卢 财,赵俊梅,荣令坤,贾凤军,王 雄

(内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头 014010)

0 引 言

鄂尔多斯是我国重要的能源基地,其煤炭储量约占全国总储量的1/6,占内蒙古储量的1/2。目前开发的三大煤田煤层赋存稳定、瓦斯含量少、埋藏浅、煤层厚度大、煤层多、易开发,但煤种种类较多,各地区煤质差异较大,不同煤灰其灰熔融性差异较大[1]。煤在热转化过程中矿物质转变为灰分,而煤灰的熔融特性不仅是评价工业用煤的重要指标,也是煤灰结渣特性的重要参数,直接影响煤的气化[2-3],目前煤气化技术的关键是气流床气化[4]。气流床气化的共同特点是采用液态排渣,这就要求锅炉的操作温度要高于流动温度(FT),若操作温度低于流动温度,会导致锅炉排渣不畅,锅炉无法正常运行[5]。同时由于鄂尔多斯地区煤种差异性较大,无法确保原料煤的流动温度满足锅炉设计参数,因此研究灰的熔融特性对于实际生产意义重大,而煤灰成分又与煤灰的熔融特性密切相关[6]。

煤灰是一种极为复杂的物质,特别是高温下其矿物质组成和含量难以准确确定。目前先进的测试方法还未普及,因此各国学者通常把煤灰成分用 SiO2、 Al2O3、Fe2O3、CaO、 MgO、 K2O、 Na2O、TiO2、SO3和 P2O5表示[7]。 刘新兵等[8]认为,碱金属氧化物以游离形式存在时能显著降低煤灰熔融温度,但大多数煤灰中的K2O作为伊利石组成的一部分存在,而伊利石受热融化仍无K2O析出,对煤灰的助熔作用显著减小。Ryo等[9]研究土耳其褐煤的化学组成与煤灰熔……