煤的结渣性教学文案.ppt

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1、煤的结渣性 2.煤的热解分类煤的热解分类 按热解终温分三类：按热解终温分三类：低温干馏（低温干馏（500600）中温干馏（中温干馏（700800）高温干馏（高温干馏（9501050）3.煤的热解过程大致可分为三个阶段：煤的热解过程大致可分为三个阶段：（1）第一阶段：室温活泼分解温度第一阶段：室温活泼分解温度Td（300350）即即 煤的干燥脱吸阶段。煤的外形基本上煤的干燥脱吸阶段。煤的外形基本上没有变化。在没有变化。在120以前脱去煤中的游离水；以前脱去煤中的游离水；120200脱去煤所吸附的气体如脱去煤所吸附的气体如CO、CO2和和CH4等；在等；在200以后，年轻的煤如褐煤发以后，年轻的煤

2、如褐煤发生部分脱羧基反应，有热解水生成，并开始生部分脱羧基反应，有热解水生成，并开始分解放出气态产物如分解放出气态产物如CO、CO2.H2S等；近等；近300时开始热分解反应，有微量焦油产生。时开始热分解反应，有微量焦油产生。烟煤和无烟煤在这一阶段没有显著变化。烟煤和无烟煤在这一阶段没有显著变化。（2）第二阶段：活泼分解温度第二阶段：活泼分解温度Td600 这一阶段的特征是活泼分解。以分解和这一阶段的特征是活泼分解。以分解和解聚反应为主，生成和排出大量挥发物解聚反应为主，生成和排出大量挥发物（煤气和焦油）。气体主要是（煤气和焦油）。气体主要是CH4及其同系及其同系物，还有物，还有H2.CO2.

3、CO及不饱和烃等，为热解及不饱和烃等，为热解一次气体。焦油在一次气体。焦油在450时析出的量最大，时析出的量最大，气体在气体在450600时析出的量最大。烟煤时析出的量最大。烟煤在这一阶段从软化开始，经熔融、流动和在这一阶段从软化开始，经熔融、流动和膨胀再到固化，出现了一系列特殊现象，膨胀再到固化，出现了一系列特殊现象，在一定温度范围内产生了气、液、固三相在一定温度范围内产生了气、液、固三相共存的胶质体。共存的胶质体。（3）第三阶段（第三阶段（6001000）又称二次脱气阶段。以缩聚反应为主，又称二次脱气阶段。以缩聚反应为主，半焦分解生成焦炭，析出的焦油量极少。半焦分解生成焦炭，析出的焦油量极

4、少。一般在一般在700时缩聚反应最为明显和激烈，时缩聚反应最为明显和激烈，产生的气体主要是产生的气体主要是H2，仅有少量的，仅有少量的CH4，为，为热解二次气体。随着热解温度的进一步升热解二次气体。随着热解温度的进一步升高，约在高，约在7501000，半焦进一步分解，半焦进一步分解，继续放出少量气体（主要是继续放出少量气体（主要是H2）。同时分）。同时分解残留物进一步缩聚，芳香碳网不断增大，解残留物进一步缩聚，芳香碳网不断增大，排列规则化，密度增加，使半焦变成具有排列规则化，密度增加，使半焦变成具有一定强度或块度的焦炭一定强度或块度的焦炭 图图5-1 典型烟煤的热解过程典型烟煤的热解过程 二、

5、热解过程中的化学反应二、热解过程中的化学反应1有机化合物热解过程的一般规律有机化合物热解过程的一般规律煤的热解是煤有机质大分子中的化学键的断裂与重新组合。煤的热解是煤有机质大分子中的化学键的断裂与重新组合。有机物中主要的几种化学键的键能见表有机物中主要的几种化学键的键能见表5-1（1）在相同条件下，煤中各有机物的热稳定次序是：芳香烃在相同条件下，煤中各有机物的热稳定次序是：芳香烃环烷烃环烷烃炔烃炔烃烯烃烯烃开链烷烃。开链烷烃。（2）芳环上侧链越长越不稳定，芳环数越多其侧链越不稳定，芳环上侧链越长越不稳定，芳环数越多其侧链越不稳定，不带侧链的分子比带侧链的分子稳定。例如，芳香族化合物不带侧链的分

