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灰分熔點(diǎn)
固體燃料中的灰分
基本信息
| 中文名 | 灰熔點(diǎn) |
| 外文名 | Ash melting point |
| 拼音 | huī róng diǎn |
| 定義 | 灰分熔融時(shí)的溫度點(diǎn) |
| 屬性 | 知識，概念 |
展開(kāi)
主要類(lèi)型
煤炭
煤灰是各種礦物質(zhì)組成的混合物，沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，只有一個(gè)融化的范圍，煤灰熔融性又稱(chēng)灰熔點(diǎn)。
煤的灰熔點(diǎn)又叫煤灰熔融性，是在規定條件下得到的隨加熱溫度而變的煤灰（試樣）變形、軟化和流動(dòng)特征物理狀態(tài)，是動(dòng)力用煤和氣化用煤的一個(gè)重要的質(zhì)量指標，可以反映煤中礦物質(zhì)在鍋爐中的動(dòng)態(tài)，根據它可以預計鍋爐中的結渣和沾污作用。灰熔點(diǎn)與熱量沒(méi)有任何關(guān)系，它的高低與煤灰中鈣、鎂、鐵的含量高低有關(guān)，根據鍋爐的設計，有的根據灰熔點(diǎn)越高了越好，有的根據灰熔點(diǎn)越低了越好。
原料
原料灰熔點(diǎn)，是影響氣化操作的主要因素。灰熔點(diǎn)低的原料，氣化溫度不能維持太高，否則，由于灰渣的熔融、結塊，各處阻力不一，影響氣流均勻分布，碳層易結疤發(fā)亮，而且由于熔融結塊，還減少氣化劑接觸面積，不利于氣化，因此，灰熔點(diǎn)低的原料煤，適用在較低溫度下操作。
測量方式
灰熔點(diǎn)測定儀是用于測定煤炭熔融特性的儀器。該儀器以硅碳管為發(fā)熱元件，并配合可控硅調壓器進(jìn)行溫度控制。該儀器略加改裝后，可用來(lái)進(jìn)行煤的二氧化碳活性測定和其它熱處理。產(chǎn)品的特點(diǎn)：HR―4型為HR―3A型基礎上按國標（GB―210）對升溫速度的要求，增加自動(dòng)升溫控制功能，實(shí)現程控升溫，亦可根據用戶(hù)需要自動(dòng)設定升溫速度。HR―3A為數字顯示式溫度指示。配用鉑銠―鉑熱電偶進(jìn)行溫度測量。
1、硅碳管的電熱特性硅碳管的電阻最初隨溫度升高而逐漸減少，到300―400℃時(shí)電阻達最低值，然后隨爐溫的繼續升高，電阻又逐漸增大。 2、灰熔點(diǎn)測定儀的主要技術(shù)特性本儀器附合國家標準《煤灰熔融性測定方法》（GB210）所提出的四點(diǎn)技術(shù)要求。
技術(shù)要求：
（1）高溫恒溫帶長(cháng)約30mm（△t≤℃）；
（2）能比較準確地控制升溫速度（900℃以前20℃/min，900℃以后為5℃±1℃min）并在三個(gè)小時(shí)內加熱到1500℃；
（3）可用通氣法或封碳法來(lái)控制爐內氣氛為弱還原性，用空氣于爐內自由流通的方法來(lái)控制為氧化性氣氛；
（4）800℃以上，爐內試樣即清晰可見(jiàn)。
實(shí)驗室測定灰分熔點(diǎn)都采用對灰制錐體進(jìn)行加熱的方法。灰錐體由灰分在特殊的模子上壓制而成，它可以是等邊三角錐體，也可以是直角三角錐體。測定灰分熔點(diǎn)時(shí)，需將灰錐置于特殊的電路內加熱，使其置于半還原性的氣氛中，即錐體周?chē)臍怏w介質(zhì)應為半還原性的，亦即應含有相同體積的還原劑（一氧化碳，氫，甲烷）和氧化劑（二氧化碳，水蒸氣），并記錄以下四個(gè)溫度：
（1）變形溫度t1，即椎體尖端變圓或開(kāi)始傾斜時(shí)的溫度;
（2）軟化溫度t2，即錐體頂端由于彎曲而觸及錐底平面，或變成球形時(shí)的溫度；
（3）熔化溫度t3，即熔化成餅狀攤開(kāi)在墊片上時(shí)的溫度；
其中，（t2-t1）是軟化期，（t3-t2）是熔化期。各期的溫度范圍變動(dòng)于50~400℃之間，它在一定程度上可以表示灰分在不同溫度下的粘度特性，因為溫度間隔小，表示冷卻時(shí)灰分粘度迅速增大，冷凝較快，即使結渣也容易松散。通常t1-t2間的溫度間隔多在50-400℃之間，而當t1-t3=100~200℃時(shí)之渣稱(chēng)為短渣，大于此值者則稱(chēng)為長(cháng)渣。
計算公式
灰熔點(diǎn)計算公式如下：
灰熔點(diǎn)（軟化）
開(kāi)始變形溫度DT（deformation temperature）：錐頂尖端復圓或錐體開(kāi)始傾斜。
