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    技術文章

    微機灰熔點測定儀常見問題及維護方法

    灰熔點測定儀常見問題及維護方法

    1.影響煤灰熔融性的幾點要素:

    首先,煤樣必須是≤0.2mm的空氣干燥煤樣,灰化煤樣用灰皿中的煤樣應保證少于 0.15g/cm2并用慢速灰化法灼燒至恒重。否則,會因黃鐵礦氧化不完全和碳酸鹽分解不完全等原因,使灰成分發生變化,導致結果也發生變化。
    2.灰樣粒度一定要符合要求灼燒恒重后的灰樣,應研磨至≤0.1 mm,否則,過粗灰樣,制作的灰錐就疏松,其測值偏低。另外,過完灰樣的篩子必須清洗干燥后再過第 2個灰樣,以防止灰樣污染影響測值。
    3.注意熱電偶端頭與灰錐間的距離
    熱電偶端頭距離灰錐應為2mm左右。若太近,端頭可能與灰錐粘連,無法判斷其熔融溫度;若太遠,端頭所測溫度與灰錐所在部位實際溫度不符,使結果不準。
    4.碳物質及其量應合適用封碳法調試爐內氣氛,碳物質及量的選擇應合適。一般,氣疏型的,在剛玉舟中央放置石墨粉 15~20g,兩端放置無煙煤40~ 50g;氣密型的,放置石墨粉 5~6g。但在實際操作中,用國產氣密剛玉管放置石墨粉0~30g,才能調準試驗氣氛。由于石墨粉量大,高溫下爐膛內煙霧過多而影響判斷。所以,在用氣密剛玉管調試時,應加適量石墨粉和無煙煤,防止煙霧過多。
    5.嚴格控制升溫速度:
    900℃以前的升溫速度應嚴格控制在 15~ 20℃/min;900℃以后控制在 (5±1)℃/ min。因為煤灰熔融過程是一個灰樣從局部熔融到全部熔融的過程,而且爐熱傳遞,以及灰樣達到溫度均勻都需要一定時間。因此,測定時,升溫速度不能太快,測值偏高;但也不能太慢,會使試驗周期加長。
    6.硅碳管受熱均勻并有足夠的恒溫區:
    測定用的硅碳管一定要受熱均勻,且有足夠恒溫區,否則因硅碳管受熱不均,使有的部位溫度高。有的部位溫度低,所測溫度與爐膛中灰錐所在部位的實際溫度不符。使結果不準。
    7.避免主觀因素影響:
    目前,所測溫度大都是 目視判斷。而煤灰的4個特征熔融溫度主要是根據試樣形態變化判斷,尺寸變化只是個參考因素。因此,目視觀察有一定誤差。另外,由于煤灰為混合物,灰的組成不同,受熱時的形態變化也各異。有時還會產生一些特殊變化,如起泡、膨脹、縮小、彎曲又變直、突然消失等,給結果的判斷增加困難。實際上,標準中給的圖例,是一般圖例,試驗者應根據經驗正出確判斷溫度?,F在國內又生產出用攝像機并通過顯示屏觀察灰錐變化的儀器。這些顯示屏都有放大作用,判斷灰錐變化時,易產生誤差,所以一般不要從屏幕上觀看。如從屏幕上判斷,應在調試儀器時確定顯示屏上灰錐的放大比例,以便于觀察流動溫度時判斷高度。

    總之,測定煤灰熔融溫度過程中,每一個細節都很重要,且人為因素較多。試驗時一 定要認真、仔細、規范。

    8灰熔點.jpg

    2.煤灰熔融性的測定方法中四個熔點溫度解釋:

    煤灰熔融性的測定方法中四個熔點溫度:變形溫度(DT)軟化溫度(ST)半球溫度(HT)流動溫度(FT)
    1、變形溫度(DT)
    灰錐尖端或棱開始變圓或彎曲時的溫度
    2、軟化溫度(ST)
    灰錐彎曲至錐類觸及托板或灰錐變成球形時的溫度
    3、半球溫度(HT)
    灰錐形變近似半球形,即高約等于底長的一半時的溫度
    4、流動溫度(FT)
    灰錐熔化展開成高度在1.5mm以下的薄層時的溫度。

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    3.灰熔融性測定儀日常維護與保養:

    1 .樣品要足夠細 (0.1mm 以下 ) ;
    2 .制做灰錐時灰錐尖要保持完整;
    3 .灰錐粘貼時灰錐應與灰錐托板呈垂直狀態;粘好后的灰錐完全干燥后,才能投入實驗;
    4 .保持石英片、鏡頭等光路部件的清潔 ; 
    5 .為保正結果的準確性,可根據具體情況從數據庫所保存的圖像進行人工判斷;
    6 .高溫爐不宜長時間恒溫在極限溫度; 
    7 .硅碳管等元器件應定期更換 ;
    8 .因異常情況導致儀器不能正常工作時 , 應處理后再使用。

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    4.什么是灰熔點、灰的粘溫特性?這兩個指標對氣化操作條件有什么影響

