ppt课件chap8 煤的工艺性质.ppt

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1、完整版教学课件完整版教学课件chap8 煤的工艺性质煤的工艺性质的概念煤的工艺性质的概念 是指煤在一定的加工利用过程中所呈现出的性质，是指煤在一定的加工利用过程中所呈现出的性质，如发热量、粘结性、反应性、煤灰熔融性等。如发热量、粘结性、反应性、煤灰熔融性等。研究煤的工艺性质的重要意义研究煤的工艺性质的重要意义 煤的主要工艺性质煤的主要工艺性质 煤加工煤加工粒度组成、密度组成、可选性等粒度组成、密度组成、可选性等 煤作为燃料煤作为燃料发热量、灰熔融性、可磨性等发热量、灰熔融性、可磨性等 煤作为原料煤作为原料粘结性、结焦性、反应性，粘结性、结焦性、反应性， 工艺性质概述第一节 煤的发热量一、煤的发

2、热量的定义一、煤的发热量的定义 单位质量的煤完全燃烧后释放出的热量。单位质量的煤完全燃烧后释放出的热量。 单位：单位：kJ/g或或MJ/kg。 Joule焦耳焦耳 二、煤发热量的测定二、煤发热量的测定 （1） 称量称量 1g煤样置于氧弹中，并将氧弹充入纯氧煤样置于氧弹中，并将氧弹充入纯氧2.63.0MPa，然后放入有水的，然后放入有水的内桶内桶中；中； （2）点燃煤样，煤样燃烧释放的热量传给内桶中的水；点燃煤样，煤样燃烧释放的热量传给内桶中的水； （3）测定内桶水温，校正热损失，即可计算弹筒发热测定内桶水温，校正热损失，即可计算弹筒发热量，用量，用Qb, ad表示。表示。Outer jacke

3、t三、煤在氧弹中燃烧与在大气中燃烧的区别三、煤在氧弹中燃烧与在大气中燃烧的区别（1）燃烧条件的区别：）燃烧条件的区别：温度、气氛、压力、恒容、恒压温度、气氛、压力、恒容、恒压（2）燃烧结果的区别：）燃烧结果的区别：反应、产物反应、产物（3）对发热量的影响：）对发热量的影响：弹筒发热量大于煤的真实热值弹筒发热量大于煤的真实热值四、发热量的校正四、发热量的校正（1）弹筒发热量）弹筒发热量the bomb calorific value ：弹筒直接测得弹筒直接测得的发热量。的发热量。（2）高位发热量）高位发热量the gross calorific value ：由弹筒发热量由弹筒发热量扣除扣除de

4、duct 氮、硫特殊反应热。氮、硫特殊反应热。（3）低位发热量）低位发热量the net calorific value ：由高位发热量扣由高位发热量扣除水的蒸发潜热。除水的蒸发潜热。（一）（一） 式中：式中：Sb, ad由弹筒洗液测得的硫含量，满足下列条由弹筒洗液测得的硫含量，满足下列条件之一时，即可用全硫代替：件之一时，即可用全硫代替： Qb, ad 14.60kJ/g，或，或St, ad 4.00%。 硝酸生成热校正系数。试验证明，硝酸生成热校正系数。试验证明， 与与Qb, ad 有关，取有关，取值如下：值如下： Qb, ad 16.7kJ/g时，时， =0.0010 16.7kJ/g

5、25.10 kJ/g时，时， =0.0016（二）对水不同状态热效应的校正（二）对水不同状态热效应的校正恒容低位发热量恒容低位发热量 从恒容高位发热量中扣除水（煤中的吸附水和氢燃烧从恒容高位发热量中扣除水（煤中的吸附水和氢燃烧生成的水）的汽化热，称为恒容低位发热量，简称低位发生成的水）的汽化热，称为恒容低位发热量，简称低位发热量，用符号热量，用符号Qnet, v, ad表示，计算公式如下：表示，计算公式如下：Qnet, v, ad = Qgr, v, ad206Had23Mad 式中：式中：Qnet, v, ad空气干燥基的恒容低位发热量，空气干燥基的恒容低位发热量，J/g；Mad煤样的空气干

