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煤的灰熔點(diǎn)和煤的燃點(diǎn)/煤的工藝性
2018-09-18 01:10:19
[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)；
（2）煤的發(fā)熱量和煤的燃點(diǎn)；
（3）煤的反應(yīng)活性；
（4）煤灰熔融性（煤的灰熔點(diǎn)）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(gè)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(jié)焦過程中，一般要經(jīng)過軟化、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(dāng)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(dāng)溫度等于或高于煤的固化點(diǎn)（一般為420c～450c）時(shí)，煤都結(jié)成半焦。從軟化到固化的時(shí)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(jì)了許多實(shí)驗(yàn)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(yàn)）；或測試上述膠質(zhì)體的某一性質(zhì)也有的直接觀察實(shí)驗(yàn)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(gè)測試指標(biāo)。
（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)層最大厚度，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(gè)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(diǎn)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)層的最大厚度（Y值）、最終收縮度（X值）和體積曲線，來表征煤的結(jié)焦性。其中，Y值應(yīng)用的最廣。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(diǎn)與零點(diǎn)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)筒和記錄筆記膠質(zhì)層指數(shù)測試的允許誤差。同一煤樣平行測試結(jié)果的允許誤差為：
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(bào)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(jì)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(jì)算出幾個(gè)煤層的綜合Y值。它的缺點(diǎn)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(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)已為國際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)。
羅加指數(shù)的測試要點(diǎn)：將1克煤樣和5克標(biāo)準(zhǔn)無煙煤樣（寧夏汝箕溝礦專用無煙煤標(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(jì)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——第一次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后過篩，其中大于1mm焦渣的重量，g;
c——第二次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后過篩，其中大于1mm焦渣的重量，g;
d——第三次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)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(yàn)室平行測試誤差不得超過3，不同化驗(yàn)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(bào)出。
羅加指數(shù)表征煤的粘結(jié)力的優(yōu)點(diǎn)是煤樣量少，方法簡便易行。它的缺點(diǎn)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。
（3）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(diǎn)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(jì)算公式如下：
G=10+(30m1+70m2)/m
式中：
m1——第一次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后過篩，其中大于10mm的焦渣重量，g;
m2——第二次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)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(shí)，需要重新測試，此時(shí)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(jì)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(shí)，同一化驗(yàn)室兩次平行測試值之差不得超過3；不同化驗(yàn)室間報(bào)告值之差不得超過4。G<18時(shí)，同一化驗(yàn)室兩次平行測試值之差不得超過1；不同化驗(yàn)室間報(bào)告值之差不得超過2。以平行測試結(jié)果的算術(shù)平均值為最終結(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(diǎn)，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最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。
2、煤的燃點(diǎn)煤的燃點(diǎn)時(shí)將煤加熱到開始燃燒時(shí)的溫度，叫做煤的燃點(diǎn)（也稱著火點(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(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(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。
3、煤的反應(yīng)性
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。
4、煤灰熔融性和結(jié)渣性
煤灰熔融性是動(dòng)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(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。
