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淮南煤炭资源丰富,煤质优良,但是由于淮南煤灰熔融温度很高(FT>1500℃),因此不能直接应用于安徽淮化集团的Texaco水煤浆气化炉。为解决这一问题,在淮南煤中添加适量的助熔剂来降低淮南煤灰熔点是一种行之有效的方法。 本文对所选的淮南矿区煤样分别添加ADN、ADC和ADF助熔剂及其复配物,考察煤灰熔点随助熔剂加量改变的变化趋势,并运用红外(IR)和X射线衍射(XRD)分析推测煤灰的熔融机理,通过生成的低温共融物解释助熔剂降低灰熔点的作用机理。此外还考察了助熔剂对灰渣粘温特性的影响,并尝试建立了一种新的评价灰渣流动性的方法,通过此方法,可直观的反映出灰渣的流动特性,判断煤种对液态排渣工艺的适用性。所得结论如下: (1)所用三种助熔剂均可不同程度降低淮南煤灰熔点,其中ADN和ADF助熔剂的降熔效果比较显著,如ADN助熔剂将HN115、HN119、KL1和HN113灰熔点降至1380℃所需的灰基加量分别为7.0%,11.7%,2.5%和9.6%。 (2)在复合助熔剂降低淮南煤灰熔点的实验中,固定助熔剂总添加量不变,调整两助熔剂之间比例。实验结果表明:助熔效果随ADC助熔剂比例的增大而减弱;而随着ADN助熔剂比例的增大,煤灰熔点下降趋势显著。 (3)IR和XRD分析结果表明,莫来石的含量决定了煤灰熔点,其含量越高,煤灰熔点越高。助熔剂的加入可使煤灰在熔融过程出现的钙长石或钠长石的含量增高,便可促进其与莫来石等其它高熔点矿物的低温共熔反应的进行,从而使灰熔点下降。 (4)助熔剂对灰渣粘度也有显著的影响。实验所用三种助熔剂均可降低淮南煤的灰渣粘度。例如当助熔剂的灰基添加量为8.7%时,HN119在1380℃下的灰渣粘度可降至20Pa.s。 (5)建立的评价灰渣流动性的新方法,可通过灰渣流动的长度和宽度直观的描述灰渣流动特性。将淮南煤与淮化Texaco气化煤种B1和G3的流动性进行对比,结果表明,淮南煤的灰渣流动性可通过添加助熔剂得到有效的改善,并可达到B1和G3煤的灰渣流动性。 本研究为工业生产提供了降低煤灰熔融温度的有效方案以及理论依据。