煤的工藝性質(zhì)演示文稿

煤的工藝性質(zhì)演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)煤的工藝性質(zhì)當(dāng)前第2頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)◆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)當(dāng)前第3頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)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。◆煤的發(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)當(dāng)前第4頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)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。當(dāng)前第5頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)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當(dāng)前第6頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

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。當(dāng)前第7頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)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：元素組成的變化當(dāng)前第8頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)發(fā)熱量的計(jì)算煤的發(fā)熱量是由煤的組成決定的當(dāng)前第9頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)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?lèi)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℃)－煉焦當(dāng)前第10頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)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)當(dāng)前第11頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)基于兩相模型煤熱解過(guò)程裂解與縮聚自由基過(guò)程非共價(jià)鍵的斷裂共價(jià)鍵的斷裂自由基過(guò)程類(lèi)似平均結(jié)構(gòu)單元模型？熱解過(guò)程中煤的分子結(jié)構(gòu)變化行為與溫度的關(guān)系？----------分子結(jié)構(gòu)的變化類(lèi)似于煤的變質(zhì)程度的加深當(dāng)前第12頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1粘結(jié)性煙煤熱解過(guò)程根據(jù)煙煤熱解過(guò)程中產(chǎn)生的物理變化、化學(xué)變化：（1）干燥脫吸階段（室溫～300℃）

（2）膠質(zhì)體的生成和固化階段（300～550℃）

（3）半焦轉(zhuǎn)化為焦炭的階段●煙煤熱解過(guò)程當(dāng)前第13頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1粘結(jié)性煙煤熱解過(guò)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 活潑分解 二次脫氣過(guò)程本質(zhì)：解聚、分解 縮聚為主郭崇濤《煤化學(xué)》化學(xué)工業(yè)出版社，1992煤都是這樣？脫水脫氣當(dāng)前第14頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1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

●

120～200℃：解吸，脫除吸附的CH4、CO、CO2等氣體?！?/p>

300℃：低變質(zhì)程度的煤開(kāi)始熱解，生成CO2、CO等，生成放出熱解水和微量的焦油。當(dāng)前第15頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1粘結(jié)性煙煤熱解過(guò)程（2）膠質(zhì)體的生成和固化階段（300～550℃）

●300～480℃：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。

●

450～550℃(600℃)膠質(zhì)體固化成為半焦：膠質(zhì)體分解加速，開(kāi)始縮聚，生成分子量很大的物質(zhì)，膠質(zhì)體固化為半焦。當(dāng)前第16頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1粘結(jié)性煙煤熱解過(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?！?50～750℃，半焦分解析出大量的氣體，主要是H2和少量的CH4，成為熱解的二次氣體。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?！?/p>

750～1000℃，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。當(dāng)前第17頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)非粘結(jié)性煤的熱解過(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(lèi)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(méi)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?！衩夯潭雀叩姆钦辰Y(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(lèi)如甲烷含量較低，氫含量則較高，煤氣熱值相對(duì)較低。當(dāng)前第18頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1煤的熱差分析煤熱解過(guò)程中的過(guò)程中熱效應(yīng)分析當(dāng)前第19頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)圖示了差熱分析的原理圖。圖中兩對(duì)熱電偶反向聯(lián)結(jié)，構(gòu)成差示熱電偶。S為試樣，R為參比物在電表T處測(cè)得的為試樣溫度TS;在電表△T處測(cè)的即為試樣溫度TS和參比物溫度TR之差△T。2.1熱差分析原理當(dāng)前第20頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

吸熱峰——被測(cè)試樣溫度低于參比物溫度的峰，溫度差△t為負(fù)值，差熱曲線為低谷。

放熱峰——被測(cè)試樣溫度高于參比物溫度的峰，溫度差△t為正值，差熱曲線為高峰。2.2煤的熱差分析當(dāng)前第21頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

在煤的差熱分析圖譜上一般有三個(gè)明顯的熱效應(yīng)區(qū)：

(1)在150℃左右，有一個(gè)吸熱峰，表明此段是吸熱效應(yīng)。是煤析出水分和脫除吸附氣體的過(guò)程。相當(dāng)予熱化學(xué)分析的干燥脫氣階段。

(2)在350一5500c范圍內(nèi)，有一個(gè)吸熱峪，表明此階段為吸熱效向。在這一階段煤發(fā)生解聚、分解生成氣體和煤焦油(蒸氣狀戀)等低分子化合物。相當(dāng)下熱化學(xué)分析的膠質(zhì)體階段。

(3)在750一8500c范圍內(nèi)，有一個(gè)放熱峰，表明此階段為放熱效應(yīng)。是煤熱解殘團(tuán)物互相縮聚．生成半焦的過(guò)程。相當(dāng)于熱化學(xué)分析的半集熟化階段。

煤差熱曲線上三個(gè)明顯的熱效應(yīng)峰與煤熱解過(guò)程化學(xué)分析的三個(gè)主要階段是—‘致的。2.2煤的熱差分析當(dāng)前第22頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

