cha煤的工藝性質(zhì)2

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)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)性等?！粞芯棵旱墓に囆再|(zhì)的重要意義。

利用煤的其他性質(zhì)（如化學(xué)組成、煤巖組成、煤化程度等）可以預(yù)測(cè)煤的工藝性質(zhì)，但不如直接研究工藝性質(zhì)更為有效?！裘旱闹饕に囆再|(zhì)

煤加工－粒度組成、密度組成

煤作為燃料－發(fā)熱量、燃點(diǎn)、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、灰熔融性、結(jié)渣性、可磨性、反應(yīng)性，…

煤作為原料－粘結(jié)性、結(jié)焦性、腐植酸產(chǎn)率…

煤的工藝性質(zhì)第一節(jié)煤的發(fā)熱量◆煤的發(fā)熱量的測(cè)定原理和測(cè)量要點(diǎn)（1）稱量1g煤樣置于氧彈中，并將氧彈充入純氧2.6～3.0MPa，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?！裘旱陌l(fā)熱量的定義：◆單位：kJ/g、MJ/kg、Kcal/kg

◆煤炭?jī)r(jià)值的最終體現(xiàn)第一節(jié)煤的發(fā)熱量◆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：氣氛、壓力、恒容、恒壓

（2）燃燒結(jié)果的區(qū)別：反應(yīng)、產(chǎn)物

對(duì)發(fā)熱量的影響：◆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)熱量扣除水蒸氣冷凝熱。高位發(fā)熱量◆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,ad16.7kJ/g時(shí)，=0.0010

16.7kJ/g<Qb,ad25.10kJ/g時(shí)，=0.0012

Qb,ad>25.10kJ/g時(shí)，=0.0016

低位發(fā)熱量◆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,ad－206Had－23Mad

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，%；206－0.01g氫生成的水的汽化熱，J；

23－0.01g吸附水的汽化熱，J。影響煤發(fā)熱量的因素★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)，煤質(zhì)特性是決定煤的發(fā)熱量的主要因素。煤的成因、煤化程度、煤巖組成、礦物質(zhì)含量高低等對(duì)煤的發(fā)熱量均有不同程度的影響。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：元素組成的變化發(fā)熱量的計(jì)算煤的發(fā)熱量是由煤的組成決定的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)1、煤的熱解★概念－煤在隔絕空氣的條件下進(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，thermaldecomposition)?！餆峤夥诸惏礋峤饨K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℃)－煉焦煤熱解過(guò)程加熱斷鍵自由基縮聚大分子固體產(chǎn)物固體產(chǎn)物液體產(chǎn)物氣體產(chǎn)物和自由基大小相近的產(chǎn)物加氫熱解產(chǎn)生的H熱解還有其它過(guò)程么？熱解過(guò)程中煤殘余固體的變化趨勢(shì)？基于平均結(jié)構(gòu)單元模型前期的熱分解反應(yīng)后期的熱縮聚反應(yīng)基于兩相模模型煤熱解過(guò)程程裂解與縮聚聚自由基過(guò)程程非共價(jià)鍵的的斷裂共價(jià)鍵的斷斷裂自由基過(guò)程程類似平均結(jié)結(jié)構(gòu)單元模模型？熱解過(guò)程中中煤的分子子結(jié)構(gòu)變化化行為與溫溫度的關(guān)系系？----------分子結(jié)構(gòu)的的變化類似似于煤的變變質(zhì)程度的的加深2.1粘結(jié)性煙煤煤熱解過(guò)程程根據(jù)煙煤熱熱解過(guò)程中中產(chǎn)生的物物理變化、、化學(xué)變化化：（1）干燥脫吸吸階段（室室溫～300℃）