6、子比带侧链的分子稳定。例如，芳香族化合物的侧链原子团是甲基时，在的侧链原子团是甲基时，在700才断裂；如果是较长的烷才断裂；如果是较长的烷基，则在基，则在500就开始断裂。就开始断裂。（3）缩合多环芳烃的稳定性大于联苯基化合物，缩合多环芳缩合多环芳烃的稳定性大于联苯基化合物，缩合多环芳烃的环数越多（即缩合程度越大），热稳定性越大。烃的环数越多（即缩合程度越大），热稳定性越大。化学化学键键键键能能/（kJ/molkJ/mol）化学化学键键键键能能/（kJ/molkJ/mol）C芳芳C芳芳2057.52057.5250.9250.9C芳芳H425.3425.3301.1301.1C脂脂H391.4

7、391.4284.7284.7C脂脂C脂脂332.1332.1338.7338.7C脂脂O313.7313.7 284.4284.4C脂脂C脂脂297.3297.32煤热解中的主要化学反应（1）分解温度（300350）以下的反应 析出的物质有CO、CO2.H2O（化学结合的）、H2S（少量）、甲酸（痕量）、草酸（痕量）和烷基苯类（少量）。其中CO、CO2.H2O等主要起源于化学吸附表面配合物（如过氧化、氢物或氢过氧化物）或包藏在煤中的化合物。脱羟基作用、脱羧基作用和含氧方式的 重排等。化学反应如下：（2）活泼分解阶段（分解温度550）的反应裂解反应a煤基本结构单元之间的桥键如-CH2-、-CH

8、2-CH2-、-O-、-S-、-S-S-等是煤结构中最薄弱的环节，受热时先断裂使煤成为许多“自由基碎片”。b脂肪侧链裂解生成气态烃，如CH4.C2H6和C2H4等。c含氧官能团裂解难易程度不一致。煤中含氧官能团的稳定顺序为。羟基不易脱除，在高温和有水存在时生成水。羰基可在400左右裂解生成CO；羧基在200以上即能分解生成CO2；在500以上含氧杂环断开，放出CO。d煤中以脂肪结构为主的低分子化合物受热后不断分解，生成较多的挥发性产物。一次一次热热解解产产物和二次物和二次热热解反解反应应a a裂解反裂解反应应：b芳构化反应：c加氢反应：d缩合反应：（3）二次脱气阶段的反应（约二次脱气阶段的反应

9、（约550900）三、影响煤热解的因素三、影响煤热解的因素煤化程度煤化程度 （1 1）随着煤化程度的提高，煤开始热解的温度逐渐升高，随着煤化程度的提高，煤开始热解的温度逐渐升高，如表如表5-25-2所示。可见，各种煤中褐煤的开始分解温最低，所示。可见，各种煤中褐煤的开始分解温最低，无烟煤最高。无烟煤最高。表表5-2 5-2 煤中有机质开始分解的温度煤中有机质开始分解的温度种种类类泥炭泥炭褐煤褐煤烟煤烟煤无烟煤无烟煤长焰煤气煤肥煤焦煤瘦煤温度温度/100100160160170170210210260260300300320320380380 (2)2)煤化程度不同的煤在同一煤化程度不同的煤在同

10、一热热解条件下，所得到的解条件下，所得到的热热解解产产物的物的产产率是不相同的。率是不相同的。各种煤化程度的煤中，中等煤化程度的煤具有各种煤化程度的煤中，中等煤化程度的煤具有较较好的黏好的黏结结性和性和结结焦性。焦性。表表5-3 5-3 不同煤化程度煤干不同煤化程度煤干馏馏至至500500时热时热解解产产物的平均分布物的平均分布煤种煤种焦油焦油/（L/tL/t）轻轻油油/（L/tL/t）水水/（L/tL/t）煤气煤气/（m m3 3/t/t）次烟煤次烟煤A A次烟煤次烟煤B B高高挥发挥发分烟煤分烟煤A A高高挥发挥发分烟煤分烟煤B B高高挥发挥发分烟煤分烟煤C C中中挥发挥发分烟煤分烟煤低低

