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煤灰是煤中矿物质经过燃烧后剩余的残渣，煤中矿物质成分极其复杂，故煤经完全燃烧后，煤灰成分也变得复杂。煤灰的组成及性质对于煤气化过程有着重要影响。
煤中的无机矿物质，经高温灼热均变为金属和非金属的氧化物盐类，SiO 2 、A1 2 O 3 、CaO和Fe 2 O 3 组分约占灰分组成的90%~ 95%，它们的含量相对变化对灰熔点影响极大，因此许多学者常用四元体系SiO 2 -A1 2 O 3 -CaO-Fe 2 O 3 来研究灰的黏温特性。典型的煤灰组成见表1.1.3。
表1.1.3 典型的灰渣组成表
单位：%（质量分数）
煤灰的熔融性是煤灰在高温下达到熔融状态的温度，习惯上称作灰熔点。煤灰的熔融性习惯上用4个温度来衡量，即煤灰的初始变性温度（ T1）、软化温度（ T2）、半球温度（ T3）、流动温度（ T4）。煤的灰熔点一般是指流动温度，它的高低与灰的化学组成密切相关。
（1）煤灰熔融性的测定
目前国内外大多采用角锥法，该方法主要是将煤灰制成一定尺寸的三角锥，在一定的气体介质中，以一定的升温速度加温，观察煤灰在受热过程中的形态变化，并记录它的四个特征温度，如图1.1.1所示。
图1.1.1 煤灰的灰熔点
（2）煤灰组成与煤灰熔融性
一般认为，灰分中Fe 2 O 3 、CaO、MgO的含量越多，灰熔点越低；SiO 2 、A1 2 O 3 含量越高，灰熔点越高。但灰分不是以单独的物理混合物形式存在，而是结晶成不同结构的混合物，结晶结构不同灰熔点差异很大，因此不能以此作为唯一的判别标准。通常酸碱比来粗略判断煤种灰分熔融的难易程度：酸碱比越大，灰熔点越高；反之，灰熔点越低。
（3）助熔剂
液态排渣气化炉如果要气化灰熔点比较高的煤，就需要加入助熔剂，以降低煤的灰熔点。根据煤质中矿物质对灰熔点影响的有关研究表明，添加适当助熔剂降低酸碱比，可有效降低灰熔点。
助熔剂的种类及用量要根据煤种的特性确定，一般选用氧化钙（石灰石）或氧化铁作为助熔剂。石灰石及氧化铁特别适宜作助熔剂的原因在于，它们是煤的常规矿物成分，几乎对系统没有影响，流动性与一般的水煤浆相同，加入后又能有效地改变熔渣的矿物组成、降低灰熔点和黏度。视煤种的不同，氧化钙的最佳加入量约为灰分总量的20%~ 25%，氧化铁为15%左右即可对灰熔点降低起到明显作用。但助熔剂的加入量过大也会适得其反，另外灰渣成分不同对砖的侵蚀速率也会不同，因此还应根据渣的组成和向火面耐火材料的构成合理选择助熔剂。
加入助熔剂后气化温度的降低将使单位产气量和冷煤气效率提高、氧耗明显降低，但同时也会使碳转化率稍有降低，排渣量加大，过量加入石灰石还会使系统结垢加剧。
在筛选煤种时，宜选择灰熔点较低的煤种，这可有效地降低操作温度，延长炉砖的使用寿命，同时可以降低氧耗、煤耗和助熔剂消耗。
灰黏度是指煤灰在熔融状态下的内摩擦系数，表征煤灰在高温熔融状态下流动时的物理特性。煤灰的黏度对于液态排渣的气化炉来说是很重要的参数。
煤灰的黏度大小主要取决于煤灰的组成以及各组分间的相互作用，煤灰的黏度大小于与温度的高低有着极其密切的关系。
煤的灰熔点在一定程度上可以粗略的判断煤灰的流动性。一般的对于大多数煤来说，灰熔点高的煤，其灰的流动性也差，灰熔点相近的煤，不一定具有相同的流动性。
灰渣黏温特性是指熔融灰渣的黏度与温度的关系。熔融灰渣的黏度是熔渣的物理特性，一旦煤种（灰分组成）确定，它只与实际操作温度有关。熔渣在气化炉内主要受自身的重力作用向下流动，同时流动的气流也向其施加一部分作用力，熔渣的流动特性可能是牛顿流体，也可能是非牛顿流体，这主要取决于煤种和操作温度的高低。为了顺畅排渣，专家认为熔渣行为处在牛顿流体范围内操作气化炉比较合适，一旦进入非牛顿流体范围区气化炉内容易结渣。在此并引入了临界温度的概念，即渣的黏度开始变为非牛顿流体特性时对应的温度，以此作为操作温度的下限。
煤种不同，渣的黏温特性差异很大。有的煤种在一定温度变化范围内其灰渣的黏度变化不大，也即对应的气化操作温度范围宽，当操作温度偏离最佳值时，也对气化运行影响不大；有的煤种当温度稍有变化时其灰渣的黏度变化比较剧烈，操作中应予以特别注意，以防低温下排渣不畅发生堵塞。可见，熔渣黏度对温度变化不是十分敏感的煤种有利于气化操作。