（2）膠質(zhì)體的的生成和固固化階段（（300～550℃）

（3）半焦轉(zhuǎn)化化為焦炭的的階段●煙煤熱解過(guò)過(guò)程2.1粘結(jié)性煙煤煤熱解過(guò)程程01002003004005006007008009001000溫度析出焦油析出煤氣軟化固化收縮→形成裂紋熔融、流動(dòng)、膨脹干煤膠質(zhì)體半焦焦炭揮發(fā)相變化固相變化三個(gè)階段：：干燥脫氣氣活活潑分分解二二次脫氣過(guò)程本質(zhì)：：解解聚、分解解 縮聚聚為主郭崇濤《煤化學(xué)》化學(xué)工業(yè)出出版社，1992煤都是這樣樣？脫水脫氣2.1粘結(jié)性煙煤煤熱解過(guò)程程（1）干燥脫脫吸階段（（室溫～300℃）●～120℃：煤炭脫水水、干燥●120～200℃：解吸，脫脫除吸附的的CH4、CO、CO2等氣體。●300℃：低變質(zhì)程程度的煤開(kāi)開(kāi)始熱解，，生成CO2、CO等，生成放放出熱解水水和微量的的焦油。2.1粘結(jié)性煙煤煤熱解過(guò)程程（2）膠質(zhì)體的的生成和固固化階段（（300～550℃）●300～480℃℃：煤分解解、解聚聚，析出出大量焦焦油和氣氣體其其中：：在450℃℃左右的溫溫度區(qū)間間，焦油油的析出出量最大大。在該該階段由由于熱解解，生成成了氣(煤氣和呈呈氣態(tài)的的焦油)、液、固固(未分解的的煤)三相共存存的物質(zhì)質(zhì)，稱為為膠質(zhì)體體?！?50～550℃℃(600℃)膠質(zhì)體固固化成為為半焦：：膠質(zhì)體體分解加加速，開(kāi)開(kāi)始縮聚聚，生成成分子量量很大的的物質(zhì)，，膠質(zhì)體體固化為為半焦。。2.1粘結(jié)性煙煙煤熱解解過(guò)程（3）半焦轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為焦焦炭的階階段（（550～1000℃）該階段以以縮聚反反應(yīng)為主主，由半半焦轉(zhuǎn)化化為焦炭炭?！?50～750℃℃，半焦分分解析出出大量的的氣體，，主要是是H2和少量的的CH4，成為熱熱解的二二次氣體體。半焦焦分解釋釋放出大大量氣體體后，體體積收縮縮產(chǎn)生裂裂紋。在在此階段段基本上上不產(chǎn)生生焦油。?！?50～1000℃，半焦進(jìn)進(jìn)一步分分解，繼繼續(xù)析出出少量氣氣體，主主要是H2，同時(shí)半半焦發(fā)生生縮聚，，使芳香香碳網(wǎng)不不大增大大，結(jié)構(gòu)構(gòu)單元的的排列有有序化進(jìn)進(jìn)一步增增強(qiáng)，最最后半焦焦轉(zhuǎn)化成成為焦炭炭。非粘結(jié)性性煤的熱熱解過(guò)程程●煤化程度度低的非非粘結(jié)性性煤如褐褐煤、長(zhǎng)長(zhǎng)焰煤等等，其熱熱解過(guò)程程與煙煤煤大體類類似，同同樣有分分解、裂裂解和縮縮聚等反反應(yīng)發(fā)生生，生成成大量氣氣體和焦焦油，只只是在熱熱解過(guò)程程中沒(méi)有有膠質(zhì)體體生成，，不會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生熔融融、膨脹脹等現(xiàn)象象，熱解解前后煤煤粒仍然然呈分離離狀態(tài)，，不會(huì)粘粘結(jié)成塊塊。●煤化程程度高的的非粘結(jié)結(jié)性煤，，如貧煤煤、無(wú)煙煙煤，其其熱解過(guò)過(guò)程較為為簡(jiǎn)單，，以裂解解為主，，釋放出出少量的的熱解氣氣體，其其中熱值值高的烴烴類如甲甲烷含量量較低，，氫含量量則較高高，煤氣氣熱值相相對(duì)較低低。2.1煤煤的的熱差分分析煤熱解過(guò)程程中的過(guò)過(guò)程中熱熱效應(yīng)分分析圖示了差差熱分析析的原理理圖。圖圖中兩對(duì)對(duì)熱電偶偶反向聯(lián)聯(lián)結(jié)，構(gòu)構(gòu)成差示示熱電偶偶。S為試樣，，R為參比物物在電表表T處測(cè)得的的為試樣樣溫度TS;在電表△△T處測(cè)的即即為試樣樣溫度TS和參比物物溫度TR之差△T。2.1熱熱差差分析原理吸熱峰———被測(cè)測(cè)試樣溫溫度低于于參比物物溫度的的峰，溫溫度差△△t為負(fù)負(fù)值，差差熱曲線線為低谷谷。放熱峰——被測(cè)測(cè)試樣溫溫度高于于參比物物溫度的的峰，溫溫度差△△t為正正值，差差熱曲線線為高峰峰。2.2煤煤的熱差差分析在煤的差差熱分析析圖譜上上一般有有三個(gè)明明顯的熱熱效應(yīng)區(qū)區(qū)：(1)在在150℃左右右，有一一個(gè)吸熱熱峰，表表明此段段是吸熱熱效應(yīng)。。是煤析析出水分分和脫除除吸附氣氣體的過(guò)過(guò)程。