煤的結渣性測定方法
發布時間：2017-09-01
煤的結渣性是指煤在氣化或燃燒過程中，煤灰受熱軟化、熔融而結渣的性能的量度。以在規定條件下，一定粒度的煤樣燃燒后，大于6mm的渣塊占全部殘渣的質量百分數表示。
煤的結渣性是反應煤灰在氣化和燃燒過程中成渣的特性。
在氣化、燃燒過程中，煤中的碳與氧反應，放出熱量產生高溫使煤中的灰分熔融成渣。渣的形成一方面使氣流分布不均勻，易產生風洞，造成局部過熱，給操作帶來一定的困難，結渣嚴重時還會導致停產；另一方面由于結渣后煤塊被熔渣包裹，煤中碳未完全燃燒就排出爐外，增加了碳的損失。為了使生產正常運行，避免結渣，往往通入適量的水蒸氣，但這樣又會降低反應層的溫度，使煤氣質量和氣化效率下降。因此，煤的結渣性對于用煤單位和設計部門都是不可忽視的重要指標。煤的結渣性測定方法是模擬工業發生爐的氧化層反應條件。煤在氧化層的反應方程式如下：
C+O2→CO2+393.3Kj/mol
此時煤中的灰在反應所產生的高溫作用下發生軟化和局部熔融而結渣。實驗室以大于6mm的渣塊占總灰渣質量的百分數來評價煤的結渣性的強弱。
一、方法提要
將3～6mm粒度的試樣裝入特制的氣化裝置中，用木炭引燃，在規定鼓風強度下使其氣化(燃燒)。待試樣燃盡后停止鼓風，冷卻，將殘渣稱量和篩分，以大于6mm的渣塊質量百分數表示煤的結渣性。
二、試樣的制備
①按煤樣制備方法的規定，制備粒度為3～6mm的空氣干燥試樣4kg左右。
②揮發分焦渣特征小于或等于3的煤樣以及焦炭不需要經過破黏處理。
③揮發分焦渣特征大于3的煤，按下列方法進行破黏處理。
?將馬弗爐預先升溫到300℃。
?量取煤樣800cm3(同一鼓風強度重復測定用樣量)放人鐵盤內，攤平，使其厚度不超過鐵盤高的2/3。
?打開爐門，迅速將鐵盤放人爐內，立即關閉爐門。
?待爐溫回升到300℃以后，恒溫30min。然后將溫度調到350℃，并在此溫度下加熱到揮發物逸完為止。
?打開爐門，取出鐵盤，趁熱用鐵絲攪動煤樣，使之松動，并倒在振篩機上過篩。遇有大于6mm的焦塊時，輕輕壓碎，使其全部通過6mm篩子。取3～6mm粒度煤樣備用。
三、測定步驟
①取試樣400cm3，并稱量(稱準到0.01g)。
②將試樣倒人氣化套內，攤平，將墊圈裝在空氣室和煙氣室之間，用鎖緊螺筒固緊。
③稱取約15g木炭，放在帶孔鐵鏟內，在電爐上加熱至灼紅。
④開動鼓風機，調節空氣針形閥，使空氣流量不超過2m3/h。再將鐵漏斗放在儀器頂蓋位置處，把灼紅的木炭從頂部倒在試樣表面上，取下鐵漏斗，攤平，擰緊頂蓋，再仔細調節空氣流量，使其達到規定值，開始計時。
⑤在測定過程中，隨時觀察空氣流量是否偏離規定值，并及時調節，從與測壓孔相接的壓力計讀出料層最大阻力，并記錄。
⑥從觀測孔觀察到試樣燃盡后，關閉鼓風機。記錄反應時間。
⑦氣化套冷卻后取出全部灰渣，稱其質量。
⑧將6mm篩子和篩底疊放在振篩機上，然后把稱量后的灰渣全部轉移到6mm篩子上，蓋好篩蓋。
⑨開動振篩機，振動30s，然后稱出粒度大于6mm渣塊的質量。
⑩每個試樣在0.1m/s、0.2m/s和0.3m/s(相應于空氣流量分別為2m3/h、4m3/h、6m3/h)三種鼓風強度下分別進行重復測定。
以鼓風強度為0.2m/s和0.3m/s進行測定時，應先使風量在2m3/h下保持3min，然后再調節到規定值。
四、結果計算
結渣率按式計算：
式中C1in――結渣率，％，
m1――粒度大于6mm渣塊的質量，g；
m――總灰渣質量，g。
五、精密度
每一試樣按0.1m/s、0.2m/s、0.3m/s三種鼓風強度進行重復測定，兩次重復測定結果的差值不得超過±5.0％。
參考資料：煤質分析及煤化工產品檢測
