灰分熔點

煤灰是各種礦物質組成的混合物，沒有一個固定的熔點，只有一個融化的範圍，煤灰熔融性又稱灰熔點。

煤的灰熔點又叫煤灰熔融性，是在規定條件下得到的隨加熱溫度而變的煤灰（試樣）變形、軟化和流動特徵物理狀態，是動力用煤和氣化用煤的一個重要的質量指標，可以反映煤中礦物質在鍋爐中的動態，根據它可以預計鍋爐中的結渣和沾污作用。灰熔點與熱量沒有任何關係，它的高低與煤灰中鈣、鎂、鐵的含量高低有關，根據鍋爐的設計，有的根據灰熔點越高了越好，有的根據灰熔點越低了越好。

原料灰熔點，是影響氣化操作的主要因素。灰熔點低的原料，氣化溫度不能維持太高，否則，由於灰渣的熔融、結塊，各處阻力不一，影響氣流均勻分佈，碳層易結疤發亮，而且由於熔融結塊，還減少氣化劑接觸面積，不利於氣化，因此，灰熔點低的原料煤，適用在較低溫度下操作。

灰熔點測定儀是用於測定煤炭熔融特性的儀器。該儀器以硅碳管為發熱元件，並配合可控硅調壓器進行溫度控制。該儀器略加改裝后，可用來進行煤的二氧化碳活性測定和其它熱處理。產品的特點：HR―4型為HR―3A型基礎上按國標（GB―210）對升溫速度的要求，增加自動升溫控制功能，實現程式控制升溫，亦可根據用戶需要自動設定升溫速度。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℃時電阻達最低值，然後隨爐溫的繼續升高，電阻又逐漸增大。 2、灰熔點測定儀的主要技術特性本儀器附合國家標準《煤灰熔融性測定方法》（GB210）所提出的四點技術要求。

技術要求：

（1）高溫恆溫帶長約30mm（△t≤℃）；

（2）能比較準確地控制升溫速度（900℃以前20℃/min，900℃以後為5℃±1℃min）並在三個小時內加熱到1500℃；

（3）可用通氣法或封碳法來控制爐內氣氛為弱還原性，用空氣於爐內自由流通的方法來控制為氧化性氣氛；

（4）800℃以上，爐內試樣即清晰可見。

實驗室測定灰分熔點都採用對灰制錐體進行加熱的方法。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。測定灰分熔點時，需將灰錐置於特殊的電路內加熱，使其置於半還原性的氣氛中，即錐體周圍的氣體介質應為半還原性的，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） ，並記錄以下四個溫度：

（1）變形溫度t1，即椎體尖端變圓或開始傾斜時的溫度;

（2）軟化溫度t2，即錐體頂端由於彎曲而觸及錐底平面，或變成球形時的溫度；

（3）熔化溫度t3，即熔化成餅狀攤開在墊片上時的溫度；

（4）流動溫度t4，即作液體狀態流動，不能停留在墊片平面上時的溫度。

其中，（t2-t1）是軟化期，（t3-t2）是熔化期。各期的溫度範圍變動於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，表示冷卻時灰分粘度迅速增大，冷凝較快，即使結渣也容易鬆散。通常t1-t2間的溫度間隔多在50-400℃之間，而當t1-t3=100~200℃時之渣稱為短渣，大於此值者則稱為長渣。

灰熔點計算公式如下：

灰熔點（軟化）

t ═ 19 (Al2O3) + 15 (SiO2+Fe2O3) + 10 (CaO+MgO)

+ 6 (Fe2O3+Na2O+K2O)

灰熔點可以實測，即將灰分製成三角錐形，置於高溫爐內加熱，並觀察下列溫度。

開始變形溫度DT（deformation temperature）：錐頂尖端復圓或錐體開始傾斜。

開始軟化溫度ST（softening temperature）：錐尖變曲接觸到錐托或錐體變成 球形。

開始熔融溫度FT（flow temperature）：看不到明顯形狀，平鋪於錐托之上。

化學純的元素，一般都有比較穩定的各種物理和化學特性。灰分是包含很多化合物的混合物，因而熔點也大不相同。同一種燃料的灰分也會顯出不同的熔點即t2。總體來說，影響灰分熔點的因素有以下幾點:

（1）成分因素：灰分中各種不同成分的物質含量及比例變化時，灰的熔點就不同，如灰中含二氧化硅和氧化鋁越多，灰的熔點就越高；含鐵和鹼金屬的氧化物越多，灰的熔點越低；具有助熔作用的氧化鈣以及燃料中的黃鐵礦等越多，灰的熔點也會越低。

（2）介質因素：與周邊介質性質改變有關，如當灰份與一氧化碳、氫等還原性氣體相遇時，其熔點會降低。

（3）濃度因素：當煤中含灰量不同時，熔點也會發生變化一般灰越多越低，這是由於各物質之間有助熔作用。燃燒多灰的煤，因為灰中各成份在加熱過程中相互接觸頻繁，則產生化合、分解、助熔等作用的機會就增多，所以分濃度也是影響灰熔點的因素。

灰分熔點是固體燃料中的灰分，達到一定溫度以後，發生變形，軟化和熔融時的溫度。灰分是指燃料中不能燃燒也不揮發的物質，它是反應燃料中無機物多少的參數，常用符號A表示。

按照熔點不同灰份可分為以下四類：

1．低熔點灰分t2 < 1100℃；

2．中熔點灰分t 2 > 1100~1250℃；

3．較高熔點灰分t2 = 1250~ 1500℃；

4．高熔點灰分t2 > 1500℃；

煤灰分熔融性溫度低的小於1100攝氏度、高的大於1500攝氏度。一般說來，小於1250攝氏度的煤灰可能結渣，小於1100攝氏度的煤灰容易結大渣，此時飛灰產生量小；熔點越高而不結渣的飛灰量越多。當然，就熔點高的煤灰而言。其灰分越多，飛灰也就越多；而灰分熔點越低的煤，其灰分含量越大，結渣越厲害，飛灰產生量可能反而會減少。當灰分熔為液體的液態排渣時也會大大減少煙塵排放量。

灰分是焦炭中所含的礦物雜質（主要是多種氧化物的混合物）在燃燒過程中經過高溫分解和氧化作用後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，它不僅能附著於產品上，使產品質量降低，還會在離通下形成低熔點化合物，導致粘窯和結圈，並對窯襯有腐蝕作用，造成窯襯損壞，給生產操作和設備維護帶來困難。

灰分的熔點是焦炭的一項重要技術指標，它與灰分的組成及窯內的氣氛有關，其波動範圍大約在1000-1500℃之間。灰分的主要成分是SiO2,和Ai203,它們的熔點分別是I713℃和 2050℃；而灰分是多種氧化物的混合物，灰分熔點就是多種氧化物在受熱時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，其熔點較高；含Fe203、Ca0、MgO 及Na2O + K20等鹼性成分多的灰分，其熔點較低。如以酸性成分與鹼性成分之比[(SiO2+ Ai203)/（Fe203+ Ca0+MgO）]作為灰分的酸度，則酸度接近1時灰分熔點低，酸度大於5時，灰分熔點將超過1350℃。此外，灰分在還原性氣氛中的熔點比在氧化性的氣氛中高，二者相差約40-170℃。