煤熱解動(dòng)力學(xué)的研究任務(wù)是研究煤在熱解過(guò)程中的反應(yīng)種類(lèi)、反應(yīng)歷程、反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)速度、反應(yīng)控制因素以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)(反應(yīng)速度常數(shù)和反應(yīng)活化能等)。這些方面的研究對(duì)于煤化學(xué)、炭化、氣化和燃燒都很重要，因此受到廣泛重視。2.3煤熱分解動(dòng)力學(xué)的研究當(dāng)前第23頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.3.0脫揮發(fā)分動(dòng)力學(xué)

用熱失重法研究脫揮發(fā)分速度是煤熱解動(dòng)力學(xué)的重要方面。

利用反應(yīng)失重可以進(jìn)行煤熱解脫揮發(fā)動(dòng)力學(xué)研究一般從兩反面研究：等溫研究和非等溫研究。當(dāng)前第24頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)熱失重法熱天平熱重曲線當(dāng)前第25頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

此法要假定分解速率等同于揮發(fā)物析出速率。對(duì)于任一反應(yīng)或反應(yīng)序列，氣體析出速率與濃度的關(guān)系為：非等溫動(dòng)力學(xué)研究當(dāng)前第26頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)非等溫動(dòng)力學(xué)研究當(dāng)前第27頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)對(duì)于非等溫過(guò)程．溫度T與時(shí)間有線性關(guān)系：非等溫動(dòng)力學(xué)研究當(dāng)前第28頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第29頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

用上述方法如何具體計(jì)算煤熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)及如何揭示煙煤熱解規(guī)律，作一簡(jiǎn)要介紹A.動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算

在熱天平上可以測(cè)定煤熱解失重，即脫揮發(fā)分?jǐn)?shù)量。下圖是依蘭長(zhǎng)焰煤熱解失重曲線非等溫動(dòng)力學(xué)研究當(dāng)前第30頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第31頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第32頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第33頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第34頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第35頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第36頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第37頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第38頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，低煤化度煤(從褐煤至肥煤)的熱解反應(yīng)是分段進(jìn)行的，而高煤化度煤(從焦煤至瘦煤)的熱解反應(yīng)是按一段進(jìn)行的。

(2)活化能與指前因子關(guān)系。根據(jù)不同煙煤煤種實(shí)驗(yàn)得到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，對(duì)活化能E與指前因子A進(jìn)行關(guān)聯(lián)，有線性關(guān)系，如圖9—9所示。

(3)持征溫度與煤化度的關(guān)系。由固9—5和圖9—6可以看出，煤熱解初姑溫度to、峰溫tp、主要熱解結(jié)束溫度tr對(duì)不同煤化度的煤，其值是不同的，如表9—4所示。當(dāng)前第39頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第40頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)2.1粘結(jié)性煙煤熱解過(guò)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 活潑分解 二次脫氣過(guò)程本質(zhì)：解聚、分解 縮聚為主煤都是這樣？脫水脫氣當(dāng)前第41頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)煤熱解中的主要化學(xué)反應(yīng)●

煤的熱解中的裂解反應(yīng)

●

煤熱解中的縮聚反應(yīng)●

一次熱解產(chǎn)物的二次熱解反應(yīng)當(dāng)前第42頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)●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)軣嵋琢呀?，生成氣態(tài)烴，如：CH4﹑C2H6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?/p>

－OH>C=O>—COOH>－OCH3。羧基熱穩(wěn)定性低，200℃就開(kāi)始分解，生成CO2和H2O。羰基在400℃左右裂解生成CO，羥基不易脫除，到700—800℃以上，有大量羥基存在，可氫化生成H2O。含氧雜環(huán)在500℃以上也可能斷開(kāi)，生成CO?！窈蚬倌軋F(tuán)的斷裂：脂肪硫；噻吩硫形成H2S●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。煤熱解中的裂解反應(yīng)當(dāng)前第43頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)一次熱解產(chǎn)物的二次熱解反應(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當(dāng)前第44頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)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?？s聚反應(yīng)是芳香結(jié)構(gòu)脫氫。苯、萘、聯(lián)苯和乙烯參加反應(yīng)。當(dāng)前第45頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)第三節(jié)煉焦工藝性質(zhì)

煤的粘結(jié)性當(dāng)前第46頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)膠質(zhì)體的性質(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)體的概念當(dāng)前第47頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)粘結(jié)性和結(jié)焦性

●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)力用煤的重要依據(jù)。煤的粘結(jié)性的評(píng)定方法當(dāng)前第48頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)煤的粘結(jié)性的評(píng)定方法煤煉焦工藝性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定：

●測(cè)定膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量－膠質(zhì)層厚度，基氏流動(dòng)度、奧亞膨脹度；

●測(cè)定焦炭外形－葛金焦型、坩堝粘結(jié)特征、自由膨脹指數(shù)；

●測(cè)定膠質(zhì)體粘結(jié)惰性物質(zhì)的能力－羅加指數(shù)、粘結(jié)指數(shù)、焦渣特性指數(shù)指數(shù)等。當(dāng)前第49頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)羅加指數(shù)R.I.