6、燥基水分，煤样的空气干燥基水分，%；2060.01g氢生成的水的汽化热，氢生成的水的汽化热，J；230.01g吸附水的汽化热，吸附水的汽化热，J。五、五、the gross calorific value on the moist ash-free basis)MHC100()100(100)MHC100(100adadad v,gr,maf gr,AMQQ六、发热量基准换算六、发热量基准换算发热量基准换算的目的发热量基准换算的目的换算公式换算公式（1）弹筒发热量和高位发热量的基准换算公式）弹筒发热量和高位发热量的基准换算公式adad v,gr,d v,gr,100100 MQQadadad

7、v,gr,daf v,gr,100100 AMQQadtad v,gr,ar v,gr,100100 MMQQ（1）弹筒发热量和高位发热量的基准换算公式）弹筒发热量和高位发热量的基准换算公式（2）低位发热量的基准换算公式）低位发热量的基准换算公式 tarar v,gr,tadtadad v,gr,ar v,net,23H206 23100100)H206(MQMMMQQdd v,gr,adadad v,gr,d v,net,H206 100100)H206(QMQQdafdaf v,gr,adadadad v,gr,daf v,net,H206 100100)H206(QAMQQ第一节 煤的发

8、热量七、影响煤发热量的因素七、影响煤发热量的因素 煤的发热量是煤质特性的综合指标，许多因素对煤的煤的发热量是煤质特性的综合指标，许多因素对煤的发热量有不同程度的影响。发热量有不同程度的影响。 成因类型的影响成因类型的影响 ：腐泥煤和腐植煤腐泥煤和腐植煤煤岩组成的影响煤岩组成的影响 ：镜质组、壳质组、惰质组镜质组、壳质组、惰质组矿矿 物物 质质 的影的影 响：响：矿物质分解吸热、矿物质不发热矿物质分解吸热、矿物质不发热风风 化化 的的 影影 响响 ：氧含量增加、灰分增加氧含量增加、灰分增加煤化程度的影响：煤化程度的影响：元素组成的变化元素组成的变化表表5-1 各种煤的发热量各种煤的发热量煤种煤种

9、Qgr, v, daf, kJ/g泥泥 炭炭2024年青褐煤年青褐煤2428 年老褐煤年老褐煤2830.6长长 焰焰 煤煤3033.5气气 煤煤32.235.6肥肥 煤煤34.336.8焦焦 煤煤35.237.1瘦瘦 煤煤3536.6贫贫 煤煤34.836.4年青无烟煤年青无烟煤34.836.2典型无烟煤典型无烟煤34.335.2年老无烟煤年老无烟煤32.234.3Qnet,dafVdaf , % 第二节 煤的热解和粘结成焦性质一一 、煤的热解、煤的热解pyrolysis/thermal decomposition概念概念煤在隔绝空气的条件下进行加热，发生一系列的煤在隔绝空气的条件下进行加热，

10、发生一系列的物理变化和化学反应，生成气体物理变化和化学反应，生成气体(煤气煤气)、液体、液体(焦油焦油)、固、固体体(半焦或焦炭半焦或焦炭)的过程，称为煤的热解、干馏或炭化。的过程，称为煤的热解、干馏或炭化。热解分类热解分类 按热解终温按热解终温 低温干馏低温干馏Low-temperature carbonization (500-600)以液体产物为目标以液体产物为目标 中温干馏中温干馏medium-temperature carbonization (700-800)制取燃料煤气制取燃料煤气 高温干馏高温干馏high-temperature carbonization (950-1050)

11、炼焦炼焦二二 、煤热解过程主要的反应类型、煤热解过程主要的反应类型 煤的热解中的裂解反应煤的热解中的裂解反应 一次热解产物的二次热解反应一次热解产物的二次热解反应 煤热解中的缩聚反应煤热解中的缩聚反应二二 、煤热解过程主要的反应类型、煤热解过程主要的反应类型 煤的热解中的裂解反应煤的热解中的裂解反应二二 、煤热解过程主要的反应类型、煤热解过程主要的反应类型 煤的热解中的裂解反应煤的热解中的裂解反应 裂解反应，如裂解反应，如 脱氢反应脱氢反应 ，如，如C6H12CH2CH2+3H+H2 加氢反应加氢反应 ，如，如OHCH3NH2+H2+H2O 缩合反应缩合反应 ，如，如+C4H6+H22煤热解中

