两种不同温度下矿物对煤焦燃烧特性的影响陈佳宝，赵博，张洪**（中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008）5101520253035摘要：本文研究了两种不同温度下矿物对煤焦燃烧特性的影响规律。研究发现，900℃条件下制焦，两种无烟煤煤焦中，矿物质在煤焦燃烧前期促进了燃烧反应，在煤焦燃烧后期促进作用减缓，1400℃条件下制得的三种煤焦均表现出相似的规律，而900℃烟煤煤焦中矿物质对煤焦燃烧特性的影响不明显。两种温度下，高灰煤焦总体表现出比低灰煤焦更高的反应活性。关键词：矿物质；膨胀；燃烧特性：TQ531EffectofMineralsonCombustionCharacteristicsofCoalCharsinTwoDiffientTemperaturesCHEN激abao,ZHAOBo,ZHANGHong(ShoolofChemicalEngineeringandTechnology,ChinaUniversityofMiningandTechnology,激angsuXuzhou221008)Abstract:Impactofmineralsonthecombustioncharacteristicsofcoalcharsatdifferenttemperatureswasstudiedinthispaper.Itwasfoundthat,intheearlystagemineralspromotedcombustionreactionofboththeanthracitecharsmadeunder900℃conditionbutlaterthepromotioneffectdecreased.Itshowedsimilarlawinallofthethreecoalcharsmadeunder1400℃,whileinbituminouscharsunder900℃conditionmineralsdidnotaffactthecombustioncharacteristics.High-ashcoalcharsshowedhigherreactionreactivitythanlow-ashcoalcharsattwodifferenttemperaturesgenerally.Keywords:mineralmatters;expansion;combustioncharacteristics;reactionkinetics0引言煤粉燃烧可分为挥发分燃烧和煤焦燃烧两个阶段，其中煤焦的燃烬过程较长，是煤燃烧过程的主要部分[1]。煤粉燃烧速率受煤粉颗粒粒度、煤的变质程度、岩相组成以及矿物质含量等多种因素影响，其中矿物质不仅影响煤粉燃烧动力学[2,3,4]，还影响粉煤灰和可吸入颗粒物的形成[5]。煤焦的燃烧可以分为动力区、扩散区和过渡区三个区域，在动力区，煤焦的比表面积起决定性作用，而在扩散区煤焦的孔结构对煤粉燃烧有重要影响[6]。温度1200K（927℃）下矿物质对煤焦的形成已出现了不少成果，在更高温度条件下，矿物质已开始熔融，但矿物质对煤焦的影响却未见报道，研究熔融温度下矿物质对煤焦物理结构和化学活性的影响，无论对于理解煤燃烧机理，还是深入研究煤燃烧动力学都具有重要意义。本文研究熔融温度下矿物的影响，因此在高温烧结炉中分别制备了900℃和1400℃煤焦。作者简介：陈佳宝（1988-），女，硕士研究生，煤粉粒度分级规律研究通信联系人：张洪（1965-），男，教授，主要从事煤粉高效燃烧和煤质分析技术方面的研究.E-mail:hzhang@cumt.edu-1-1实验方法401.1煤样采集试验采集了两种不同变质程度（无烟煤、烟煤）共三种煤样，分别是福建龙岩无烟煤（LY）、河南永城无烟煤（YC）和徐州旗山烟煤（QS）。将从煤田取来的块煤晾晒后，用PC97-400X型锤式破碎机破碎到3mm以下。称取160g(80g×2)的破碎煤样置于HY98-2型密封式振动制样机中粉磨，控制煤粉细度88µm筛余10%~15%。表1为煤样工业分析结果。45表1原煤工业分析结果Tab.1ProximateanalysisofthecoalsamplesSamplesMadProximateanalysis/%AadVadFCad1.2QSTCLY煤粉的浮沉分选2.4220.3129.101.8326.988.533.9123.033.6348.6262.6669.43本试验中煤粉浮沉量为120g(20g×6)，用密度分别为0.88g·cm-3、1.595g·cm-3和2.895055g·cm-3的苯、四氯化碳和三溴甲烷配成全密度的溶液。将每个煤粉浮沉得到的不同密度级别的产物测定其产率和灰分，选取灰分较低的组分（Aad<5%）（以L表示）和灰分在25%~40%之间的组分（以H表示）作为试验煤样，重复上述浮沉分选方法，浮沉出所需量的样品来对比研究。最终确定每种煤所选取的密度级别及灰分如表2所示。表2浮沉煤样密度级别Tab.2DensityfractionsselectedforcoalsSamplesQSTCLYLHLow-density/g·cm3AadHigh-density/g·cm3<1.355.351.5-1.9<1.456.251.6-2.0<1.654.351.85-2.2Aad24.7134.2845.24三种煤样低密度级别组分的灰分均在5%左右，高密度级别组分的灰分在25%~40%之间。根据研究，低密度级别煤粉中矿物质很少，可以近似看成是由纯有机质...