陳鴻偉， 張志遠(yuǎn)， 何駿鵬， 梁占偉， 楊 新

(1.華北電力大學(xué) 電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071003；2.河南華潤(rùn)電力首陽(yáng)山有限公司，河南洛陽(yáng) 471000)

弱還原性氣氛中堿金屬鹽對(duì)煤灰沾污特性的影響

陳鴻偉1， 張志遠(yuǎn)1， 何駿鵬2， 梁占偉1， 楊 新1

(1.華北電力大學(xué) 電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071003；2.河南華潤(rùn)電力首陽(yáng)山有限公司，河南洛陽(yáng) 471000)

將堿金屬鹽添加劑折算為對(duì)應(yīng)的堿金屬氧化物加入不同種類(lèi)的煤灰中，在弱還原性氣氛中進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)以研究煤灰沾污特性.結(jié)果表明：天池能源煤具有較強(qiáng)的沾污特性，這是因?yàn)槠涿夯抑蠳a元素含量較高；煤灰中加入堿金屬鹽可以明顯促進(jìn)煤灰的燒結(jié)，降低煤灰的初始沾污溫度；煤灰的沾污特性受到堿金屬鹽與灰樣中固有礦物成分的共同作用；低溫階段Na基化合物對(duì)煤灰燒結(jié)特性的影響強(qiáng)于K基化合物，而高溫階段則是K基化合物的影響更強(qiáng).

煤灰； 堿金屬； 沾污； 燒結(jié)

作為新一代煤氣化技術(shù)的重點(diǎn)研究方向，煤催化氣化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以加快氣化反應(yīng)進(jìn)程，降低氣化反應(yīng)溫度，實(shí)現(xiàn)氣體產(chǎn)物的定向選擇等優(yōu)勢(shì)[1-2].不同的催化劑在氣化反應(yīng)溫度、反應(yīng)速率和氣體熱值等方面存在較大差異，因此催化劑的選擇對(duì)煤氣化反應(yīng)具有重要作用[3-4].而催化劑中，Na基和K基堿金屬催化劑不僅價(jià)格低廉，而且催化性強(qiáng)，因此被廣泛應(yīng)用和研究[5-6].

但是堿金屬在促進(jìn)煤氣化進(jìn)程的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)一些危害.研究者發(fā)現(xiàn)Na基和K基堿金屬受熱會(huì)與煤中礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，降低灰熔點(diǎn)和燒結(jié)溫度，造成煤灰低溫下燒結(jié)并在受熱面產(chǎn)生沾污[7-8].沾污會(huì)導(dǎo)致氣化爐反應(yīng)室腐蝕、結(jié)渣、結(jié)塊，降低反應(yīng)效率，嚴(yán)重的沾污會(huì)覆蓋整個(gè)反應(yīng)室表面，引起搭橋，大塊灰渣掉落，還有可能砸壞設(shè)備部件，造成惡性事故，嚴(yán)重影響正常運(yùn)行.

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于煤結(jié)渣特性的研究較多，而對(duì)煤沾污特性的研究較少，研究方法也較為有限，但普遍認(rèn)為煤的沾污特性與煤灰成分[9]、堿金屬含量[10]和添加劑[11]等有關(guān).通常用來(lái)反應(yīng)沾污特性的參數(shù)是煤灰的燒結(jié)溫度[12].

為了有效利用堿金屬在煤氣化過(guò)程中的催化效果，并控制堿金屬帶來(lái)的危害，有必要深入研究堿金屬與煤灰沾污特性的關(guān)系，探究影響沾污特性的因素，這對(duì)發(fā)展煤催化氣化技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

筆者選取4種典型煤種，采用燒結(jié)篩分的方法研究煤灰沾污特性.通過(guò)向原煤灰中加入不同的堿金屬鹽，使對(duì)應(yīng)的堿金屬氧化物在煤灰中的組分提高至某一比例，在弱還原性氣氛下進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，得到各自的燒結(jié)曲線，并根據(jù)燒結(jié)曲線得出初始沾污溫度，以研究不同堿金屬添加劑對(duì)不同煤種沾污特性的影響.針對(duì)添加不同堿金屬鹽的煤種，通過(guò)控制反應(yīng)溫度，在各自的沾污溫度以下進(jìn)行反應(yīng)，可有效避免氣化爐反應(yīng)室壁面沾污問(wèn)題，為煤催化氣化技術(shù)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù).

