煤炭科学技术

作者：张昀朋, 丁华, 白向飞,

关键词：神东煤, 煤灰黏度, FactSage, 气化, 黏温特性,

神东矿区煤灰分较低，矿物组成的波动对煤灰黏温特性影响较大，尤其是高硅铝比煤在高温下黏度普遍偏高，造成气化过程中堵渣问题严重。通过浮沉试验，利用扫描电镜定量分析了神东矿区煤中主要矿物组成，利用高温煤灰黏度测定仪测得煤灰黏温曲线，采用FactSage7.3以煤灰成分为基础对其进行了黏温特性模拟。结果显示：神东矿区样品矿物组成主要是伊利石型黏土矿物(相对质量分数为20%～70%，下同)、方解石(6%～34%)、黄铁矿(2%～10%)、菱铁矿(3%～50%)，存在部分碎屑成因石英(6%～24%)与伊利石共生；伊利石含量高且部分伴生石英造成样品硅铝含量及硅铝比高，煤灰成分中硅铝相对质量分数为50%～75%，硅铝比为2.3～3.1，这是导致神东煤灰黏度较大的主要原因；样品中方解石是主要的含钙矿物，填充于煤的裂隙或有机质组分中的结构孔隙中，由于高温下钙离子对熔体网络的解聚和破坏作用，所以钙含量较高会导致黏度相对较低；另外，铁系矿物主要是硫化物矿物黄铁矿和碳酸盐矿物菱铁矿，铁含量相对较高导致较多二价铁离子与6个氧原子连接形成八面体结构致使网络结构松散，也会在一定程度上降低煤灰黏度。对神东矿区4种商品煤混配后的模拟结果表明，煤灰的最佳配比质量为4∶6到7∶3，煤样配比为4.1∶5.9～8.3∶1.7能够较好地满足液态排渣气化炉的操作温度和黏度区间。

来源：2021年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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