煤粘結(jié)性與結(jié)焦性的主要測(cè)定方法煉焦制氣用煤的工藝特

1、煤粘結(jié)性與結(jié)焦性的主要測(cè)定方法 煉焦制氣用煤的工藝特煤粘結(jié)性與結(jié)焦性的主要測(cè)定方法-煉焦制氣用煤的工藝特性2011-03-2416: 50以上為測(cè)量煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性所需儀器設(shè)備煉焦煤與非煉焦煤基本區(qū)別在于，它在隔絕空氣加熱時(shí)，能夠軟化、熔融 形成可塑體（膠質(zhì)體），再固化粘結(jié)成一體的焦炭。這種能軟化熔融的煤叫作粘 結(jié)性煤。只有粘結(jié)性煤才能煉焦。（一）煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性粘結(jié)性和結(jié)焦性是煙煤的一個(gè)重要的工藝性質(zhì)，在煉焦工業(yè)中煤的粘結(jié)性 是評(píng)價(jià)煉焦用煤的主要指標(biāo)，煉焦用煤必須具有一定的粘結(jié)性。煤的粘結(jié)性也 是評(píng)價(jià)低溫干餾、氣化或動(dòng)力用煤的重要依據(jù)。煤的粘結(jié)性是指煤在干餾時(shí)粘結(jié)其本身或外加惰性物的能力

2、。煤的結(jié)焦性 是指煤在工業(yè)焦?fàn)t或摸擬工業(yè)焦護(hù)的煉焦條件下，結(jié)成具有一定塊度和強(qiáng)度焦 炭的能力。煤的粘結(jié)性反應(yīng)煙煤在干餾過程中能夠軟化熔融形成膠質(zhì)體并固化粘結(jié)的 能力。測(cè)定煤粘結(jié)性試驗(yàn)一般加熱速度較快，到形成半焦即停止。煤的粘結(jié)性 是煤形成焦炭的前提和必要條件，煉焦煤中肥煤的粘結(jié)性最好。煤的結(jié)焦性反映煙煤在干餾過程中軟化熔融粘結(jié)成半焦，以及半焦進(jìn)一步 熱解、收縮最終形成焦炭全過程的難能力。測(cè)定煤結(jié)焦性的試驗(yàn)一般加熱速度 較慢?？梢?，結(jié)焦性好的煤除具備足夠而適宜的粘結(jié)性外，還應(yīng)在半焦到焦炭 階段具有較好的結(jié)焦能力。在煉焦煤中焦煤的結(jié)焦性最好。（二）煤粘結(jié)性與結(jié)焦性的主要測(cè)定方法測(cè)定煤粘結(jié)性和結(jié)焦性

3、的實(shí)驗(yàn)方法很多，常用方法有：坩堝膨脹序數(shù)，羅 加指數(shù)、粘結(jié)指數(shù)、基氏流動(dòng)度、膠質(zhì)層指數(shù)、奧壓膨脹度和葛金焦型等七種。 這七種測(cè)定方法中大部分是在一定條件下測(cè)定煤粘結(jié)性或塑性的指標(biāo)。以下只 介紹常采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。1坩堝膨脹序數(shù)坩堝膨脹序數(shù)（CSN）又稱自由膨脹序數(shù)（FSI），它是表征煤的膨脹性和粘結(jié) 性的指標(biāo)之一。1985年中國(guó)將CSN定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB5448）。坩堝膨脹序數(shù)的測(cè) 定方法是：稱取lg粒度小于0.2mm的煤樣放在坩堝中，禾U用煤氣或電快速加熱 到8205C。將所得焦塊與一套標(biāo)準(zhǔn)側(cè)面圖形比較，與焦塊最為接近的一個(gè)圖 形的序號(hào)，便是該煤的坩堝膨脹序數(shù)。膨脹序數(shù)共分為17種，序數(shù)越

4、大表示煤的粘結(jié)性越強(qiáng)。由于測(cè)定時(shí)加熱速度很快，約為400C /能min,有可能將粘結(jié)性較差的煤判斷為粘結(jié)性較強(qiáng)。這種方法還因焦型不規(guī)則而使判斷帶有較強(qiáng)的主 觀性，在利用該法確定膨脹序數(shù)5以上的煤時(shí)分辨能力較差。但此法快速簡(jiǎn)便，在國(guó)際硬煤分類方案中被選為粘結(jié)性的分類指標(biāo)。2羅加指數(shù)羅加指數(shù)（RI）由波蘭的B.羅加在1932年提出。中國(guó)在1985年也制定了相 應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB5449）。羅加指數(shù)是通過測(cè)定煙煤對(duì)惰性添加物（無煙煤）的粘 結(jié)能力來確定煤粘結(jié)性的一種方法。測(cè)定方法是：將粒度小于0.2mm的1g煤樣和5g粒度為0.30.4mm的標(biāo)準(zhǔn)煤（中國(guó)以寧夏汝箕溝的低灰無煙煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤）， 放入羅

