章煤的工藝性質(zhì)

1、第五部分 煤的性質(zhì) 第七章 煤的物理性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì) 第八章 煤的化學(xué)性質(zhì) 第九章 煤的工藝性質(zhì) 第一節(jié) 煤的發(fā)熱量第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)第九章 煤的工藝性質(zhì)煤的工藝性質(zhì)的概念 是指煤在一定的加工利用過(guò)程中所呈現(xiàn)出的性質(zhì)，如發(fā)熱量、粘結(jié)性、反應(yīng)性、煤灰熔融性、可磨性等。研究煤的工藝性質(zhì)的重要意義 煤的主要工藝性質(zhì) 煤加工粒度組成、密度組成、可選性等 煤作為燃料發(fā)熱量、灰熔融性、可磨性等 煤作為原料粘結(jié)性、結(jié)焦性、反應(yīng)性, 工藝性質(zhì)概述第一節(jié) 煤的發(fā)熱量一、煤的發(fā)熱量的定義 單位質(zhì)量的煤完全燃燒后釋放出的熱量，單位：kJ/g或MJ/kg。二、煤發(fā)熱量的測(cè)

2、定要點(diǎn) （1） 稱量1g煤樣置于氧彈中，并將氧彈充入純氧2.63.0MPa，然后放入有水的內(nèi)桶中； （2）點(diǎn)燃煤樣，煤樣燃燒釋放的熱量傳給內(nèi)桶中的水； （3）測(cè)定內(nèi)桶水溫，校正熱損失，即可計(jì)算彈筒發(fā)熱量，用Qb, ad表示。測(cè)定裝置示意圖。第一節(jié) 煤的發(fā)熱量三、煤在氧彈中燃燒與在大氣中燃燒的區(qū)別（1）燃燒條件的區(qū)別：溫度、氣氛、壓力、恒容、恒壓（2）燃燒結(jié)果的區(qū)別：反應(yīng)、產(chǎn)物（3）對(duì)發(fā)熱量的影響：彈筒發(fā)熱量大于煤的真實(shí)熱值四、發(fā)熱量的校正 （1）彈筒發(fā)熱量：彈筒直接測(cè)得的發(fā)熱量。（2）高位發(fā)熱量：由彈筒發(fā)熱量扣除氮、硫特殊反應(yīng)熱。（3）低位發(fā)熱量：由高位發(fā)熱量扣除水蒸汽冷凝熱。第一節(jié) 煤的發(fā)熱

3、量（一）對(duì)N、S特殊熱效應(yīng)的校正恒容高位發(fā)熱量 從彈筒發(fā)熱量中扣除稀硫酸和稀硝酸生成熱，稱為恒容高位發(fā)熱量，簡(jiǎn)稱高位發(fā)熱量，用符號(hào)Qgr, v, ad表示：式中：Sb, ad由彈筒洗液測(cè)得的硫含量，滿足下列條件之一時(shí)，即可用全硫代替： Qb, ad 14.6kJ/g，或St, ad 4%。硝酸生成熱校正系數(shù)。試驗(yàn)證明，與Qb, ad 有關(guān)，取值如下： Qb, ad 16.7kJ/g時(shí)，=0.0010 16.7kJ/g 25.10 kJ/g時(shí)，=0.0016第一節(jié) 煤的發(fā)熱量（二）對(duì)水不同狀態(tài)熱效應(yīng)的校正恒容低位發(fā)熱量 從恒容高位發(fā)熱量中扣除水（煤中的吸附水和氫燃燒生成的水）的汽化熱，稱為恒容低

4、位發(fā)熱量，簡(jiǎn)稱低位發(fā)熱量，用符號(hào)Qnet, v, ad表示，計(jì)算公式如下：Qnet, v, ad = Qgr, v, ad206Had23Mad 式中：Qnet, v, ad空氣干燥基的恒容低位發(fā)熱量，J/g；Mad煤樣的空氣干燥基水分，%；2060.01g氫生成的水的汽化熱，J；230.01g吸附水的汽化熱，J。第一節(jié) 煤的發(fā)熱量五、恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量 恒濕無(wú)灰基是指煤樣含有最高內(nèi)在水分但不含灰分的一種假想狀態(tài)，這時(shí)煤樣中只含有可燃質(zhì)和最高內(nèi)在水分。煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量不能直接測(cè)定，需用空氣干燥基的高位發(fā)熱量進(jìn)行換算，公式如下：式中： Qgr, maf 恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量，kJ/g；