相相當(dāng)予熱熱化學(xué)分分析的干干燥脫氣氣階段。。(2)在在350一5500c范圍內(nèi)內(nèi)，有一一個(gè)吸熱熱峪，表表明此階階段為吸吸熱效向向。在這這一階段段煤發(fā)生生解聚、、分解生生成氣體體和煤焦焦油(蒸蒸氣狀戀戀)等低低分子化化合物。。相當(dāng)下下熱化學(xué)學(xué)分析的的膠質(zhì)體體階段。。(3)在在750一8500c范圍內(nèi)內(nèi)，有一一個(gè)放熱熱峰，表表明此階階段為放放熱效應(yīng)應(yīng)。是煤煤熱解殘殘團(tuán)物互互相縮聚聚．生成成半焦的的過(guò)程。。相當(dāng)于于熱化學(xué)學(xué)分析的的半集熟熟化階段段。煤差熱曲曲線上三三個(gè)明顯顯的熱效效應(yīng)峰與與煤熱解解過(guò)程化化學(xué)分析析的三個(gè)個(gè)主要階階段是—‘致的的。2.2煤煤的熱熱差分析析煤熱解動(dòng)動(dòng)力學(xué)的的研究任任務(wù)是研研究煤在在熱解過(guò)過(guò)程中的的反應(yīng)種種類、反反應(yīng)歷程程、反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)物、、反應(yīng)速速度、反反應(yīng)控制制因素以以及反應(yīng)應(yīng)動(dòng)力學(xué)學(xué)常數(shù)(反應(yīng)速速度常數(shù)數(shù)和反應(yīng)應(yīng)活化能能等)。。這些方方面的研研究對(duì)于于煤化學(xué)學(xué)、炭化化、氣化化和燃燒燒都很重重要，因因此受到到廣泛重重視。2.3煤熱分解動(dòng)力學(xué)的研究2.3.0脫脫揮發(fā)發(fā)分動(dòng)力力學(xué)用熱失重法法研究脫揮發(fā)分分速度是是煤熱解解動(dòng)力學(xué)學(xué)的重要要方面。。利用反應(yīng)應(yīng)失重可可以進(jìn)行行煤熱解解脫揮發(fā)發(fā)動(dòng)力學(xué)學(xué)研究一一般從兩兩反面研研究：等等溫研究究和非等等溫研究究。熱失重法法熱天平熱重曲線線此法要假假定分解解速率等等同于揮揮發(fā)物析析出速率率。對(duì)于于任一反反應(yīng)或反反應(yīng)序列列，氣體體析出速速率與濃濃度的關(guān)關(guān)系為：：非等溫動(dòng)力學(xué)研究非等溫動(dòng)力學(xué)研究對(duì)于非等等溫過(guò)程程．溫度度T與時(shí)間間有線性性關(guān)系：：非等溫動(dòng)力學(xué)研究用上述方方法如何何具體計(jì)計(jì)算煤熱熱解動(dòng)力力學(xué)參數(shù)數(shù)及如何何揭示煙煙煤熱解解規(guī)律，，作一簡(jiǎn)簡(jiǎn)要介紹紹A.動(dòng)動(dòng)力學(xué)學(xué)參數(shù)的的計(jì)算在熱天平平上可以以測(cè)定煤煤熱解失失重，即即脫揮發(fā)發(fā)分?jǐn)?shù)量量。下圖是依依蘭長(zhǎng)焰焰煤熱解解失重曲曲線非等溫動(dòng)力學(xué)研究數(shù)據(jù)可見(jiàn)見(jiàn)，低煤煤化度煤煤(從褐煤煤至肥煤煤)的熱熱解反應(yīng)應(yīng)是分段段進(jìn)行的的，而高高煤化度度煤(從從焦煤至至瘦煤)的熱解解反應(yīng)是是按一段段進(jìn)行的的。(2)活化化能與與指前前因子子關(guān)系系。根根據(jù)不不同煙煙煤煤煤種實(shí)實(shí)驗(yàn)得得到的的動(dòng)力力學(xué)參參數(shù)，，對(duì)活活化能能E與與指前前因子子A進(jìn)進(jìn)行關(guān)關(guān)聯(lián)，，有線線性關(guān)關(guān)系，，如圖圖9——9所所示。。(3)持征征溫度度與煤煤化度度的關(guān)關(guān)系。。由固固9——5和和圖9—6可以以看出出，煤煤熱解解初姑姑溫度度to、峰峰溫tp、、主要要熱解解結(jié)束束溫度度tr對(duì)不不同煤煤化度度的煤煤，其其值是是不同同的，，如表表9——4所所示。。2.1粘結(jié)性性煙煤煤熱解解過(guò)程程01002003004005006007008009001000溫度析出焦油析出煤氣軟化固化收縮→形成裂裂紋熔融、流動(dòng)、膨脹干煤膠質(zhì)體半焦焦炭揮發(fā)相變化固相變化三個(gè)階階段：：干燥燥脫氣氣活活潑分分解二二次脫脫氣過(guò)程本本質(zhì)：：解解聚、、分解解縮縮聚聚為主主煤都是是這樣樣？脫水脫氣煤熱解解中的的主要要化學(xué)學(xué)反應(yīng)應(yīng)●