11、挥发挥发分烟煤分烟煤86.186.164.764.7130.0130.0127.0127.0113.0113.079.479.436.136.17.17.15.55.59.79.79.29.28.08.07.17.14.24.211711725.225.246.646.666.866.817.217.213.413.470.570.561.561.565.565.556.256.260.560.554.954.9 煤岩组成煤岩组成 镜质组和壳质组为活性组分，丝质组和矿物组为惰性镜质组和壳质组为活性组分，丝质组和矿物组为惰性组分。组分。煤气产率以壳质组最高，惰质组最低，镜质组居中；煤气产率以壳质

12、组最高，惰质组最低，镜质组居中；焦油产率以壳质组最高，惰质组没有，镜质组居中；焦油产率以壳质组最高，惰质组没有，镜质组居中；焦炭产率惰质组最高，镜质组居中，壳质组最低；焦炭产率惰质组最高，镜质组居中，壳质组最低；粒度粒度 配煤炼焦粒度一般以配煤炼焦粒度一般以30.5mm为宜。为宜。过大，黏结性好的煤粒与黏结性较差的煤粒或不黏结过大，黏结性好的煤粒与黏结性较差的煤粒或不黏结的惰性粒子的分布就不均匀；的惰性粒子的分布就不均匀；过小，粒子比表面就增大，接触面增加，堆密度就会过小，粒子比表面就增大，接触面增加，堆密度就会降低，惰性粒子表面的胶质体液膜就会变薄，而胶质体是降低，惰性粒子表面的胶质体液膜就

13、会变薄，而胶质体是比较黏稠的，变形粒子表面形成不连续的胶质体，所得焦比较黏稠的，变形粒子表面形成不连续的胶质体，所得焦炭强度就会降低。炭强度就会降低。表表5-4 5-4 加加热热速度速度对对煤煤热热分解温度的影响分解温度的影响煤的加热速度煤的加热速度/(/min)min)温度温度/气体开始析出气体开始析出气体最大析出气体最大析出5 51010202040406060255255300300310310347347355355435435458458486486503503515515加热条件加热条件 随着对煤的加热速度的提高，气体开始析出和气体最大析出的温度均有高，随着对煤的加热速度的提高，气

14、体开始析出和气体最大析出的温度均有高，液态产物增加、胶质体的塑性范围加宽、黏度减小、流动度增大及膨胀度显著提液态产物增加、胶质体的塑性范围加宽、黏度减小、流动度增大及膨胀度显著提高。高。煤热解的终点温度不同，热解产品的组成和产率也不相同，如下页表煤热解的终点温度不同，热解产品的组成和产率也不相同，如下页表5-5所示。所示。表表5-5 5-5 不同不同终终温下干温下干馏产馏产品的分布与性状品的分布与性状产产品分布与性状品分布与性状最最终终温度温度/600600低温干低温干馏馏800800中温干中温干馏馏10001000高温干高温干馏馏固体固体产产品品产产品品产产率率/%/%焦炭焦炭 /%/%焦油

15、焦油煤气煤气/（标标）NmNm3 3/t/t（干煤）（干煤）半焦半焦808082829 91010120120中温焦中温焦757577776 67 7200200高温焦高温焦707072723.53.5320320产产品性状品性状焦炭着火点焦炭着火点/机械机械强强度度挥发挥发分分/%/%450450低低1010490490中中5 5700700高高22焦油焦油密度密度中性油中性油/%/%酚酚类类/%/%焦油焦油盐盐基基/%/%沥沥青青/%/%游离碳游离碳/%/%中性油成分中性油成分111353540401.51.52 257574 47 7芳芳烃烃煤气主要成煤气主要成分分/%/%氢氢气气甲甲烷

