表 1
晋城煤的工业分析和元素分析
Table 1.
Proximate and ultimate analysis of Jincheng coal
引用本文:
张鹏启, 杨琪琪, 屠卡滨, 王月伦, 王祖威, 刘林林, 张洪. 晋城粉煤煤灰不均匀熔融规律研究[J]. 燃料化学学报,
2018, 46(1): 8-14.
Citation: ZHANG Peng-qi, YANG Qi-qi, TU Ka-bin, WANG Yue-lun, WANG Zu-wei, LIU Lin-lin, ZHANG Hong. Research on the uneven ash melting behavior of pulverized Jincheng coal[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2018, 46(1): 8-14.
Citation: ZHANG Peng-qi, YANG Qi-qi, TU Ka-bin, WANG Yue-lun, WANG Zu-wei, LIU Lin-lin, ZHANG Hong. Research on the uneven ash melting behavior of pulverized Jincheng coal[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2018, 46(1): 8-14.
晋城粉煤煤灰不均匀熔融规律研究
摘要:
提出了煤灰不均匀熔融概念，有助于解决灰熔融性测定结果和锅炉实际情况不符的问题。采用山西晋城煤，将其粉磨到工业煤粉细度，通过浮沉分成不同密度级别子样，使用灰锥法测定其在弱还原气氛下的熔融温度，使用压降法测量其烧结温度，采用XRD、XRF、SEM-EDX等分析手段对灰样的不均匀熔融现象进行机理研究。结果表明，晋城煤灰软化温度为1501℃，而不同密度级别子样发生分化，软化温度从1292℃到高于1600℃变化；同样，晋煤煤灰烧结温度为885℃，子样的烧结温度从833到943℃变化。机理研究表明，不同密度级别子样Al2O3、Fe2O3和SO3含量发生不均匀分布，是造成煤灰熔融特性和烧结特性差异的根本原因。
English
Research on the uneven ash melting behavior of pulverized Jincheng coal
Abstract:
According to the contradiction between ash melting theory and practice, an uneven melting theory was proposed. A typical Jincheng coal from Shanxi, China, was selected, which was ground into the particle size similar to the industrial use. It was separated into different density fractions through float and sink tests, and its chemical composition and mineral composition were analyzed with XRF and XRD, respectively. Ash fusion temperatures (AFTs) under light reducing atmosphere and the pressure-drop temperature(PDT) were tested. SEM-EDX was also employed to observe the melting behavior. It is found that the softening temperature of Jincheng coal is 1501℃, while that of its density fractions changes from 1292℃ to 1600℃. The sintering temperature changes from 833℃ to 943℃, while that of the raw coal ash was 885℃. The study of mechanism shows that the difference of melting and sintering behaviors is caused by the segregation of chemical composition in different density samples, mainly Al2O3, Fe2O3 and SO3.
-
Key words:
- Jincheng coal
- / density fraction
- / ash melting behavior
- / slagging
-
煤灰熔融性是判断煤燃烧和气化结渣倾向的主要依据之一。Bartels等[1]发现软化温度和锅炉实际结渣情况不符等问题；李风海等[2]发现，高灰熔点山西晋城煤在1100 ℃流化床气化过程中也会出现炉膛结渣和炉壁挂渣现象；周永刚等[3]研究发现，新疆准东煤灰变形温度和软化温度分别为1310和1330 ℃，理论预测结渣倾向不强，与新疆部分电厂燃用该煤后锅炉出现大面积结渣实际现象不符。这些现象说明，结渣机理研究尚需深入。
煤灰熔融性主要取决于煤灰化学成分。目前, 世界各国学者都将煤作为一个均匀的整体来研究，假定煤中灰分和灰成分分布均匀。实际上，Yu等[4]、刘小伟等[5, 6]、Dyk等[7]、Wu等[8]及Zhang等[9-11]的研究均指出，矿物质在煤粉中分布不均匀。在煤粉中矿物质可以分为独立存在的外在矿物(excluded mineral)和与有机质共生的内在矿物(included mineral)，两类矿物质化学组成和含量随煤粉粒度和密度不均匀分布，从而使得煤粉燃烧和气化过程中单个煤灰颗粒的熔融性各不相同。因此，结渣应该是由粉煤颗粒的不均匀熔融、矿物成分的选择性沉积引起的。所以，平均灰熔融性相同的两个煤粉样品在炉窑中表现出的结渣性不一定相同。
本研究以山西晋城煤为研究对象，用浮沉法将煤粉分离成不同密度级别子样，测定其熔融特性，并进行机理研究。
1 实验部分
1.1 原料
选取山西晋城原煤(JC)作为原料，其工业分析和元素分析见表 1。
表 1
晋城煤的工业分析和元素分析
Table 1.