煤的熱解中的裂解反應(yīng)

●

煤熱解中的縮聚反應(yīng)●一次熱熱解產(chǎn)產(chǎn)物的的二次次熱解解反應(yīng)應(yīng)●結(jié)構(gòu)單單元之之間的的橋鍵斷裂生生成自自由基基碎片片；●脂肪側(cè)側(cè)鏈?zhǔn)苁軣嵋滓琢呀饨?，生生成氣氣態(tài)烴烴，如如：CH4﹑C2H6等；●含氧官官能團(tuán)團(tuán)的裂裂解，，含氧氧官能能團(tuán)的的熱穩(wěn)穩(wěn)定性性順序序?yàn)椋海海璒H>C=O>——COOH>－OCH3。羧基熱熱穩(wěn)定定性低低，200℃就開(kāi)始始分解解，生生成CO2和H2O。羰基基在400℃左右裂裂解生生成CO，羥基基不易易脫除除，到到700—800℃以上，，有大大量羥羥基存存在，，可氫氫化生生成H2O。含氧氧雜環(huán)環(huán)在500℃以上也也可能能斷開(kāi)開(kāi)，生生成CO?！窈蚬倌軋F(tuán)團(tuán)的斷裂：：脂肪硫；；噻吩硫形形成H2S●煤中低分子子化合物的的裂解，是是以脂肪化化合物為主主的低分子子化合物，，其受熱后后，可分解解成揮發(fā)性性產(chǎn)物。煤熱解中的的裂解反應(yīng)應(yīng)一次熱解產(chǎn)產(chǎn)物的二次次熱解反應(yīng)應(yīng)C2H6→C2H4＋H2

