测量锅炉灰渣可燃碳含量的方法

摘要

本发明提供一种测量锅炉灰渣可燃碳含量的方法，包括：测量锅炉灰渣有氧燃烧时的氧气消耗量，由燃烧全部可燃碳的总氧气消耗量计算锅炉灰渣可燃碳的含量绝对值，其中所述总氧气消耗量是通过将锅炉灰渣在热重‑质谱联用设备中燃烧与热解，由逸出气体质量流量求和值减去失重速率的求和值而获得的。本发明是通过准确测量气体的质量流量，结合失重的动态数据，精准测量可燃碳含量。该测量方法适用于所有锅炉灰渣，且不同种类灰渣的测量结果可以比对。

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉灰渣可燃碳含量的测量，尤其涉及利用热重与质谱联用准确测量锅炉灰渣中残余可燃碳含量的方法。

背景技术

锅炉灰渣中的可燃碳含量不仅是反映燃烧状况好坏的重要指标，也决定了其在建材方面的应用范围。由于锅炉灰渣是在复杂动态的燃烧过程中形成的，其成分比较复杂。除过可燃碳以外，灰渣通常还包括水分、碳酸盐、硫酸盐及氧化物等，水分主要有颗粒间与颗粒内吸附的水、结晶水(如CaSO₄·2H₂O)、以及可能通过化学反应生成水的潜在水(如Ca(OH)₂)，碳酸盐包括投入炉内且未分解的、二次反应生成的、煤种自身携带的，硫酸盐主要来自脱硫过程。在可燃碳的测量过程中，目前通常采用烧失量(LOI:Loss-On-Ignition)来表征粉煤灰中可燃碳含量的大小，而灰渣中的水分、碳酸盐、硫酸盐的存在，往往造成烧失量与可燃碳含量之间存在非常大的差异。例如，对于流化床锅炉的飞灰，其偏差甚至大于两个数量级，即使对煤粉炉也存在大于40％的测量误差[参考文献1]。造成上述测量误差非常大的原因主要在于现有的测量手段无法分辨烧失过程中不同逸出组分的真实量的分布情况。例如，在煤粉炉飞灰的可燃碳测量中，飞灰内有以Ca(OH)₂形式存在的大量潜在水，其在400-500℃之间分解释放，因此这部分的质量损失往往被计入烧失量，但其并不完全是可燃碳的含量。Robert>

在我国锅炉灰渣可燃碳含量的测量采用电力行业标准DL/L567.6-95，飞灰和炉渣可燃物测定方法中规定了两种方法，方法一是燃煤锅炉灰渣可燃物的例行监督方法(以下简称DL-A)，该方法为称取一定质量的飞灰或者渣样品，使其在815±10℃下缓慢灰化，根据其减少的质量计算其可燃物含量；方法二应用于锅炉机组性能考核及精确的热力计算(以下简称DL-B)，该方法则需按照GB212空气干燥法测定灰、渣空气干燥基水分和灰分，按照GB/T218测定灰、渣中碳酸盐的二氧化碳含量，总烧失量减去灰、渣中水分和碳酸盐内二氧化碳含量即为灰、渣中可燃物含量。方法一为传统的烧失量法，方法二中的可燃碳含量是利用减法求得，且并不是在同一过程完成测量，测量的误差难以控制。

为了更加清楚地测定循环流化床中灰渣的可燃碳含量，国内的学者也从两方面探索了测量方法。东北电力学院的吕太将烧失法分解成两步，首先利用工业分析中灰分测定，在815℃灼烧样品得到灰渣中挥发分与水分含量，其次通过在960℃灼烧样品，得到灰渣的烧失量，对于循环流化床锅炉飞灰的可燃碳含量用上述的烧失量扣除工业分析中水分及挥发分来计算(以下简称C-LOI法)[参考文献2]。清华大学的王启民通过将热重测量与红外定性分析结合(以下简称TGA-FT法)，该方法是将飞灰样品放入热天平托盘，首先通入惰性气体，从室温开始加热到725℃，保持这一温度至质量恒定，而后通入空气，继续保持这一温度，直至质量恒定；定义循环流化床锅炉飞灰碳含量就是通入空气后样品失重与样品初始质量的比值[参考文献3]。