Proximate and ultimate analysis of Jincheng coal
Proximate analysis w/% Ultimate analysis wdaf/% Qgr, ad/(kJ·kg-1) Mad Ad Vd C H N S O* 4.49 19.24 7.78 71.56 2.62 0.9 3.18 21.74 20467 *：by difference 1.2 煤样浮沉分离
取原煤样品破碎、粉磨到工业煤粉粒度；根据GB/T478—2008用有机重液浮沉法对煤粉样品按照≤ 1.30、1.30-1.40、1.40-1.50、1.50-1.60、1.60-1.70、1.70-1.80、1.80-2.00和>2.00 kg/cm3密度级别进行浮沉分离及合并。实验试剂均为天津大茂化学试剂有限公司生产的分析纯试剂，包括苯、四氯化碳和三溴甲烷。
1.3 煤样灰化
将原煤粉煤样品和浮沉分离得到的煤粉样品按照GB/T1574—2011在马弗炉中灰化，冷却至室温后密封保存。
1.4 煤灰熔融性测定
按照GB/T 219—2008灰锥法测定各煤灰样品在弱还原气氛下的熔融性，仪器型号为徐州泰瑞仪器设备有限公司生产的CTR1600灰熔融性测定仪。
1.5 煤灰烧结温度测定
参照Alotoom等[12]搭建煤灰烧结温度实验台，其基本结构主要由进气系统、加热系统和计算机控制系统三部分组成(见图 1)。
图1
烧结炉结构示意图
Figure1.
Schematic diagram of sintering furnace
实验时，将0.5-1.0 g煤灰装入内径为8 mm的石英管中，在0.8 MPa压力下压实3 min后将石英管放入高温炉中固定。炉体以10 ℃/min速率升温，并以5 mL/min恒定流量通入空气。
由于气体通过灰柱时遇到阻力，灰柱两侧形成压差。根据达西定律，在其他条件一定时，该压差正比于气体黏度，故压差随着温度的升高不断增加。当煤灰烧结发生时，灰柱中产生了新的气体通道，导致灰柱两端压差明显下降。在此过程中出现的转折点对应的温度，被称作烧结温度，具体见图 2。
图2
烧结温度示意图
Figure2.
Schematic diagram of test sintering temperature
1.6 化学组成和矿物组成
采用X射线荧光光谱仪(XRF)分析测定煤灰样品的化学组成，仪器型号为德国布鲁克S8 TIGER；采用X射线衍射仪(XRD)分析煤样矿物组成，仪器为德国布鲁克D8 ADVANCE，测定条件Cu靶，3°-70°扫描，扫描速率10 (°)/min。
1.7 灰渣微观形貌
采用装配有能谱分析的扫描电镜(SEM-EDX)对高温灰样的微观形貌进行观察和微区元素分析，仪器型号为FEI QuantaTM 250。
2 结果与讨论
2.1 粉煤组成随密度的变化
2.1.1 粉煤密度组成
将山西晋城原煤按照工业煤粉条件进行粉磨至小于0.2 mm，再用有机重液进行全密度分级，各密度级别子样组成见图 3。
图3
晋城粉煤密度组成
Figure3.
Density composition of pulverized Jincheng coal
由图 3可知，该煤种变质程度较高，其密度组成集中分布在1.40-2.00 kg/cm3, 尤其是1.50-1.60和1.60-1.70 kg/cm3，含量均高于25%，≤1.40 kg/cm3的组分含量少于0.5%，＞2.00 kg/cm3的组分含量为4.64%。同时考虑到产率和灰分的影响，将≤1.60 kg/cm3的组分进行合并编号为JC1，1.60-1.70、1.70-1.80、1.80-2.00、＞2.00 kg/cm3分号编号为JC2、JC3、JC4、JC5。合并后子样的工业分析见表 2。
表 2
粉煤密度组成和工业分析
Table 2.