16、烷313155554141383855552525煤气中回收煤气中回收的的轻轻油油产产率率/%/%组组成成1.01.0脂肪脂肪烃为烃为主主粗苯粗苯汽油汽油1.01.0芳芳烃烃50%50%粗苯粗苯1 11.51.5芳芳烃烃90%90%压力压力 提高热分解过程中外部的气体压力可以使液态产物的沸点提提高热分解过程中外部的气体压力可以使液态产物的沸点提高，因而它们在热解过程中的煤料内暂时聚集量增大，有利于煤高，因而它们在热解过程中的煤料内暂时聚集量增大，有利于煤的膨胀，煤的膨胀性和结焦性以及所产生的焦炭的气孔率都有所的膨胀，煤的膨胀性和结焦性以及所产生的焦炭的气孔率都有所增大。增大。采用捣固装煤法提高

17、了热分解过程中的气体压力，增大了气采用捣固装煤法提高了热分解过程中的气体压力，增大了气体析出的阻力，同时缩小了煤粒间的空隙，改善了煤粒间的接触，体析出的阻力，同时缩小了煤粒间的空隙，改善了煤粒间的接触，因而减少了黏结所需要的液体量，从而使煤的黏结性大为改善。因而减少了黏结所需要的液体量，从而使煤的黏结性大为改善。其他因素其他因素 煤形成过程或贮存过程中受到氧化（约在煤形成过程或贮存过程中受到氧化（约在30开始，开始，50以以上加速），会使煤的氧含量增加，黏结性降低甚至丧失；上加速），会使煤的氧含量增加，黏结性降低甚至丧失；在炼焦过程中配入某些添加剂可以改善、降低或完全破坏煤在炼焦过程中配入某些

18、添加剂可以改善、降低或完全破坏煤的黏结性，添加剂可分为有机和惰性两大类。的黏结性，添加剂可分为有机和惰性两大类。石油沥青、煤焦油沥青、溶剂精制煤和溶剂抽提物等属于有石油沥青、煤焦油沥青、溶剂精制煤和溶剂抽提物等属于有机添加剂，添加适量可改善煤的黏结性。机添加剂，添加适量可改善煤的黏结性。惰性添加剂如惰性添加剂如CaO、MgO、Fe3O4.SiO2.Al2O3和焦粉等，可使配和焦粉等，可使配合煤瘦化合煤瘦化 第二节第二节 煤的黏结和成焦机理煤的黏结和成焦机理一、胶质体的来源和性质一、胶质体的来源和性质 1.胶质体的概念胶质体的概念 当煤样在隔绝空气条件下加热至一定温度时，煤粒开始当煤样在隔绝空气

19、条件下加热至一定温度时，煤粒开始分解并有气体产物析出，随着温度的不断上升，有焦油析出，分解并有气体产物析出，随着温度的不断上升，有焦油析出，在在350420时，煤粒的表面上出现了含有气泡的液相膜，时，煤粒的表面上出现了含有气泡的液相膜，此时液相膜开始软化，许多煤粒的液相膜汇合在一起，形成此时液相膜开始软化，许多煤粒的液相膜汇合在一起，形成了气、液、固三相为一体的黏稠混合物，这种混合物称为胶了气、液、固三相为一体的黏稠混合物，这种混合物称为胶质体。质体。2.胶质体的来源胶质体的来源（1）煤热解时结构单元之间结合比较薄弱的桥键断裂，生成煤热解时结构单元之间结合比较薄弱的桥键断裂，生成自由基，其中一

20、部分分子量不太大，含氢较多，使自由基稳自由基，其中一部分分子量不太大，含氢较多，使自由基稳定化，形成液体产物；定化，形成液体产物；（2）在热解时，结构单元上的脂肪侧链脱落，大部分挥发逸在热解时，结构单元上的脂肪侧链脱落，大部分挥发逸出，少部分参加缩聚反应形成液态产物；出，少部分参加缩聚反应形成液态产物；（3）煤中原有的低分子量化合物煤中原有的低分子量化合物沥青受热熔融变为液态；沥青受热熔融变为液态；（4）残留固体部分在液态产物中部分溶解和胶溶。残留固体部分在液态产物中部分溶解和胶溶。3.胶质体的性质胶质体的性质（1）稳定性：温度间隔）稳定性：温度间隔T（2）透气性：阻碍气体析出的难易程度）透气

