煤的灰熔點和煤的燃點/煤的工藝性
2019-11-15
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| 煤的灰熔點和煤的燃點/煤的工藝性 |
煤的工藝性（一）煤的粘結(jié)性和煤的燃點及煤灰熔點 [煤的工藝性質(zhì)]煤的工藝性質(zhì)包括： （1）煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性指數(shù)； ?。?）煤的發(fā)熱量和煤的燃點； （3）煤的反應(yīng)活性； ?。?）煤灰熔融性（煤的灰熔點）和結(jié)渣性等 1、煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性，是兩個有聯(lián)系、有區(qū)別，又難以嚴(yán)格區(qū)別開來的概念。煤的粘結(jié)性是煤 粒（d<0.2mm）在隔絕空氣受熱后能否粘結(jié)其本身或惰性物質(zhì)（即無粘結(jié)力的物質(zhì)）成焦塊的性質(zhì) ；煤的結(jié)焦性是煤粒隔絕空氣受熱后能否生成焦炭的性質(zhì)。兩者都是煉焦煤的重要特性之一。 煤在干餾結(jié)焦過程中，一般要經(jīng)過軟化、熔合、膨脹、固化和收縮幾個階段，后生成品質(zhì)不同的 焦炭。當(dāng)溫度等于或高于煤的軟化點（一般為315～350c）時，煤都軟化成膠質(zhì)體。當(dāng)溫度等于或 高于煤的固化點（一般為420c～450c）時，煤都結(jié)成半焦。從軟化到固化的時間愈長，煤就熔化得 愈好，焦炭結(jié)構(gòu)愈均勻。 為了了解煤的結(jié)焦性，人們設(shè)計了許多實驗室方法，直接測試模擬工業(yè)焦化條件下所得焦炭品 質(zhì)（2200Kg小焦?fàn)t試驗）；或測試上述膠質(zhì)體的某一性質(zhì)也有的直接觀察實驗室所得焦塊的性質(zhì)， 表征煤的結(jié)焦性。本節(jié)只闡述與我國煤的現(xiàn)行分類有關(guān)的幾個測試指標(biāo)。 ?。?）煤的膠質(zhì)層指數(shù) 煤的膠質(zhì)層指數(shù)，又稱煤的膠質(zhì)層厚度，或Y值。它是原蘇聯(lián)、波蘭等國家煤的分類指標(biāo) 之一，也是我國煤的現(xiàn)行分類中區(qū)分強(qiáng)粘結(jié)性的肥煤、氣肥煤的一個分類指標(biāo)。 煤的膠質(zhì)層指數(shù)，是原蘇聯(lián)列.姆.薩保什尼可夫和列.帕.巴齊列維奇提出的。它的測試要點是 根據(jù)不同結(jié)焦性的煤在干餾過程中膠質(zhì)層的厚度、收縮情況和膨脹曲線的不同，測試膠質(zhì)層的 厚度（Y值）、終收縮度（X值）和體積曲線，來表征煤的結(jié)焦性。其中，Y值應(yīng)用的廣。Y值是 通過測試膠質(zhì)層的上部層面高度和下部層面高度得出的（一般出現(xiàn)在520～630C之間），X值是曲線 終點與零點線間的距離。Y值、X值和體積曲線都是通過膠質(zhì)層指數(shù)測試儀上的記錄轉(zhuǎn)筒和記錄筆記 記錄下來的。膠質(zhì)層指數(shù)測試曲線如圖30-11所示。膠質(zhì)層曲線類型如圖30-12所示。 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 670 700 730
Y值≤20mm 誤差1mm； Y值>20mm 誤差2mm； X值 誤差3mm。 膠質(zhì)層指數(shù)報出結(jié)果。應(yīng)選取在允許誤差范圍內(nèi)的各結(jié)果的平均值。 膠質(zhì)層指數(shù)表征煤的結(jié)焦性的是Y值有可加性。這種可加性可以從單煤Y值 計算到配煤Y值，可以估算配煤煉焦Y值的較佳方案。在地質(zhì)勘探中可以通過加權(quán)平均計算出幾 個煤層的綜合Y值。它的缺點一是規(guī)范性強(qiáng)，煤樣粒度、升溫速度、壓力、煤杯材料、爐轉(zhuǎn)耐 火材料等都能影響測試結(jié)果。所以必須使儀器、制樣和操作等都符合嚴(yán)格規(guī)定；二是用樣量大 ，一次平行測試需要煤樣200克，在地質(zhì)勘探中常常由于煤芯煤樣數(shù)量不足而無法測試；三是 膠質(zhì)層指數(shù)能反映膠質(zhì)層的厚度，但不能反映出膠質(zhì)層的質(zhì)量。 ?。?）煤的羅加指數(shù) 羅加指數(shù)（R.1），是波蘭煤化學(xué)家羅加教授1949年提出的測試煙煤粘結(jié)力的指標(biāo)。 現(xiàn)已為硬煤分類方案所采用。我國1985年頒發(fā)了煙煤羅加指數(shù)測試的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB5549-85） ,但在我國現(xiàn)行煤的分類中，羅加指數(shù)不作為分類指標(biāo)。 樣，下同）混合均勻，在規(guī)定的條件下焦化，然后把所得焦渣在特定的轉(zhuǎn)鼓中轉(zhuǎn)磨3次，測試焦 塊的耐磨強(qiáng)度，規(guī)定為羅加指數(shù)。其計算公式如下： R.1=[(a+d)/2+b+c]/3Q×100 式中： a——焦渣過篩，其中大于1mm焦渣的重量，g； b——一次轉(zhuǎn)鼓試驗后過篩，其中大于1mm焦渣的重量，g; c——第二次轉(zhuǎn)鼓試驗后過篩，其中大于1mm焦渣的重量，g; d——第三次轉(zhuǎn)鼓試驗后過篩，其中大于1mm焦渣的重量，g; Q——焦化后焦渣總量，g; 羅加指數(shù)是測試的允許誤差：每一測試煤樣要分別進(jìn)行二次重復(fù)測試。同一化驗室平行測試 誤差不得超過3，不同化驗室測試誤差不得超過5。取平行測試結(jié)果的算術(shù)平均值（取整數(shù)）報出。 羅加指數(shù)表征煤的粘結(jié)力的優(yōu)點是煤樣量少，方法簡便易行。它的缺點是，規(guī)范性也很強(qiáng)，對 標(biāo)準(zhǔn)無煙煤的要求很嚴(yán)。羅加指數(shù)區(qū)分強(qiáng)粘煤靈敏度不夠。 ?。?）煤的粘結(jié)指數(shù) 煤的粘結(jié)指數(shù)（G.R.I或G）,是我國現(xiàn)行煤的分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751-86）中代表煙煤粘結(jié)力的 主要分類指標(biāo)之一。其方法測試要點是：將1克煤樣與5克標(biāo)準(zhǔn)無煙煤混合均勻，在規(guī)定條件下焦化 ，然后把 所得焦渣在特定的轉(zhuǎn)鼓中轉(zhuǎn)磨兩次，測試焦渣的耐磨強(qiáng)度，規(guī)定為煤的粘結(jié)指數(shù)，其計 算公式如下： G=10+(30m1+70m2)/m 式中： m1——一次轉(zhuǎn)鼓試驗后過篩，其中大于10mm的焦渣重量，g; m2——第二次轉(zhuǎn)鼓試驗后過篩，其中大于10mm的焦渣重量，g ； m——焦化后焦渣總重量，g。 當(dāng)測得的G<18時，需要重新測試，此時煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無煙煤樣的比例為3：3，即3克煤樣和3克 無煙煤，其余與上同，計算公式如下： G=(30m1+70m2)/5m 煤的粘結(jié)指數(shù)測試的允許誤差：每一測試煤樣應(yīng)分別進(jìn)行二次重復(fù)測試，G≥18時，同一化驗 室兩次平行測試值之差不得超過3；不同化驗室間報告值之差不得超過4。G<18時，同一化驗室兩次 平行測試值之差不得超過1；不同化驗室間報告值之差不得超過2。以平行測試結(jié)果的算術(shù)平均值為 終結(jié)果。 （4）煤的奧壓膨脹度 煤的奧壓膨脹度（b值，%），是1926～1929年由奧蒂伯爾特創(chuàng)立的，1933年又為亞紐所改進(jìn)， 現(xiàn)在西歐各國廣泛采用。在國標(biāo)分類中，與葛金焦性并列作為硬煤分亞組的兩種方法之一。我國 1985年以國標(biāo)GB5450-85發(fā)布，并與Y值并列作為我國煤炭現(xiàn)行分類中區(qū)分肥煤的指標(biāo)之一。 煤的奧亞膨脹度的測試要點，是將煤樣制成一定規(guī)格的煤筆，置入一根標(biāo)準(zhǔn)口徑的膨脹管內(nèi)， 按規(guī)定的升溫速度加熱，壓在煤筆上的壓桿紀(jì)錄煤樣在管內(nèi)的體積變化，以體積曲線膨脹上升的 大距離占煤筆原始長度的百分?jǐn)?shù)，表示煤的膨脹度b值的大小。 奧壓膨脹度曲線如圖30-14所示。 T1——軟化點，體積曲線開始下降達(dá)0.5mm時的溫度，C； T2——始膨點，體積曲線下降到低點后開始膨脹上升的溫度，C； T3——固化點，體積曲線膨脹上升達(dá)值時的溫度,C; b——膨脹度，體積曲線上升的距離占煤筆長度的百分?jǐn)?shù)，%； a——收縮度，體積曲線收縮下降的距離占煤筆長度的百分?jǐn)?shù)，%；