●裂解反應(yīng)，如

●脫氫反應(yīng)，如

●加氫反應(yīng)，如

●縮合反應(yīng)，如

●橋鍵分解，如-CH2-＋H2O→CO＋2H2煤熱解中的的縮聚反應(yīng)應(yīng)●膠質(zhì)體固化化過(guò)程的縮聚反應(yīng)，主要是在在熱解生成成的自由基基之間的縮縮聚，其結(jié)結(jié)果生成半半焦。●半焦分解，，殘留物之間間縮聚，生成焦炭炭?？s聚反反應(yīng)是芳香香結(jié)構(gòu)脫氫氫。苯、萘萘、聯(lián)苯和和乙烯參加加反應(yīng)。第三節(jié)煉煉焦焦工藝性質(zhì)質(zhì)煤的粘結(jié)性性膠質(zhì)體的性性質(zhì)

●膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性（溫度間隔）

●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●膠質(zhì)體的概概念粘結(jié)性和結(jié)結(jié)焦性●定義：煤的粘結(jié)性是指煙煤在在干餾時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的膠質(zhì)質(zhì)體粘結(jié)自自身和/或惰性物料料的能力。。煤的結(jié)焦性是指單種煤煤或配合煤煤在工業(yè)焦焦?fàn)t或模擬擬工業(yè)焦?fàn)t爐的煉焦條條件下（一一定的升溫溫速度、加加熱終溫等等），粘結(jié)結(jié)成塊并最最終形成具具有一定塊塊度和強(qiáng)度度的焦炭的的能力。●研究煤的的粘結(jié)性和和結(jié)焦性的的意義：煤的粘結(jié)性性是評(píng)價(jià)煙煙煤能否用用于煉焦的的主要依據(jù)據(jù)，也是評(píng)評(píng)價(jià)低溫干干餾、氣化化、或動(dòng)力力用煤的重重要依據(jù)。。煤的粘結(jié)性性的評(píng)定方方法煤的粘結(jié)性性的評(píng)定方方法煤煉焦工藝藝性質(zhì)指標(biāo)標(biāo)的測(cè)定：：●測(cè)定膠質(zhì)體體的數(shù)量和和質(zhì)量－膠質(zhì)層厚度度，基氏流動(dòng)動(dòng)度、奧亞膨脹度度；●測(cè)定焦炭外外形－葛金金焦型、坩坩堝粘結(jié)特特征、自由由膨脹指數(shù)數(shù)；●測(cè)定膠質(zhì)體體粘結(jié)惰性性物質(zhì)的能力力－羅加指指數(shù)、粘結(jié)結(jié)指數(shù)、焦焦渣特性指指數(shù)指數(shù)等等。羅加指數(shù)R.I.●測(cè)定：將試驗(yàn)煤樣樣粉碎到粒粒度小于0.2mm，稱取1g該煤樣與5g標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤煤（Ad<4%，Vdaf<7%，粒度為0.3～0.4mm，我國(guó)規(guī)定定采用寧夏夏汝箕溝礦礦產(chǎn)的無(wú)煙煙煤為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)煤）放入入特制坩堝堝內(nèi)攪拌均均勻并鋪平平，放上鋼鋼質(zhì)砝碼，，在6kg負(fù)荷下壓實(shí)實(shí)30秒，去掉負(fù)負(fù)荷后加蓋蓋，連通砝砝碼一起放放入已預(yù)熱熱至850℃的馬弗爐灼灼燒15分鐘，取出出，冷卻后后稱量焦渣渣總質(zhì)量為為m0，用孔徑為為1mm的圓孔篩篩篩分，稱量量篩上物質(zhì)質(zhì)量為m，然后進(jìn)行行每次5分鐘的轉(zhuǎn)鼓鼓轉(zhuǎn)磨（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為為502rpm），共3次，每次轉(zhuǎn)磨磨結(jié)束后將焦焦渣用1mm圓孔篩篩分，，并稱量篩上上物質(zhì)量，分分別得到m1、m2和m3?！