21、性：阻碍气体析出的难易程度（3）流动性：流动度）流动性：流动度（4）膨胀性：膨胀压力）膨胀性：膨胀压力 二、煤的黏结成焦机理二、煤的黏结成焦机理图图5-2 5-2 胶质体的生成及转化示意图胶质体的生成及转化示意图a-a-转化开始阶段；转化开始阶段；b-b-开始形成半焦阶段开始形成半焦阶段 c-c-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 1-1-煤；煤；2-2-胶质体；胶质体；3-3-半焦半焦1.煤黏结成焦机理概述煤黏结成焦机理概述 要使煤黏结得好，应满足下列条件：要使煤黏结得好，应满足下列条件：（1）具有足够数量的高沸点液体，能将固体粒子表面润湿，具有足够数量的高沸点液体，能将固

22、体粒子表面润湿，并将粒子间的空隙填满；并将粒子间的空隙填满；（2）胶质体应具有足够大的流动性、不透气性和较宽的温度胶质体应具有足够大的流动性、不透气性和较宽的温度间隔；间隔；（3）胶质体应具有一定黏度，有一定气体生成量，能产生膨胶质体应具有一定黏度，有一定气体生成量，能产生膨胀；胀；（4）黏结性不同的煤粒应在空间均匀分布；黏结性不同的煤粒应在空间均匀分布；（5）液态产物与固体粒子间应有较好的附着力；液态产物与固体粒子间应有较好的附着力；（6）液态产物进一步分解缩合得到的固体产物和未转变为液液态产物进一步分解缩合得到的固体产物和未转变为液相的固体粒子本身要有足够的机械强度。相的固体粒子本身要有足

23、够的机械强度。2.影响焦炭强度的主要因素影响焦炭强度的主要因素（1）煤热解时生成胶质体的数量多，流动性好，热煤热解时生成胶质体的数量多，流动性好，热稳定性好，形成液晶相的能力强，则黏结性好，焦稳定性好，形成液晶相的能力强，则黏结性好，焦炭强度高；炭强度高；（2）煤中未液化部分和其他惰性物质的机械强度高，煤中未液化部分和其他惰性物质的机械强度高，与胶质体的浸润能力和附着力强，同时分布均匀，与胶质体的浸润能力和附着力强，同时分布均匀，则焦炭强度高；则焦炭强度高；（3）焦炭气孔率低，气孔小，气孔壁厚和气孔壁强焦炭气孔率低，气孔小，气孔壁厚和气孔壁强度高则焦炭强度高；度高则焦炭强度高；（4）焦炭裂纹少

24、则强度高。焦炭裂纹少则强度高。第三节第三节 煤的黏结性（结焦性）指标煤的黏结性（结焦性）指标概念：黏结性是指煤在隔绝空气条件下加热时，形成具有概念：黏结性是指煤在隔绝空气条件下加热时，形成具有 可塑性的胶质体，黏结本身或外加惰性物质的能力。可塑性的胶质体，黏结本身或外加惰性物质的能力。煤的结焦性是指在工业条件下将煤炼成焦炭的性能。煤的结焦性是指在工业条件下将煤炼成焦炭的性能。煤的黏结性和结焦性关系：煤的黏结性和结焦性关系：结焦性包括保证结焦过程能够顺利进行的所有性质，结焦性包括保证结焦过程能够顺利进行的所有性质，黏结性是结焦性的前提和必要条件。黏结性好的煤，结焦黏结性是结焦性的前提和必要条件。

25、黏结性好的煤，结焦 性不一定就好（如肥煤）。但结焦性好的煤，其黏结性一性不一定就好（如肥煤）。但结焦性好的煤，其黏结性一定好。定好。测定煤黏结性和结焦性的方法可以分为以下三类：测定煤黏结性和结焦性的方法可以分为以下三类：（1）根据胶质体的数量和性质进行测定，如胶质层厚度、根据胶质体的数量和性质进行测定，如胶质层厚度、基氏流动度、奥亚膨胀度等。基氏流动度、奥亚膨胀度等。（2）根据煤黏结惰性物料能力的强弱进行测定，如罗加指根据煤黏结惰性物料能力的强弱进行测定，如罗加指数和黏结指数等。数和黏结指数等。（3）根据所得焦块的外形进行测定，如坩埚膨胀序数和葛根据所得焦块的外形进行测定，如坩埚膨胀序数和葛金