12、的缩聚反应煤热解中的缩聚反应 胶质体胶质体metaplast固化过程的固化过程的，主要是在热解，主要是在热解生成的自由基之间的缩聚，其结果生成半焦生成的自由基之间的缩聚，其结果生成半焦semicoke/char。 半焦分解，半焦分解，生成焦炭，生成焦炭coke。缩聚反。缩聚反应是芳香结构脱氢。应是芳香结构脱氢。三、粘结性烟煤热解过程三、粘结性烟煤热解过程（1）干燥脱吸阶段（室温干燥脱吸阶段（室温300）（2）胶质体的生成和固化阶段（胶质体的生成和固化阶段（300550） （3）半焦转化为焦炭的阶段半焦转化为焦炭的阶段 三、粘结性烟煤热解过程三、粘结性烟煤热解过程（1）干燥脱吸阶段（室温）干燥脱

13、吸阶段（室温300）drying and desorption 120：煤炭脱水、干燥煤炭脱水、干燥 120200：解吸，脱除吸附的解吸，脱除吸附的CH4、CO、CO2等气等气体。体。 300：低变质程度的煤开始热解，生成低变质程度的煤开始热解，生成CO2、CO等，等，生成放出热解水和微量的焦油。生成放出热解水和微量的焦油。三、粘结性烟煤热解过程三、粘结性烟煤热解过程（2）胶质体的生成和固化阶段（胶质体的生成和固化阶段（300550） 300480：煤分解、解聚煤分解、解聚 ，析出大量焦油和气体，析出大量焦油和气体 其中：其中：在在450左右的温度区间，焦油的析出量最大。左右的温度区间，焦油的

14、析出量最大。在该阶段由于热解，生成了在该阶段由于热解，生成了气气(煤气和呈气态的焦油煤气和呈气态的焦油)、液液（胶质体）、（胶质体）、固固(未分解的煤未分解的煤)三相共存的物质，称为胶质三相共存的物质，称为胶质体体 。三、粘结性烟煤热解过程三、粘结性烟煤热解过程（2）胶质体的生成和固化阶段（胶质体的生成和固化阶段（300550） 450550(600)胶质体固化成为半焦：胶质体分解加胶质体固化成为半焦：胶质体分解加速，开始缩聚，生成分子量很大的物质，胶质体固化为半速，开始缩聚，生成分子量很大的物质，胶质体固化为半焦。焦。 三、烟煤热解过程三、烟煤热解过程（3）半焦转化为焦炭的阶段）半焦转化为焦

15、炭的阶段 （550 1000 ） 该阶段以缩聚反应为主，由半焦转化为焦炭该阶段以缩聚反应为主，由半焦转化为焦炭。550750，半焦分解析出大量的气体，主要是半焦分解析出大量的气体，主要是H2和少和少量的量的CH4，称为热解的二次气体。半焦分解释放出大量气，称为热解的二次气体。半焦分解释放出大量气体后，体积收缩产生裂纹。在此阶段基本上不产生焦油。体后，体积收缩产生裂纹。在此阶段基本上不产生焦油。三、烟煤热解过程三、烟煤热解过程（3）半焦转化为焦炭的阶段）半焦转化为焦炭的阶段 （550 1000 ） 7501000，半焦进一步分解，继续析出少量气体，半焦进一步分解，继续析出少量气体，主要是主要是H

16、2，同时半焦发生缩聚，使芳香碳网不大增大，结，同时半焦发生缩聚，使芳香碳网不大增大，结构单元的排列有序化进一步增强，最后半焦转化成为焦炭。构单元的排列有序化进一步增强，最后半焦转化成为焦炭。四、非粘结性煤四、非粘结性煤noncaking coal热解过程热解过程 煤化程度低的非粘结性煤煤化程度低的非粘结性煤 如褐煤、长焰煤等，其热解过程与烟煤大体类似，同如褐煤、长焰煤等，其热解过程与烟煤大体类似，同样有分解、裂解和缩聚等反应发生，生成大量气体和焦油，样有分解、裂解和缩聚等反应发生，生成大量气体和焦油，只是在热解过程中没有胶质体生成，不会产生熔融、膨胀只是在热解过程中没有胶质体生成，不会产生熔融

