煤阶对煤燃烧特性的影响

文｜汇锦数能-掌上煤焦

煤阶对煤燃烧特性有很大的影响，主要影响煤的燃烧行为和煤的反应性。研究表明，煤阶参数与煤的着火温度、失重温度、燃烧结束温度有密切的相关关系。

表1 热重分析结果汇总

从表1可以看出，随着煤阶的降低(从无烟煤到褐煤)，着火温度下降，而可燃指数增高。 煤的可燃指数综合了煤的着火特性、着火后继续反应特性和燃尽特性，它的数值越大，煤的燃烧特性越好。

煤的燃烧性能或反应性主要由两个因素来表征：挥发分产率及焦渣的反应性。

挥发分产率

图1 煤粒的燃烧过程

图1为挥发分的燃烧及着火是煤燃烧过程中的重要步骤。煤阶和挥发分的数量都影响煤挥发物的着火情况。表1的结果清楚地说明这一点。可以推测，挥发物组成与其着火行为之间存在某种相关关系，不过这种相关性并不算很好。煤在受热后的燃烧前期.发生热分解反应，生成一定数量的挥发产物，即焦油、煤气、热解水等，焦油产率虽然与煤阶有关，但并不都是煤阶的单一函数。

焦渣反应性

残焦或焦渣的反应性随煤阶降低而提高，不过这种相关性在高挥分烟煤阶段并不好。较低煤阶的煤焦反应性很好，可以作为提高锅炉蒸汽量而采用的较优良煤类，但是实际上常用烧烟煤。这是由于低阶煤发热量较低，能源效率也低，同时，为了避免贮运低阶煤时常常遇到的自燃风险，而在一些地区被严格限用。由此可见，在评价煤燃烧性能时，不应该撇开其他参数，而强调某单个指标的影响。

燃烧效率也与煤阶相关。在流化床燃烧时，燃烧效率往往用未燃烧燃料量来计算，随煤阶(一般用镜质组反射率和碳含量来表征)增高而下降。配合煤的燃烧效率与配合煤的组成有关，并与配煤比呈线性关系，因此可视两者具有加和性。在粉煤燃烧时，实测的燃烧效率往往都低于计算效率。实验表明，对烟煤而言，惰性组成对燃烧效率的影响是较大的，但在粉煤燃烧过程中，惰性组分的燃烧行为随煤阶不同就有所变化，这也许能说明煤阶对粉煤燃烧特性的影响比显微组分更为重要。