    煤灰熔融性是動力和氣化用煤的重要指標。煤灰是由各種礦物質組成的混合物,沒有一個固定的熔點,只有一個熔化溫度的范圍。煤灰熔融性又稱灰熔點。煤的礦物質成分不同,煤的灰熔點比其某一單個成分灰熔點低?;胰埸c的測定方法常用角錐法、見GB219-74。將煤灰與糊精混合塑成三角錐體,放在高溫爐中加熱,根據灰錐形態變化確定DT(變形溫度)、ST(軟化溫度)和FT(熔化溫度)。一般用ST評定煤灰熔融性。
    粘溫特性是指煤的灰分在不同溫度下熔融時,液態灰所表現的流動性。
    煤灰的熔融性是與煤灰化學組成相關的一個重要指標,對煤的氣化和燃燒有很大影響。一般而言,煤灰中酸性組分 SiO2、Al2O3、TiO2 和堿性組分 Fe2O3、CaO、MgO、Na2O 等的比值越大,灰熔點越高。煤灰中鐵的化合價煤灰熔融性有很大的影響,在強氧化性氣氛下(鐵以三氧化二鐵的形式存在)或者在強還原性氣氛下(鐵以單質鐵的形式存在)會使灰的熔融點比半還原性條件下(鐵以氧化鐵的形式存在)高出許多,這是由于氧化鐵可與灰中的三氧化二鋁、二氧化硅生成一種低熔點的二價鐵、鋁的硅酸鹽。Shell 煤氣化屬熔渣、氣流床氣化,為保證氣化爐能順利排渣,氣化操作溫度要高于灰熔點 FT約 100~150℃。如果灰熔點過高,勢必要求提高氣化溫度,從而影響氣化爐的運行經濟性。 因此FT溫度低對氣化排渣有利。對高灰熔點的煤,一般可以通過添加助熔劑來改變煤的熔融特性,以保證氣化爐的正常運行。但其中一些組分超過一定的含量之后就會達到“飽和” ,如加入石灰石到一定量后,灰中氧化鈣占主導地位,反而會使煤灰熔點升高。
    灰渣粘溫特性差對裝置的影響
    1)激冷室積灰:
    由于粘溫特性差,液態渣在流動過程中隨著溫度的降低,黏度直線上升、灰渣流動性減弱,形成掛渣,堵塞了降管。再之渣口處氣流速度快,將黏度高的液態灰渣拉成玻璃絲狀,這種玻璃絲起著粘結劑作用,使細灰易粘結在激冷室內,給停爐后的清理工作帶來很大困難,使激冷室液位正??刂剖艿接绊?,嚴重時甚至導致串氣停車。
    2)灰水管線磨蝕加快
    粗渣細且有大量的玻璃絲,灰水中固含量增加,管線、閥門磨蝕加快,灰水界區頻繁磨漏,渣斗循環泵出口管線多次磨穿,有時不得不停車處理,嚴重影響生產穩定運行。
    3)爐磚損耗快:
    渣口處渣黏度大,不易流動,需提高爐溫來降低黏度。爐膛溫度高,爐壁渣黏度低,爐磚剝落快;渣口下渣黏度大,渣口或下降管易堵渣。
    4)有效工藝氣含量低:
    在灰渣從爐內到渣口排出過程中,溫度降低,渣黏度增大,導致渣口或下降管堵塞,為了熔渣不得不提高℃,以提高爐溫來達到熔渣的目的,這樣就需要更多的碳與氧氣反應生成CO2來提高熱量,導致工藝氣中CO2含量高,相應的有效氣成分CO+H2含量降低,而且由于CO含量降低及熱負荷高,水氣比高,使變換反應溫度難以維持,不利于變換工段高負荷操作。
    5)下降管損壞
    由于粘溫特性不好,在渣從渣口向下流動過程中溫度降低、黏度增大,導致掛渣、難以流動,掛渣導致氣體偏流,使下降管結渣或燒穿,原料煤更換前,每次停爐后都不得不檢修下降管。下降管堵渣后需要打開爐頭大蓋,用風鎬進行人工敲擊清除灰渣,一般需要十幾天才能完成。費時費力,被迫處于單爐運行,嚴重制約生產的高負荷運行
    6)出口工藝氣溫度高
    由于粘溫特性不好,灰渣從渣口排出過程中,黏度上升、流動性變差,在下降管中形成掛渣,使氣流通道變窄,妨礙氣流與水接觸。氣流速度加快,氣流沖出套管下沿,造成氣體未經環隙而短路,使工藝氣流溫度高而聯鎖跳車。

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    5.煤如何按灰熔融特性溫度分類

    答:各種煤的灰熔融特性溫度一般在1100~1600℃之間。ST>1400℃的煤稱為難熔灰分的煤,ST=1200~1400℃的煤稱為中熔灰分的煤,ST<1200℃的煤稱為易熔灰分的煤。

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    6.影響灰熔融特性溫度的因素有哪些

    答:(1)介質因素。實踐證明,當周圍介質性質改變時,會使灰熔點發生變化。例如,當有CO2、H2等還原氣體存在時,會使熔點降低。這是由于還原性氣體能使灰分中的高價氧化鐵還原,產生低熔點的氧化亞鐵的緣故。(2)成分因素。組成煤灰的成分及各種成分的含量比例,是決定灰熔融特性溫度高低的最基本因素。煤灰的成分一般是三氧化鋁(AL2O3)、二氧化硅(SiO2)、各種氧化鐵(FeO、Fe2O3、 Fe3O4)、鈣鎂氧化物(CaO、MgO)及堿金屬氧化物(Na2O、K2O)等,但主要成分是SiO2、FeO、ΣFeO和CaO,其他成分則甚微。若灰中含有熔點較高的物質越多,則灰的熔點也越高;若灰中含有熔點較低的物質越多,則灰的熔點也越低。當煤中硫鐵礦(FeS2)等含量較多時,也會使灰熔點下降。有的物質有助熔作用,比如CaO本身熔點為2570℃,但它在與FeO和AL2O3組成混合物時,灰熔點會降低到1200℃。(3)濃度的因素。當灰分組成一樣,所處環境的周圍介質也一樣,但煤中含灰量不同時,熔點也會發生變化。燒多灰分的煤容易結渣。

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