Density composition of pulverized Jincheng coal and their proximate analyses
Sample Density
ρ/(kg·cm-3)Content
w/%Proximate analysis w/% Mad Ad Vdaf JC1 ≤ 1.60 37.51 1.01 6.27 6.84 JC2 1.60-1.70 27.39 1.33 14.39 10.76 JC3 1.70-1.80 16.15 1.25 21.64 14.21 JC4 1.80-2.00 14.31 1.25 35.61 20.19 JC5 ＞2.00 4.64 0.81 65.65 35.72 2.1.2 煤灰化学组成
将晋城粉煤总样及各子样灰化，对煤灰进行XRF分析，结果见表 3。由表 3可以看出，晋城煤灰以SiO2和Al2O3为主要成分，还有一定量的Fe2O3、CaO和SO3，而MgO、TiO2、Na2O和K2O的含量多在1.50%以下。
表 3
晋城煤及其不同密度级别样品灰化学组成
Table 3.
Ash composition analyses of pulverized Jincheng coal and its density fractions
Sample Content w/% K2O Na2O SiO2 Al2O3 CaO MgO SO3 TiO2 P2O5 Fe2O3 JC 0.96 0.18 47.50 33.05 3.07 1.12 2.20 1.17 0.058 8.39 JC1 1.01 0.25 49.23 36.21 2.96 1.40 0.60 1.00 0.060 5.72 JC2 1.00 0.22 48.52 36.74 2.56 1.14 0.72 1.10 0.061 5.34 JC3 1.00 0.23 49.84 34.57 2.83 1.10 0.78 0.86 0.060 5.56 JC4 1.04 0.20 49.08 33.91 3.18 1.16 1.82 1.07 0.056 6.18 JC5 0.69 0.06 43.09 24.45 4.28 0.95 4.34 1.02 0.047 18.99 经过浮沉后晋城样品的化学组成发生明显不均匀分布，尤以密度最大的JC5中表现最为显著，其Al2O3由总样的33.05%降低到了24.45%，而SO3由2.20%升高到了4.34%，Fe2O3由8.39%升高到了18.99%。
JC1和JC2的化学组成没有明显变化；随着密度级别进一步提高，Al2O3含量呈下降趋势，SO3、Fe2O3呈增加趋势，其他成分没有明显变化。
2.1.3 粉煤矿物组成
经过浮沉后各子样的XRD谱图见图 4。XRD是对粉煤子样的扫描，由于JC1、JC2灰分低、有机质含量高，背低干扰明显；随着子样密度提高，有机质越来越少，所以背低干扰越来越弱。
图4
晋城煤样及其不同密度级别样品的XRD谱图
Figure4.
XRD patterns of pulverized Jincheng coal and its density fractions
不同密度级别各子样的矿物种类基本一致，主要是石英、高岭石、蒙脱石、方解石、黄铁矿和云母石。由图 4可以看出，在JC5中方解石和黄铁矿的峰最为明显。
虽然随着煤样密度的增大，XRD谱图上各矿物质峰的强度不断增加，但这是由于有机质随着密度减少造成，不能说明不同矿物质之间的含量关系发生变化，还要根据煤灰化学组成分析结果判断。
2.2 晋城粉煤煤灰熔融性随密度变化
2.2.1 煤灰熔融温度
煤灰熔融温度(AFT)是目前衡量煤灰熔融特性最为广泛接受的指标。晋城粉煤不同密度级别煤粉的熔融温度见图 5。
图5
晋城煤及其不同密度级别样品的熔融温度
Figure5.
Ash melting temperatures of pulverized Jincheng coal and its density fractions
由图 5可知，晋城粉煤经过浮沉分选后，煤灰熔融温度发生明显分化。密度在1.8 kg/cm3以下的子样JC1、JC2、JC3、JC4的灰熔融温度均高于原煤JC，而> 2.00 kg/cm3样品JC5熔融温度则明显低于原煤样品，整体上煤灰熔融性的从高到低排序为JC1＞JC2＞JC3＞JC4＞JC＞JC5。
工业上常以软化温度ST作为评价煤灰熔融性的指标，此处以ST为例阐述。由图 5可知，随着子样密度提高，煤灰熔融温度下降，最高值的JC1、JC2，ST均高于1600 ℃；最低的为JC5，ST为1292 ℃，其差值相差大于300 ℃。煤样平均熔融温度为1501 ℃，与最低的JC5软化温度也相差209 ℃。
2.2.2 烧结温度
烧结温度是表征煤种沾污结渣倾向的重要性质。采用压降法(PDT)测定煤灰烧结温度，结果见图 6。
图6
晋城煤及其不同密度样品的烧结温度
Figure6.
