第三章煤的工艺性质

3煤的工艺性质•教学时数：4•本章教学具体要求：•1．了解煤的工艺性质对没利用的影响；•2．理解黏结性、结焦性、可选性等概念；•3．掌握煤的黏结性、结焦性及发热量的测定方法。•教学重点：煤的黏结性、结焦性及发热量的测定方法。3.1煤的黏结性与结焦性3.1.1煤的黏结性与结焦性的概念煤的黏结性是指烟煤在干馏时黏结其本身或外加惰性物的能力。煤的结焦性是指煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下，结成具有一定块度和强度焦碳的能力。3.1.2煤的黏结性与结焦性的主要测定方法（1）坩埚膨胀系数（2）罗加指数测定方法：将粒度小于0.2mm的1g煤样和5g粒度为0.3-0.4mm的标准煤，放入罗加坩埚内充分混匀后铺平，放上钢质压块，置于负荷为6kg的质量下压30s后，将坩埚连同压块放入到已加热到850℃内的马沸炉中灼烧15min，冷却后称得原焦块为m，然后将1mm圆孔筛上物称重得m1´后装入罗加鼓中，以50r/min的转速转5min，再用1mm圆孔筛筛分，筛上物称重后又重复进行转鼓试验，如此进行三次转鼓实验。m---------焦质量；m1´--------第一次转鼓试验前筛上焦碳质量m1、m2、m3--第一、二、三次转鼓后大于1mm的焦块质量13121(m+m)+m+m2RI=1003m（3）黏结指数（4）基氏流动度（5）胶质层指数（6）奥亚膨胀度将粉碎到0.15mm以下的空气干燥煤样10g与1mL水迅速混合，在钢模中按规定的方法制成60mm长的煤笔，将煤笔放在膨胀管中并放入温度为330℃的电炉中。在炉温达到360℃以后，应非常平稳地以3℃/min的速度升温，同时记录其体积变化。（7）葛金焦型测定方法：把20g小于0.2mm的煤样放入特制的水平干馏管中，从325℃起以5℃/min升温速度加热、直至600℃，并在此温度下保持1h。在实验过程中收集焦油、热解水、氨和煤气，并求出它们的产率。计算出干馏管中的半焦产率并从半焦的黏结情况来判断煤的结焦性。3.2煤的可选性3.2.1煤的可选性曲线浮沉试验的主要方法是：从各筛级中分别缩分出一定量的煤样，分别在密度（kg/L）为1.30、1.40、1.50、1.60、1.70、1.80和2.00的七组氯化锌重液中依次进行沉浮。把所得的各级产物分别用热水洗净、烘干，然后测定其产率和灰分（硫分），并计算、整理成表，并绘制出一组煤的可选性曲线。3.2.2可选性标准±0.1含量法（MT56）±0.1含量/%可选性等级≤10.0极易选10.1-20.0易选20.1-30.0中等可选30.1-40.0难选＞40.0极难选3.3煤的铝甑低温干馏试验3.4煤炭的气化工艺性质3.4.1煤的反应性（1）定义：煤的反应性又称煤的化学反应活性，指在一定温度条件下与不同气体介质发生化学反应的能力。（2）测定方法:测定煤在高温（900℃）下干馏后的焦渣还原CO2的能力，以CO2的还原率表示煤对二氧化碳的化学反应性。3.4.2煤的机械强度（1）定义：煤的机械强度指煤对外力作用时的抵抗能力，包括煤的抗碎强度、耐磨强度和抗压强度等物理性质。（2）测定方法：落下试验法、转鼓试验法、耐压试验法。落下试验法：铁箱落下试验、10块落下试验煤的机械强度分级标准级别煤的机械强度＞25mm粒度所占比例%一级高强度煤＞65二级中强度煤＞50-65三级低强度煤＞30-50四级特低强度煤≤303.4.3煤的热稳定性（1）煤的热稳定性是指块煤在高温气化或燃烧过程中对热的稳定程度，即块煤在高温作用下保持原有粒度的能力.（2）测定方法：：6-13mm级块煤热稳定性的测定方法。