裼?jì)算：羅加指數(shù)RI用下式進(jìn)行計(jì)算算：羅加指數(shù)之優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)●優(yōu)點(diǎn)：羅加指數(shù)法具具有明顯的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在在設(shè)備簡(jiǎn)單快快速、所需試試驗(yàn)煤樣少、、它不但能反反映煤的粘結(jié)結(jié)能力還能在在一定程度上上反映焦炭的的強(qiáng)度?！袢秉c(diǎn)：但羅加指數(shù)也也有缺點(diǎn)，如如加熱速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工業(yè)業(yè)煉焦的加熱熱速度，使粘粘結(jié)性測(cè)值偏偏高，對(duì)強(qiáng)粘粘結(jié)性煤區(qū)分分能力差，對(duì)對(duì)弱粘結(jié)性煤煤的重現(xiàn)性差差，標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煙煤不同時(shí)導(dǎo)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果果的差異，使使得各國(guó)間的的測(cè)值不具可可比性。●適用性：中等粘結(jié)性的的煤粘結(jié)指數(shù)G●來(lái)歷：針對(duì)羅加指數(shù)數(shù)的缺點(diǎn)改進(jìn)進(jìn)而來(lái)的?！駵y(cè)定要點(diǎn)：：原理和儀器與與羅加指數(shù)法法完全相同●改進(jìn)點(diǎn)及優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：（1）將標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煙煤的粒度降降為0.1～0.2mm，一方面與試試驗(yàn)煤樣粒度度接近，可防防止發(fā)生煤樣樣粒度偏析，，造成兩種煤煤樣混合不均均，影響測(cè)定定結(jié)果，另一一方面，降低低無(wú)煙煤粒度度，可增加其其吸納膠質(zhì)體體的能力，有有利于提高對(duì)對(duì)強(qiáng)粘結(jié)性煤煤的區(qū)分能力力；（2）根據(jù)煤樣的的粘結(jié)性強(qiáng)弱弱靈活改變配配比，粘結(jié)性性較強(qiáng)的煤用用1:5的比例，粘結(jié)結(jié)性較弱的煤煤用3:3的比例，可以以提高強(qiáng)粘結(jié)結(jié)性煤的區(qū)分分能力和弱粘粘結(jié)性煤的測(cè)測(cè)定準(zhǔn)確性和和重現(xiàn)性；（（3）轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)由由3次改為2次，提高了測(cè)測(cè)定效率。結(jié)果計(jì)算公式式：膠質(zhì)層指數(shù)Y●測(cè)定要點(diǎn)是：將煤樣裝入入特制的煤杯中，并在上面加加一個(gè)活塞，，活塞通過(guò)杠杠桿和重錘相相連，使活塞塞對(duì)煤樣產(chǎn)生生0.1MPa的壓力。然后后模擬煤樣在在焦?fàn)t中的受受熱過(guò)程，以以3℃/min的升溫速度從從煤杯底部單單側(cè)加熱，使使煤杯中的煤煤樣形成一系系列溫度不同同的等溫層。。等溫層的溫溫度從上到下下依次遞增。。當(dāng)溫度升到到煤的軟化點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，煤開(kāi)始始軟化形成具具有塑性的膠膠質(zhì)體，當(dāng)溫溫度升到固化化溫度時(shí)，膠膠質(zhì)體開(kāi)始固固化形成半焦焦。這樣，煤煤杯中的煤樣樣就逐層軟化化、熔融再固固化。在試驗(yàn)驗(yàn)過(guò)程中要用用特制的探針針定時(shí)測(cè)量膠膠質(zhì)層的厚度度，以膠質(zhì)層層最大厚度作作為Y值。