上述五种灰渣可燃碳含量测量方法的流程与特点比较如表1，各种方法虽然各有特点，但是它们共同的问题是测量过程中各种气体成分的逸出的真实情况并未得到，也未明确灰渣各种成分在不同气氛下相互反应的机理，所测的过程基本依靠推理确认某部分失重为可燃碳的烧失量。

表1灰渣可燃碳含量测量方法的流程与特点对比表

发明内容

如上所述，现有的各类测量灰渣可燃碳含量的方法的共同缺点是：反应原理都是建立在主观推理的基础上，没有真实的观察到反应过程。由于各种气体逸出的动态质量流量难以测量，因此造成这种以烧失量表征可燃碳的方法误差极大，其根本原因在于测试原理性的失真。

归纳上述各种测量方法，其工作原理主要是利用样品在不同气体氛围中的升温过程，尽可能的区分出可燃碳的烧失温度区间。其实，不论有氧气氛还是无氧惰性气氛，灰渣自身及其与周围气氛的反应都是非常复杂。即使在惰性气体氛围中加热飞灰样品，其中所含碳酸盐、硫酸盐的失重机理并不能由空气条件下的失重机理推导，因为气氛的改变已经对碳酸盐、硫酸盐的失重机理产生了关键的影响。而在有氧的气氛中，可燃碳的氧化过程往往与碳酸盐的分解过程重叠出现，依靠反应过程的失重难以区分可燃碳与碳酸盐中二氧化碳的质量，况且二氧化碳的分子量远大于碳，在同等反应失重的情况下，如果将碳酸盐中二氧化碳的失重当作可燃碳，由此所造成的测量误差极大。

图1示出了根据本发明的方法测量的氩气氛围中循环流化床锅炉飞灰热解的一个典型的逸出气体分布图。其显示了循环流化床锅炉脱硫后飞灰在Ar氛围中热解的过程，其中主要的逸出气体H₂O、CO₂、SO₂的质量流量已经给出，可以发现CO₂的逸出遍布400-1000℃，而简单的以部分温度区间的总气体逸出质量推断是或不是某种气体，这种方法非常不科学。

另外，各类锅炉灰渣的成分差异非常大。对于循环流化床锅炉脱硫与否也会影响其灰渣组成，对于不同的灰渣采用不同工作原理的测量方式，往往造成数据结果不可比对，甚至造成很多错误的判断。

总之，锅炉灰渣可燃碳测量的传统方法首要技术缺陷在于测试原理的失真，其试图直接区分并确认“碳”本身，因此可以理解为这些方法更注重“可燃碳”测量中的“碳”，而未从机理上明确解决“可燃碳”中的“可燃”特性，这种性质上的差别直接导致巨大偏差，甚至是错误的判断。其次，现有的各类方法不可能解释测试过程的各类组分的反应机理。再者，对于不同的锅炉、不同运行状况、不同燃料等条件变化，难以形成统一合适的对比。另外，测量条件的变化也会造成很大的误差，难以实施精确测量。最后，对于多步的传统方法，测量过程需要更长的时间。

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基本原理与上述现有方法不同的测量方法，基于锅炉灰渣中可燃碳的“可燃”特性，采用有氧燃烧的方式得到氧气的消耗量，由此准确获得可燃碳的含量。

简而言之，本发明提供一种测量锅炉灰渣可燃碳含量的方法，所述方法包括：测量锅炉灰渣有氧燃烧时的氧气消耗量，由燃烧全部可燃碳的总氧气消耗量计算锅炉灰渣可燃碳的含量绝对值，其中所述总氧气消耗量是通过将锅炉灰渣在热重-质谱联用设备中燃烧与热解，由逸出气体质量流量求和值减去失重速率求和值而获得的。

