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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: ?。?)煤的粘結性和結焦性指數(shù); ?。?)煤的發(fā)熱量和煤的燃點; ?。?)煤的反應活性; ?。?)煤灰熔融性(煤的灰熔點)和結渣性等 1、煤的粘結性和結焦性 煤的粘結性和結焦性,是兩個有聯(lián)系、有區(qū)別,又難以嚴格區(qū)別開來的概念。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。當溫度等于或 高于煤的固化點(一般為420c~450c)時,煤都結成半焦。從軟化到固化的時間愈長,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)也有的直接觀察實驗室所得焦塊的性質(zhì), 表征煤的結焦性。本節(jié)只闡述與我國煤的現(xiàn)行分類有關的幾個測試指標。 (1)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 之一,也是我國煤的現(xiàn)行分類中區(qū)分強粘結性的肥煤、氣肥煤的一個分類指標。 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,來表征煤的結焦性。其中,Y值應用的廣。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)報出結果。應選取在允許誤差范圍內(nèi)的各結果的平均值。 膠質(zhì)層指數(shù)表征煤的結焦性的是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,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(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),是波蘭煤化學家羅加教授1949年提出的測試煙煤粘結力的指標。 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)測試的國家標準(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。 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鼓中轉磨3次,測試焦 塊的耐磨強度,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——一次轉鼓試驗后過篩,其中大于1mm焦渣的重量,g; c——第二次轉鼓試驗后過篩,其中大于1mm焦渣的重量,g; d——第三次轉鼓試驗后過篩,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行二次重復測試。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。取平行測試結果的算術平均值(取整數(shù))報出。 羅加指數(shù)表征煤的粘結力的優(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,對 標準無煙煤的要求很嚴。羅加指數(shù)區(qū)分強粘煤靈敏度不夠。 (3)煤的粘結指數(shù) 煤的粘結指數(shù)(G.R.I或G),是我國現(xiàn)行煤的分類國家標準(GB5751-86)中代表煙煤粘結力的 主要分類指標之一。其方法測試要點是:將1克煤樣與5克標準無煙煤混合均勻,在規(guī)定條件下焦化 ,然后把 所得焦渣在特定的轉鼓中轉磨兩次,測試焦渣的耐磨強度,規(guī)定為煤的粘結指數(shù),其計 算公式如下: G=10+(30m1+70m2)/m 式中: m1——一次轉鼓試驗后過篩,其中大于10mm的焦渣重量,g; m2——第二次轉鼓試驗后過篩,其中大于10mm的焦渣重量,g ; m——焦化后焦渣總重量,g。 當測得的G<18時,需要重新測試,此時煤樣和標準無煙煤樣的比例為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 煤的粘結指數(shù)測試的允許誤差:每一測試煤樣應分別進行二次重復測試,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。以平行測試結果的算術平均值為 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, 現(xiàn)在西歐各國廣泛采用。在國標分類中,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,置入一根標準口徑的膨脹管內(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數(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數(shù),%; a——收縮度,體積曲線收縮下降的距離占煤筆長度的百分數(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。在燃點測定儀中進行測定。煤的燃點隨煤化度增加 而增高,風化煤的燃點明顯下降。 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GB220-89。 煤灰熔融性是動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 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?;胰埸c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渣性,通常用測定煤的結渣性來判斷。 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數(shù),稱做結渣率。 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力用煤的重重要指標。煤灰熔融性習慣 上稱作煤灰熔點,但嚴格來講,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。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(nèi)陸湖盆地中形成的某些 第三紀褐煤的煤灰中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)驗公式進行計 算。 |
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