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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 |
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主要類型
煤炭
煤灰是各種礦物質(zhì)組成的混合物，沒有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，只有一個(gè)融化的范圍，煤灰熔融性又稱灰熔點(diǎn)。
煤的灰熔點(diǎn)又叫煤灰熔融性，是在規(guī)定條件下得到的隨加熱溫度而變的煤灰（試樣）變形、軟化和流動特征物理狀態(tài)，是動力用煤和氣化用煤的一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)，可以反映煤中礦物質(zhì)在鍋爐中的動態(tài)，根據(jù)它可以預(yù)計(jì)鍋爐中的結(jié)渣和沾污作用。灰熔點(diǎn)與熱量沒有任何關(guān)系，它的高低與煤灰中鈣、鎂、鐵的含量高低有關(guān)，根據(jù)鍋爐的設(shè)計(jì)，有的根據(jù)灰熔點(diǎn)越高了越好，有的根據(jù)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(jié)塊，各處阻力不一，影響氣流均勻分布，碳層易結(jié)疤發(fā)亮，而且由于熔融結(jié)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(diào)壓器進(jìn)行溫度控制。該儀器略加改裝后，可用來進(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(chǔ)上按國標(biāo)（GB―210）對升溫速度的要求，增加自動升溫控制功能，實(shí)現(xiàn)程控升溫，亦可根據(jù)用戶需要自動設(shè)定升溫速度。HR―3A為數(shù)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(dá)最低值，然后隨爐溫的繼續(xù)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(biāo)準(zhǔn)《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）高溫恒溫帶長約30mm（△t≤℃）；
（2）能比較準(zhǔn)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(nèi)加熱到1500℃；
（3）可用通氣法或封碳法來控制爐內(nèi)氣氛為弱還原性，用空氣于爐內(nèi)自由流通的方法來控制為氧化性氣氛；
（4）800℃以上，爐內(nèi)試樣即清晰可見。
實(shí)驗(yàn)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(nèi)加熱，使其置于半還原性的氣氛中，即錐體周圍的氣體介質(zhì)應(yīng)為半還原性的，亦即應(yīng)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?yàn)闇囟乳g隔小，表示冷卻時(shí)灰分粘度迅速增大，冷凝較快，即使結(jié)渣也容易松散。通常t1-t2間的溫度間隔多在50-400℃之間，而當(dāng)t1-t3=100~200℃時(shí)之渣稱為短渣，大于此值者則稱為長渣。
計(jì)算公式
影響因素
化學(xué)純的元素，一般都有比較穩(wěn)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顯出不同的熔點(diǎn)即t2。總體來說，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)也會越低。
（2）介質(zhì)因素：與周邊介質(zhì)性質(zhì)改變有關(guān)，如當(dāng)灰份與一氧化碳、氫等還原性氣體相遇時(shí)，其熔點(diǎn)會降低。
（3）濃度因素：當(dāng)煤中含灰量不同時(shí)，熔點(diǎn)也會發(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?yàn)榛抑懈鞒煞菰诩訜徇^程中相互接觸頻繁，則產(chǎn)生化合、分解、助熔等作用的機(jī)會就增多，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(dá)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(yīng)燃料中無機(jī)物多少的參數(shù)，常用符號A表示。
分類
按照熔點(diǎn)不同灰份可分為以下四類：
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。一般說來，小于1250攝氏度的煤灰可能結(jié)渣，小于1100攝氏度的煤灰容易結(jié)大渣，此時(shí)飛灰產(chǎn)生量小；熔點(diǎn)越高而不結(jié)渣的飛灰量越多。當(dāng)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(jié)渣越厲害，飛灰產(chǎn)生量可能反而會減少。當(dāng)灰分熔為液體的液態(tài)排渣時(shí)也會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）在燃燒過程中經(jīng)過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，它不僅能附著于產(chǎn)品上，使產(chǎn)品質(zhì)量降低，還會在離通下形成低熔點(diǎn)化合物，導(dǎo)致粘窯和結(jié)圈，并對窯襯有腐蝕作用，造成窯襯損壞，給生產(chǎn)操作和設(shè)備維護(hù)帶來困難。
灰分的熔點(diǎn)是焦炭的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，它與灰分的組成及窯內(nèi)的氣氛有關(guān)，其波動范圍大約在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。一般說來，含SiO2,和Ai203等酸性成分較多的灰分，其熔點(diǎn)較高；含F(xiàn)e203、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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