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)煤種

分別選用天池能源煤、脫鈉煤、活雞兔煤和烏東煤來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究.其中天池能源煤屬于準(zhǔn)東煤的一種，在實(shí)際的燃燒和氣化過(guò)程中表現(xiàn)出極強(qiáng)的沾污特性.脫鈉煤是采用上海機(jī)易電站設(shè)備有限公司研發(fā)的針對(duì)高鈉準(zhǔn)東煤中的鈉進(jìn)行脫除的專(zhuān)利技術(shù)，此處是將天池能源煤處理后的煤.在經(jīng)過(guò)脫鈉工藝處理后，煤中的鈉含量有所降低，在小型試驗(yàn)爐上試燒時(shí)表現(xiàn)出比天池能源煤優(yōu)異得多的結(jié)渣和沾污特性.將實(shí)驗(yàn)用天池能源煤、脫鈉煤、活雞兔煤和烏東煤分別記為T(mén)C、TN、HJT和WD，煤質(zhì)分析如表1所示.

表1 煤質(zhì)分析

1.2 原煤灰制備

本實(shí)驗(yàn)參考美國(guó)生物質(zhì)制灰標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1755-01(2007)《Standard test method for ash in biomass》，采用低溫灰化法進(jìn)行原煤灰的制備.低溫灰化法比煤的工業(yè)分析過(guò)程中采用的溫度低((815±10) ℃)，有利于保持原煤中礦物質(zhì)的形態(tài)，便于對(duì)煤中各成分進(jìn)行詳細(xì)分析[13].

具體步驟如下：首先，將R90=(20±5)%煤粉平鋪在瓷舟中，瓷舟在SRJX-4-13型馬弗爐中以10 K/min的升溫速率升溫至300 ℃，恒溫停留30 min后再以10 K/min的升溫速率升至575 ℃，在此溫度下保持4 h直至質(zhì)量恒定，冷卻至室溫后置于R150標(biāo)準(zhǔn)篩中，使用BSJ-200型拍擊式振篩機(jī)篩分6 min，篩上灰樣研磨至通過(guò)R150篩，與篩下灰樣混合均勻后封裝放入干燥皿中備用.

分別將4種原煤灰記為T(mén)C-O、TN-O、HJT-O和WD-O，灰樣成分分析結(jié)果以相應(yīng)氧化物形式表示(下同)，如表2所示.

1.3 實(shí)驗(yàn)灰制備

由于煤種的沾污特性與堿金屬有著重要關(guān)系，為考察堿金屬添加劑對(duì)沾污特性的影響，向TN-O、HJT-O和WD-O中分別加入Na2CO3、NaCl、K2CO3和KCl 4種堿金屬鹽(均為分析純，過(guò)R150篩)，在瑪瑙研體中混合均勻，調(diào)整煤灰中對(duì)應(yīng)堿金屬的含量來(lái)制備實(shí)驗(yàn)灰.而TC屬于沾污特性較強(qiáng)的煤種，因此直接選取TC-O作為對(duì)比灰樣.

加入堿金屬碳酸鹽后實(shí)驗(yàn)灰中對(duì)應(yīng)堿金屬氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法為

(1)

表2 原煤灰成分分析

加入堿金屬氯化物后實(shí)驗(yàn)灰中對(duì)應(yīng)堿金屬氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法為

(2)

式中：w1為單位質(zhì)量原煤灰中對(duì)應(yīng)的堿金屬氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；w2為單位質(zhì)量實(shí)驗(yàn)灰中對(duì)應(yīng)的堿金屬氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；M1為對(duì)應(yīng)堿金屬氧化物的摩爾質(zhì)量；M2為加入堿金屬鹽的摩爾質(zhì)量；m為單位質(zhì)量原煤灰中加入堿金屬鹽的質(zhì)量，g.

根據(jù)式(1)和式(2)可計(jì)算出調(diào)整實(shí)驗(yàn)灰中堿金屬氧化物(Na2O或K2O)至一定比例時(shí)需加入的堿金屬鹽的質(zhì)量.