●測(cè)定：將試驗(yàn)煤樣粉碎到粒度小于0.2mm，稱取1g該煤樣與5g標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤（Ad<4%，Vdaf<7%，粒度為0.3～0.4mm，我國(guó)規(guī)定采用寧夏汝箕溝礦產(chǎn)的無(wú)煙煤為標(biāo)準(zhǔn)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，去掉負(fù)荷后加蓋，連通砝碼一起放入已預(yù)熱至850℃的馬弗爐灼燒15分鐘，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?！裼?jì)算：羅加指數(shù)RI用下式進(jìn)行計(jì)算：當(dāng)前第50頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第51頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)羅加指數(shù)之優(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，標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤不同時(shí)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的差異，使得各國(guó)間的測(cè)值不具可比性?！襁m用性：中等粘結(jié)性的煤當(dāng)前第52頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)粘結(jié)指數(shù)G●來(lái)歷：針對(duì)羅加指數(shù)的缺點(diǎn)改進(jìn)而來(lái)的。

●測(cè)定要點(diǎn)：原理和儀器與羅加指數(shù)法完全相同

●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0.1～0.2mm，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，造成兩種煤樣混合不均，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：當(dāng)前第53頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)膠質(zhì)層指數(shù)Y

●測(cè)定要點(diǎn)是：將煤樣裝入特制的煤杯中，并在上面加一個(gè)活塞，活塞通過(guò)杠桿和重錘相連，使活塞對(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(kāi)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(kāi)始固化形成半焦。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。同時(shí)測(cè)定最終收縮杜x、體積曲線當(dāng)前第54頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第55頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)膠質(zhì)層指數(shù)Y

當(dāng)前第56頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

體積曲線

膠質(zhì)層指數(shù)Y

當(dāng)前第57頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)

幾點(diǎn)說(shuō)明:★膠質(zhì)層最大厚度Y

值主要取決于煤的性質(zhì)和膠質(zhì)體的膨脹(與膠質(zhì)體的流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性和不透氣性有關(guān))及試驗(yàn)條件。

★

一般煤的Y

值越大黏結(jié)性越好;★Y

值隨煤化度呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。

★

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

值可表征煤料在生成半焦后的收縮情況。膠質(zhì)層指數(shù)Y

當(dāng)前第58頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)●優(yōu)點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是Y值具有可加性，即混合煤的Y值可通過(guò)各單種煤Y值進(jìn)行加權(quán)平均而得。因此，膠質(zhì)層指數(shù)在配煤煉焦時(shí)具有重要的指導(dǎo)意義。

●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(Y≤7mm)和膠質(zhì)體流動(dòng)性大的煤(Y﹥25mm)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，膠質(zhì)層指數(shù)Y

當(dāng)前第59頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)奧亞膨脹度b●測(cè)定要點(diǎn)：將煤樣按規(guī)定方法制成形狀和大小類(lèi)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）。

●膨脹曲線如圖所示

。當(dāng)前第60頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)奧亞膨脹度之優(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)性煤當(dāng)前第61頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)第四節(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)）、煤的熱穩(wěn)定性等。這里主要介紹煤的機(jī)械強(qiáng)度、二氧化碳反應(yīng)性。

當(dāng)前第62頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)不同反應(yīng)器類(lèi)型用煤要求不同當(dāng)前第63頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度

●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60～100mm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(kāi)活門(mén)使煤塊跌落到鋼板上。用25×25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，重復(fù)三次。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。當(dāng)前第64頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)之反應(yīng)性

●煤的反應(yīng)性的定義：是指在一定溫度條件下，煤炭與不同氣體介質(zhì)（CO2、O2、H2O等）相互作用的反應(yīng)能力。

●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α。當(dāng)前第65頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)煤的工藝性質(zhì)－－煤的反應(yīng)性計(jì)算式中：α－二氧化碳還原率，％

a－通入爐內(nèi)二氧化碳中雜質(zhì)含量，％

γ－反應(yīng)后氣體中剩余的二氧化碳含量，％當(dāng)前第66頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)當(dāng)前第67頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)反應(yīng)性的影響因素

●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)性就好。

●煤炭反應(yīng)性與煤化程度關(guān)系當(dāng)前第68頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)褐煤煙煤無(wú)煙煤,%溫度，℃煤炭反應(yīng)性與煤化程度關(guān)系當(dāng)前第69頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)半焦分解，殘留物之間縮聚，生成焦炭當(dāng)前第70頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)膠質(zhì)體固化過(guò)程的縮聚反應(yīng)當(dāng)前第71頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)加成反應(yīng)當(dāng)前第72頁(yè)\共有81頁(yè)\編于星期五\5點(diǎn)煤化程度對(duì)煤的發(fā)熱量的影響表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