17、、膨胀等现象，热解前后煤粒仍然呈分离状态，不会粘结成块。等现象，热解前后煤粒仍然呈分离状态，不会粘结成块。四、非粘结性煤四、非粘结性煤noncaking coal热解过程热解过程 煤化程度高的非粘结性煤煤化程度高的非粘结性煤 如贫煤、无烟煤，其热解过程较为简单，以裂解为主，如贫煤、无烟煤，其热解过程较为简单，以裂解为主，释放出少量的热解气体，其中热值高的烃类如甲烷含量较释放出少量的热解气体，其中热值高的烃类如甲烷含量较低，氢含量则较高，煤气热值相对较低。低，氢含量则较高，煤气热值相对较低。第二节 煤的热解和粘结成焦性质五、煤热解产生胶质体的性质五、煤热解产生胶质体的性质 胶质体的热稳定性（温度

18、间隔胶质体的热稳定性（温度间隔 ）胶质体的透气性胶质体的透气性胶质体的流动性胶质体的流动性胶质体的膨胀性胶质体的膨胀性六、中间相理论六、中间相理论the mesophase theory（一）煤熔融形成中间相的概念（一）煤熔融形成中间相的概念 粘结性烟煤在炭化过程中，镜质组变为胶质体时开始粘结性烟煤在炭化过程中，镜质组变为胶质体时开始形成很微小的球体，这些小球体形成很微小的球体，这些小球体逐渐接触、融并、长大逐渐接触、融并、长大，最后聚结在一起，形成了类似于液晶的最后聚结在一起，形成了类似于液晶的具有各向异性的流具有各向异性的流动相态动相态，这就是中间相。中间相是由聚合的芳香层片的扭，这就是中

19、间相。中间相是由聚合的芳香层片的扭曲结构组成的，再继续加热，聚合物发生裂解、缩聚而固曲结构组成的，再继续加热，聚合物发生裂解、缩聚而固化，最终形成化，最终形成各向异性炭各向异性炭。如果没有中间相的转变过程，。如果没有中间相的转变过程，只能形成只能形成各向同性炭各向同性炭。焦炭生产过程中，各向异性炭是追焦炭生产过程中，各向异性炭是追求的目标。求的目标。 八、中间相理论八、中间相理论 （二）中间相的特点（二）中间相的特点 （1）中间相的形成是不可逆的；）中间相的形成是不可逆的；（2）中间相的形成是化学过程。中间相形成以后，内部）中间相的形成是化学过程。中间相形成以后，内部发生连续的裂解、缩聚等化学

20、变化发生连续的裂解、缩聚等化学变化；（3）中间相在形成过程中中间相在形成过程中C/H比逐渐增大；比逐渐增大；（4）中间相在形成过程中，分子量是逐渐增大的。中间相在形成过程中，分子量是逐渐增大的。八、中间相理论八、中间相理论 （三）中间相的形成过程（三）中间相的形成过程 中间相从小球体产生到胶质体固化、形成半焦这一阶中间相从小球体产生到胶质体固化、形成半焦这一阶段为中间相阶段，发展过程如图所示段为中间相阶段，发展过程如图所示 。六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法evaluation methods（一）（一）粘结性和结焦性的概念粘结性和结焦性的概念定义：定义：煤的煤的粘结性粘结性是指烟

21、煤在干馏时产生的胶质体粘结是指烟煤在干馏时产生的胶质体粘结自身和自身和/或惰性物料的能力。煤的或惰性物料的能力。煤的结焦性结焦性是指单种煤或配是指单种煤或配合煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下（一定的升合煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下（一定的升温速度、加热终温等），粘结成块并最终形成具有一定块温速度、加热终温等），粘结成块并最终形成具有一定块度和强度的焦炭的能力。度和强度的焦炭的能力。六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（二）罗加指数（二）罗加指数R.I. (Roga Index)测定：测定：称取称取1g煤样与煤样与5g标准无烟煤放入特制坩埚内搅拌标准无烟煤放入特制坩埚内搅

22、拌均匀并铺平，放上钢质砝码，在均匀并铺平，放上钢质砝码，在6kg负荷下压实负荷下压实30秒，加秒，加盖，连同砝码一起放入已预热至盖，连同砝码一起放入已预热至850的马弗炉灼烧的马弗炉灼烧15min，取出，冷却后称量焦渣总质量为取出，冷却后称量焦渣总质量为m0，用孔径为，用孔径为1mm的圆的圆孔筛筛分，称量孔筛筛分，称量筛上物筛上物质量为质量为m，然后进行每次，然后进行每次5分钟的分钟的转鼓转磨（转鼓转速为转鼓转磨（转鼓转速为50 2rpm），共），共3次，每次转磨结束次，每次转磨结束后将焦渣用后将焦渣用1mm圆孔筛筛分，并称量筛上物质量，分别得圆孔筛筛分，并称量筛上物质量，分别得到到m1、m2

