煤的结渣性测定知识点解说研究报告煤炭行业资料能源与动力工程.pdf

煤的结渣性测定 一、煤的结渣性测定的意义 煤的结渣性，实际上是指煤中矿物质在气化或燃烧过程中的结渣性能。在气化、燃 烧过程中，煤中的碳与氧反应，放出热量产生高温使煤中的灰分熔融成渣。渣的形成一 方面使气流分布不均匀，易产生风洞，造成局部过热，而给操作带来一定的困难，结渣 严重时还会导致停产；另一方面由于结渣后煤块被熔渣包裹，煤中碳未完全反应就排出 炉外，增加了碳的损失。为了使生产正常运行，避免结渣，往往通入适量的水蒸气，但 是水蒸气的通入会降低反应层的温度，使煤气质量及气化效率下降。在气化和燃烧时，煤灰熔融性较低的煤就常常容易结渣，影响气化过程的正常进行或造成锅炉的清炉困 难。有些煤灰熔融性较高的煤，由于煤灰黏度较小，也容易结渣。此外，高灰分煤在气 化或燃烧时则比低灰分煤容易结渣。因此，无论是气化或燃烧用煤，都要求采用不易结 渣或只轻度结渣的煤。而煤的结渣性指标，就是判断煤在气化或燃烧过程中是否容易结 渣的一个重要参数。二、煤的结渣性分级 煤的结渣性按下表进行分级。表煤的结渣性分级 序号 级别名称 结渣率范围(Clin),%1 弱结渣煤 20 40 2 中等结渣煤 45 77 三、煤的结渣性测定 1 方法提要 将36mm粒度的试样，装入特制的气化装置中，用同样粒度的木炭引燃，在规 定鼓风强度下使其气化(燃烧)，待试样燃尽后停止鼓风，冷却，称量和筛分，以大于6mm 的渣块质量百分数算出结渣率，表示煤的结渣性。2 相关术语 (1)结渣率 试样在规定的鼓风强度下进行气化，其灰分因受反应热的影响熔结成渣，其中大于 6mm粒度的渣块质量占总灰渣质量的百分数，称为该试样在此鼓风强度下的结渣率。(2)鼓风强度 试样在气化或燃烧时，空气通过炉栅截面的平均流速，以 m/s表示。(3)最大阻力 试样在气化或燃烧时，料层对气流产生的最大阻力。(4)反应时间 试样在气化或燃烧时，从点火开始到燃烧停止所经过的时间，以 min表示。3 仪器、设备和材料 (1)结渣性测定仪(2)鼓风机：风量不小于12m3/h，风压不小于49hPa(500mmH20)。(3)马弗炉：炉内加热室不小于下列尺寸：高140mm，宽200mm，深320mm。炉后壁或上壁应有排气孔，并配有温度控制器。化燃烧过程中煤中的碳与氧反应放出热量产生高温使煤中的灰分熔融成渣渣的形成一方面使气流分布不均匀易产生风洞造成局部过热而给操作带来一定的困难结渣严重时还会导致停产另一方面由于结渣后煤块被熔渣包裹煤中碳未完反应层的温度使煤气质量及气化效率下降在气化和燃烧时煤灰熔融性较低的煤就常常容易结渣影气化过程的正常进行或造成锅炉的清炉困难有些煤灰熔融性较高的煤由于煤灰黏度较小也容易结渣此外高灰分煤在气化或燃烧时则比低在气化或燃烧过程中是否容易结渣的一个重要参数二煤的结渣性分级煤的结渣性按下表进行分级表煤的结渣性分级序号级别名称结渣率范围弱结渣煤中等结渣煤三煤的结渣性测定方法提要将粒度的试样装入特制的气化装置中用同样(4)工业天平：最大称量1kg，感量0.01g。(5)振筛机：往复式，频率240 20min-1，振幅40 20mm。(6)圆孔筛：筛孔3mm和6mm，并配有筛盖和筛底。(7)U形压力计：可测量不小于49hPa(500mmH20)压差。(8)带孔小铁铲：面积100mm X100mm，边高20mm，底面有直径22.5mm 的 孔约100个(9)铁盘：用厚度11.5mm的铁板制成，尺寸不应小于下列规定：长 200mm，宽150mm，高40mm。盘底四角处有20mm高的垫脚。(10)木炭：无混入杂质的硬质木炭，粒度36mm。(11)石棉板：厚23mm。(12)小圆铁桶：容积400cm3。(13)铁漏斗：薄铁皮制成。大口直径120mm，小口直径45mm，长约120mm (14)板式毛刷1把。(15)搪瓷盘四个：长约300mm，宽约200mm，高约30mm。4 试样的制备 (1)按煤样制备方法的规定，制备粒度36mm空气干燥试样4kg左右(2)挥发分焦渣特征小于或等于3的煤样以及焦炭不需要经过破黏处理。(3)挥发分焦渣特征大于3的煤样，按下列方法进行破黏处理:将马弗炉预先升温到300 C 量取煤样800cm 3（同一鼓风强度重复测定用样量），放入铁盘内，摊平，使其厚 度不超过150mm。打开炉门，迅速将铁盘放入炉内，立即关闭炉门。待炉温回升到300 C以后，恒温30min。