5、加坩堝內(nèi)充分混勻后鋪平，放上鋼質(zhì)壓塊，置于負(fù)荷為6Kg的質(zhì)量下壓30s后，將柑堝連同壓塊放入己加熱到 850C的馬弗爐內(nèi)灼燒15min。冷卻后稱 得的原焦塊為m,然后將1mnH孔篩篩上物稱重得 m, 1后裝入羅加轉(zhuǎn)鼓中，以 50r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)5min，再用1mnffl孔篩篩分，篩上物稱重后又重復(fù)進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓 試驗(yàn)。如此將篩上物連續(xù)進(jìn)行三次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，然后按下式計(jì)算羅加指數(shù)RI式中m-原焦質(zhì)量；m1-第一次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)前篩上焦炭的質(zhì)量；m1,m2,m3-第一、第二、第三次轉(zhuǎn)鼓后大于1mm的焦塊質(zhì)量。羅加指數(shù)所用設(shè)備簡(jiǎn)單，方法簡(jiǎn)便，易于推廣。羅加指數(shù)對(duì)中等粘結(jié)性煤 具有良好得區(qū)分能力，它與工業(yè)上的焦炭強(qiáng)

6、度指數(shù)具有較好的相關(guān)性，因此是 一個(gè)較好的粘結(jié)性指標(biāo)。羅加指數(shù)己被選作國(guó)際硬煤分類中的粘結(jié)性指標(biāo)。但羅加指數(shù)對(duì)強(qiáng)粘煤的區(qū)分能力較差，對(duì)弱粘煤的測(cè)定則重現(xiàn)性較差，并 且不同國(guó)家在測(cè)定羅加指數(shù)時(shí)使用的專用無煙煤不同，使各國(guó)的試驗(yàn)結(jié)果難于 相互比較。3粘結(jié)指數(shù)粘結(jié)指數(shù)(G)是中國(guó)煤科院北京煤化所在1976年提出的，1985年制定為國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)(GB 5447)。粘結(jié)指數(shù)的測(cè)定原理與羅加指數(shù)的測(cè)定原理相似，但在測(cè)定 方法上針對(duì)羅加指數(shù)存在的不足，做了下述五方面的改進(jìn)：(1)為了使測(cè)試時(shí)的外加惰性物標(biāo)準(zhǔn)化，采用寧夏汝箕溝西溝固定煤層的煤， 以相同的加工生產(chǎn)方式制作專用無煙煤，統(tǒng)一發(fā)售； 專用無煙煤的粒度由

7、羅加法的0.30.4mm改用0.10.2mm,以擴(kuò)大強(qiáng)粘 結(jié)煤的測(cè)值范圍，同時(shí)因無煙煤與煙煤粒度相近易于混勻而減小了試驗(yàn)誤差：(3) 對(duì)G 18的弱粘結(jié)煤，將無煙煤與煙煤的配比改為 3： 3以提高對(duì)弱粘結(jié) 煤的區(qū)分能力和測(cè)定的準(zhǔn)確度；(4) 實(shí)現(xiàn)了煤樣的機(jī)械攪拌混合，改善了試驗(yàn)條件，減少了人為一誤差；(5) 轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)次數(shù)由羅加法的三次改為兩次，并改變了計(jì)算公式簡(jiǎn)化了操作 與計(jì)算。通過上述改進(jìn)措施，使粘結(jié)指數(shù)較羅加指數(shù)對(duì)不同粘結(jié)性煤的區(qū)分能力有 所增強(qiáng)，簡(jiǎn)化了操作，提高了測(cè)試的精確性。粘結(jié)指數(shù)是具有測(cè)定快速簡(jiǎn)易、重現(xiàn)性好，測(cè)值穩(wěn)定、在一定范圍內(nèi)具有 可加性等優(yōu)點(diǎn)，因而易于推廣。粘結(jié)指數(shù)不單能較好

8、表征煤的粘結(jié)性，而且可 用作指導(dǎo)煉焦配煤、預(yù)測(cè)焦炭強(qiáng)度以及作為煤分類等的較好指標(biāo)。4膠質(zhì)層指數(shù)此法是前蘇聯(lián)薩保什尼柯夫和巴西列維奇在 1932年提出的。主要測(cè)定膠質(zhì)層最大厚度丫值，最終收縮度X值和體積曲線類型、焦塊特征、焦塊抗碎能力 等多種指標(biāo)，其中主要以丫值的大小表征煤粘結(jié)性的好壞。膠質(zhì)層指數(shù)的測(cè)定 方法于1964年列為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB479）.此法模擬工業(yè)煉焦條件，對(duì)裝在煤杯中的煤樣進(jìn)行單側(cè)慢速加熱，在煤杯 內(nèi)的煤樣形成一系列等溫層面，而這些層面的溫度由上而下依次遞增。溫度相 當(dāng)于軟化的層面以下的煤都軟化形成膠質(zhì)體，在溫度相當(dāng)于固化點(diǎn)的層面以下 則結(jié)成半焦。因而煤樣中形成了半焦層、膠質(zhì)層