23、和和m3。 1003)0.5(RI0213mmmmm式中：式中：RI罗加指数，罗加指数，%；m0焦化后焦渣总质量，焦化后焦渣总质量，g；m转磨前大于转磨前大于1mm焦渣的质量，焦渣的质量，g；m1第一次转磨后大于第一次转磨后大于1mm焦渣的质量，焦渣的质量，g；m2第二次转磨后大于第二次转磨后大于1mm焦渣的质量，焦渣的质量，g；m3第三次转磨后大于第三次转磨后大于1mm焦渣的质量，焦渣的质量，g。 计算：计算：罗加指数罗加指数RI用用：六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（二）罗加指数（二）罗加指数R.I. 优缺点优缺点优点：优点：罗加指数法具有明显的优点，表现在设备简单快罗加指数法

24、具有明显的优点，表现在设备简单快速、所需试验煤样少、它不但能反映煤的粘结能力还能在速、所需试验煤样少、它不但能反映煤的粘结能力还能在一定程度上反映焦炭的强度。一定程度上反映焦炭的强度。 缺点：缺点：但罗加指数也有缺点，如加热速度远远高于工但罗加指数也有缺点，如加热速度远远高于工业炼焦的加热速度，使粘结性测值偏高，对强粘结性煤区业炼焦的加热速度，使粘结性测值偏高，对强粘结性煤区分能力差，对弱粘结性煤的重现性差，不同的标准无烟煤分能力差，对弱粘结性煤的重现性差，不同的标准无烟煤导致测定结果的不一致，使得各国间的测值不具可比性。导致测定结果的不一致，使得各国间的测值不具可比性。适用性：适用性：中等粘

25、结性的煤中等粘结性的煤六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（三）粘结指数（三）粘结指数GR.I. (Caking-index) 1、来历、来历：针对罗加指数的缺点改进而来的。针对罗加指数的缺点改进而来的。 2、测定要点、测定要点：原理和仪器与罗加指数法完全相同。标准原理和仪器与罗加指数法完全相同。标准无烟煤、配比、测定步骤等有不少变化和改进。无烟煤、配比、测定步骤等有不少变化和改进。第二节 煤的热解和粘结成焦性质（三）粘结指数（三）粘结指数 GR.I. (Caking-index) 3、改进点及优点、改进点及优点：（1）将标准无烟煤的粒度降为将标准无烟煤的粒度降为0.10.2mm，一方

26、面一方面与试验与试验煤样粒度接近，可防止发生煤样粒度偏析，影响测定结果，煤样粒度接近，可防止发生煤样粒度偏析，影响测定结果，另一方面，另一方面，降低无烟煤粒度，可增加其吸纳胶质体的能力，降低无烟煤粒度，可增加其吸纳胶质体的能力，有利于提高对强粘结性煤的区分能力有利于提高对强粘结性煤的区分能力；（；（2）根据煤样的粘根据煤样的粘结性强弱灵活改变配比，粘结性较强的煤用结性强弱灵活改变配比，粘结性较强的煤用1:5的比例，粘的比例，粘结性较弱的煤用结性较弱的煤用3:3的比例，可以提高强粘结性煤的区分能的比例，可以提高强粘结性煤的区分能力和弱粘结性煤的测定准确性和重现性力和弱粘结性煤的测定准确性和重现性

27、；（；（3）转鼓试验由转鼓试验由3次改为次改为2次，提高了测定效率。次，提高了测定效率。：式中：式中：G粘结指数；粘结指数； m0焦化后焦渣总质量，焦化后焦渣总质量，g； m1第一次转磨后大于第一次转磨后大于1mm焦渣的质量，焦渣的质量，g； m2第二次转磨后大于第二次转磨后大于1mm焦渣的质量，焦渣的质量，g。 021703010mmmG0217030mmmG如果结果如果结果G 18，煤样的配比改为，煤样的配比改为3:3，G按下式计算：按下式计算：煤的配比为煤的配比为1:5时，粘结指数时，粘结指数G按下式计算：按下式计算：六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（四）胶质层指数（四）胶质