Sintering temperature of pulverized Jincheng coal and its density fractions
由图 6可知，晋城粉煤经过浮沉分选后各子样的烧结温度也发生分化：原煤烧结温度为885 ℃，分选以后最高为943 ℃，最低为833 ℃，相差110 ℃。烧结温度也呈现随着密度提高而降低的趋势。值得注意的是，烧结特性随密度的变化与熔融特性并不完全一致，这是由于煤中矿物质对烧结和熔融的作用机理不同造成的。
2.2.3 SEM表征
将原煤及各子样灰化后分别加热到1300、1500 ℃，恒温10 min，高温取出后立即用液氮淬冷，用SEM直观观察各样品熔融情况。1300和1500 ℃原煤及子样煤灰分别见图 7和图 8。
图7
晋城煤及其不同密度级别煤灰样品1300 ℃灰样SEM照片
Figure7.
SEM pictures of pulverized Jincheng coal ashes and its density fractions under 1300 ℃
图8
晋城煤及其不同密度级别煤灰样品1500 ℃灰样SEM照片
Figure8.
SEM pictures of pulverized Jincheng coal ashes and their density fractions under 1500 ℃
SEM非常直观地反映了不同密度级别煤灰在高温下熔融情况。由图 7可知，1300 ℃下，原煤JC和低密度子样JC1、JC2熔融程度相似，均呈现轻度部分熔融；而随着密度进一步提高，各子样熔融程度不断加深，JC3、JC4能明显地看到煤灰颗粒发生中度熔融，部分颗粒熔成一片；而最高密度子样JC5中煤灰已经发生高度熔融，煤灰颗粒熔成一片。由图 8可知，各煤灰样品在1500 ℃时熔融状况加剧，都已熔融成片，但熔融程度的趋势和1300 ℃相同：JC和JC1、JC2虽然熔融成片，但仍然能看到内部颗粒高低不平，说明尚未完全熔融；JC3、JC4熔融情况加剧；而最高密度煤灰子样JC5已经完全熔融。SEM说明，不同密度子样煤灰的熔融并不均匀。
2.3 机理分析
2.3.1 不同密度煤灰子样熔融性和化学成分
煤灰化学组成可分为难熔成分和助熔成分。Al2O3为主要难熔成分，含量越大熔融温度越高；而Fe2O3、Na2O和K2O是常见助熔成分，含量越大，熔融温度越低[13-15]。实际上，SO3也是一种助熔成分，它能与Fe、Ca、Na等元素形成熔点很低的多元化合物，故含量越大熔融温度越低[16, 17]。
对于本研究的晋城粉煤样品，煤灰其他成分变化不明显，随着密度级别提高，Al2O3降低，而Fe2O3和SO3含量增加，熔融温度降低。此外，煤灰熔融温度的变化幅度和这几个化学成分变化幅度表现出较好的相关性, 具体见图 9。
图9
Al2O3/(Fe2O3+CaO+SO3)与ST关系图
Figure9.
Relationship between Al2O3/(Fe2O3+CaO+SO3) and ST
2.3.2 不同密度煤灰子样化学成分的分化
表 3反映了原煤样品分选成不同密度子样后，煤灰化学成分发生变化。本研究还用SEM-EDX对原煤JC和分选子样JC1进行了煤灰化学成分微区分析，结果见表 4。
表 4
JC和JC1的元素组成(EDX)
Table 4.
