煤的灰熔點(diǎn)和煤的燃點(diǎn)/煤的工藝性
發(fā)布時(shí)間：2009-04-18 點(diǎn)擊次數：5328次| 煤的灰熔點(diǎn)和煤的燃點(diǎn)/煤的工藝性 |
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煤的工藝性（一）煤的粘結性和煤的燃點(diǎn)及煤灰熔點(diǎn) [煤的工藝性質(zhì)]煤的工藝性質(zhì)包括： （1）煤的粘結性和結焦性指數； （2）煤的發(fā)熱量和煤的燃點(diǎn)； （3）煤的反應活性； （4）煤灰熔融性（煤的灰熔點(diǎn)）和結渣性等 1、煤的粘結性和結焦性 煤的粘結性和結焦性，是兩個(gè)有聯(lián)系、有區別，又難以嚴格區別開(kāi)來(lái)的概念。煤的粘結性是煤 粒（d<0.2mm）在隔絕空氣受熱后能否粘結其本身或惰性物質(zhì)（即無(wú)粘結力的物質(zhì)）成焦塊的性質(zhì) ；煤的結焦性是煤粒隔絕空氣受熱后能否生成優(yōu)質(zhì)焦炭的性質(zhì)。兩者都是煉焦煤的重要特性之一。 煤在干餾結焦過(guò)程中，一般要經(jīng)過(guò)軟化、熔合、膨脹、固化和收縮幾個(gè)階段，最后生成品質(zhì)不同的 焦炭。當溫度等于或高于煤的軟化點(diǎn)（一般為315～350c）時(shí)，煤都軟化成膠質(zhì)體。當溫度等于或 高于煤的固化點(diǎn)（一般為420c～450c）時(shí)，煤都結成半焦。從軟化到固化的時(shí)間愈長(cháng)，煤就熔化得 愈好，焦炭結構愈均勻。 為了了解煤的結焦性，人們設計了許多實(shí)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小焦爐試驗）；或測試上述膠質(zhì)體的某一性質(zhì)也有的直接觀(guān)察實(shí)驗室所得焦塊的性質(zhì)， 表征煤的結焦性。本節只闡述與我國煤的現行分類(lèi)有關(guān)的幾個(gè)測試指標。 （1）煤的膠質(zhì)層指數 煤的膠質(zhì)層指數，又稱(chēng)煤的膠質(zhì)層最大厚度，或Y值。它是原蘇聯(lián)、波蘭等國家煤的分類(lèi)指標 之一，也是我國煤的現行分類(lèi)中區分強粘結性的肥煤、氣肥煤的一個(gè)分類(lèi)指標。 煤的膠質(zhì)層指數，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(diǎn)是 根據不同結焦性的煤在干餾過(guò)程中膠質(zhì)層的厚度、收縮情況和膨脹曲線(xiàn)的不同，測試膠質(zhì)層的最大 厚度（Y值）、最終收縮度（X值）和體積曲線(xiàn)，來(lái)表征煤的結焦性。其中，Y值應用的最廣。Y值是 通過(guò)測試膠質(zhì)層的上部層面高度和下部層面高度得出的（一般出現在520～630C之間），X值是曲線(xiàn) 終點(diǎn)與零點(diǎn)線(xiàn)間的距離。Y值、X值和體積曲線(xiàn)都是通過(guò)膠質(zhì)層指數測試儀上的記錄轉筒和記錄筆記 記錄下來(lái)的。膠質(zhì)層指數測試曲線(xiàn)如圖30-11所示。膠質(zhì)層曲線(xiàn)類(lèi)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)層指數報出結果。應選取在允許誤差范圍內的各結果的平均值。 膠質(zhì)層指數表征煤的結焦性的最大優(yōu)點(diǎn)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(guò)加權平均計算出幾 個(gè)煤層的綜合Y值。它的缺點(diǎn)一是規范性強，煤樣粒度、升溫速度、壓力、煤杯材料、爐轉耐 火材料等都能影響測試結果。所以必須使儀器、制樣和操作等都符合嚴格規定；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量不足而無(wú)法測試；三是 膠質(zhì)層指數能反映膠質(zhì)層的最大厚度，但不能反映出膠質(zhì)層的質(zhì)量。 （2）煤的羅加指數 羅加指數（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力的指標。 現已為國際硬煤分類(lèi)方案所采用。我國1985年頒發(fā)了煙煤羅加指數測試的國家標準（GB5549-85） ,但在我國現行煤的分類(lèi)中，羅加指數不作為分類(lèi)指標。 樣，下同）混合均勻，在規定的條件下焦化，然后把所得焦渣在特定的轉鼓中轉磨3次，測試焦 塊的耐磨強度，規定為羅加指數。其計算公式如下： R.1=[(a+d)/2+b+c]/3Q×100 式中： a——焦渣過(guò)篩，其中大于1mm焦渣的重量，g； b——第一次轉鼓試驗后過(guò)篩，其中大于1mm焦渣的重量，g; c——第二次轉鼓試驗后過(guò)篩，其中大于1mm焦渣的重量，g; d——第三次轉鼓試驗后過(guò)篩，其中大于1mm焦渣的重量，g; Q——焦化后焦渣總量，g; 羅加指數是測試的允許誤差：每一測試煤樣要分別進(jìn)行二次重復測試。同一化驗室平行測試 誤差不得超過(guò)3，不同化驗室測試誤差不得超過(guò)5。取平行測試結果的算術(shù)平均值（取整數）報出。 羅加指數表征煤的粘結力的優(yōu)點(diǎn)是煤樣量少，方法簡(jiǎn)便易行。它的缺點(diǎn)是，規范性也很強，對 標準無(wú)煙煤的要求很?chē)馈Ａ_加指數區分強粘煤靈敏度不夠。 （3）煤的粘結指數 煤的粘結指數（G.R.I或G）,是我國現行煤的分類(lèi)國家標準（GB5751-86）中代表煙煤粘結力的 主要分類(lèi)指標之一。其方法測試要點(diǎn)是：將1克煤樣與5克標準無(wú)煙煤混合均勻，在規定條件下焦化 ，然后把 所得焦渣在特定的轉鼓中轉磨兩次，測試焦渣的耐磨強度，規定為煤的粘結指數，其計 算公式如下： G=10+(30m1+70m2)/m 式中： m1——第一次轉鼓試驗后過(guò)篩，其中大于10mm的焦渣重量，g; m2——第二次轉鼓試驗后過(guò)篩，其中大于10mm的焦渣重量，g ； m——焦化后焦渣總重量，g。 當測得的G<18時(shí)，需要重新測試，此時(shí)煤樣和標準無(wú)煙煤樣的比例為3：3，即3克煤樣和3克 無(wú)煙煤，其余與上同，計算公式如下： G=(30m1+70m2)/5m 煤的粘結指數測試的允許誤差：每一測試煤樣應分別進(jìn)行二次重復測試，G≥18時(shí)，同一化驗 室兩次平行測試值之差不得超過(guò)3；不同化驗室間報告值之差不得超過(guò)4。G<18時(shí)，同一化驗室兩次 平行測試值之差不得超過(guò)1；不同化驗室間報告值之差不得超過(guò)2。以平行測試結果的算術(shù)平均值為 最終結果。 （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)， 現在西歐各國廣泛采用。在國標分類(lèi)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GB5450-85發(fā)布，并與Y值并列作為我國煤炭現行分類(lèi)中區分肥煤的指標之一。 煤的奧亞膨脹度的測試要點(diǎn)，是將煤樣制成一定規格的煤筆，置入一根標準口徑的膨脹管內， 按規定的升溫速度加熱，壓在煤筆上的壓桿紀錄煤樣在管內的體積變化，以體積曲線(xiàn)膨脹上升的最 大距離占煤筆原始長(cháng)度的百分數，表示煤的膨脹度b值的大小。 奧壓膨脹度曲線(xiàn)如圖30-14所示。 T1——軟化點(diǎn)，體積曲線(xiàn)開(kāi)始下降達0.5mm時(shí)的溫度，C； T2——始膨點(diǎn)，體積曲線(xiàn)下降到最低點(diǎn)后開(kāi)始膨脹上升的溫度，C； T3——固化點(diǎn)，體積曲線(xiàn)膨脹上升達最大值時(shí)的溫度,C; b——最大膨脹度，體積曲線(xiàn)上升的最大距離占煤筆長(cháng)度的百分數，%； a——最大收縮度，體積曲線(xiàn)收縮下降的最大距離占煤筆長(cháng)度的百分數，%；