28、层指数Y (the plastic layer index ) 又名胶质层最大厚度又名胶质层最大厚度(the maximum thickness of plastic layer) ，是由前苏联学者萨保士尼科夫和巴斯列，是由前苏联学者萨保士尼科夫和巴斯列维奇维奇Sapozhnikov-Basilevich提出的。提出的。1、测定要点是、测定要点是 将煤样装入特制的将煤样装入特制的，并在上面加一可移动压盘，并在上面加一可移动压盘，压盘通过杠杆和重锤相连，使压盘对煤样产生压盘通过杠杆和重锤相连，使压盘对煤样产生0.1MPa的压的压力。然后模拟煤样在焦炉中的受热过程，以力。然后模拟煤样在焦炉中的受热

29、过程，以3/min的升的升温速度从煤杯底部单侧加热，使煤杯中的煤样形成一系列温速度从煤杯底部单侧加热，使煤杯中的煤样形成一系列温度不同的等温层。等温层的温度从上到下依次递增。当温度不同的等温层。等温层的温度从上到下依次递增。当温度升到煤的软化点时，煤开始软化形成具有塑性的胶质温度升到煤的软化点时，煤开始软化形成具有塑性的胶质体，当温度升到固化温度时，胶质体开始固化形成半焦。体，当温度升到固化温度时，胶质体开始固化形成半焦。这样，煤杯中的煤样就逐层软化、熔融再固化。在试验过这样，煤杯中的煤样就逐层软化、熔融再固化。在试验过程中要用特制的探针定时测量胶质层的厚度，以胶质层最程中要用特制的探针定时测

30、量胶质层的厚度，以胶质层最大厚度作为大厚度作为Y值梯度。值梯度。 第二节 煤的热解和粘结成焦性质2、胶质层指数测定得到的体积曲线。、胶质层指数测定得到的体积曲线。 优点：优点：其优点是其优点是Y值具有可加性。值具有可加性。 缺点：缺点：（1）胶质层厚度只能反映胶质体的数量，不能胶质层厚度只能反映胶质体的数量，不能反映胶质体的质量；反映胶质体的质量；（2）测定过程的规范性强，影响测定测定过程的规范性强，影响测定结果的因素多；结果的因素多；（3）测定时所需煤样量大；测定时所需煤样量大； （4）对弱粘对弱粘煤煤(Y7 mm)和胶质体流动性大的煤和胶质体流动性大的煤(Y25 mm)测定的精度测定的精度

31、差、重现性差。差、重现性差。适用性：适用性：胶质层指数法较适合于中等粘结性的煤胶质层指数法较适合于中等粘结性的煤第二节 煤的热解和粘结成焦性质 3、胶质层指数之优缺点、胶质层指数之优缺点 测定要点：测定要点：将煤样按规定方法制成形状和大小类似于将煤样按规定方法制成形状和大小类似于粉笔的煤笔，放入专用膨胀管内，煤笔上部放置一根能粉笔的煤笔，放入专用膨胀管内，煤笔上部放置一根能自由滑动的膨胀杆。将上述装置放入专用电炉后，在膨自由滑动的膨胀杆。将上述装置放入专用电炉后，在膨胀杆上端连接一枝记录笔，记录笔与卷在匀速转动的转胀杆上端连接一枝记录笔，记录笔与卷在匀速转动的转筒上的记录纸相接触，以筒上的记录

32、纸相接触，以3/min的升温速度加热，在记的升温速度加热，在记录纸上就记录下膨胀杆上下移动的位移曲线。测量并计录纸上就记录下膨胀杆上下移动的位移曲线。测量并计算位移的最大距离占煤笔原始长度的百分数，作为煤样算位移的最大距离占煤笔原始长度的百分数，作为煤样的膨胀度的膨胀度 ，即奥阿膨胀度指标（，即奥阿膨胀度指标（b） 。第二节 煤的热解和粘结成焦性质六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（五）奥阿膨胀度（五）奥阿膨胀度b Audibert-Arnu dilatation 六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（五）奥阿膨胀度（五）奥阿膨胀度b仪器仪器六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性