5、 MHC煤樣的最高內(nèi)在水分，%。第一節(jié) 煤的發(fā)熱量六、發(fā)熱量基準(zhǔn)換算發(fā)熱量基準(zhǔn)換算的目的換算公式（1）彈筒發(fā)熱量和高位發(fā)熱量的基準(zhǔn)換算公式第一節(jié) 煤的發(fā)熱量六、發(fā)熱量基準(zhǔn)換算換算公式（2）低位發(fā)熱量的基準(zhǔn)換算公式 第一節(jié) 煤的發(fā)熱量成因類型的影響 ：腐泥煤、殘植煤 和腐植煤 煤巖組成的影響 ：鏡質(zhì)組、穩(wěn)定組、絲質(zhì)組 礦物質(zhì)的影響：礦物質(zhì)分解吸熱、礦物質(zhì)不發(fā)熱 風(fēng)化的影響 ：氧含量增加、灰分增加 煤化程度的影響：元素組成的變化 第一節(jié) 煤的發(fā)熱量七、影響煤發(fā)熱量的因素 煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)特性的綜合指標(biāo)，許多因素對(duì)煤的發(fā)熱量有不同程度的影響。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)一 、煤的熱解概念煤在隔絕

6、空氣的條件下進(jìn)行加熱，發(fā)生一系列的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，生成氣體(煤氣)、液體(焦油)、固體(半焦或焦炭)的過(guò)程，稱為煤的熱解(pyrolysis)、干餾或炭化(carbonization)。熱解分類 按熱解終溫 低溫干餾(500-600)以液體產(chǎn)物為目標(biāo) 中溫干餾(700-800)制取燃料煤氣 高溫干餾(950-1050)煉焦第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過(guò)程主要的反應(yīng)類型 煤的熱解中的裂解反應(yīng) 一次熱解產(chǎn)物的二次熱解反應(yīng) 煤熱解中的縮聚反應(yīng) 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過(guò)程主要的反應(yīng)類型 煤的熱解中的裂解反應(yīng) 結(jié)構(gòu)單元之間的橋鍵斷裂生成自由基碎片； 脂肪側(cè)鏈?zhǔn)軣嵋琢?/p>

7、解，生成氣態(tài)烴，如：CH4C2H6 等； 含氧官能團(tuán)的裂解，含氧官能團(tuán)的熱穩(wěn)定性順序?yàn)椋?OH C=O COOH OCH3。 煤中低分子化合物的裂解，是以脂肪化合物為主的 低分子化合物，其受熱后，可分解成揮發(fā)性產(chǎn)物。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過(guò)程主要的反應(yīng)類型一次熱解產(chǎn)物的二次熱解反應(yīng) C2H6 C2H4H2 裂解反應(yīng)，如 脫氫反應(yīng) ，如 加氫反應(yīng) ，如 縮合反應(yīng) ，如第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過(guò)程主要的反應(yīng)類型煤熱解中的縮聚反應(yīng) 膠質(zhì)體固化過(guò)程的縮聚反應(yīng)，主要是在熱解生成的自由基之間的縮聚，其結(jié)果生成半焦。 半焦分解，殘留物之間縮聚，生成焦炭。縮聚反應(yīng)是芳香

8、結(jié)構(gòu)脫氫。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過(guò)程（1）干燥脫吸階段（室溫300）（2）膠質(zhì)體的生成和固化階段（300550） （3）半焦轉(zhuǎn)化為焦炭的階段第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過(guò)程（1）干燥脫吸階段（室溫300） 120：煤炭脫水、干燥 120200：解吸，脫除吸附的CH4、CO、CO2等氣體。 300：低變質(zhì)程度的煤開始熱解，生成CO2、CO等，生成放出熱解水和微量的焦油。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過(guò)程（2）膠質(zhì)體的生成和固化階段（300550） 300480：煤分解、解聚，析出大量焦油和氣體 其中：在450左右的溫度區(qū)間，焦油的析