2、煤的燃點 煤的燃點時將煤加熱到開始燃燒時的溫度，叫做煤的燃點（也稱著火點，臨界溫度 和發(fā)火溫度）。測定煤的燃點的方法很多，一般是將氧化劑加入或通入煤中，對煤進(jìn)行加熱， 使煤發(fā)生爆燃或有明顯的升溫現(xiàn)象，然后求出煤爆燃或急劇升溫的臨界溫度，作為煤的燃點。 我國測定燃點時采用亞硝酸鈉做氧化劑。在燃點測定儀中進(jìn)行測定。煤的燃點隨煤化度增加 而增高，風(fēng)化煤的燃點明顯下降。 煤的反應(yīng)性又叫反應(yīng)活性，是指在一定溫度條件下，煤與不同的氣體介質(zhì)（CO2、O2 和H2O蒸氣）相互作用的反應(yīng)能力。反應(yīng)性強(qiáng)的煤，在氣化燃燒過程中，反應(yīng)速度快、效率高 。我國測定反應(yīng)性的方法是在高溫下煤或焦炭還原二氧化碳的性能，以CO2還原率表示煤或焦炭 在燃燒、氣化和冶金中的重要指標(biāo)。反應(yīng)性強(qiáng)的煤，在汽化燃燒過程中，反應(yīng)速度快、效率高。 我國測定反應(yīng)性的方法是在高溫下煤或焦炭還原二氧化碳的性能，以CO2還原率表示煤或膠的反 應(yīng)性。具體測定方法見GB220-89。 煤灰熔融性是動力和氣化用煤的重要指標(biāo)。煤灰是由各種礦物質(zhì)組成的混合物，沒 有一個固定的熔點，只有一個熔化溫度的范圍。煤灰熔融性又稱灰熔點。煤的礦物質(zhì)成分 不同，煤的灰熔點比其某一單個成分灰熔點低。灰熔點的測定方法常用角錐法、見GB219-74。 將煤灰與糊精混合塑成三角錐體，放在高溫爐中加熱，根據(jù)灰錐形態(tài)變化確定DT（變形溫度）、 ST（軟化溫度）和FT（熔化溫度）。一般用ST評定煤灰熔融性。 由于煤灰熔融性不能反映煤在氣化爐中的結(jié)渣性，通常用測定煤的結(jié)渣性來判斷。 測定方法見GB1572-89。主要是將煤樣送入爐內(nèi)與空氣氣化，燃盡后冷卻稱重，用6mm篩分 出大于6mm的渣塊占總重量的百分?jǐn)?shù)，稱做結(jié)渣率。 5.煤的工藝性試驗 1.3.1 結(jié)焦性 Chking property 煤經(jīng)干餾結(jié)成焦炭的性能 mm mm mm 煤灰熔融性 煤灰熔融性和煤灰粘度是動力用煤的重重要指標(biāo)。煤灰熔融性習(xí)慣 上稱作煤灰熔點，但嚴(yán)格來講，這是不確切的。因為煤灰是多種礦物質(zhì)組成的混合物，這 種混合物并沒有一個固定的溶點，而僅有一個熔化溫度的范圍。開始熔化的溫度遠(yuǎn)比其中 任一組分純凈礦物質(zhì)熔點為低。這些組分在一定溫度下還會形成一種共熔體，這種共熔體 在熔化狀態(tài)時，有熔解煤灰中其他高熔點物質(zhì)的性能，從而改變了熔體的成及其熔化溫度 。煤灰的熔融性和煤灰的利用取決于煤灰的組成。煤灰成分十分復(fù)雜，主要有： SiO2,A12O3,Fe2,CaO,MgO,SO3等，如下表所示： 我國煤灰成分的分析 灰分成分 煤灰成分及其含量與層聚積環(huán)境有關(guān)。我國很多煤層的礦物質(zhì)以粘土為主，煤灰成分 則為SiO2,Al2O3為主，兩者總和一般可達(dá)50─80％。在濱海沼澤中形成的煤層，如華北 晚石紀(jì)煤層黃鐵礦含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦較高；在內(nèi)陸湖盆地中形成的某些 第三紀(jì)褐煤的煤灰中CaO含量較高。 試驗資料表明,SiO2含量在45─60％時，灰熔點隨SiO2含量增加而降低；SiO2在 其含量<45％或>60％時，與灰熔點的關(guān)系不夠明顯。Al2O3在煤灰中始終起增高灰熔點 的作用。煤灰中Al2O3的含量超過期30％時，灰熔點1500灰成分中Fe2O3,CaO,MaO均為較 易熔組分，這些組分含量越高，灰熔點就越低?；胰埸c也可根據(jù)其組成用經(jīng)驗公式進(jìn)行計 算。 |
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