26、指数等。金指数等。一、胶质层指数一、胶质层指数 1.测定要点：测定要点：模拟工业炼焦条件，对装在煤杯中的煤样进行单侧慢速加热，模拟工业炼焦条件，对装在煤杯中的煤样进行单侧慢速加热，在煤杯内的煤样形成一系列等温层面，而这些层面的温度由上而下在煤杯内的煤样形成一系列等温层面，而这些层面的温度由上而下依次递增。依次递增。温度相当于软化的层面以下的煤都软化形成胶质体（如图所示），温度相当于软化的层面以下的煤都软化形成胶质体（如图所示），在温度相当于固化点的层面以下则结成半焦。因而煤样中形成了在温度相当于固化点的层面以下则结成半焦。因而煤样中形成了半焦层、胶质层和未软化的煤样层三部分。半焦层、胶质层和未

27、软化的煤样层三部分。在试验过程中最初在煤杯下部生成的胶质层比较薄，以后逐渐在试验过程中最初在煤杯下部生成的胶质层比较薄，以后逐渐变厚，然后又逐渐变薄。因此，在煤杯中部常出现胶质层厚度变厚，然后又逐渐变薄。因此，在煤杯中部常出现胶质层厚度的最大值。测定结束后由记录的体积变化曲线可以决定最终收的最大值。测定结束后由记录的体积变化曲线可以决定最终收缩度和体积曲线类型。缩度和体积曲线类型。胶质层指数胶质层指数 2.胶质层体积曲线类型n图5-5 胶质层指数测定曲线加工示意图n图5-4 胶质层体积曲线类型图 二、奥亚膨胀度二、奥亚膨胀度 测定原理测定原理 将粒度小于将粒度小于0.15mm的煤样的煤样10g

28、与与1mL水混匀，在钢模内按水混匀，在钢模内按规定方法压制成煤笔（长规定方法压制成煤笔（长60mm），放在一根内部非常光洁的），放在一根内部非常光洁的标准口径的膨胀管内，其上放置一根连有记录笔的能在管内自标准口径的膨胀管内，其上放置一根连有记录笔的能在管内自由滑动的钢杆（膨胀杆）。由滑动的钢杆（膨胀杆）。将上述装置放入已预热到将上述装置放入已预热到330的电炉中加热，升温速度保的电炉中加热，升温速度保持持3/min。加热至。加热至500550为止。在此过程中，煤受热达为止。在此过程中，煤受热达到一定温度后开始分解，首先析出一部分挥发分，接着开始软到一定温度后开始分解，首先析出一部分挥发分，接着

29、开始软化析出胶质体。随着胶质体的不断析出，煤笔开始变形缩短，化析出胶质体。随着胶质体的不断析出，煤笔开始变形缩短，膨胀杆随之下降膨胀杆随之下降标志煤的收缩。标志煤的收缩。当煤笔完全熔融呈塑性状态充满煤笔和膨胀管壁间的全部空当煤笔完全熔融呈塑性状态充满煤笔和膨胀管壁间的全部空隙时，膨胀杆不再下降，收缩过程结束。然后随着温度的升高，隙时，膨胀杆不再下降，收缩过程结束。然后随着温度的升高，塑性体开始膨胀并推动膨胀杆上升塑性体开始膨胀并推动膨胀杆上升标志煤的膨胀。标志煤的膨胀。当温度达到该煤样的固化点时，塑性体固化形成半焦，膨当温度达到该煤样的固化点时，塑性体固化形成半焦，膨胀杆停止运动。胀杆停止运动