33、的评定方法（五）奥阿膨胀度（五）奥阿膨胀度b 仪器仪器六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（五）奥阿膨胀度（五）奥阿膨胀度b 膨胀管膨胀管六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（五）奥阿膨胀度（五）奥阿膨胀度b 体积曲线体积曲线六、煤粘结性的评定方法六、煤粘结性的评定方法（五）奥阿膨胀度（五）奥阿膨胀度b 优缺点优缺点 优点：优点：奥阿膨胀度对中、强粘结性煤的区分能力强，对奥阿膨胀度对中、强粘结性煤的区分能力强，对强粘结性煤，区分能力好于强粘结性煤，区分能力好于Y值，测定时人为误差小，结值，测定时人为误差小，结果重现性好。果重现性好。 对弱粘结性煤区分能力差，以及实验仪器加工精对

34、弱粘结性煤区分能力差，以及实验仪器加工精度要求高，规范性太强。度要求高，规范性太强。 强粘结性煤强粘结性煤第三节 煤炭气化与燃烧的工艺性质 与煤炭气化、燃烧有关的工艺性质，主要包括煤灰与煤炭气化、燃烧有关的工艺性质，主要包括煤灰性质（灰熔点，结渣性和灰粘度）、煤与气化介质的反性质（灰熔点，结渣性和灰粘度）、煤与气化介质的反应活性、煤的着火温度、煤的机械强度、煤的热稳定性应活性、煤的着火温度、煤的机械强度、煤的热稳定性等。等。一、煤灰的性质一、煤灰的性质2、 影响煤灰熔融性的因素煤灰熔融性主要取决于煤灰成分的组成比例煤灰熔融性主要取决于煤灰成分的组成比例，灰成分中，灰成分中SiO2和和Al2O3

35、含量高，灰熔点也高。而含量高，灰熔点也高。而CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O等碱性成分高则灰熔点就低。等碱性成分高则灰熔点就低。 氧化、弱还原和强还原气氛下，氧化、弱还原和强还原气氛下，Fe元素分别以元素分别以Fe2O3、FeO和和Fe的形式存在，其熔点也各不同。的形式存在，其熔点也各不同。Fe2O3的熔点是的熔点是1560，FeO是是1535，Fe是是1420。在弱还原性气氛下在弱还原性气氛下， FeO能与能与SiO2形成形成一系列低共熔混合物，如一系列低共熔混合物，如4FeO SiO2，2FeO SiO2和和FeO SiO2等，等，它们的熔融范围均在它们的熔融范围均在11381

36、180之间。在工业条件下，煤炭燃之间。在工业条件下，煤炭燃烧或气化成渣部位的气氛一般是烧或气化成渣部位的气氛一般是弱还原性弱还原性的，因此，在测定煤的，因此，在测定煤灰熔融性时，一般模拟弱还原性气氛进行。灰熔融性时，一般模拟弱还原性气氛进行。1、煤的反应性的定义：、煤的反应性的定义：是指在一定温度条件下，煤炭与不是指在一定温度条件下，煤炭与不同气化介质（同气化介质（CO2、O2、H2O等）相互作用的反应能力。等）相互作用的反应能力。 第三节 煤炭气化与燃烧的工艺性质 二、煤的反应性二、煤的反应性reactivity 2、测定要点：、测定要点：煤炭反应性的表示方法很多，如用活化能、煤炭反应性的表

37、示方法很多，如用活化能、反应速度、反应物分解率等。比较简便准确的方法是反应速度、反应物分解率等。比较简便准确的方法是CO2还原率（分解率）。还原率（分解率）。CO2还原率测定方法要点是：还原率测定方法要点是：先将煤先将煤进行干馏，取一定粒级的焦渣装入特制的刚玉反应管中，进行干馏，取一定粒级的焦渣装入特制的刚玉反应管中，通入通入CO2气在一定温度下反应，取反应后气体分析其中的气在一定温度下反应，取反应后气体分析其中的CO2浓度，浓度，。二、煤的反应性二、煤的反应性reactivity 100)100)(100()100(100aa式中：式中：二氧化碳还原率，二氧化碳还原率， a通入炉内二氧化碳中