Element composition of JC and JC1 (EDX)
Element content w/% C O Mg Al Si K Ca Ti Fe JC 1 8.55 41.87 0.29 28.92 14.06 0.47 1.77 0.31 3.75 2 12.31 43.03 0.35 14.84 19.2 0.55 3.1 0.51 6.11 3 13.95 49.14 0.11 18.04 14.39 0.95 1.09 0.39 1.94 4 20.16 50.7 0.09 12.4 11.26 0.82 1.07 0.69 2.81 mean value 13.74 46.19 0.21 18.55 14.73 0.7 1.76 0.48 3.65 JC1 1 25.95 40 0.58 17.23 12.22 0.67 1.25 0.67 1.43 2 11.85 49.27 0.28 19.83 12.86 0.53 1.67 1.02 2.7 3 24.36 42.51 0.8 17.92 9.38 0.61 1.97 0.37 1.6 4 14.41 46.4 0.79 19.48 12.43 0.73 2.09 0.59 2.22 mean value 19.14 44.55 0.61 18.62 11.72 0.64 1.75 0.66 1.99 由表 4可知，原煤灰样JC四个不同区域Al元素含量从12.40%变化到28.92%，Si含量从11.26%变化到19.20%，Fe元素含量从1.94%变化到6.11%；而密度子样JC1中Al元素含量从17.23%变化到19.83%，Si含量从9.38%变化到12.86%，Fe元素含量从1.60%变化到2.70%。JC1不同区域化学成分波动幅度和JC相比明显降低，进一步说明了原煤煤灰化学成分的不均匀性。
2.3.3 煤灰不均匀熔融对燃烧的影响
在锅炉燃烧和流化床气化过程中，常发生煤灰熔融性测定结果和实际结渣、沾污不吻合的情况，实际上就是不同颗粒煤灰熔融性分化、易熔成分高的煤灰颗粒率先熔融造成的。相信更加广泛、深入地研究各种煤灰的不均匀熔融规律，建立煤灰不均匀熔融和实际结渣、沾污的定量关系，能更加准确地判别煤灰熔融性，最终解决实际工程问题。
3 结论
晋城粉煤密度组成集中分布在1.60-2.00 kg/cm3，煤中矿物组成和煤灰化学组成发生不均匀分布，矿物变化以黄铁矿最为明显，化学组成变化以Al2O3、Fe2O3和SO3最为明显。
AFT、PDT及SEM都发现，不同密度的粉煤样品熔融性发生严重分化，熔融温度呈现出随密度增大而降低的趋势。原煤煤灰软化温度为1501 ℃，子样软化温度最低为1292 ℃，最高为高于1600 ℃；原煤煤灰烧结温度为885 ℃，子样烧结温度最低833 ℃，最高943 ℃。
机理分析表明，不同密度级别煤样化学成分的分化是导致煤灰不均匀熔融的根本原因。
-
-
[1]
BARTELS M, LIN W, NIJENHUIS J. Agglomeration in fluidized beds at high temperatures:Mechanisms, detection and prevention[J]. Prog Energy Combust Sci, 2008, 34(5): 633-666. doi: 10.1016/j.pecs.2008.04.002
-
[2]
李风海, 黄戒介, 房倚天, 王洋. 晋城无烟煤流化床气化结渣机理的探索[J]. 太原理工大学学报, 2010,41,(5): 666-669. LI Feng-hai, HUANG Jie-jie, FANG Yi-tian, WANG Yang. Exploration on slagging mechanism of Jincheng anthracite during fluidized-bed gasification[J]. J Taiyuan Univ Technol, 2010, 41(5): 666-669.
-
[3]
周永刚, 范建勇, 李培, 王炳辉, 赵虹. 高碱金属准东煤结渣特性试验[J]. 浙江大学学报(工学版), 2014,48,(11): 2061-2065. ZHOU Yong-gang, FAN Jian-yong, LI Pei, WANG Bing-hui, ZHAO Hong. Slagging characteristics of high alkalis Zhundong coal[J]. J Zhejiang Univ(Eng Sci), 2014, 48(11): 2061-2065.
-
[4]
YU D, XU M, SUI J. Effect of coal particle size on the proximate composition and combustion properties[J]. Thermochim Acta, 2005, 439(1/2): 103-109.
-
[5]
刘小伟, 姚洪, 蔡攸敏, 于敦喜, 周科, 徐明厚. 煤粉密度对燃煤过程中颗粒物形成特性的影响[J]. 化工学报, 2007,58,(10): 2567-2572. doi: 10.3321/j.issn:0438-1157.2007.10.026LIU Xiao-wei, YAO Hong, CAI You-min, YU Dun-xi, ZHOU Ke, XU Ming-hou. Effect of density fractionation on formation characteristics of particulate matter during coal combustion[J]. J Chem Ind Eng(China), 2007, 58(10): 2567-2572. doi: 10.3321/j.issn:0438-1157.2007.10.026
-
[6]
蔡攸敏, 姚洪, 刘小伟, 徐明厚. 不同密度煤粉的矿物质分布与燃烧特性研究[J]. 热能动力工程, 2007,22,(6): 651-655. CAI You-min, YAO Hong, LIU Xiao-wei, XU Ming-hou. A study of the mineral distribution and combustion characteristics of pulverized coal of different densities[J]. J Eng Therm Energy Power, 2007, 22(6): 651-655.