為了放大原煤灰中加入堿金屬鹽的影響力，便于對(duì)堿金屬元素進(jìn)行定性分析，因此加入Na2CO3和NaCl時(shí)，使實(shí)驗(yàn)灰中Na2O折算質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到8%；加入K2CO3和KCl時(shí)，使實(shí)驗(yàn)灰中K2O折算質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到8%.實(shí)驗(yàn)灰以A-B的形式表示，A為對(duì)應(yīng)煤種的標(biāo)記，B為添加劑名稱.實(shí)驗(yàn)灰成分分析見(jiàn)表3.

表3 實(shí)驗(yàn)灰成分分析

1.4 燒結(jié)實(shí)驗(yàn)

沾污的重要特性之一是煤灰在較低的溫度下內(nèi)部發(fā)生燒結(jié)，因此煤灰在不同溫度下的燒結(jié)情況可以反應(yīng)出沾污特性.由于氣化氣氛一般是弱還原性氣氛，因此實(shí)驗(yàn)采用燒結(jié)篩分法在弱還原性氣氛中將灰樣在700～1 100 ℃，間隔為50 K的溫度下進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，得到煤灰的燒結(jié)比例隨溫度變化的曲線來(lái)研究其沾污特性.

實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)持續(xù)向馬弗爐內(nèi)通入CO和CO2體積比為 4∶6的混合氣，保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持弱還原性氣氛.(2)以10 K/min的升溫速率將馬弗爐升溫至指定溫度，稱取實(shí)驗(yàn)灰樣(1.0±0.01) g放入瓷坩堝內(nèi)，每個(gè)灰樣設(shè)置2個(gè)平行樣，分別記錄總重后放入爐體中間部位，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí).(3)30 min后將灰樣取出，在干燥皿中冷卻后分別稱重，將3個(gè)灰樣混合后置于R150標(biāo)準(zhǔn)篩中，使用振篩機(jī)篩6 min.(4)分別稱量篩上及篩下重量，通過(guò)篩上/(篩上+篩下)計(jì)算得出燒結(jié)比例.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同煤種原煤灰燒結(jié)情況

分別將4種原煤灰進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，得到的燒結(jié)曲線如圖1所示.從圖1可以看出，TC-O在750 ℃時(shí)燒結(jié)比例達(dá)到8.12%，在800～850 ℃之間燒結(jié)比例跨度很大，從16.61%直接增大到75.12%，在900 ℃燒結(jié)比例達(dá)到了90%，燒結(jié)情況非常嚴(yán)重.

圖1 原煤灰燒結(jié)曲線

這是由于TC-O中含有較多Ca、Na、S等元素.許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)[14]準(zhǔn)東煤灰渣中明顯檢測(cè)到較高含量的Na2SO4、CaSO4、鈉長(zhǎng)石、鈉鐵硫酸鹽和鈉鈣鋁硅酸鹽等，而Na2SO4和CaSO4屬于強(qiáng)沾污組分，對(duì)準(zhǔn)東煤的沾污特性具有較大影響，此外，鈉長(zhǎng)石、鈉鐵硫酸鹽等低熔點(diǎn)的礦物質(zhì)則具有助熔作用.因此導(dǎo)致相同溫度下TC-O的燒結(jié)比例遠(yuǎn)大于另外3種原煤灰，該煤種在利用過(guò)程中必然會(huì)造成氣化爐反應(yīng)室壁面沾污的情況出現(xiàn).

TN煤是TC煤在經(jīng)過(guò)特殊脫鈉工藝后的煤種，經(jīng)過(guò)脫鈉處理后TN-O成分中Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.12%，遠(yuǎn)小于TC-O成分中的Na2O含量.與TC-O相比，在相同溫度下TN-O的燒結(jié)比例大大減小，這說(shuō)明經(jīng)過(guò)特殊脫鈉工藝降低TC煤中鈉元素含量之后，燒結(jié)情況大為改善，很大程度上降低了TC-O的沾污特性.但與WD-O和HJT-O相比，在相同溫度下TN-O燒結(jié)比例明顯較大.