同時(shí)測(cè)定最終終收縮杜x、體積曲線膠質(zhì)層指數(shù)Y體積曲線膠質(zhì)層指數(shù)Y幾點(diǎn)說(shuō)明:★膠質(zhì)層最最大厚度Y值主要取決于于煤的性質(zhì)和和膠質(zhì)體的膨膨脹(與膠質(zhì)體的的流動(dòng)性、熱熱穩(wěn)定性和不不透氣性有關(guān)關(guān))及試驗(yàn)條條件?！镆话忝旱腨值越大黏結(jié)性性越好;★Y值隨煤化度呈呈現(xiàn)有規(guī)律的的變化。★一般，Vdaf為30%左右的煤，Y值最大；Vdaf<13%&Vdaf>50%的煤，Y接近于0?！颴值可表征煤料料在生成半焦焦后的收縮情情況。膠質(zhì)層指數(shù)Y●優(yōu)點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是Y值具有可加性性，即混合煤煤的Y值可通過(guò)各單單種煤Y值進(jìn)行加權(quán)平平均而得。因因此，膠質(zhì)層層指數(shù)在配煤煤煉焦時(shí)具有有重要的指導(dǎo)導(dǎo)意義。●缺點(diǎn)：（1）膠質(zhì)層厚度只只能反映膠質(zhì)質(zhì)體的數(shù)量，，不能反映膠膠質(zhì)體的質(zhì)量量；（2）測(cè)定過(guò)程的規(guī)規(guī)范性強(qiáng)，影影響測(cè)定結(jié)果果的因素多；；（3）測(cè)定時(shí)所需煤煤樣量大；（4）對(duì)弱粘煤(Y≤7mm)和膠質(zhì)體流動(dòng)動(dòng)性大的煤(Y﹥25mm)測(cè)定的精度差差、重現(xiàn)性差差?！襁m用性：膠質(zhì)層指數(shù)法法較適合于中中等粘結(jié)性的的煤，膠質(zhì)層指數(shù)Y奧亞膨脹度b●測(cè)定要點(diǎn)：將煤樣按規(guī)規(guī)定方法制成成形狀和大小小類似于粉筆筆的煤筆，放放入專用膨脹脹管內(nèi)，煤筆筆上部放置一一根能自由滑滑動(dòng)的膨脹桿桿。將上述裝裝置放入專用用電爐后，在在膨脹桿上端端連接一枝記記錄筆，記錄錄筆與卷在勻勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒上的記錄錄紙相接觸，，以3℃/min的升溫速度加加熱，在記錄錄紙上就記錄錄下膨脹桿上上下移動(dòng)的位位移曲線。測(cè)測(cè)量并計(jì)算位位移的最大距距離占煤筆原原始長(zhǎng)度的百百分?jǐn)?shù)，作為為煤樣的膨脹脹度，即奧亞亞膨脹度指標(biāo)標(biāo)（b）。●膨脹曲線如圖圖所示。奧亞膨脹度之優(yōu)缺點(diǎn)●優(yōu)點(diǎn)：奧亞膨脹度對(duì)對(duì)中、強(qiáng)粘結(jié)結(jié)性煤的區(qū)分分能力強(qiáng)，對(duì)對(duì)強(qiáng)粘結(jié)性煤煤，區(qū)分能力力好于Y值，測(cè)定時(shí)人人為誤差小，，結(jié)果重現(xiàn)性性好?！袢秉c(diǎn)：對(duì)弱粘結(jié)性煤煤區(qū)分能力差差，以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)儀器加工精精度要求高，，規(guī)范性太強(qiáng)強(qiáng)?！襁m用性：強(qiáng)粘結(jié)性煤第四節(jié)煤煤炭氣化與與燃燒的工藝藝性質(zhì)與煤炭氣化、、燃燒有關(guān)的的工藝性質(zhì)，，主要包括煤煤的發(fā)熱量、、煤與氣化介質(zhì)質(zhì)的反應(yīng)活性性、煤的著火點(diǎn)、煤的機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度、煤灰性性質(zhì)（灰熔點(diǎn)）、煤的熱穩(wěn)定性性等。這里主要要介紹煤的機(jī)械強(qiáng)度、二二氧化碳反應(yīng)應(yīng)性。