煤的工艺性.docx

煤工艺性
1.煤粘结性和结焦性
　　煤粘结性和结焦性, 是两个有联络、 有区分, 又难以严格区分开来概念。煤粘结性是煤粒（d<0.2mm）在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质（即无粘结力物质）成焦块性质; 煤结焦性是煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭性质。二者都是炼焦煤关键特征之一。 煤在干馏结焦过程中, 通常要经过软化、 熔合、 膨胀、 固化和收缩多个阶段, 最终生成品质不一样焦炭。当温度等于或高于煤软化点（通常为315～350c）时, 煤都软化成胶质体。当温度等于或高于煤固化点（通常为420c～450c）时, 煤都结成半焦。从软化到固化时间愈长, 煤就熔化得愈好, 焦炭结构愈均匀。
　　为了了解煤结焦性, 大家设计了很多试验室方法, 直接测试模拟工业焦化条件下所得焦炭品质（2200Kg小焦炉试验）; 或测试上述胶质体某一性质也有直接观察试验室所得焦块性质, 表征煤结焦性。
　　1）煤胶质层指数
　　煤胶质层指数, 又称煤胶质层最大厚度, 或Y值。它是原苏联、 波兰等国家煤分类指标之一, 也是中国煤现行分类中区分强粘结性肥煤、 气肥煤一个分类指标。
　　煤胶质层指数, 是原苏联列.姆.萨保什尼可夫和列.帕.巴齐列维奇提出。它测试关键点是依据不一样结焦性煤在干馏过程中胶质层厚度、 收缩情况和膨胀曲线不一样, 测试胶质层最大厚度（Y值）、 最终收缩度（X值）和体积曲线, 来表征煤结焦性。其中, Y值应用最广。Y值是经过测试胶质层上部层面高度和下部层面高度得出（通常出现在520～630C之间）, X值是曲线终点与零点线间距离。Y值、 X值和体积曲线都是经过胶质层指数测试仪上统计转筒和统计笔记统计下来。
　　胶质层曲线类型如图
　　250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 670 700 730

　　胶质层指数测试曲线

　　胶质层指数测试许可误差。同一煤样平行测试结果许可误差为:
　　Y值≤20mm 误差1mm;
　　Y值〉20mm 误差2mm;
　　X值 误差3mm。
　　胶质层指数报出结果。应选择在许可误差范围内各结果平均值。
a.气煤
通常弱粘结性气煤们质层薄, 粘度小, 气体易透过, 所以对压塞不展现大压力, 且煤收缩量X很大, 曲线均匀下降。焦炭粘结, 熔融, 气孔壁薄, 纵裂纹多。
b.肥煤
因胶质体厚,粘度也不算小,且不透气性和热稳定性较高,故气体不能经过胶质层由冷侧析出;当半焦还未形成裂纹时,胶质层下面和胶质层中气体跑不出去,给压塞以向上推力,使曲线成大山形.当半焦产生裂纹和胶质体固化后,气体就由热侧中逸出,曲线就向下了。
c.焦煤
胶质层比肥煤薄,但粘度比肥煤大.各层煤形成胶质体后,最初也象肥煤那样,因气体不能由上下两侧逸出,而向上推压塞,曲线就向上了.随即一部分胶质体固化,半焦深入收缩,形成网状裂纹,使气体逸出,压力降低,曲线下降.随即上面胶质层下降将半裂裂纹由热侧堵塞,并又有胶质层形成,这么上述压上升,下降情况又反复,故形成锯齿形曲线,焦炭则为多层组织.气体由冷热侧析出各半.焦炭致密,坚实,裂纹少。
d.瘦煤
胶质层薄,但粘度大,流动性差,所以不能将加热后变形粒子之间空隙完全充满,故气体能从空隙逸出,曲线通常平滑下降。不过形成胶质层温度比气煤高得多, 而且收缩量X也小。焦炭粘结, 熔融差, 不耐磨, 但裂纹少, 块度大。
胶质层厚度Y值只能表明胶质体数量, 而且还受膨胀影响。若膨胀大, 测得Y值就偏高。因为Y值不能表明煤在胶体状态下关键性质, 所以不少含有相同Y值煤, 在相同炼焦条件下, 却可能炼出不一样质量焦炭。另外Y值测定法主观原因影响较大, 仪器规范性很强, 且对Y值小于5毫米煤极难测定, 对于含有锯齿形体积曲线煤也难于测准。
胶质层指数表征煤结焦性最大优点是Y值有可加性。这种可加性能够从单煤Y值计算到配煤Y值, 能够估算配煤炼焦Y值较佳方案。在地质勘探中能够经过加权平均计算出多个煤层综合Y值。它缺点一是规范性强, 煤样粒度、 升温速度、 压力、 煤杯材料、 炉转耐火材料等都能影响测试结果。所以必需使仪器、 制样和操作等都符合严格要求; 二是用样量大, 一次平行测试需要煤样200克, 在地质勘探中常常因为煤芯煤样数量不足而无法测试; 三是胶质层指数能反应胶质层最大厚度, 但不能反应出胶质层质量。
2）煤罗加指数
罗加指数（R.1）, 是波兰煤化学家罗加教授1949年提出测试烟煤粘结力指标。现已为国际硬煤分类方案所采取。中国1985年颁发了烟煤罗加指数测试国家标准（GB5549-85）,但在中国现行煤分类中, 罗加指数不作为分类指标。
　　罗加指数测试关键点: 将1克煤样和5克标准无烟煤样（宁夏汝箕沟矿专用无烟煤标样, 下同）混合均匀, 在要求条件下焦化, 然后把所得焦渣在特定转鼓中转磨3次, 测试焦块耐磨强度, 要求为罗加指数。其计算公式以下:

　　　R.1=[(a+d)/2+b+c]/3Q×100
式中:
　　a——焦渣过筛, 其中大于1mm焦渣重量, g;
　　b——第一次转鼓试验后过筛, 其中大于1mm焦渣重量, g;
　　c——第二次转鼓试验后过筛, 其中大于1mm焦渣重量, g;
　　d——第三次转鼓试验后过筛, 其中大于1mm焦渣重量, g;
　　Q——焦化后焦渣总量, g

　 罗加指数是测试许可误差: 每一测试煤样要分别进行二次反复测试。同一化验室平行测试误差不得超出3, 不一样化验室测试误差不得超出5。取平行测试结果算术平均值（取整数）报出。
　 罗加指数表征煤粘结力优点是煤样量少, 方法简便易行。它缺点是, 规范性也很强, 对标准无烟煤要求很严。罗加指数区分强粘煤灵敏度不够。
3）煤粘结指数
煤粘结指数（G.R.I或G）,是中国现行煤分类国家标准（GB5751-86）中代表烟煤粘结力关键分类指标之一。其方法测试关键点是: 将1克煤样与5克标准无烟煤混合均匀, 在要求条件下焦化, 然后把 所得焦渣在特定转鼓中转磨两次, 测试焦渣耐磨强度, 要求为煤粘结指数, 其计算公式以下:

　G=10+(30m1+70m2)/m
式中:
　　m1——第一次转鼓试验后过筛, 其中大于10mm焦渣重量, g;
　　m2——第二次转鼓试验后过筛, 其中大于10mm焦渣重量, g ;
　　m——焦化后焦渣总重量, g。

当测得G<18时, 需要重新测试, 此时煤样和标准无烟煤样百分比为3: 3, 即3克煤样和3克无烟煤, 其它与上同, 计算公式以下:
　　G=(30m1+70m2)/5m
　　煤粘结指数测试许可误差: 每一测试煤样应分别进行二次反复测试, G≥18时, 同一化验室两次平行测试值之差不得超出3; 不一样化验室间汇报值之差不得超出4。G<18时, 同一化验室两次平行测试值之差不得超出1; 不一样化验室间汇报值之差不得超出2。以平行测试结果算术平均值为最终止果。
4）煤奥压膨胀度
煤奥压膨胀度（b值, %）, 是1926～1929年由奥蒂伯尔特创建, 1933年又为亚纽所改善, 现在西欧各国广泛采取。在国家标准分类中, 与葛金焦性并列作为硬煤分亚组两种方法之一。中国1985年以国家标准GB5450-85公布, 并与Y值并列作为中国煤炭现行分类中区分肥煤指标之一。
　 煤奥亚膨胀度测试关键点, 是将煤样制成一定规格煤笔, 置入一根标准口径膨胀管内, 按要求升温速度加热, 压在煤笔上压杆纪录煤样在管内体积改变, 以体积曲线膨胀上升最大距离占煤笔原始长度百分数, 表示煤膨胀度b值大小。奥压膨胀度曲线见下图。
　 T1——软化点, 体积曲线开始下降达0.5mm时温度, C;
　 T2——始膨点, 体积曲线下降到最低点后开始膨胀上升温度, C;
　 T3——固化点, 体积曲线膨胀上升达最大值时温度,C;
　 b——最大膨胀度, 体积曲线上升最大距离占煤笔长度百分数, %;
　 a——最大收缩度, 体积曲线收缩下降最大距离占煤笔长度百分数, %;
2.煤燃点
煤燃点时将煤加热到开始燃烧时温度, 叫做煤燃点（也称着火点, 临界温度和发怒温度）。测定煤燃点方法很多, 通常是将氧化剂加入或通入煤中, 对煤进行加热, 使煤发生爆燃或有显著升温现象, 然后求出煤爆燃或急剧升温临界温度, 作为煤燃点。中国测定燃点时采取亚硝酸钠做氧化剂。在燃点测定仪中进行测定。煤燃点随煤化度增加而增高, 风化煤燃点显著下降。
3.煤反应性
煤反应性又叫反应活性, 是指在一定温度条件下, 煤与不一样气体介质（CO2、 O2和H2O蒸气）相互作用反应能力。反应性强煤, 在气化燃烧过程中, 反应速度快、 效率高。中国测定反应性方法是在高温下煤或焦炭还原二氧化碳性能, 以CO2还原率表示煤或焦炭在燃烧、 气化和冶金中关键指标。反应性强煤, 在汽化燃烧过程中, 反应速度快、 效率高。中国测定反应性方法是在高温下煤或焦炭还原二氧化碳性能, 以CO2还原率表示煤或胶反应性。
4.煤灰熔融性和结渣性
煤灰熔融性是动力和气化用煤关键指标。煤灰是由多种矿物质组成混合物, 没有一个固定熔点, 只有一个熔化温度范围。煤灰熔融性又称灰熔点。煤矿物质成份不一样, 煤灰熔点比其某一单个成份灰熔点低。将煤灰与糊精混合塑成三角锥体, 放在高温炉中加热, 依据灰锥形态改变确定DT（变形温度）、 ST（软化温度）和FT（熔化温度）。通常见ST评定煤灰熔融性。

奥亚膨胀曲线
因为煤灰熔融性不能反应煤在气化炉中结渣性, 通常见测定煤结渣性来判定。关键是将煤样送入炉内与空气气化, 燃尽后冷却称重, 用6mm筛分出大于6mm渣块占总重量百分数, 称做结渣率。

奥压膨胀度曲线