30、。2.表示方法表示方法 以膨胀杆上升的最大距离占煤笔原始长度以膨胀杆上升的最大距离占煤笔原始长度的百分数作为煤的膨胀度（的百分数作为煤的膨胀度（b%）；）；以膨胀杆下降的最大距离占煤笔原始以膨胀杆下降的最大距离占煤笔原始长度的百分数作为最大收缩度（长度的百分数作为最大收缩度（a%），），图图5-6为一典型烟煤的体积膨胀曲线示意图为一典型烟煤的体积膨胀曲线示意图。图5-6 体积膨胀曲线示意图 T1软化温度，即膨胀杆下降 0.5m时的温度（）；T2开始膨胀温度，即膨胀杆下降到最 低点后开始上升的温度（）；T3固化温度，膨胀杆停止移动时的温度（）；a最大收缩度，%；b煤的膨胀度，%。图a为典型烟煤的

31、体积膨胀曲线，煤的膨胀曲线超过零点后达到水平，这种情况称为“正膨胀”；图b 若膨胀曲线在恢复到零点线前达到水平，则称之为“负膨胀”，；图c 若收缩后没有回升，则结果以“仅收缩”表示；图d 如果最终的收缩曲线不是完全水平的，而是缓慢向下倾斜，规定以500处的收缩值报出。3.结果报出 根据测定时的记录曲线可计算出以下五个 基本参数：软化温度T1.始膨温度T2.固化温度T3.最大收缩度a和膨胀度b。表表5-7 一组烟煤的膨胀度测定结果一组烟煤的膨胀度测定结果煤样C14C17C22C32C37C38Vdaf(%)Cdaf(%)T1()T2()胶质体温度范围()a(%)b(%)14.590.39475-

32、10-17.590.4442247957241322.389.4840447369306232.984.263554791243222137.683.0136143776264938.281.95367-36-4.奥亚膨胀度b与Y值的关系 煤的胶质层最大厚度Y值越大，煤的奥亚膨胀度也越大。图5-8 奥亚膨胀度与Y值的关系三、基氏流动度三、基氏流动度1.基氏流动度的测定方法：基氏流动度的测定方法：将将5g粒度小于粒度小于0.425mm粉煤装入煤甑中，煤甑中央粉煤装入煤甑中，煤甑中央沿垂直方向装有搅拌器，向搅拌器轴施加恒定的扭沿垂直方向装有搅拌器，向搅拌器轴施加恒定的扭矩（约为矩（约为100gcm

33、）。将煤甑放入已加热至规定温）。将煤甑放入已加热至规定温度的盐浴内，以度的盐浴内，以3/min的速度升温。当煤受热软的速度升温。当煤受热软化形成胶质体后，阻力降低，搅拌器开始旋转。胶化形成胶质体后，阻力降低，搅拌器开始旋转。胶质体数量越多，黏度越小，则搅拌器转动越快。转质体数量越多，黏度越小，则搅拌器转动越快。转速以分度速以分度/min表示，每表示，每360为为100分度。搅拌器的分度。搅拌器的角速度随温度升高出现的有规律的变化曲线用自动角速度随温度升高出现的有规律的变化曲线用自动记录仪记录下来即为流动度曲线，记录仪记录下来即为流动度曲线，2.基氏流动度曲线可得指标：基氏流动度曲线可得指标：n

34、图5-9 流动度曲线 （1）软化温度软化温度Tp，刻度盘上指针转，刻度盘上指针转动动1分度时对应的温度，分度时对应的温度，；（2）最大流动温度最大流动温度Tmax，最大流，最大流动时对应的温度，动时对应的温度，；（3）固化温度固化温度Tk，搅拌浆停止转动，搅拌浆停止转动，流动度出现零时对应的温度，流动度出现零时对应的温度，；（4）最大流动度最大流动度max，指针的最大角速度，（指针的最大角速度，（）/min；（5）胶质体温度间隔，固化温度和胶质体温度间隔，固化温度和开始软化温度之差开始软化温度之差T=Tk-Tp。3.几种烟煤的基氏流动度曲线几种烟煤的基氏流动度曲线n图5-10 几种烟煤的基氏流