-
[7]
VAN DYK J C, BENSON S A, LAUMB M L. Coal and coal ash characteristics to understand mineral transformations and slag formation[J]. Fuel, 2009, 88(6): 1057-1063. doi: 10.1016/j.fuel.2008.11.034
-
[8]
WU L, XU M H, WANG S F. Study of different densities pulverized coal combustion characteristics under O2/CO2 atmosphere[J]. J Eng Therm, 2010, 31(10): 1789-1792.
-
[9]
ZHANG H, MO Y, SUN M. Determination of the mineral distribution in pulverized coal using densitometry and laser particle sizing[J]. Energy Fuels, 2005, 19(6): 2261-2267. doi: 10.1021/ef050201u
-
[10]
张洪, 胡光洲, 范佳鑫, 蒲文秀, 莫言学, 哈斯, 李迎. 矿物在煤粉中的分布规律研究[J]. 工程热物理学报, 2008,29,(7): 1231-1235. ZHANG Hong, HU Guang-zhou, FANG Jia-xin, PU Wen-xiu, MO Yan-xue, HA Si, LI Ying. Study on the distribution of minerals in pulverized coals[J]. J Eng Therm, 2008, 29(7): 1231-1235.
-
[11]
郝娟, 张洪, 陈佳宝, 李亚男. 工业混煤煤粉中矿物质分布规律[J]. 浙江大学学报工学版, 2012,46,(4): 756-763. HAO Juan, ZHANG Hong, CHEN Jia-bao, LI Ya-nan. Mineral distribution of industry blended coal powder[J]. J Zhejiang Univ(Eng Sci), 2012, 46(4): 756-763.
-
[12]
ALOTOOM A Y, BRYANT G W, ELLIOTT L K. Experimental options for determining the temperature for the onset of sintering of coal ash[J]. Energy Fuels, 1999, 14(1): 41.
-
[13]
SONG W J, TANG L H, ZHU X D. Effect of coal ash composition on ash fusion temperatures[J]. Energy Fuels, 2010, 24(1): 182-189. doi: 10.1021/ef900537m
-
[14]
程相龙, 王永刚, 张荣, 毕继诚. 低温共熔物对煤灰熔融温度影响的研究[J]. 燃料化学学报, 2016,44,(9): 1043-1050. CHENG Xiang-long, WANG Yong-gang, ZHANG Rong, BI Ji-cheng. Effect of low temperature eutectics on coal ash fusion temperatures[J]. J Fuel Chem Technol, 2016, 44(9): 1043-1050.
-
[15]
LI J, ZHU M, ZHANG Z. Effect of coal blending and ashing temperature on ash sintering and fusion characteristics during combustion of Zhundong lignite[J]. Fuel, 2017, 195: 131-142. doi: 10.1016/j.fuel.2017.01.064
-
[16]
代百乾, 乌晓江, 张忠孝. 高碱煤燃烧过程中灰中主要元素的迁移规律[J]. 动力工程学报, 2014,34,(6): 438-442. DAI Bai-qian, WU Xiao-jiang, ZHANG Zhong-xiao. Transition behavior of main elements in fly ash during high alkali coal combution[J]. Chin J Power Eng, 2014, 34(6): 438-442.