根据一些实施方案，将逸出气体质量流量与失重速率在常温至950℃区间或者常温至1000℃区间或者常温至1250℃区间求和。

根据一些实施方案，逸出气体包括CO₂，以及SO₂、H₂O、O₂中的一种或多种。

根据一些实施方案，逸出气体k在时间i的质量流量由下式计算：

其中ρ_k为逸出气体k常温下的密度，为逸出气体k常温下的体积流量。

或者，逸出气体k在时间i的质量流量由逸出气体的摩尔流量乘以分子量获得，此方法适合于具有相变特性的物质，如H₂O。

根据一些实施方案，逸出气体k常温下的体积流量根据逸出气体的特征图谱与相对灵敏度，由锅炉灰渣在热重质谱联用设备中燃烧与热解所得的质谱图谱解析而得。

根据一些实施方案，逸出气体的特征图谱与相对灵敏度通过用固定流量的与逸出气体对应的气体，或者固定流量的与逸出气体对应的气体和载气，或用纯化合物和固定量的载气标定所述热重质谱联用设备获得。

根据一些实施方案，利用等效特征图谱法标定逸出气体的特征图谱与相对灵敏度。

根据一些实施方案，等效特征图谱法采用载气作为参比气体。

根据一些实施方案，载气包括惰性气体(例如Ar等)和N₂中的至少一种；和/或，纯化合物包括碳酸盐、硫酸盐、H₂O中的至少一种。

根据一些实施方案，热重-质谱联用设备的标定为离线标定。

本发明通过准确测量气体的质量流量，结合失重的动态数据，精准测量可燃碳含量。该测量方法适用于所有锅炉灰渣，且不同种类灰渣的测量结果可以比对。

附图说明

图1为氩气氛围中循环流化床锅炉飞灰热解的一个典型的逸出气体分布图。

图2为本发明的可燃碳含量测量的原理区分示意图。

图3为根据本发明的锅炉灰渣可燃碳含量测量的一个流程图。

图4为根据本发明实施例1的循环流化床锅炉灰渣可燃碳含量测量的逸出气体质量流量曲线图。

图5为由图4的质量流量曲线图转换而得的堆积面积图。

图6为根据本发明实施例2的钙基模型化合物的逸出气体质量流量曲线图。

图7为由图6的质量流量曲线图转换而得的堆积面积图。

图8为根据本发明实施例3的煤粉炉灰渣可燃碳含量测量的逸出气体质量流量曲线图。

图9为由图8的质量流量曲线图转换而得的堆积面积图。

图10为根据本发明实施例4的低温灰化后煤样可燃碳含量测量的逸出气体质量流量曲线图。

图11为由图10的质量流量曲线图转换而得的堆积面积图。

具体实施方式

本发明提出了一种基本原理与现有技术不同的测量方法。如图2所示，锅炉灰渣碳含量测量中产生的CO₂包括可燃碳燃烧产生的CO₂，也包括锅炉灰渣中碳酸盐等成分的热分解产生的CO₂。试图直接区分并确认“碳”本身的传统方法更注重“可燃碳”测量中的“碳”，未从机理上明确解决“可燃碳”中的“可燃”特性，这种性质上的差别直接导致巨大偏差，甚至是错误的判断。而本发明对于锅炉灰渣中可燃碳的测量，基于其“可燃”的特性。既然是“可燃碳”，那么它就需要利用氧气来进行氧化反应；而不能进行氧化反应的“碳”，如碳酸盐、难燃碳化物等，都不能将其所含碳列入测量的范畴。对于锅炉灰渣，其本身已经历过燃烧过程，不含挥发分，因此在可燃碳的测量过程中，如果采用有氧燃烧的方式，且能得到氧气的消耗量，那么可燃碳的含量即可准确获得。而对于氧气消耗量的测量，可以采用直接法测量氧气的形式，也可以采用间接的方式测量，本发明采用了更加准确、稳定且可靠的间接方式计算氧的消耗量。

