的貢獻。相比EK 煤灰，混燒煤灰中CaO熔融比例的變化主要來自兩方面，一方面來自YK煤中含鈣礦物的稀釋作用，由于YK 煤灰中含鈣礦物的熔融比例低于EK 煤，因此來自YK 煤的含鈣礦物會降低混煤灰中CaO 的液相比例；另一方面，YK煤與EK 煤混燒過程中有可能存在礦物之間的交互作用，導致混燒煤灰中含鈣礦物熔融特性發生變化，最終改變灰中CaO的液相比例。

圖5 總灰中CaO的液相比例Fig.5 Liquid phase ratio of CaO in bulk ash

為了評價YK 煤和EK 煤交互作用對含鈣礦物熔融特性的影響，假設YK 煤與EK 煤之間不存在交互作用，通過與式（2）相似的線性疊加方法計算出CaO 在混燒煤灰中理論液相比例，通過對比理論值與實驗值差異評價YK 和EK 煤之間交互作用對灰中CaO 液相比例的影響。當理論值低于實際值時，說明兩種煤的交互作用促進含鈣礦物熔融，增加CaO 液相比例，反之則兩種煤的交互作用抑制含鈣礦物熔融，降低CaO 液相比例。結果對比如圖5（b），由計算結果可以明顯地發現混燒后CaO 液相比例計算值均低于實際實驗值，說明YK 煤和EK 煤交互反應導致更高比例的礦物發生熔融；相比EK煤單燒，混煤燃燒灰中CaO 液相比例的降低主要源于YK 煤灰的稀釋作用。該結果說明了混煤燃燒過程，來自兩種燃料的無機礦物存在交互作用，相似的結論也在Dai 等[27]的研究發現。其交互反應機理可能有兩方面：（1）EK煤含有較高的堿金屬，在燃燒過程極易氣化形成堿金屬蒸氣，混燒過程中堿金屬蒸氣易于與YK 煤中的硅鋁酸鹽反應；（2）有機結合態Ca與內在礦發生交互反應后形成熔融顆粒，熔融顆粒在爐膛運動過程中可通過捕集來自YK 煤或EK 煤的小粒徑礦物顆粒，進一步發生交互反應[28]，導致包括CaO在內的其他礦物元素熔融比例增加。

2.3 熔融含鈣礦物隨粒徑分布特性

圖6 不同溫度條件下液相CaO在不同粒徑飛灰中的分布Fig.6 Distribution of CaO in liquid phase in fly ash with different particle sizes at different temperatures

煤灰沉積行為同時受灰熔融特性和灰的粒徑分布影響。通常細灰顆粒主要通過擴散機理（布朗運動，熱泳力和電泳力等）在換熱器表面沉積，而粗灰顆粒主要通過慣性碰撞機理在換熱器表面沉積[13,29]。因此需要進一步對液相CaO 在不同粒徑灰顆粒中的分布特性進行分析，結果如圖6 所示。根據本研究團隊前期的研究結果[16]，原煤中有機結合態Ca 經低溫灰化后粒徑僅有幾十納米，甚至幾納米，并且高度分散在煤基質中。而本研究中液相中的CaO 主要分布在含鈣硅鋁酸鹽和含鈣復雜硅鋁酸鹽中，由有機結合態Ca與其他礦物元素交互反應產生，分布峰值粒徑可達20 μm 以上。熔融含鈣礦物主要通過慣性碰撞機理在換熱器表面沉積。

對比不同溫度條件下液相CaO 在不同粒徑顆粒的分布特性，可以發現溫度較低條件下（900℃和1000℃），液相CaO 主要分布在50 μm 以下的灰顆粒(峰值為20 μm)。說明低熔點含鈣礦物主要集中分布在粒徑為50 μm 以下灰顆粒，這可能與堿金屬與含鈣礦物交互作用特性有關。如圖7 所示，由于較小粒徑的含鈣礦物具有更大的比表面積，氣化到煙氣中的堿金屬氣體更易于與粒徑較小的灰顆粒反應，導致小粒徑含鈣礦物中堿金屬含量較高，而堿金屬的存在能明顯地降低含鈣礦物的熔點[30]，即堿金屬在小粒徑含鈣礦物中的富集（圖7）導致了小粒徑含鈣礦物具有更低的熔點。在溫度為1100℃時，分布在50 μm 以上顆粒的液相CaO 開始明顯增加，主要原因是如鈣長石等含鈣硅鋁酸鹽的熔點通常為1100～1300℃。