38、杂质含量，通入炉内二氧化碳中杂质含量， 反应后气体中剩余的二氧化碳含量，反应后气体中剩余的二氧化碳含量，第三节 煤炭气化与燃烧的工艺性质 二、煤的反应性二、煤的反应性reactivity 3、煤的反应性的影响因素、煤的反应性的影响因素 煤炭反应性与煤化程度、煤中的矿物质等因素有关。煤炭反应性与煤化程度、煤中的矿物质等因素有关。煤化程度高，煤的反应性低，煤灰中钾、钠、钙等含量高，煤化程度高，煤的反应性低，煤灰中钾、钠、钙等含量高，由于它们对反应过程有催化作用，使煤的反应性就高。由于它们对反应过程有催化作用，使煤的反应性就高。 褐煤褐煤烟煤烟煤无烟煤无烟煤 ,%温度，温度，煤化程度对反应性的影响煤

39、化程度对反应性的影响三、煤的着火温度三、煤的着火温度 煤的着火温度旧称着火点，是指煤加热至开始燃烧的煤的着火温度旧称着火点，是指煤加热至开始燃烧的温度。温度。（一）测定方法要点：（一）测定方法要点：将煤样与亚硝酸钠按一定比例混合将煤样与亚硝酸钠按一定比例混合均匀，并按规定的方法加热，当达到一定温度时，煤样和均匀，并按规定的方法加热，当达到一定温度时，煤样和氧化剂亚硝酸钠在瞬间内发生剧烈反应而爆燃，爆燃时产氧化剂亚硝酸钠在瞬间内发生剧烈反应而爆燃，爆燃时产生的压力使水柱下降的瞬间出现明显的温度升高或体积变生的压力使水柱下降的瞬间出现明显的温度升高或体积变化，该瞬间温度即煤的着火温度。化，该瞬间温

40、度即煤的着火温度。三、煤的着火温度三、煤的着火温度（二）煤着火点与煤质的关系（二）煤着火点与煤质的关系 煤的着火点随煤化程度的加深而升高。煤受到轻微氧煤的着火点随煤化程度的加深而升高。煤受到轻微氧化后，其着火点明显降低。化后，其着火点明显降低。二、二、 煤的煤的可磨性可磨性 grindabilitygrindability 煤的可磨性是指煤磨碎成粉的难易程度。目煤的可磨性是指煤磨碎成粉的难易程度。目前，国际上普遍采用哈特葛罗夫法评定煤的可磨性前，国际上普遍采用哈特葛罗夫法评定煤的可磨性( (Hardgrove grindability index , HGIHardgrove grindabi

41、lity index , HGI ) )。其基。其基本依据是研磨煤粉所消耗的功与新产生的表面积成正本依据是研磨煤粉所消耗的功与新产生的表面积成正比。比。 实际上是利用球磨法将一定粒度的煤在磨机实际上是利用球磨法将一定粒度的煤在磨机中在给定转速和转数的情况下，测定物料粒度组成的中在给定转速和转数的情况下，测定物料粒度组成的变化。变化。第四节 煤的机械加工性质369121520406080100120筛下物重,g可磨性指数可磨性标准曲线HGI,% 在低煤化度阶段，随煤化程度的增加，煤的可磨在低煤化度阶段，随煤化程度的增加，煤的可磨性缓慢增加，在碳含量为性缓慢增加，在碳含量为87%90%时，可磨性迅

42、速时，可磨性迅速增大，在碳含量为增大，在碳含量为90%左右达到最大值，此后随煤化左右达到最大值，此后随煤化程度的进一步提高而迅速下降。程度的进一步提高而迅速下降。 半焦分解，残留物之间缩聚，生成焦炭2-H2-H22胶质体固化过程的缩聚反应+H24+胶质体的形成 粘结性烟煤在热解过程中，在粘结性烟煤在热解过程中，在300550范围内，煤范围内，煤粒会软化熔融，在煤粒的表面形成含有气泡的液相膜，大粒会软化熔融，在煤粒的表面形成含有气泡的液相膜，大量煤粒聚积时，液相相互融合在一起，形成气、液、固三量煤粒聚积时，液相相互融合在一起，形成气、液、固三相一体的粘稠的混合物，即所谓的相一体的粘稠的混合物，即所谓的“ 胶质体胶质体” I 软化开始阶段软化开始阶段 II 开始形成半焦阶段开始形成半焦阶段 III 煤粒强烈软化和半焦破裂阶段煤粒强烈软化和半焦破裂阶段 在结焦过程的不同阶段单个煤粒的变化示意图在结焦过程的不同阶段单个煤粒的变化示意图1煤；煤；2含有气泡的液态物质；含有气泡的液态物质；3半焦半焦胶质层指数测定煤杯示意图