具体地，本发明提供一种测量锅炉灰渣可燃碳含量的方法，所述方法包括：测量锅炉灰渣有氧燃烧时的氧气消耗量，由燃烧全部可燃碳的总氧气消耗量计算锅炉灰渣可燃碳的含量绝对值，其中所述总氧气消耗量是通过将锅炉灰渣在热重-质谱联用设备中燃烧与热解，由逸出气体质量流量求和值减去失重速率求和值而获得的。

根据本发明，可以在一步升温过程中实现逸出气体质量流量和失重速率的求和。逸出气体质量流量的求和和失重速率的求和在相同的温度区间进行，所述的温度区间至少包括发生可燃碳烧失过程的温度区间。根据一个实施方案，该温度区间可以为从常温升温至1000℃，或者升温至950℃，或者升温至900℃，或者升温至850℃，或者升温至800℃。如还需测量灰渣含硫量，升温可以到达1250℃，或1200℃。温度区间的上限可视具体样品情况而定。

本发明的测量锅炉灰渣可燃碳含量的方法中，逸出气体是指在锅炉灰渣燃烧与热解过程中产生的气体。对于可燃碳含量测量而言，逸出气体至少包括CO₂。逸出气体还可以包括SO₂、H₂O、O₂中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方案，逸出气体的质量流量可以由逸出气体常温下的密度乘以该气体常温下的体积流量获得，也可以由逸出气体的摩尔流量乘以分子量获得，第二种方法适合于具有相变特性的气体，如H₂O。逸出气体常温下的体积流量可根据逸出气体的特征图谱与相对灵敏度，由锅炉灰渣在热重质谱联用设备中燃烧与热解所得的质谱图谱解析而得。而逸出气体的特征图谱与相对灵敏度则通过标定热重-质谱联用设备获得。

本发明中，热重-质谱联用设备的标定可以如下进行：向热重-质谱联用设备中注入固定流量的与逸出气体对应的气体和/或载气，测得质谱数据，然后利用等效特征图谱法(Equivalent Characteristic Spectrum Analysis (ECSA)，该方法主要是将不同种类气体通过各自的相对特征参数，即特征图谱与相对灵敏度，换算为等效的参比气体，基于特定量的参比气体可得到各类气体的物理参数，故称为等效特征图谱法)[参考文献4]标定相应气体的特征图谱及相对灵敏度(相对于载气)；或者向热重-质谱联用设备中纯化合物并且注入固定量的载气，设备升温后测得热重与质谱数据，然后利用等效特征图谱法(ECSA)标定纯化合物释放的气体(对应灰渣燃烧后的气体产物)的特征图谱及相对灵敏度。

此处，标定使用的载气与实际锅炉灰渣测量时使用的载气相同。作为载气的实例，可以列举惰性气体如氩气(Ar)等，以及不参与且不干扰逸出气体的释放与检测的气体，如氮气(N₂)等。标定使用的纯化合物对应于锅炉灰渣中所含的组分，例如碳酸盐、硫酸盐、H₂O等。具体的化合物包括碳酸钙、硫酸钙、水等。

标定时相应气体和/或载气的流量可以为5-100ml/min。

本发明的热重-质谱联用设备的标定优选为离线标定，通常可以在某一期间内标定一次。

图3显示了根据本发明的锅炉灰渣可燃碳含量测量的一个流程图。如图3所示，主要测量环节包含：标定、测试、分析三个环节。每个环节的具体实施步骤如下：

1.标定环节

利用热重质谱联用设备的流量计，注入固定稳定流量的气体，如CO₂、O₂及载气等，测得质谱数据。利用等效特征图谱法(ECSA)分别标定与灰渣燃烧后的气体产物(CO₂、O₂)相对应的气体的特征图谱及相对灵敏度；或者利用热重质谱联用设备的天平，放入适当的纯化合物，如CaSO₄、H₂O等，注入固定流量的载气，设备升温后测得热重与质谱数据。利用等效特征图谱法(ECSA)分别标定对应灰渣燃烧后部分气体产物(SO₂、H₂O)的逸出气体的特征图谱及相对灵敏度。