而HJT-O和WD-O在1 000 ℃之前基本無(wú)燒結(jié)現(xiàn)象，屬于沾污特性弱的煤種，抗沾污能力強(qiáng)，這是因?yàn)镠JT-O和WD-O中Na、K含量較少，不易與其他礦物質(zhì)結(jié)合生成易熔礦物質(zhì)和強(qiáng)沾污性礦物質(zhì).

此外，雖然WD-O中的Na、K含量均小于HJT-O的Na、K含量，但在1 000 ℃以后燒結(jié)比例卻大于HJT-O.通過(guò)Fe2O3和CaO的二元體系相圖分析可知，在1 200 ℃左右時(shí)，F(xiàn)e2O3和CaO可生成低熔點(diǎn)的化合物CaFe2O4，且由表2可知，單位質(zhì)量WD-O中，鐵、鈣元素物質(zhì)的量之比為1.942，接近于2，因此當(dāng)溫度超過(guò)1 000 ℃時(shí)，WD-O比HJT-O更易結(jié)渣.文獻(xiàn)[15]的研究結(jié)果也表明當(dāng)煤中鐵、鈣元素物質(zhì)的量之比接近2時(shí)，煤的結(jié)渣傾向顯著.

2.2 不同堿金屬鹽對(duì)煤灰燒結(jié)特性的影響

通過(guò)燒結(jié)實(shí)驗(yàn)得到加入不同堿金屬鹽對(duì)各原煤灰燒結(jié)特性的影響，對(duì)應(yīng)的燒結(jié)曲線如圖2所示.從圖2可以看出，與原煤灰相比，加入堿金屬鹽后實(shí)驗(yàn)灰在相同溫度下的燒結(jié)比例有較大提升，說(shuō)明堿金屬鹽有促進(jìn)煤灰燒結(jié)的作用，但是不同的堿金屬鹽在各原煤灰中的促進(jìn)作用有較大不同.

(a) TN

(b) HJT

燒結(jié)曲線具有較強(qiáng)的規(guī)律性，可將其劃分為3個(gè)階段來(lái)進(jìn)行分析：小于1 000 ℃的低溫階段；1 000～1 050 ℃的過(guò)渡階段；大于1 050 ℃的高溫階段.

4種堿金屬鹽在不同溫度階段對(duì)3種原煤灰燒結(jié)特性影響不同.

TN-O：低溫階段NaCl>KCl>Na2CO3>K2CO3；高溫階段KCl>K2CO3>NaCl> Na2CO3.

HJT-O：低溫階段NaCl>KCl>Na2CO3>K2CO3；高溫階段KCl>NaCl>K2CO3>Na2CO3.

WD-O：低溫階段 Na2CO3>NaCl>K2CO3>KCl；高溫階段K2CO3>Na2CO3>KCl>NaCl.

在低溫階段，加入NaCl和KCl對(duì)TN-O和HJT-O燒結(jié)情況的影響最為明顯.這是由于這2種原煤灰中的Ca含量較高，而煤中含鈣礦物質(zhì)主要是方解石和少量的白云石，這2種礦物質(zhì)分解溫度較低，受熱分解形成CaO，并且當(dāng)溫度超過(guò)600 ℃，NaCl就會(huì)受熱揮發(fā)進(jìn)入氣相，易與固態(tài)CaO反應(yīng)生成CaCl2，而CaCl2熔點(diǎn)較低(無(wú)水CaCl2的熔點(diǎn)為772 ℃)，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到772 ℃附近，CaCl2就會(huì)熔化而具有黏性，從而黏結(jié)周?chē)幕翌w粒形成燒結(jié)現(xiàn)象[16-17].因此，當(dāng)煤灰中Ca含量較高時(shí)，堿金屬氯化物對(duì)煤灰燒結(jié)特性的影響遠(yuǎn)大于堿金屬碳酸鹽對(duì)其的影響，導(dǎo)致相同溫度下加入堿金屬氯化物的灰樣燒結(jié)比例遠(yuǎn)大于加入堿金屬碳酸鹽的灰樣.

而Na基和K基碳酸鹽對(duì)WD-O在低溫階段燒結(jié)特性的影響強(qiáng)于Na基和K基氯化物.這是由于WD-O中Ca含量很少，而堿金屬碳酸鹽受熱易分解生成堿金屬氧化物，在較低溫度下會(huì)受熱熔解與煤灰中其他氧化物生成較多的低熔點(diǎn)共熔體，因此在低溫階段，堿金屬碳酸鹽對(duì)WD-O燒結(jié)特性的影響比堿金屬氯化物對(duì)其的影響大.