9、出量最大。在該階段由于熱解，生成了氣(煤氣和呈氣態(tài)的焦油)、液、固(未分解的煤)三相共存的物質(zhì)，稱為膠質(zhì)體。 450550(600)膠質(zhì)體固化成為半焦：膠質(zhì)體分解加速，開始縮聚，生成分子量很大的物質(zhì)，膠質(zhì)體固化為半焦。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、煙煤熱解過(guò)程（3）半焦轉(zhuǎn)化為焦炭的階段 （550 1000 ） 該階段以縮聚反應(yīng)為主，由半焦轉(zhuǎn)化為焦炭。550750，半焦分解析出大量的氣體，主要是H2和少量的CH4，稱為熱解的二次氣體。半焦分解釋放出大量氣體后，體積收縮產(chǎn)生裂紋。在此階段基本上不產(chǎn)生焦油。 7501000，半焦進(jìn)一步分解，繼續(xù)析出少量氣體，主要是H2，同時(shí)半焦發(fā)生縮聚，使芳香

10、碳網(wǎng)不大增大，結(jié)構(gòu)單元的排列有序化進(jìn)一步增強(qiáng)，最后半焦轉(zhuǎn)化成為焦炭。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)四、非粘結(jié)性煤熱解過(guò)程 煤化程度低的非粘結(jié)性煤如褐煤、長(zhǎng)焰煤等，其熱解過(guò)程與煙煤大體類似，同樣有分解、裂解和縮聚等反應(yīng)發(fā)生，生成大量氣體和焦油，只是在熱解過(guò)程中沒有膠質(zhì)體生成，不會(huì)產(chǎn)生熔融、膨脹等現(xiàn)象，熱解前后煤粒仍然呈分離狀態(tài)，不會(huì)粘結(jié)成塊。煤化程度高的非粘結(jié)性煤，如貧煤、無(wú)煙煤，其熱解過(guò)程較為簡(jiǎn)單，以裂解為主，釋放出少量的熱解氣體，其中熱值高的烴類如甲烷含量較低，氫含量則較高，煤氣熱值相對(duì)較低。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)五、煤熱解產(chǎn)生膠質(zhì)體的性質(zhì) 膠質(zhì)體的概念膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性（溫度間隔 ）

11、膠質(zhì)體的透氣性膠質(zhì)體的流動(dòng)性膠質(zhì)體的膨脹性第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤的粘結(jié)成焦機(jī)理 （一）煤的粘結(jié)機(jī)理煤粒借膠質(zhì)體粘結(jié)固化成半焦（1）膠質(zhì)體的生成及來(lái)源 煤熱解過(guò)程中芳香族化合物熱解后，煤分子結(jié)構(gòu)單元之間的橋鍵斷裂，形成自由基碎片，其中分子量不太大的、含氫較多的成為液體產(chǎn)物。脂肪族化合物分解后也會(huì)生成少量的液體產(chǎn)物。膠質(zhì)體是煤熱解反應(yīng)過(guò)程中生成的瞬時(shí)性存在的物質(zhì)，是不可逆過(guò)程。 該液相物質(zhì)具有膠一樣的粘性，可以粘合粉狀煤料。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)（2）膠質(zhì)體在煤粒之間遷移表面遷移 煤粒之間的粘結(jié)主要發(fā)生在煤粒的表面上。表面的粘結(jié)不僅發(fā)生在熔融顆粒與不熔顆粒之間，也發(fā)生在相鄰顆

12、粒產(chǎn)生的膠質(zhì)體交界面上。研究表明，煤粒間的粘結(jié)只發(fā)生在煤粒間的表面分子層上，就是流動(dòng)性最大的肥煤膠質(zhì)體的液相在塑性階段的平均移動(dòng)距離只有1.9微米，這與煤粒的大小相比是可以忽略的。 因此，煤熱解后不同煤粒生成的液相之間的相互滲透只限于煤粒的表面。這就是說(shuō)，煤粒間的粘結(jié)過(guò)程，只在煤粒的接觸表面之間進(jìn)行，煤的粘結(jié)是煤粒間的表面粘結(jié)。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)（3）熔融煤粒的融合 煤粒熔融形成膠質(zhì)體，其液相物質(zhì)具有一定的流動(dòng)性，在液相物質(zhì)中氣體壓力的作用下，液相就會(huì)相互滲透、融并成為一體。 膠質(zhì)體滲透、融并的程度取決于膠質(zhì)體的數(shù)量和顆粒的性質(zhì)。若顆粒都可熔融，且產(chǎn)生的膠質(zhì)體的數(shù)量多、流動(dòng)性好，膠