特征图谱的计算公式如式(1)，β_j，k为特定气体k的特征图谱，它是一组向量，表示气体在质谱质核比m/z＝j处的丰度，H_j为质谱在m/z＝j处测得的混合离子流强度，代表气体k的特征离子流强度。

相对灵敏度的计算公式如式(2)，α_r，k为气体k相对于参考气体r(例如，载体)的灵敏度，分别代表气体r、k的体积流量。

2.测试环节

在热重与质谱联用系统中，放入灰渣测试样品，通入固定流量的载气与氧气，通过升温程序将样品燃烧与热解。对于仅测量可燃碳含量的工作模式，升温可以到达950℃，如还需测量灰渣含硫量，升温应到达1250℃。测得天平的失重数据，质谱质核比(m/z)为2-64的全部扫描图谱H_j(即，混合离子流强度H_j)。

3.分析环节

a.利用标定环节测得的CO₂、SO₂、H₂O、O₂等气体产物的特征图谱与相对灵敏度，解析测试环节中质谱图谱，得到各种逸出气体常温状态下体积流量。计算公式如式(3)，

其中A_r，k^-为气体的相对灵敏度向量，此处大写因为对于实际情况是多种气体，必须使用向量表示，代表一组气体。同样，I_r，k⁺为气体的等效离子流强度，也是向量，代表一组气体的值。根据(3)中所得体积流量，由质谱数据计算出气体k在不同时间i的质量流量如公式(4)，其中ρ_k为气体k常温下的密度，为逸出气体k常温下的体积流量。

b.对热天平的失重数据进行计算，得到样品在时间i失重速率

c.对于测量可燃碳含量的计算，将逸出气体质量流量与失重速率在常温至950℃区间求和，逸出气体质量流量求和值减去失重速率的求和值，得到燃烧全部可燃碳的总氧气消耗量如公式(5)所示。

d.通过总氧气消耗量计算出样品可燃碳的含量绝对值m_Carbon，如公式(6)，

其中，Z_C、分别为碳与氧气的分子量。锅炉灰渣可燃碳含量的相对值由m_Carbon除以样品量可以得到。

相对于传统的锅炉灰渣可燃碳含量测量，本发明至少具有以下优点之一：

1.真正实现了“可燃”碳含量的测量。由于采用氧气燃烧样品的方式，通过逸出气体与热重数据的对比，间接计算出可燃碳燃烧过程的氧气消耗量，以此测得可燃碳含量，从而合理、客观且准确地反映了可燃碳含量。

2.测量过程清楚地解释并利用各类反应机理。对于燃烧过程中锅炉灰渣测试样品，逸出的是H₂O、CO₂、SO₂、O₂等等，本发明都能给出明确的解释，同时利用这些反应过程，还能进行碳酸盐、硫酸盐、结晶水、化合水、吸附水含量的估算。因此本发明的测量参数可不限于可燃碳含量，更多参数的测量有利于锅炉的参数调节。

3.实现了不同锅炉、不同运行工况、不同燃料等情况下灰渣的可燃碳含量比对。由于本发明的方法基于真正的可燃碳含量测量，不受上述条件的改变而产生机理性误差，因此测试的数据便于统一比较。

4.测量过程误差很小、数据稳定性与可靠性高。对于同一种样品的重复测量，即使改变测试条件，如升温速率、氧气浓度、样品量、载气流量等等，可燃碳含量测量值的重复性很好，相对误差极小，抗干扰能力很强。

5.测量过程一步升温实现，缩短样品测量的时间。本发明的测量方法采用一步升温，可燃碳的烧失过程与碳酸盐、硫酸盐的分解与脱水同步发生，不需要利用不同的升温过程区分碳酸盐、硫酸盐的分解与脱水，减少了单一样品的测试时间。