9、和未軟化的煤樣層三部分。在 試驗(yàn)過程中最初在煤杯下部生成的膠質(zhì)層比較薄，以后逐漸變厚，然后又逐漸 變薄。因此在煤杯中部常出現(xiàn)膠質(zhì)層厚度的最大值。測(cè)定結(jié)束后由記錄的體積 變化曲線可以決定最終收縮度和體積曲線類型。膠質(zhì)層最大厚度丫值主要取決于煤的性質(zhì)和膠質(zhì)體的膨脹及試驗(yàn)條件。一 般煤的丫值越大粘結(jié)性越好，并且丫值隨煤化度呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。一般當(dāng)煤 的Vdaf為30%左右時(shí)，丫值出現(xiàn)最大值，Vdaf 13%和 Vdaf 50%的煤丫值都幾乎 為零，丫值對(duì)中等粘結(jié)性和較強(qiáng)粘結(jié)性煙煤都有較好的區(qū)分能力。最終收縮度X值取決于煤的揮發(fā)分、熔融、固化和收縮等性質(zhì)及試驗(yàn)條件。 X值可表征煤料在生成半焦后的收縮情

10、況，該指標(biāo)對(duì)焦?fàn)t中焦餅的收縮、焦塊 的塊度、裂紋的多少及推焦是否順利等有參考價(jià)值。體積曲線是煤在恒壓（101Kpa）下加熱時(shí)體積變化的記錄，可反映出膠質(zhì)體 的厚度、粘結(jié)、透氣性及氣體析出強(qiáng)度，因而體積曲線與煤的膠質(zhì)體性質(zhì)有直 接的關(guān)系。體積曲線有七種類型，它的形狀與煤種有一定關(guān)系，如肥煤多為山 字型或之山混合型，而瘦煤多為平滑下降或斜降型。丫值具有一定的加和性。多年的實(shí)踐表明，丫值多數(shù)情況下能表示膠質(zhì)體的數(shù)量但不一定能反映其質(zhì)量。丫值的測(cè)定主觀因素大，煤樣用量大，儀器的規(guī) 范性很強(qiáng)。當(dāng)丫值小于10mm和丫值大于25mm寸，數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性較差。中國(guó)在 1986年頒布的煤分類方案中，丫值用作區(qū)分強(qiáng)粘

11、結(jié)煤的輔助指標(biāo)。5奧亞膨脹度此法由德國(guó)奧迪貝特于1926年提出，后經(jīng)法國(guó)阿努完善建立的測(cè)定煤膨脹 性和結(jié)焦性的方法之一，是國(guó)際上最通用的一種膨脹度的測(cè)定方法，中國(guó)于1985年將該法列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB5450）o奧亞膨脹度試驗(yàn)是將新粉碎到0.15mm以下的空氣干燥煤樣l0g與1mL水迅 速混合，在鋼模中按規(guī)定的方法制成 60mn長(zhǎng)的煤筆，將煤筆放在膨脹管中，煤 筆上放一根連有記錄筆的鋼桿。將膨脹管放入溫度為330C的電爐中。在爐溫達(dá)到360E以后，應(yīng)非常平穩(wěn)地以3C/min的速度升溫，加熱到500550C為止 同時(shí)記錄其體積變化。試驗(yàn)所得的膨脹曲線如圖1-3所示。由試驗(yàn)可測(cè)得如下指標(biāo)：軟化點(diǎn)t1 一-體積曲線開始收縮達(dá)0.5mm時(shí)的溫 度，C；始膨點(diǎn)t2 一-體積曲線下降到最低點(diǎn)后再開始膨脹時(shí)的溫度，C；固 化點(diǎn)t3 一體積曲線膨起達(dá)最大值時(shí)的溫度，C；收縮度a-體積曲線下降的最大距離占煤筆長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)，%膨脹度b-體積曲線膨脹的最大距離占煤筆長(zhǎng) 度的百分?jǐn)?shù)，這些指標(biāo)以b值為主要指標(biāo)。奧亞膨脹度b值是在煤料的塑性階段中直接測(cè)定的。b值的大小取決于煤 膠質(zhì)體的不透氣性和塑性期間的氣