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,煤灰的最佳质量配比为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.
神东煤 煤灰黏度 FactSage 气化 黏温特性