[发明专利]一种基于液相模拟计算煤灰或混煤灰熔融温度的方法

说明书

本发明公开了一种基于液相模拟计算煤灰或混煤灰熔融温度的方法，通过Factsage7.2热力学模拟软件输入煤灰化学成分以及质量百分比，计算煤灰在820℃~1500℃的液相质量分数与温度的关系并作图。通过液相生成速率变化确定四个区间，通过区间的交界点确定煤灰的变形温度、软化温度、流动温度。本发明利用FactSage软件预测灰熔融温度的方法操作简单，计算量少，且准确度高，适应范围广，在预测煤灰和混煤灰熔融特性方面具有明显的优势。

技术领域

本发明涉及一种基于液相模拟计算煤灰或混煤灰熔融温度的方法，属于煤的气化改进技术领域。

背景技术

煤灰熔融性是煤燃烧或气化的一项重要性质指标。在气化过程中，炉型的选择和操作条件的设定都与煤灰的熔融特性息息相关，煤灰熔融性主要体现在煤灰熔融温度上。煤的灰熔融温度对锅炉结渣特性与热效率都有很大影响, 很多国家都制定了以灰熔点来评判锅炉结渣特性的标准。煤的气化工艺根据排渣方式一般可分成固态排渣和气态排渣两种，两种排渣方式对煤灰熔融温度都有一定的要求。为适应不同排渣要求,需改变煤灰熔融温度，一般通过添加助剂及配煤等调整灰熔点，其中配煤法充分利用所有煤炭资源的同时还降低了成本，但配煤后灰熔点的不确定限制了该方法的应用。目前煤灰熔融温度主要通过化学组成或矿物因子进行预测，并建立了的预测公式。但通过化学组成计算的方法有一定的适用范围，且煤灰中矿物之间相互反应和低温共熔物的生成，使预测结果偏差大制约了这些公式的应用。矿物因子需要X-射线衍射实验和软件对矿物种类和相对含量进行计算，程序复杂且工作量大，一定程度上制约了这些公式的应用。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种仅通过热力学软件模拟计算绘图就能够准确地确定煤灰或混煤灰的变形温度、软化温度和流动温度，使煤的灰熔点得到有效地调控。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方法如下：

一种基于液相模拟计算煤灰或混煤灰熔融温度的方法，包含以下步骤：

（1）将原煤放入马弗炉内按照GB/T1574-2008制备成煤灰。

（2）采用X-射线荧光仪测定煤灰或混煤灰的成分及其含量，并按从大至小排列。

（3）启动Factsage7.2热力学模拟软件并进入Equilib模块。

（4）选择FactPS和FTxoid数据库， 在Reactants的方框里输入将煤灰或混煤灰的前10种成分及其质量分数，如SiO₂，Al₂O₃，CaO等等。

（5）设置初始温度为820℃，终点温度为1500℃，20℃为一个间隔，设置压力为一个标准大气压。

（6）选用FTxoid-SLAGA项进行计算，得到各温度下煤灰或混煤灰的液相质量分数，设置温度为横坐标，液相质量分数为纵坐标，绘制折线图。

（7）通过液相生成速率变化确定四个区间，四个区间的交界点从低到高依次为煤灰或混煤灰的变形温度（DT）、软化温度（ST）和流动温度（FT）；所述第二个区间的液相增长速率在0.6-0.8%/℃范围内，该区间的始端和末端位置所对应的温度判定为煤灰或混煤灰的变形温度、软化温度；第四区间开端所对应的温度判定为煤灰或混煤灰的流动温度，此时煤灰或混煤灰液相含量达到最高值且不再变化。

本发明的有益效果为：

1. 本发明确定煤灰或混煤灰熔融温度的方法较为简单，只需知道其中的氧化物组成及其质量分数，将数据代入Factsage7.2热力学模拟软件计算即可。

2. 根据折线图可以更加直观地推算出煤灰或混煤灰在熔融过程中的特征温度（变形温度、软化温度和流动温度），一目了然。