13、質(zhì)體相互滲透、融并得就好，形成的熔融體均質(zhì)性也好，固化后焦炭的強(qiáng)度就高；若相鄰顆粒中有不融或弱熔融顆粒，則膠質(zhì)體滲透就不不好，難以形成均質(zhì)性的熔融體。這導(dǎo)致不同要融合方式： 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì) 煤粒的融合方式 包裹型：熔融顆粒與臨近的不融顆粒只是接觸點(diǎn)的粘連，如果膠質(zhì)體足夠多，膠質(zhì)體也可以部分或整體包裹不融顆粒，或與臨近的其他熔融顆粒共同包裹不融顆粒。這種顆粒的均質(zhì)性差，固化后形成的焦炭的強(qiáng)度也差。 滲透型：如果兩個(gè)或多個(gè)顆粒均是熔融顆粒，則會(huì)相互滲透，形成均質(zhì)性較好的熔融體，固化后形成的焦炭的強(qiáng)度高。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)（4）熔融體的固化 煤熱解生成的膠質(zhì)體是逐漸增加的

14、，當(dāng)液相的生成速度與熱解固化速度相等時(shí)，膠質(zhì)體的流動(dòng)性達(dá)到最大，顆粒間熔融、滲透、粘結(jié)達(dá)到高潮，此后，膠質(zhì)體的分解固化速度超過(guò)了生成速度，膠質(zhì)體的流動(dòng)性逐漸下降，直到全部固化成為半焦。 膠質(zhì)體的固化是液相分解產(chǎn)生的游離基縮聚的結(jié)果。膠質(zhì)體的固化過(guò)程是膠質(zhì)體中的化合物因脫氫、脫烷基和其它熱解反應(yīng)而引起的芳構(gòu)化的過(guò)程。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)七、煤的成焦機(jī)理半焦轉(zhuǎn)化為焦炭（1）成焦的化學(xué)反應(yīng) 膠質(zhì)體固化形成半焦后繼續(xù)升高溫度，半焦發(fā)生裂解，析出以氫氣為主的氣體，幾乎沒有焦油產(chǎn)生。這時(shí)的裂解反應(yīng)主要是芳香化合物脫氫，同時(shí)產(chǎn)生帶電的自由基，自由基相互縮聚而穩(wěn)定化，溫度進(jìn)一步升高，縮聚反應(yīng)進(jìn)一步

15、發(fā)展，自由基的縮聚使芳香碳網(wǎng)不斷增大，碳網(wǎng)間的排列也趨于規(guī)則化。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)七、煤的成焦機(jī)理半焦轉(zhuǎn)化為焦炭（2）成焦的宏觀變化 由于縮聚反應(yīng)，分子有序化成都提高，使半焦的體積發(fā)生收縮，由于半焦組成的不均勻性，造成半焦內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋的形成；溫度繼續(xù)升高到1000，半焦的裂解和縮聚反應(yīng)趨緩，析出的氣體量減少，半焦也變成了具有一定塊度和強(qiáng)度的銀灰色的并具有金屬光澤的焦炭。 粘結(jié)時(shí)形成的熔融體的均質(zhì)性好壞對(duì)于成焦過(guò)程中的收縮的均勻性和裂紋的產(chǎn)生至關(guān)重要。包裹型的裂紋多，滲透型的裂紋少。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)八、中間相理論 （一）煤熔融形成中間相的概念 粘結(jié)性煙煤在炭

16、化過(guò)程中，鏡質(zhì)組變?yōu)槟z質(zhì)體時(shí)開始形成很微小的球體，這些小球體逐漸接觸、融并、長(zhǎng)大，最后聚結(jié)在一起，形成了類似于液晶的具有各向異性的流動(dòng)相態(tài)，這就是中間相。中間相是由聚合的芳香層片的扭曲結(jié)構(gòu)組成的，再繼續(xù)加熱，聚合物發(fā)生裂解、縮聚而固化，最終形成各向異性炭。如果沒有中間相的轉(zhuǎn)變過(guò)程，只能形成各向同性炭。焦炭生產(chǎn)過(guò)程中，各向異性炭是追求的目標(biāo)。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)八、中間相理論 （二）中間相的特點(diǎn) （1）中間相的形成是不可逆的；（2）中間相的形成是化學(xué)過(guò)程。中間相形成以后，內(nèi)部發(fā)生連續(xù)的裂解、縮聚等化學(xué)變化；（3）中間相在形成過(guò)程中C/H比逐漸增大；（4）