開(kāi)始軟化溫度ST（softening temperature）：錐尖變曲接觸到錐托或錐體變成 球形。
開(kāi)始熔融溫度FT（flow temperature）：看不到明顯形狀，平鋪于錐托之上。
影響因素
化學(xué)純的元素，一般都有比較穩定的各種物理和化學(xué)特性。灰分是包含很多化合物的混合物，因而熔點(diǎn)也大不相同。同一種燃料的灰分也會(huì )顯出不同的熔點(diǎn)即t2。總體來(lái)說(shuō)，影響灰分熔點(diǎn)的因素有以下幾點(diǎn):
（1）成分因素：灰分中各種不同成分的物質(zhì)含量及比例變化時(shí)，灰的熔點(diǎn)就不同，如灰中含二氧化硅和氧化鋁越多，灰的熔點(diǎn)就越高；含鐵和堿金屬的氧化物越多，灰的熔點(diǎn)越低；具有助熔作用的氧化鈣以及燃料中的黃鐵礦等越多，灰的熔點(diǎn)也會(huì )越低。
（2）介質(zhì)因素：與周邊介質(zhì)性質(zhì)改變有關(guān)，如當灰份與一氧化碳、氫等還原性氣體相遇時(shí)，其熔點(diǎn)會(huì )降低。
（3）濃度因素：當煤中含灰量不同時(shí)，熔點(diǎn)也會(huì )發(fā)生變化一般灰越多越低，這是由于各物質(zhì)之間有助熔作用。燃燒多灰的煤，因為灰中各成份在加熱過(guò)程中相互接觸頻繁，則產(chǎn)生化合、分解、助熔等作用的機會(huì )就增多，所以分濃度也是影響灰熔點(diǎn)的因素。
釋義
灰分熔點(diǎn)是固體燃料中的灰分，達到一定溫度以后，發(fā)生變形，軟化和熔融時(shí)的溫度。灰分是指燃料中不能燃燒也不揮發(fā)的物質(zhì)，它是反應燃料中無(wú)機物多少的參數，常用符號A表示。
分類(lèi)
按照熔點(diǎn)不同灰份可分為以下四類(lèi)：
1．低熔點(diǎn)灰分t2 < 1100℃；
2．中熔點(diǎn)灰分t 2 > 1100~1250℃；
3．較高熔點(diǎn)灰分t2 = 1250~ 1500℃；
4．高熔點(diǎn)灰分t2 > 1500℃；
常見(jiàn)灰分特點(diǎn)
煤灰分熔融性溫度低的小于1100攝氏度、高的大于1500攝氏度。一般說(shuō)來(lái)，小于1250攝氏度的煤灰可能結渣，小于1100攝氏度的煤灰容易結大渣，此時(shí)飛灰產(chǎn)生量小；熔點(diǎn)越高而不結渣的飛灰量越多。當然，就熔點(diǎn)高的煤灰而言。其灰分越多，飛灰也就越多；而灰分熔點(diǎn)越低的煤，其灰分含量越大，結渣越厲害，飛灰產(chǎn)生量可能反而會(huì )減少。當灰分熔為液體的液態(tài)排渣時(shí)也會(huì )大大減少煙塵排放量。
灰分是焦炭中所含的礦物雜質(zhì)（主要是多種氧化物的混合物）在燃燒過(guò)程中經(jīng)過(guò)高溫分解和氧化作用后生成的一些固體殘留物中各種氧化物的含量。大致成分w是：SiO2：40%一60%, Al2O3： 15% -35%, Fe203：5% -25%, Ca0： 1% -15%, MgO： 0.5% -8%,Na2O + K20： 1% -4%.
灰分是—種有害成分，它不僅能附著(zhù)于產(chǎn)品上，使產(chǎn)品質(zhì)量降低，還會(huì )在離通下形成低熔點(diǎn)化合物，導致粘窯和結圈，并對窯襯有腐蝕作用，造成窯襯損壞，給生產(chǎn)操作和設備維護帶來(lái)困難。
灰分的熔點(diǎn)是焦炭的一項重要技術(shù)指標，它與灰分的組成及窯內的氣氛有關(guān)，其波動(dòng)范圍大約在1000-1500℃之間。灰分的主要成分是SiO2,和Ai203,它們的熔點(diǎn)分別是I713℃和 2050℃；而灰分是多種氧化物的混合物，灰分熔點(diǎn)就是多種氧化物在受熱時(shí)形成共溶物的烙融溫度。一般說(shuō)來(lái)，含SiO2,和Ai203等酸性成分較多的灰分，其熔點(diǎn)較高；含Fe203、Ca0、MgO 及Na2O + K20等堿性成分多的灰分，其熔點(diǎn)較低。如以酸性成分與堿性成分之比[(SiO2+ Ai203)/（Fe203+ Ca0+MgO）]作為灰分的酸度，則酸度接近1時(shí)灰分熔點(diǎn)低，酸度大于5時(shí)，灰分熔點(diǎn)將超過(guò)1350℃。此外，灰分在還原性氣氛中的熔點(diǎn)比在氧化性的氣氛中高，二者相差約40-170℃。
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