-
[17]
SCHEPPER M D, HEEDE P V D, ARVANITI E C. Sulfates in completely recyclable concrete and the effect of CaSO4 on the clinker mineralogy[J]. Constr Build Mater, 2017, 137: 300-306. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.01.127
-
[1]
-
图 1 烧结炉结构示意图
Figure 1 Schematic diagram of sintering furnace
1: intake tube; 2: flowmeter; 3: gas mixing tank; 4: differential pressure instrument; 5: quartz tube; 6: furnace body; 7: ash pellet; 8: thermocouple
图 4 晋城煤样及其不同密度级别样品的XRD谱图
Figure 4 XRD patterns of pulverized Jincheng coal and its density fractions
K: kaolinite; C: calcite; Q: quartz; P: pyrite; Mu: muscovite
图 5 晋城煤及其不同密度级别样品的熔融温度
Figure 5 Ash melting temperatures of pulverized Jincheng coal and its density fractions
图 6 晋城煤及其不同密度样品的烧结温度
Figure 6 Sintering temperature of pulverized Jincheng coal and its density fractions
图 7 晋城煤及其不同密度级别煤灰样品1300 ℃灰样SEM照片
Figure 7 SEM pictures of pulverized Jincheng coal ashes and its density fractions under 1300 ℃
(a): JC; (b): JC1; (c): JC2; (d): JC3; (e): JC4; (f): JC5
图 8 晋城煤及其不同密度级别煤灰样品1500 ℃灰样SEM照片
Figure 8 SEM pictures of pulverized Jincheng coal ashes and their density fractions under 1500 ℃
(a): JC; (b): JC1; (c): JC2; (d): JC3; (e): JC4; (f): JC5
图 9 Al2O3/(Fe2O3+CaO+SO3)与ST关系图
Figure 9 Relationship between Al2O3/(Fe2O3+CaO+SO3) and ST
表 1 晋城煤的工业分析和元素分析
Table 1. Proximate and ultimate analysis of Jincheng coal
Proximate analysis w/% Ultimate analysis wdaf/% Qgr, ad/(kJ·kg-1) Mad Ad Vd C H N S O* 4.49 19.24 7.78 71.56 2.62 0.9 3.18 21.74 20467 *：by difference 
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表 2 粉煤密度组成和工业分析
Table 2. Density composition of pulverized Jincheng coal and their proximate analyses
Sample Density
ρ/(kg·cm-3)Content
w/%Proximate analysis w/% Mad Ad Vdaf JC1 ≤ 1.60 37.51 1.01 6.27 6.84 JC2 1.60-1.70 27.39 1.33 14.39 10.76 JC3 1.70-1.80 16.15 1.25 21.64 14.21 JC4 1.80-2.00 14.31 1.25 35.61 20.19 JC5 ＞2.00 4.64 0.81 65.65 35.72
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表 3 晋城煤及其不同密度级别样品灰化学组成
Table 3. Ash composition analyses of pulverized Jincheng coal and its density fractions
Sample Content w/% K2O Na2O SiO2 Al2O3 CaO MgO SO3 TiO2 P2O5 Fe2O3 JC 0.96 0.18 47.50 33.05 3.07 1.12 2.20 1.17 0.058 8.39 JC1 1.01 0.25 49.23 36.21 2.96 1.40 0.60 1.00 0.060 5.72 JC2 1.00 0.22 48.52 36.74 2.56 1.14 0.72 1.10 0.061 5.34 JC3 1.00 0.23 49.84 34.57 2.83 1.10 0.78 0.86 0.060 5.56 JC4 1.04 0.20 49.08 33.91 3.18 1.16 1.82 1.07 0.056 6.18 JC5 0.69 0.06 43.09 24.45 4.28 0.95 4.34 1.02 0.047 18.99
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表 4 JC和JC1的元素组成(EDX)
Table 4. Element composition of JC and JC1 (EDX)
Element content w/% C O Mg Al Si K Ca Ti Fe JC 1 8.55 41.87 0.29 28.92 14.06 0.47 1.77 0.31 3.75 2 12.31 43.03 0.35 14.84 19.2 0.55 3.1 0.51 6.11 3 13.95 49.14 0.11 18.04 14.39 0.95 1.09 0.39 1.94 4 20.16 50.7 0.09 12.4 11.26 0.82 1.07 0.69 2.81 mean value 13.74 46.19 0.21 18.55 14.73 0.7 1.76 0.48 3.65 JC1 1 25.95 40 0.58 17.23 12.22 0.67 1.25 0.67 1.43 2 11.85 49.27 0.28 19.83 12.86 0.53 1.67 1.02 2.7 3 24.36 42.51 0.8 17.92 9.38 0.61 1.97 0.37 1.6 4 14.41 46.4 0.79 19.48 12.43 0.73 2.09 0.59 2.22 mean value 19.14 44.55 0.61 18.62 11.72 0.64 1.75 0.66 1.99
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