17、中間相在形成過(guò)程中，分子量是逐漸增大的。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)八、中間相理論 （三）中間相的形成過(guò)程 中間相從小球體產(chǎn)生到膠質(zhì)體固化、形成半焦這一階段為中間相階段，發(fā)展過(guò)程如圖所示 。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（一）粘結(jié)性和結(jié)焦性的概念定義：煤的粘結(jié)性是指煙煤在干餾時(shí)產(chǎn)生的膠質(zhì)體粘結(jié)自身和/或惰性物料的能力。煤的結(jié)焦性是指單種煤或配合煤在工業(yè)焦?fàn)t或模擬工業(yè)焦?fàn)t的煉焦條件下（一定的升溫速度、加熱終溫等），粘結(jié)成塊并最終形成具有一定塊度和強(qiáng)度的焦炭的能力。研究煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性的意義： 煤的粘結(jié)性是評(píng)價(jià)煙煤能否用于煉焦的主要依據(jù)，也是評(píng)價(jià)低溫干餾、氣化、或動(dòng)力用煤

18、的重要依據(jù)。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（二）羅加指數(shù)R.I. 測(cè)定：稱取1g煤樣與5g標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤放入特制坩堝內(nèi)攪拌均勻并鋪平，放上鋼質(zhì)砝碼，在6kg負(fù)荷下壓實(shí)30秒，加蓋，連同砝碼一起放入已預(yù)熱至850的馬弗爐灼燒15min，取出，冷卻后稱量焦渣總質(zhì)量為m0，用孔徑為1mm的圓孔篩篩分，稱量篩上物質(zhì)量為m，然后進(jìn)行每次5分鐘的轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)磨（轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為502rpm），共3次，每次轉(zhuǎn)磨結(jié)束后將焦渣用1mm圓孔篩篩分，并稱量篩上物質(zhì)量，分別得到m1、m2和m3。 計(jì)算：羅加指數(shù)RI用下式進(jìn)行計(jì)算：第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)

19、成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（二）羅加指數(shù)R.I. 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：羅加指數(shù)法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在設(shè)備簡(jiǎn)單快速、所需試驗(yàn)煤樣少、它不但能反映煤的粘結(jié)能力還能在一定程度上反映焦炭的強(qiáng)度。 缺點(diǎn)：但羅加指數(shù)也有缺點(diǎn)，如加熱速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工業(yè)煉焦的加熱速度，使粘結(jié)性測(cè)值偏高，對(duì)強(qiáng)粘結(jié)性煤區(qū)分能力差，對(duì)弱粘結(jié)性煤的重現(xiàn)性差，不同的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的不一致，使得各國(guó)間的測(cè)值不具可比性。適用性：中等粘結(jié)性的煤六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（三）粘結(jié)指數(shù)GR.I. 1、來(lái)歷：針對(duì)羅加指數(shù)的缺點(diǎn)改進(jìn)而來(lái)的。 2、測(cè)定要點(diǎn)：原理和儀器與羅加指數(shù)法完全相同。標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤、配比、測(cè)定步驟等有不少變化和改進(jìn)。第二節(jié) 煤的熱

20、解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（三）粘結(jié)指數(shù)GR.I. 3、改進(jìn)點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：（1）將標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤的粒度降為0.10.2mm，一方面與試驗(yàn)煤樣粒度接近，可防止發(fā)生煤樣粒度偏析，影響測(cè)定結(jié)果，另一方面，降低無(wú)煙煤粒度，可增加其吸納膠質(zhì)體的能力，有利于提高對(duì)強(qiáng)粘結(jié)性煤的區(qū)分能力；（2）根據(jù)煤樣的粘結(jié)性強(qiáng)弱靈活改變配比，粘結(jié)性較強(qiáng)的煤用1:5的比例，粘結(jié)性較弱的煤用3:3的比例，可以提高強(qiáng)粘結(jié)性煤的區(qū)分能力和弱粘結(jié)性煤的測(cè)定準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性；（3）轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)由3次改為2次，提高了測(cè)定效率。結(jié)果計(jì)算公式：第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)式中：G粘結(jié)指數(shù)； m0焦化后焦渣總質(zhì)量，g； m1第一次轉(zhuǎn)磨后大于1

