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动力配煤是有效利用我国煤炭资源的合理途径,具有显著的经济效益和社会效益。本文系统研究了配煤煤质指标与参配单煤间的关系,并对矿物质对配煤燃烧特性和燃烧动力学的影响作了较为全面和详细的研究,这对我国配煤煤质的准确预测和燃煤锅炉的安全、稳定运行提供了一定的理论支撑和实际指导。利用煤岩分析技术、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等现代分析测试手段对我国几种典型动力煤的煤质分析表明,煤中的外在矿物独立于煤中有机质,呈单体或细分散状或团块状分布;内在矿物被煤中有机质、内在矿物或外在矿物紧密包裹。煤中的主要矿物质种类为石英、方解石、高岭石、硫铁矿等,少数含有K,Na的复合矿物。配煤特性研究表明,配煤的Mad、St,ad和低硫煤配煤的Aad具有线性可加性,其线性相关系数R分别为0.930、0.997、0.990,误差合格率分别为95.0%、85.0%和90.0%;Cad,Had,Nad等煤中主要元素在配煤过程中只是物理叠加效应,因此也具有线性可加性,其误差合格率分别为83.3%、91.7%、91.7%;配煤的Ad,Vad,Vdaf,Qb,ad,Qgr,ad,Qnet,ad以及高硫煤配煤的Aad不具有线性可加性。硫含量较高的单煤参与配煤时,其中的含硫矿物及其热反应产物(如SO3)会与煤中的碱性矿物成分(CaO等)发生固硫作用生成CaSO4等,并残留在煤灰中,使配煤灰分不具有线性可加性;配煤的挥发分受配煤过程中煤种的变化以及挥发分释放过程中传热、传质的影响而表现出较强的非线性关系。煤的发热量受矿物质影响较大。内在矿物使配煤的发热量误差高达1170J/g,远大于国标允许误差120J/g,其误差合格率仅有43.0%。在煤燃烧过程中,内在矿物本身的热分解反应,以及与其他矿物间的共熔融反应是造成配煤发热量不具有线性可加性的主要原因;各外在矿物含量的增加均使发热量线性降低,影响顺序为:方解石>高岭石>石英>硫铁矿;矿物质在煤燃烧中的热转变行为为:石英→鳞石英或方石英,高岭石→莫来石,方解石→氧化钙,硫铁矿→赤铁矿。通过矿物质对挥发分的影响研究,发现在温度主导的挥发分释放前期和扩散作用主导的挥发分释放中后期,内在矿物质对单煤和配煤的挥发分释放特性影响不同。前期,内在矿物良好的导热性使高阶无烟煤、烟煤单煤及其配煤的挥发分初析温度降低,而中后期则主要表现为对挥发分释放的阻碍作用,使挥发分最大释放速率减小,峰值温度升高;内部孔隙丰富的低阶褐煤由于热解温度较低,前期主要受内在矿物的吸热效应和热传导阻碍作用的影响,挥发分初析温度由289.4℃延后至333.1℃,在中后期,内在矿物的导热效应占主导,使挥发分释放的峰值温度降低9.2℃。高低阶配煤的挥发分特性与高阶煤类似。外在矿物扣除其本身的热影响外,对单煤及配煤的挥发分释放均表现为阻碍作用。内在矿物使高阶单煤及其配煤的着火点和燃尽温度升高,燃烧转化率和燃烧速率减小,阻碍煤的燃烧和燃尽,但其热导效应使低温易分解的低阶褐煤着火点降低,进而有利于其燃烧和燃尽,而高低阶配煤则表现为不稳定的分级燃烧过程,在燃烧前期和后期分别表现为低阶煤和高阶煤的燃烧特性;外在矿物添加量为10%时,配煤着火点较原配煤最大降低21℃;在添加量小于50%时,配煤的着火点随方解石、石英、高岭石含量的增加而增大,但均低于原配煤的349℃;三种外在矿物均降低了配煤的燃烧转化率和燃烧速率,并使配煤的燃尽度变差,燃尽温度延后,不利于配煤的燃烧。燃烧动力学研究结果表明,内在矿物质使煤的燃烧反应级数在0~2级之间波动,而非典型的一级反应模型;同时使单煤及配煤的反应活化能增加幅度为4.34KJ/mol~48.21KJ/mol;外在矿物添加量在50%以内时,配煤的反应活化能都呈增大趋势,其中,外加方解石使配煤有最大增加值16.18KJ/mol,而添加石英的配煤有最小增加值8.49KJ/mol。内在矿物和外在矿物均使配煤的燃烧反应活化能升高,阻碍煤的燃烧。