不同反應(yīng)器類類型用煤要求求不同機(jī)械強(qiáng)度●煤的機(jī)械強(qiáng)度度的意義●測(cè)定要點(diǎn)：：煤的機(jī)械強(qiáng)度度測(cè)定方法是是取粒度為60～100mm的煤塊25kg，放在帶有活活動(dòng)底板的鐵鐵箱中。在地地面上放置一一塊厚度20mm的鋼板，在其其上方將裝有有煤塊的鐵箱箱升高到2m的高度，然后后打開(kāi)活門(mén)使使煤塊跌落到到鋼板上。用用25×25的篩子過(guò)篩，，然后將篩上上物重新按上上法作跌落試試驗(yàn)并篩分，，再將篩上物物依上法跌落落并篩分，重重復(fù)三次。將將大于25mm的塊煤稱重，，計(jì)算它占原原始煤塊重量量的百分?jǐn)?shù)，，這就是煤炭炭的機(jī)械強(qiáng)度度。煤炭氣化與燃燃燒的工藝性性質(zhì)之反應(yīng)性●煤的反應(yīng)性的的定義：是指在一定溫溫度條件下，，煤炭與不同同氣體介質(zhì)（（CO2、O2、H2O等）相互作用用的反應(yīng)能力力?！駵y(cè)定要點(diǎn)：：煤炭反應(yīng)性的的表示方法很很多，如用活活化能、反應(yīng)應(yīng)速度、反應(yīng)應(yīng)物分解率等等。比較簡(jiǎn)便便準(zhǔn)確的方法法是CO2還原率（分解解率）。CO2還原率測(cè)定方方法要點(diǎn)是：：先將煤進(jìn)行行干餾，取一一定粒級(jí)的焦焦渣裝入特制制的剛玉反應(yīng)應(yīng)管中，通入入CO2氣在一定溫度度下反應(yīng)，取取反應(yīng)后氣體體分析其中的的CO2濃度，根據(jù)公式計(jì)算算出CO2還原率α。煤的工藝性質(zhì)質(zhì)－－煤的反應(yīng)性計(jì)計(jì)算式中：α－二氧化碳還還原率，％a－通入爐內(nèi)二二氧化碳中雜雜質(zhì)含量，％％γ－反應(yīng)后氣體體中剩余的二二氧化碳含量量，％反應(yīng)性的影響響因素●煤的反應(yīng)性的的影響因素●煤炭反應(yīng)性與與煤化程度、、煤中的礦物物質(zhì)等因素有有關(guān)。煤化程程度高，煤的的反應(yīng)性低，，煤灰中鉀、、鈉、鈣等含含量高，由于于它們對(duì)反應(yīng)應(yīng)過(guò)程有催化化作用，使煤煤的反應(yīng)性就就好?！衩禾糠磻?yīng)性與與煤化程度關(guān)關(guān)系褐煤煙煤無(wú)煙煤,%溫度，℃煤炭反應(yīng)性與與煤化程度關(guān)關(guān)系半焦分解，殘殘留物之間縮縮聚，生成焦焦炭膠質(zhì)體固化過(guò)過(guò)程的縮聚反反應(yīng)加成成反反應(yīng)應(yīng)煤化化程程度度對(duì)對(duì)煤煤的的發(fā)發(fā)熱熱量量的的影影響響表5-1各種煤的發(fā)熱量煤種Qgr,v,daf,kJ/g泥炭20～24年青褐煤24～28年老褐煤28～30.6長(zhǎng)焰煤30～33.5氣煤32.2～35.6肥煤34.3～36.8焦煤35.2～37.1瘦煤35～36.6貧煤34.8～36.4年青無(wú)煙煤34.8～36.2典型無(wú)煙煤34.3～35.2年老無(wú)煙煤32.2～34.3Qnet,dafVdaf,%廋煤煤發(fā)熱熱量量測(cè)測(cè)定定示示意意圖圖膠質(zhì)質(zhì)體體的的形形成成粘結(jié)結(jié)性性煙煙煤煤在在熱熱解解過(guò)過(guò)程程中中，，在在300～550℃℃范圍圍內(nèi)內(nèi)，，煤煤粒粒會(huì)會(huì)軟軟化化熔熔融融，，在在煤煤粒粒的的表表面面形形成成含含有有氣氣泡泡的的液液相相膜膜，，大大量量煤煤粒粒聚聚積積時(shí)時(shí)，，液液相相相相互互融融合合在在一一起起，，形形成成氣氣、、液液、、固固三三相相一一體體的的粘粘稠稠的的混混合合物物，，即即所所謂謂的的““膠膠質(zhì)質(zhì)體體””I軟化開(kāi)始階段II開(kāi)始形成半焦階段III煤粒強(qiáng)烈軟化和半焦破裂階段在結(jié)焦過(guò)程的不同階段單個(gè)煤粒的變化示意圖

1－煤；2－含有氣泡的液態(tài)物質(zhì)；3－半焦