21、mm焦渣的質(zhì)量，g； m2第二次轉(zhuǎn)磨后大于1mm焦渣的質(zhì)量，g。 如果結(jié)果G 18，煤樣的配比改為3:3，G按下式計(jì)算：煤的配比為1:5時(shí)，粘結(jié)指數(shù)G按下式計(jì)算：第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（四）膠質(zhì)層指數(shù)Y 1、測(cè)定要點(diǎn)是：將煤樣裝入特制的煤杯中，并在上面加一可移動(dòng)壓盤，壓盤通過(guò)杠桿和重錘相連，使壓盤對(duì)煤樣產(chǎn)生0.1MPa的壓力。然后模擬煤樣在焦?fàn)t中的受熱過(guò)程，以3/min的升溫速度從煤杯底部單側(cè)加熱，使煤杯中的煤樣形成一系列溫度不同的等溫層。等溫層的溫度從上到下依次遞增。當(dāng)溫度升到煤的軟化點(diǎn)時(shí)，煤開始軟化形成具有塑性的膠質(zhì)體，當(dāng)溫度升到固化溫度時(shí)，膠質(zhì)體開始固化形成

22、半焦。這樣，煤杯中的煤樣就逐層軟化、熔融再固化。在試驗(yàn)過(guò)程中要用特制的探針定時(shí)測(cè)量膠質(zhì)層的厚度，以膠質(zhì)層最大厚度作為Y值。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（四）膠質(zhì)層指數(shù)Y 2、膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定得到的體積曲線。 優(yōu)點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是Y值具有可加性。 缺點(diǎn)：（1）膠質(zhì)層厚度只能反映膠質(zhì)體的數(shù)量，不能反映膠質(zhì)體的質(zhì)量；（2）測(cè)定過(guò)程的規(guī)范性強(qiáng)，影響測(cè)定結(jié)果的因素多；（3）測(cè)定時(shí)所需煤樣量大； （4）對(duì)弱粘煤(Y7 mm)和膠質(zhì)體流動(dòng)性大的煤(Y25 mm)測(cè)定的精度差、重現(xiàn)性差。適用性：膠質(zhì)層指數(shù)法較適合于中等粘結(jié)性的煤，第

23、二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（四）膠質(zhì)層指數(shù)Y 3、膠質(zhì)層指數(shù)之優(yōu)缺點(diǎn) 測(cè)定要點(diǎn)：將煤樣按規(guī)定方法制成形狀和大小類似于粉筆的煤筆，放入專用膨脹管內(nèi)，煤筆上部放置一根能自由滑動(dòng)的膨脹桿。將上述裝置放入專用電爐后，在膨脹桿上端連接一枝記錄筆，記錄筆與卷在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)筒上的記錄紙相接觸，以3/min的升溫速度加熱，在記錄紙上就記錄下膨脹桿上下移動(dòng)的位移曲線。測(cè)量并計(jì)算位移的最大距離占煤筆原始長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)，作為煤樣的膨脹度，即奧亞膨脹度指標(biāo)（b） 。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（五）奧亞膨脹度b第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（五）奧亞

24、膨脹度b儀器第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（五）奧亞膨脹度b 儀器第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（五）奧亞膨脹度b 膨脹管第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（五）奧亞膨脹度b 體積曲線第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評(píng)定方法（五）奧亞膨脹度b 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：奧亞膨脹度對(duì)中、強(qiáng)粘結(jié)性煤的區(qū)分能力強(qiáng)，對(duì)強(qiáng)粘結(jié)性煤，區(qū)分能力好于Y值，測(cè)定時(shí)人為誤差小，結(jié)果重現(xiàn)性好。 缺點(diǎn)：對(duì)弱粘結(jié)性煤區(qū)分能力差，以及實(shí)驗(yàn)儀器加工精度要求高，規(guī)范性太強(qiáng)。 適用性：強(qiáng)粘結(jié)性煤第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 與煤炭氣化、燃燒有關(guān)的工藝性質(zhì)，主要包