6-13mm的煤样500cm3称量五个100mL大于6mm的坩埚900±15℃30min6-3mm小于6mmTS+6占总残焦的质量百分率TS3-6TS-3煤的热稳定性分级级别热稳定性TS+6/%一二三四好中等较差极差＞70＞55-70＞40-55≤403.4.4煤的结渣性（1）定义：指煤中矿物质在高温燃烧或气化过程中，煤灰软化、熔融而结渣的性能。（2）测定方法：将3-6mm粒度的煤样装入特制的气化装置中，用同样粒度的木炭引燃。以空气作为气化介质，在三种不同的鼓风强度下使试样气化。待试样燃尽熄灭后停止鼓风，取出灰渣称量，经过筛分后测定其中大于6mm灰渣占灰渣总量的百分数作为结渣性的指标。3.4.5煤灰的熔融性和灰黏度1.煤灰的熔融性（1）煤灰的熔融性取决于煤灰的组成（2）煤灰熔融性对煤的利用的影响（3）煤灰熔融性的测定方法变性温度DT软化温度ST融化温度FT煤灰+糊精三角椎体灰熔点测定炉灰熔点分级级别灰熔点ST/℃难熔灰分高熔灰分低熔灰分易熔灰分＞1500＞1250-1500＞1100-1250≤11002.灰黏度（1）定义：煤灰的黏度是指煤灰在高温熔融状态下流动的内摩擦系数。（2）灰黏度的作用3.5煤的发热量3.5.1煤发热量的直接测定法（1）氧弹量热法的测定原理将1-1.1g煤样放入不锈钢的耐压氧弹中，用氧气瓶将氧弹充氧至2.6-2.8MPa。利用电流加热弹筒内的金属丝使煤样着火，试样在压力和过量的氧气中完全燃烧，产生CO2和H2O，灰和燃烧产物被吸收后生成H2SO4和HNO3。燃烧产生的热量被内套筒中的水吸收，根据水温的上升并进行一系列的温度校正后，可计算出单位质量煤燃烧所产生的热烈，称为弹筒发热量Qb,ad(2)煤的恒容高位发热量和低位发热量A煤的恒容高位发热量Qgr,v,ad---空气干燥基基恒容高位发热量，J/gQb,ad------空气干燥基弹筒发热量，J/gSb,ad------由弹筒洗液测得的煤的空气干燥基硫含量，%95---------煤中每1%的硫的校正值a----------硝酸生成热校正系数gr,v,adb,adb,adb,adQ=Q-(95S+aQ)B煤的恒容低位发热量Qnet,v,ar--------收到基恒容低位发热量，J/g；Qgr,v,ad----空气干燥基恒容高位发热量，J/gHad---------------空气干燥基氢含量，%Mt,ar-------------收到基全水分，%Mad---------------空气干燥基水分，%t,arnet,v,argr,v,adadt,arad(100-M)Q=(Q-206H)-23M(100-M)C煤的恒压低位发热量Qnet,p,ar--------收到基恒压低位发热量，J/g；Qgr,v,ad--------收到基恒容低位发热量，J/g；Had---------------空气干燥基氢含量，%Oad---------------空气干燥基氧含量，%Mt,ar-------------收到基全水分，%Mad---------------空气干燥基水分，%net,p,argr,v,adadadt,ar(100-Mt,ar)Q=(Q-212H-0.80O)-24.5M(100-Mad)3.5.2发热量的计算法（1）利用煤的工业分析数据计算煤的发热量A烟煤net,v,aradadadadQ=[100K-(K+6)(M+A)-3V-40M]4.1868B无烟煤C褐煤gr,ad0adadQ=K-80M-90Anet,v,ar11adaddafQ=[100K-(K+6)(M+A)-V]4.1868（2）利用元素分析数据计算煤的发热量gr,v,dafdafdafdafdafdQ=[80(78.1)C+310(300)H+15S-25O-5(A-10)]或或3.5.3煤的发热量与煤质的关系(1)煤的成因类型（2）煤化度褐煤焦煤：煤的发热量焦煤无烟煤：煤的发热量（3）挥发分