低溫階段，4種堿金屬鹽對(duì)灰樣的燒結(jié)特性影響均表現(xiàn)出NaCl>KCl、Na2CO3>K2CO3的特性.而高溫階段則是KCl>NaCl、K2CO3>Na2CO3.這是由于Na基化合物在較低溫度下會(huì)受熱熔解，與煤灰中的其他氧化物生成低熔點(diǎn)共熔體.而K基化合物則與Na不同，雖然也有一部分會(huì)生成低熔點(diǎn)共熔體和硫酸鹽，但是另外一部分還會(huì)與煤中的Al、Si礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8.鉀長(zhǎng)石具有較高的熔點(diǎn)(1 100 ℃)，因此較低溫度下，與K基堿金屬相比，Na基堿金屬對(duì)TN-O燒結(jié)特性的影響大.當(dāng)溫度超過(guò)1 000 ℃，鉀長(zhǎng)石再度受熱分解，一部分形成K2SO4，另一部分則達(dá)到熔點(diǎn)成為熔融態(tài)，并與周?chē)翌w粒形成燒結(jié)，因此在高溫下K基堿金屬要比Na基堿金屬對(duì)燒結(jié)特性的影響大.

高溫階段，K2CO3對(duì)TN-O燒結(jié)的影響大幅上升，大于NaCl的影響.而K2CO3對(duì)HJT-O燒結(jié)的影響雖有一定提升，但并未超越NaCl的影響.這是因?yàn)門(mén)N-O中的S含量較高，是HJT-O中S含量的2.5倍，促進(jìn)了低溫階段形成的鉀長(zhǎng)石在高溫階段受熱分解，并與含硫礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成K2SO4，該物質(zhì)是造成燒結(jié)的主要因素.

2.3 初始沾污溫度

由于煤灰沾污現(xiàn)象主要是由溫度較低的情況下燒結(jié)比例較大導(dǎo)致的，而在小型試驗(yàn)爐上對(duì)TN煤進(jìn)行試燒發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤灰的燒結(jié)比例超過(guò)10%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較為明顯的沾污現(xiàn)象.因此定義煤灰灰樣燒結(jié)比例為10%時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為初始沾污溫度，用T0表示.根據(jù)燒結(jié)曲線得到對(duì)應(yīng)灰樣的T0如圖3所示.從圖3可以看出，同種煤灰加入不同的堿金屬鹽后，對(duì)應(yīng)的T0不同；且相同的堿金屬鹽對(duì)不同煤灰的T0影響也是不同的.這是因?yàn)槊夯业恼次厶匦圆粌H與堿金屬添加劑的種類(lèi)有關(guān)，與煤的自身特性也有關(guān).

圖3 不同灰樣的初始沾污溫度

4種原煤灰中TC-O的T0最低，說(shuō)明在761 ℃下TC-O就會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的沾污現(xiàn)象，而另外3種原煤灰的T0均大于1 000 ℃，說(shuō)明具有較好的抗沾污能力.

當(dāng)煤灰中加入堿金屬鹽后，各灰樣的T0均有不同程度的降低.加入NaCl和KCl使TN-O和HJT-O的T0下降最多，這是由氯元素的存在造成的.孫亦[18]認(rèn)為氯并不單獨(dú)對(duì)沾污起明顯的促進(jìn)作用，但會(huì)間接與煤灰中其他成分協(xié)同作用，促進(jìn)煤灰沾污，當(dāng)燃用氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%～0.6%的煙煤，鍋爐在運(yùn)行4 000 h后，預(yù)熱器冷段的波紋鋼板可以被腐蝕掉1 mm.張守玉等[19]認(rèn)為以堿金屬氯化物形式存在的氯會(huì)在高溫釋放，一部分與H2O形成HCl，進(jìn)一步與其他物質(zhì)反應(yīng).董一真[20]將高溫黏結(jié)性積灰分為堿金屬化合物型和鈣化物型，對(duì)于高氯煤而言主要是鈣化物型積灰，這是因?yàn)镃a與Cl形成CaCl2，其熔點(diǎn)較低(780 ℃)，因此在較低溫度下即達(dá)到熔點(diǎn)，處于黏稠狀，從而起到黏性基質(zhì)的作用.由表2可知，TN-O和HJT-O中Ca含量較高，因此在加入較高含量的氯化物時(shí)，Ca易與其發(fā)生協(xié)同作用而生成CaCl2，降低了T0.