25、括煤的發(fā)熱量、煤與氣化介質(zhì)的反應(yīng)活性、煤的著火點(diǎn)、煤的機(jī)械強(qiáng)度、煤灰性質(zhì)（灰熔點(diǎn)，結(jié)渣性和灰粘度）、煤的熱穩(wěn)定性等。一、概述第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 煤的機(jī)械強(qiáng)度的意義測(cè)定要點(diǎn)：煤的機(jī)械強(qiáng)度測(cè)定方法是取粒度為60100mm的煤塊25kg，放在帶有活動(dòng)底板的鐵箱中。在地面上放置一塊厚度20mm的鋼板，在其上方將裝有煤塊的鐵箱升高到2m的高度，然后打開活門使煤塊跌落到鋼板上。用2525的篩子過(guò)篩，然后將篩上物重新按上法作跌落試驗(yàn)并篩分，再將篩上物依上法跌落并篩分。將大于25mm的塊煤稱重，計(jì)算它占原始煤塊重量的百分?jǐn)?shù)，這就是煤炭的機(jī)械強(qiáng)度。二、煤的機(jī)械強(qiáng)度 1、煤的反應(yīng)性的定義：是指在一定

26、溫度條件下，煤炭與不同氣體介質(zhì)（CO2、O2、H2O等）相互作用的反應(yīng)能力。 2、測(cè)定要點(diǎn)：煤炭反應(yīng)性的表示方法很多，如用活化能、反應(yīng)速度、反應(yīng)物分解率等。比較簡(jiǎn)便準(zhǔn)確的方法是CO2還原率（分解率）。CO2還原率測(cè)定方法要點(diǎn)是：先將煤進(jìn)行干餾，取一定粒級(jí)的焦渣裝入特制的剛玉反應(yīng)管中，通入CO2氣在一定溫度下反應(yīng)，取反應(yīng)后氣體分析其中的CO2濃度，根據(jù)公式計(jì)算出CO2還原率。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 三、煤的反應(yīng)性 式中：二氧化碳還原率， a通入爐內(nèi)二氧化碳中雜質(zhì)含量， 反應(yīng)后氣體中剩余的二氧化碳含量，第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 三、煤的反應(yīng)性 3

27、、煤的反應(yīng)性的影響因素 煤炭反應(yīng)性與煤化程度、煤中的礦物質(zhì)等因素有關(guān)。煤化程度高，煤的反應(yīng)性低，煤灰中鉀、鈉、鈣等含量高，由于它們對(duì)反應(yīng)過(guò)程有催化作用，使煤的反應(yīng)性就高。 煤炭反應(yīng)性與煤化程度關(guān)系褐煤煙煤無(wú)煙煤,%溫度，煤化程度對(duì)反應(yīng)性的影響第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 4 煤灰成分4.1 煤灰中的元素 煤灰中的元素有幾十種，地球上所有天然存在的元素幾乎在煤灰中均可發(fā)現(xiàn)，但常見的只有硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈦、鉀、鈉、硫、磷等，在一般的灰成分測(cè)定中也只分析這幾種。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)4.2 煤灰成分的表示方法 煤灰化學(xué)組成十分復(fù)雜，很難測(cè)定其中的化合物，一般用主要元素的氧化物形式表

28、示，如SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、SO3、P2O5。其中，最主要的是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3幾種?；曳种懈鞒煞值暮咳Q于原始的礦物組成。 第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)5、煤灰熔融性 煤灰熔融性是指煤灰在高溫條件下軟化、熔融、流動(dòng)時(shí)的溫度特性。通常，煤灰熔融性采用角錐法進(jìn)行測(cè)定，即將煤灰制成三棱錐形狀的灰錐，放入高溫爐，在一定氣氛下加熱，觀察在加熱過(guò)程中灰錐的變形情況，依此確定煤灰熔融性。如下圖所示。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)測(cè)定煤灰熔融性的儀器第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)5.1 煤灰熔融性的表示： 變形溫度(Deformation temperature, DT)煤灰錐體尖端開始彎曲或變圓時(shí)的溫度。 軟化溫度(Softening temperature, ST)煤灰錐體彎曲至錐尖觸及底板變成球形或半球形時(shí)的溫度。 半球溫度(Half ball temperature, HT)試樣形變至近似半球形，即高等于底長(zhǎng)的一半時(shí)的溫度。 流動(dòng)溫度(Flow temperature, FT)煤灰錐體完全熔化展開成高度小于1.5 mm薄層時(shí)的溫度。 一般以煤灰軟化的溫度ST作為衡量煤灰熔融性的主要指標(biāo)，即灰熔點(diǎn)。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)5.2 影響煤灰熔融性的因素5、煤灰熔融性灰分化學(xué)組成灰渣部