摘要
煤炭在我国能源结构中仍将长期作为主要组成部分。煤中灰分的存在不仅仅是导致可燃成分相对减少，从而使煤的发热量降低这一单一的影响。灰分会引起锅炉结渣、沾污、腐蚀、磨损等一系列问题，严重影响锅炉的安全、经济运行。本文将煤中矿物质的赋存特征、矿物质高温下的演变规律和灰熔点预测模型结合起来进行系统研究。 首先对21种煤的工业分析、元素分析、灰成分分析和灰熔点的完整数据进行了相关分析和分层聚类分析，并分析了这些特征数据间存在相关关系的原因。通过低温灰化仪对煤样进行灰化，用Rietveld全谱拟合方法对煤中矿物质进行了定量分析，得到了煤中矿物质的定量赋存特征。 然后对低温灰用热重分析和原位X射线衍射相结合的方法，研究了815℃以下煤中矿物质的演化行为。通过对21种煤中矿物质在高温下演化行为的研究，总结出其中的普遍规律。 最后由低温灰中矿物质种类及含量的规律，通过用纯净矿物质混合的方法制得大量样品。将所配制的样品用国标法制灰的流程进行处理，并测试灰熔点。通过主成分回归的方法建立了预测灰熔点的模型，并将所建模型用于真实煤灰灰熔点的预测，证明了以煤中矿物组成为基础建立预测模型的可行性。所建模型既有一定的预测准确性，又能体现煤中矿物质在高温下的作用规律，因此可以用来指导配煤和添加剂调控灰熔点。
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