然后将温度调到350 C,并在此温度下 加热到挥发物化燃烧过程中煤中的碳与氧反应放出热量产生高温使煤中的灰分熔融成渣渣的形成一方面使气流分布不均匀易产生风洞造成局部过热而给操作带来一定的困难结渣严重时还会导致停产另一方面由于结渣后煤块被熔渣包裹煤中碳未完反应层的温度使煤气质量及气化效率下降在气化和燃烧时煤灰熔融性较低的煤就常常容易结渣影气化过程的正常进行或造成锅炉的清炉困难有些煤灰熔融性较高的煤由于煤灰黏度较小也容易结渣此外高灰分煤在气化或燃烧时则比低在气化或燃烧过程中是否容易结渣的一个重要参数二煤的结渣性分级煤的结渣性按下表进行分级表煤的结渣性分级序号级别名称结渣率范围弱结渣煤中等结渣煤三煤的结渣性测定方法提要将粒度的试样装入特制的气化装置中用同样逸完为止。打开炉门，取出铁盘，趁热用铁丝钩搅松煤样，并倒在振筛机上过筛。遇有大 于6mm的焦块时，轻轻压碎，使其全部通过 6mm筛子。取36mm粒度煤样备用。5 测定步骤 每个试样均在0.1，0.2和0.3m/s三种鼓风强度下分别进行重复测定（对应于0.1，0.2，0.3m/s流速的空气流量分别为2，4，6m 3/h）。进行测定时，第一次取400cm 3试样，并称量（称准到0.01g）。其后测定用的试 样质量与第一次相同。称取约15g木炭，放在带孔铁铲内，在电炉上加热至灼红。将称量后的试样倒入气化套内，摊平，放好垫圈装在空气室和烟气室之间，用 锁紧螺筒固紧。开动鼓风机、调节空气针形阀，使空气流量不超过 2m 3/h。再将铁漏斗放在仪 器顶盖位置处，把灼红的木炭倒在试样表面上，摊平。取下铁漏斗，拧紧顶盖，再仔细 调节空气流量，使其达到规定值。在鼓风强度为0.2和0.3m/s进行测定时，应先使风量在2m3/h下保持3min，然后再 调节到规定值。化燃烧过程中煤中的碳与氧反应放出热量产生高温使煤中的灰分熔融成渣渣的形成一方面使气流分布不均匀易产生风洞造成局部过热而给操作带来一定的困难结渣严重时还会导致停产另一方面由于结渣后煤块被熔渣包裹煤中碳未完反应层的温度使煤气质量及气化效率下降在气化和燃烧时煤灰熔融性较低的煤就常常容易结渣影气化过程的正常进行或造成锅炉的清炉困难有些煤灰熔融性较高的煤由于煤灰黏度较小也容易结渣此外高灰分煤在气化或燃烧时则比低在气化或燃烧过程中是否容易结渣的一个重要参数二煤的结渣性分级煤的结渣性按下表进行分级表煤的结渣性分级序号级别名称结渣率范围弱结渣煤中等结渣煤三煤的结渣性测定方法提要将粒度的试样装入特制的气化装置中用同样式中:Clin m i m 在测定过程中，随时观察空气流量是否偏离规定值，并及时调节，记录料层最 大阻力 从观测孔观察到试样燃尽后，关闭鼓风机，记录反应时间。冷却后取出全部灰渣，称其质量。将6mm筛子和筛底叠放在振筛机上，然后把称量后的灰渣移到 6mm筛子内,盖好筛盖。开动振筛机，振动30s，然后称出粒度大于6mm渣块的质量。6 结果计算 结渣率按下式计算:mi Clin 100 m 结渣率，%;粒度大于6 mm渣块的质量，g;总灰渣质量，g。7.重复性 每一试样按0.1，0.2，0.3m/s三种鼓风强度作重复性测定，两次重复测定结果的差 值不得超过5.0%(绝对值)8.测定记录和结果处理(1)结渣性测定记录，可参阅附录 A填写各项数据(2)计算两次重复测定的平均值。按数据修约规则修约到小数后一位 化燃烧过程中煤中的碳与氧反应放出热量产生高温使煤中的灰分熔融成渣渣的形成一方面使气流分布不均匀易产生风洞造成局部过热而给操作带来一定的困难结渣严重时还会导致停产另一方面由于结渣后煤块被熔渣包裹煤中碳未完反应层的温度使煤气质量及气化效率下降在气化和燃烧时煤灰熔融性较低的煤就常常容易结渣影气化过程的正常进行或造成锅炉的清炉困难有些煤灰熔融性较高的煤由于煤灰黏度较小也容易结渣此外高灰分煤在气化或燃烧时则比低在气化或燃烧过程中是否容易结渣的一个重要参数二煤的结渣性分级煤的结渣性按下表进行分级表煤的结渣性分级序号级别名称结渣率范围弱结渣煤中等结渣煤三煤的结渣性测定方法提要将粒度的试样装入特制的气化装置中用同样(3)在结渣性强度区域图上，以鼓风强度0.1,0.2,0.3m/s的平均结渣率绘制结 渣性曲线。化燃烧过程中煤中的碳与氧反应放出热量产生高温使煤中的灰分熔融成渣渣的形成一方面使气流分布不均匀易产生风洞造成局部过热而给操作带来一定的困难结渣严重时还会导致停产另一方面由于结渣后煤块被熔渣包裹煤中碳未完反应层的温度使煤气质量及气化效率下降在气化和燃烧时煤灰熔融性较低的煤就常常容易结渣影气化过程的正常进行或造成锅炉的清炉困难有些煤灰熔融性较高的煤由于煤灰黏度较小也容易结渣此外高灰分煤在气化或燃烧时则比低在气化或燃烧过程中是否容易结渣的一个重要参数二煤的结渣性分级煤的结渣性按下表进行分级表煤的结渣性分级序号级别名称结渣率范围弱结渣煤中等结渣煤三煤的结渣性测定方法提要将粒度的试样装入特制的气化装置中用同样