6.本发明的测量方法可适用于气化过程灰渣的含碳量测量。

实施例

以下提供实施例以帮助理解本发明，但这些实施例不应理解为对本发明范围的限制。

实施例中使用的热重-质谱联用设备为德国耐驰公司的同步热分析仪(型号为449F3)与四级杆质谱(型号为QMS403C)。

热重-质谱联用设备的标定按照以下程序进行：

选用Ar作为载气，载气流量为60ml//min。以10ml/min流量分别注入CO₂和O₂，在升温速率为10K/min的条件下测量质谱数据。利用等效特征图谱法(ECSA)分别标定气体CO₂、O₂的特征图谱及相对灵敏度。

另外，称取质量5-10mg的CaSO₄、H₂O，放入热重质谱联用设备的天平中。以60ml/min的体积流量注入载气Ar。以10K/min的升温速率进行升温，升温至1250℃，测量热重与质谱数据。利用等效特征图谱法(ECSA)分别标定气体产物SO₂、H₂O的特征图谱及相对灵敏度。

所测得的相对于Ar载气的相对灵敏度如下所示。

气体kO₂CO₂SO₂H₂OArα_Ar,k0.9881.1392.5011.2041.000

另外，CO₂也可以采用CaCO₃升温热解的方式标定，此时的特征图谱及相对灵敏度与采用气体CO₂时完全一致。

实施例1典型循环流化床锅炉飞灰可燃碳含量测量

由于循环流化床锅炉飞灰中含有较多的硫酸盐与碳酸盐，其中所含可燃碳非常容易与硫酸盐、碳酸盐的热解产物混淆，传统方法难以准确测量可燃碳含量。本实施例选择浙江宁波燃煤电厂循环流化床锅炉飞灰为测试样，测量条件为：Ar与O₂共同组成的气体氛围，Ar流量65ml/min，O₂流量为5ml/min，热重炉体的升温速率为10℃/min，样品量127.4mg。

图4给出了该样品在本测量方法中的气体逸出过程，其中可以看到H₂O、CO₂、SO₂的排放，逸出气体的质量流量依靠质谱数据解析得到，结果非常准确与稳定。其中CO₂的逸出集中在400-700℃，出现两个明显的峰值，H₂O的逸出集中在100-400℃，在400℃的前面还出现较突出的峰值。将图4中逸出气体的质量流量曲线转换为堆积面积图，如图5所示，可清楚地看到失重曲线与气体逸出质量流量在大部分温度情况下吻合很好，在400-700℃出现了偏差，此部分反映出参与反应的氧气量。图5中红色虚线范围的可以采用公式(5)累积求和，避免了气体的吸附与脱附、质谱数据时间同步问题，确保了分析结果的稳定与可靠。本测试样品经上述分析可以得到飞灰中的可燃碳含量为2.32％，而样品中的碳含量3.72％。

实施例2钙基模型化合物的可燃碳含量测量

选用三种钙基化合物模型飞灰中的主要化合物作为实验样品，证明可燃碳含量为0时的测量准确度，以说明本发明的测量方法的可靠性。所选三种化合物分别为Ca(OH)₂(国药试剂，分析纯)、CaCO₃(国药试剂，优级纯)、CaSO₄·2H₂O(国药试剂，分析纯)，三种试剂含量各50mg，测量条件为：Ar与O₂共同组成的气体氛围，Ar流量65ml/min，O₂流量为5ml/min，热重炉体的升温速率为10℃/min。

图6、7中模型化合物的逸出过程基本上也验证了实施例1中循环流化床锅炉飞灰的气体逸出过程，其中CO₂的逸出集中在600-850℃，这正是CaCO₃分解的温度区间，H₂O的逸出在100-200℃、400-450℃两个温度区间形成突出的峰值，反映了CaSO₄·2H₂O、Ca(OH)₂中水分的释放。由于CaSO₄分解所需温度较高，且时间较长，因此未在图6、7中出现较大释放。