4種堿金屬鹽相比，加入Na2CO3使WD-O的T0下降最多，降低了約20%，說(shuō)明Na2CO3對(duì)WD-O的沾污特性影響最大.主要原因是WD-O中Ca含量很低，而Si和Al等元素含量比較多，并且加入的Na2CO3易受熱分解得到Na2O，易與煤中Si、Al等礦物質(zhì)結(jié)合形成霞石，霞石屬于典型的堿性礦物質(zhì)，具有較強(qiáng)的助熔性.

3 結(jié) 論

(1)相同溫度下4種原煤灰中天池能源煤灰的燒結(jié)比例遠(yuǎn)大于其他3種，初始沾污溫度為761 ℃，主要原因是天池能源煤原煤灰中Na元素含量較高，在較低溫度下易生成低熔點(diǎn)共熔體和硫酸鹽，因此在利用天池能源煤的過(guò)程中易出現(xiàn)受熱面沾污的情況.

(2)煤灰中Ca含量較高時(shí)，加入堿金屬氯化物會(huì)比加入堿金屬碳酸鹽對(duì)煤灰燒結(jié)特性的影響更大，這是因?yàn)槊褐泻}礦物質(zhì)主要是方解石和少量的白云石，這2種礦物質(zhì)的分解溫度較低，受熱分解形成CaO， 而金屬氯化物受熱揮發(fā)進(jìn)入氣相與CaO反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的CaCl2.

(3)低溫階段Na基化合物對(duì)煤灰燒結(jié)特性的影響大于K基化合物，而高溫階段則是K基化合物的影響更大.這是由于K基化合物會(huì)與含有Al、Si等元素的礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8，其熔點(diǎn)較高，低溫下難熔.溫度較高時(shí)一部分鉀長(zhǎng)石會(huì)受熱分解生成K2SO4，另一部分則達(dá)到熔點(diǎn)成為熔融態(tài)與周?chē)翌w粒形成燒結(jié).

(4)煤灰的初始沾污溫度可以直觀地反映出不同堿金屬鹽對(duì)不同煤灰沾污特性的影響，說(shuō)明煤灰的沾污特性受到堿金屬鹽添加劑與灰樣中固有礦物成分的協(xié)同作用.

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Effects of Alkali Salts on the Fouling Properties of Coal Ash in Weak Reducing Atmosphere

CHENHongwei1,ZHANGZhiyuan1,HEJunpeng2,LIANGZhanwei1,YANGXin1

(1.MOE's Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment, North China Electric Power University, Baoding 071003, Hebei Province, China; 2. China Resources Power Henan Shouyangshan Co., Ltd., Luoyang 471000, Henan Province, China)

To study the fouling properties of coal ash, sintering experiments were carried out in weak reducing atmosphere by converting alkali salt additives into equivalent weight of alkali oxides, and then adding them into different kinds of coal ash. Results show that Tianchi Energy coal has strong tendency of fouling due to high content of Na element in the coal ash; alkali salt additives can obviously promote the sintering of coal ash and reduce its initial fouling temperature; the fouling properties of coal ash are determined by the combined effect of alkali salt additives and the inherent minerals; Na-based compounds have stronger effect on the fouling properties of coal ash than K-based compounds at low temperatures, while K-based compounds have stronger effect at high temperatures.

coal ash; alkali metal; fouling; sintering

2016-03-29

2016-04-27

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50876030)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2015XS116)

陳鴻偉(1965-)，男，重慶人，教授，博士，主要從事潔凈煤燃燒技術(shù)等方面的研究. 張志遠(yuǎn)(通信作者)，男，博士，電話(Tel.)：13722972551;E-mail: phoenixyy89@qq.com.

1674-7607(2017)02-0098-07

TK16

A 學(xué)科分類(lèi)號(hào)：470.10