對比YK 煤和EK 煤中液相CaO 在不同粒徑灰顆粒中的分布比例，可以發現低溫條件下YK 煤和EK 煤液相CaO 粒徑分布峰值位置沒有改變[圖6（a）、（b）]，但是EK 煤中液相CaO 比例明顯高于YK煤，主要原因是EK 煤中堿金屬含量明顯高于YK 煤（表1），堿金屬在EK 煤灰含鈣礦物中的富集程度更高（圖7）。同時也說明了新疆煤中，堿金屬是導致煤灰在水平煙道（溫度低于1000℃）沾污的主要原因。YK 煤和EK 煤混燒后，與EK 煤灰相比，混燒煤灰在低溫條件下液相CaO 隨粒徑分布特性沒有變化，但是液相CaO 比例明顯降低，主要原因是混燒煤灰中堿金屬含量低于EK煤。

高溫條件下，液相CaO 在灰中分布的峰值粒徑發生變化，主要原因可能是EK 煤灰含量較低，燃燒溫度高于YK 煤灰，因此煤焦破碎更明顯，導致成灰后含鈣礦物粒徑分布小于YK 煤灰。對比EK 煤灰，混燒后煤灰中液相CaO 在灰中分布粒徑增大。其中混燒40%EK 煤后，超過56%的液相CaO 來自EK煤，但是如圖6（c）～（e）所示，其灰中液相CaO 粒徑分 布 明 顯 大 于EK 煤 灰，在1300℃時[圖6（e）]，Y60E40 灰中液相CaO 粒徑分布更是與YK 煤灰中液相CaO 的粒徑分布相似。說明混燒較高比例EK煤后，礦物的交互反應有可能促進液相CaO 向粗粒徑灰顆粒遷移。這與2.1 節中混煤燃燒對含鈣礦物分布影響以及混煤燃燒對含鈣礦物熔融特性影響分析一致。考慮到熔融含鈣礦物在爐膛中主要以慣性碰撞機理在爐膛換熱器表面發生沉積，混煤燃燒后熔融含鈣礦物粒徑增大會導致灰顆粒碰撞效率增大，惡化爐膛結渣。同時考慮到混煤燃燒會促進含鈣礦物的熔融，可以合理推測，對于有機結合態Ca含量較高的新疆煤混燒高硅鋁煤，一方面高硅鋁煤的稀釋作用能降低爐膛結渣傾向，另一方面礦物之間交互作用會惡化含鈣礦物的結渣，因此在爐膛換熱器材料和流場沒有改變的條件下，有機鈣含量較高的新疆煤并不適合高比例的混燒。

圖7 堿金屬在不同粒徑含鈣礦物中的分布Fig.7 Distribution of alkali metals in calcium?containing minerals with different particle sizes

3 結 論

本研究采用CCSEM 單顆粒分析技術對高鈣新疆煤與高硅鋁煤混燒過程Ca 的遷移轉化規律進行分析，結合熱力學平衡計算，研究混煤燃燒過程含鈣礦物成灰特性的變化對其熔融特性的影響。在本實驗條件下獲得以下主要結論：

（1）新疆煤中有機結合態Ca極易于與煤中其他礦物元素發生交互反應，形成低溫共熔體，交互反應形成的含鈣礦物種類主要取決于煤中內在礦的成分。高鈣新疆煤與高硅鋁煤混燒過程中礦物發生交互作用，促進灰中含鈣硅鋁酸鹽向成分更復雜的硅鋁酸鹽（含Fe2O3或堿金屬）遷移。

（2）在高鈣新疆煤灰中，CaO 液相比例在1100℃開始明顯增加，在1300℃時，分布在液相中的CaO比例可達85%，對爐膛中煤灰熔融有重要的貢獻?；烀喝紵龑}礦物熔融特性影響有兩方面。一方面，來自高硅鋁煤中的高熔點礦物的稀釋作用會降低含鈣礦物熔融比例；另一方面，礦物之間的交互作用會促進含鈣礦物的熔融。

（3）混煤燃燒對熔融含鈣礦物粒徑分布的影響受溫度影響，900～1000℃時，混煤燃燒對熔融含鈣礦物粒徑分布沒有影響，熔融含鈣礦物粒徑分布與堿金屬粒徑分布有明顯相關性；1100～1300℃時，混煤燃燒導致熔融含鈣礦物向粗粒徑遷移，主要原因是混煤燃燒過程礦物之間的交互作用會導致熔融含鈣礦物粒徑增大。