利用本测量方法可以得到H₂O、CO₂的逸出质量分别为22.08mg、23.86mg，根据热重的天平失重可以计算得到H₂O、CO₂的逸出质量分别为21.30mg、23.76mg，相对误差较低，以此数据可以计算得到可燃碳含量为0.21％，可以确认样品中肯定不含可燃碳，同时可以得到样品中碳元素含量为4.31％。

实施例3典型煤粉炉的可燃碳含量测量

选择了湖南燃煤电厂煤粉炉飞灰作为测试样品。测量条件为：Ar与O₂共同组成的气体氛围，Ar流量65ml/min，O₂流量为5ml/min，热重炉体的升温速率为10℃/min，样品量52.4mg。

在煤粉炉飞灰的测量过程中，清楚的看到CO₂的逸出，而H₂O及其它气体的逸出非常少，如图8、9所示。图中CO₂逸出气体的质量曲线与热重天平失重率的曲线在400-800℃之间近似保持稳定比例，说明此处失重主要是被注入氧气燃烧掉的碳造成。通过数据解析可以得到测试样品的可燃碳含量为7.65％，而样品中碳元素含量的7.84％，两者之差低于0.2％，基本上说明样品中不含有碳酸盐。

实施例4低温灰化煤样的可燃碳含量测量

锅炉中灰渣基本上都经过高温的燃烧过程，为了考察更多煤中杂质对本方法的影响，选择了富含碱金属的新疆准东煤，采用等离子低温灰化的手段对煤样进行灰化，设备为英国Quorum公司的K1056X等离子灰化仪，气体采用纯氧，灰化后样品的杂质含量较低且成分复杂，可燃碳测量的难度非常大。低温灰化后煤样的测量条件为：Ar与O₂共同组成的气体氛围，Ar流量65ml/min，O₂流量为5ml/min，热重炉体的升温速率为10℃/min，样品量14.5mg。

通过图10可以清楚地看到H₂O、CO₂、SO₂的逸出，H₂O的逸出与测量的低温段失重吻合，而SO₂的逸出与高温段失重吻合。在图11中能够更加清晰地发现H₂O在400℃时，存在一个小的逸出峰，说明样品中存在含OH的盐分；而SO₂的逸出从600℃延伸至1200℃，其中出现多个峰值，说明样品内存在不同种类的硫酸盐。通过计算可以得到样品中的可燃碳含量为8.69％，而碳元素含量为12.34％，说明样品中存在部分碳酸盐。

实施例5不同测量条件下的可燃碳含量测量

为了验证测量条件变化对可燃碳含量测量的影响，采用同种锅炉飞灰样品在不同样品量、不同气体注入流量、不同升温速率下进行四组测试，测量结果具有高度的重复性。

测量样品为山东临沂燃煤电厂循环流化床锅炉的飞灰，四种测量条件如表2所示，分别为基准条件、变化样品量、变化升温速率、变化氧气注入量等，后三种测量条件仅在基准条件基础上变动一项。通过表2的内容可以看出，尽管测量条件发生了较大的变化，但是测量结果稳定性较好，充分说明本测试方法不受测试条件的影响。表2中的失重量代表了国标测试方法的结果，通过失重量与可燃碳含量的比较，可以看出传统国标测试方法的误差非常大，其相对误差接近200％；再者将碳元素含量与可燃碳比较，前者总是大于后者，说明样品中含有易于热分解的碳酸盐，这点可以氧元素含量的分析得到证明。总之，锅炉灰渣中的可燃碳与碳元素、失重量存在本质差别，通过表2的数据可以证明本测试方法可以将这三者按照机理完全区分开，并给出各自的准确定量测试结果。

利用本发明的方法可以测定各类锅炉灰渣的可燃碳含量，并且适用于不同的测量条件，如不同样品量、气体氛围等。由于本方法的技术特点及解释算法能自行消减误差，抗干扰能力强，因此测量条件可根据设备性能适当调整，并不局限于实施例中所提及的测量条件。

参考文献：

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