恒温时间对煤灰熔体熔融行为的影响研究

在煤的气化过程中,煤灰中的无机组分短时间内会发生热解、团聚或结渣等行为,严重影响气化炉安全稳定运行。为探究煤灰停留在气化炉内的熔融过程和煤灰矿物转化行为,本文利用XRF、XRD、FTIR等测试方法和FactSage软件对不同温度和时间跨度处理后煤灰的化学组成、矿物组成、熔体结构进行了分析。结果表明:在1200、1300、1400℃条件下,当恒温时间由10 s逐渐增加至30 min时,煤灰中矿物种类均无明显变化,但SiO_(2)、CaO、SO_(3)占比有较大改变;矿物的非晶态物质随着温度的升高以及恒温时间的延长而增加;煤灰熔体结构由复杂的架状结构逐渐解聚为简单的环状、岛状等结构;煤灰黏度也随温度的升高逐渐降低,在达到转折温度1240℃后,温度与恒温时间对煤灰熔体熔融行为影响较小。

基于图像分析的煤灰高温流动试验研究

煤气化技术是实现煤炭高效清洁利用的核心方法,煤灰的高温流动性是维持气化炉稳定运行的关键因素。本研究设计了一种煤灰高温流动性测量方法,使用Kinovea软件分析2种不同灰渣类型的流动轨迹曲线,并利用XRD和FactSage软件对煤灰的矿物组成进行了分析。结果表明:煤灰在流动过程中,历经熔融-汇聚-拉伸-断裂后流到收集板上,固相矿物主要滞留在漏斗型基板中。与玻璃体渣HS煤相比,结晶型SX煤的起点温度高20℃,灰渣流动速率在1217℃明显降低,且快速流动温度区间短;这两种煤灰中的主要矿物为钙长石,在1148℃之前,SX煤中的固相含量较高,不利于煤灰的流动。在断裂温度下,SX煤的液相含量为92%,HS煤的液相含量为83%。