2、煤的燃點(diǎn) 煤的燃點(diǎn)時(shí)將煤加熱到開(kāi)始燃燒時(shí)的溫度，叫做煤的燃點(diǎn)（也稱(chēng)著(zhù)火點(diǎn)，臨界溫度 和發(fā)火溫度）。測定煤的燃點(diǎn)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象，然后求出煤爆燃或急劇升溫的臨界溫度，作為煤的燃點(diǎn)。 我國測定燃點(diǎn)時(shí)采用亞硝酸鈉做氧化劑。在燃點(diǎn)測定儀中進(jìn)行測定。煤的燃點(diǎn)隨煤化度增加 而增高，風(fēng)化煤的燃點(diǎn)明顯下降。 煤的反應性又叫反應活性，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）相互作用的反應能力。反應性強的煤，在氣化燃燒過(guò)程中，反應速度快、效率高 。我國測定反應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。反應性強的煤，在汽化燃燒過(guò)程中，反應速度快、效率高。 我國測定反應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 應性。具體測定方法見(jiàn)GB220-89。 煤灰熔融性是動(dòng)力和氣化用煤的重要指標。煤灰是由各種礦物質(zhì)組成的混合物，沒(méi) 有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，只有一個(gè)熔化溫度的范圍。煤灰熔融性又稱(chēng)灰熔點(diǎn)。煤的礦物質(zhì)成分 不同，煤的灰熔點(diǎn)比其某一單個(gè)成分灰熔點(diǎn)低。灰熔點(diǎn)的測定方法常用角錐法、見(jiàn)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渣性，通常用測定煤的結渣性來(lái)判斷。 測定方法見(jiàn)GB1572-89。主要是將煤樣送入爐內與空氣氣化，燃盡后冷卻稱(chēng)重，用6mm篩分 出大于6mm的渣塊占總重量的百分數，稱(chēng)做結渣率。 5.煤的工藝性試驗 1.3.1 結焦性 Chking property 煤經(jīng)干餾結成焦炭的性能 mm mm mm 煤灰熔融性 煤灰熔融性和煤灰粘度是動(dòng)力用煤的重重要指標。煤灰熔融性習慣 上稱(chēng)作煤灰熔點(diǎn)，但嚴格來(lái)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(méi)有一個(gè)固定的溶點(diǎn)，而僅有一個(gè)熔化溫度的范圍。開(kāi)始熔化的溫度遠比其中 任一組分純凈礦物質(zhì)熔點(diǎn)為低。這些組分在一定溫度下還會(huì )形成一種共熔體，這種共熔體 在熔化狀態(tài)時(shí)，有熔解煤灰中其他高熔點(diǎn)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50─80％。在濱海沼澤中形成的煤層，如華北 晚石紀煤層黃鐵礦含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦較高；在內陸湖盆地中形成的某些 第三紀褐煤的煤灰中CaO含量較高。 大量試驗資料表明,SiO2含量在45─60％時(shí)，灰熔點(diǎn)隨SiO2含量增加而降低；SiO2在 其含量〈45％或〉60％時(shí)，與灰熔點(diǎn)的關(guān)系不夠明顯。Al2O3在煤灰中始終起增高灰熔點(diǎn) 的作用。煤灰中Al2O3的含量超過(guò)期30％時(shí)，灰熔點(diǎn)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(diǎn)就越低。灰熔點(diǎn)也可根據其組成用經(jīng)驗公式進(jìn)行計 算。 |
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