35、动度曲线气肥煤的流动度最大；气肥煤的流动度最大；肥煤的曲线平坦而宽，它的胶质肥煤的曲线平坦而宽，它的胶质体停留在较大流动时的时间较长；体停留在较大流动时的时间较长；有些肥气煤的最大流动度虽然很有些肥气煤的最大流动度虽然很大，但曲线陡而尖，说明该胶质大，但曲线陡而尖，说明该胶质体处于较大流动性的时间较短。体处于较大流动性的时间较短。基氏流动度指标可同时反映胶质基氏流动度指标可同时反映胶质体的数量和性质，对中强黏结性体的数量和性质，对中强黏结性的煤或者中等黏结性的煤有较好的煤或者中等黏结性的煤有较好的区分能力，具有明显的优点。的区分能力，具有明显的优点。但对强黏结性的煤和膨胀性很大但对强黏结性的煤

36、和膨胀性很大的煤难以测准。的煤难以测准。四、罗加指数四、罗加指数 1.测定罗加指数的方法要点：测定罗加指数的方法要点：将将1g粒度小于粒度小于0.2mm的空气干燥煤样和的空气干燥煤样和5g标准无烟煤标准无烟煤（标准无烟煤是指（标准无烟煤是指Ad4%、Vdaf在在4%5%、粒度在、粒度在0.30.4mm的无烟煤，在坩埚内混合均匀并铺平，加上钢质砝码，的无烟煤，在坩埚内混合均匀并铺平，加上钢质砝码，在在850下焦化下焦化15min后，取出冷却至室温，称量得残焦的后，取出冷却至室温，称量得残焦的总质量为总质量为m；用；用1mm的圆孔筛筛分，称量得筛上物的质量为的圆孔筛筛分，称量得筛上物的质量为m1；

37、将筛上物装入罗加转鼓中（；将筛上物装入罗加转鼓中（502r）/min的转速转磨的转速转磨5min，再用，再用1mm圆孔筛筛分，称量得筛上物质量为圆孔筛筛分，称量得筛上物质量为m2；将；将筛上物在转鼓中重复转动筛上物在转鼓中重复转动5min后再次筛分，称量得筛上物后再次筛分，称量得筛上物质量为质量为m3；将筛上物再一次进行转鼓试验，称量得筛上物质；将筛上物再一次进行转鼓试验，称量得筛上物质量为量为m4，3.3.我国不同煤化程度煤的我国不同煤化程度煤的罗罗加指数加指数煤种煤种长长焰煤焰煤气煤气煤肥煤肥煤肥气煤肥气煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤贫贫煤煤年年轻轻无烟煤无烟煤R.I.R.I.0 0151515158

38、5857575909040408585606085855 56060550 04.罗加指数优点：罗加指数优点：可直接反映煤对惰性物料的可直接反映煤对惰性物料的 黏结能力，在一定程度上能反映焦炭的强度，而且所需黏结能力，在一定程度上能反映焦炭的强度，而且所需设备简单、快速、平行试验所需煤样量较少，方法简便设备简单、快速、平行试验所需煤样量较少，方法简便易行。易行。罗加指数以转磨一定次数后大于罗加指数以转磨一定次数后大于1mm的焦粒重量的焦粒重量和转磨次数的乘积来衡量焦粒的耐磨强度，从而比较合和转磨次数的乘积来衡量焦粒的耐磨强度，从而比较合理地估价煤的黏结能力，对弱黏结煤和中等黏结性煤的理地估价煤

39、的黏结能力，对弱黏结煤和中等黏结性煤的区分能力甚强。区分能力甚强。五、黏结指数五、黏结指数 1.黏结指数与罗加指数的区别：（1）专用无烟煤粒度由罗加法的）专用无烟煤粒度由罗加法的0.30.4mm改用改用0.l0.2mm，以扩大强黏结煤的测值范围，同时因无烟煤与烟煤粒度相近，以扩大强黏结煤的测值范围，同时因无烟煤与烟煤粒度相近易于混匀而减小了试验误差；易于混匀而减小了试验误差；（2）对）对G18的弱黏结煤，将无烟煤与烟煤的配比改为的弱黏结煤，将无烟煤与烟煤的配比改为3：3以以提高对弱黏结煤的区分能力和测定的准确度；提高对弱黏结煤的区分能力和测定的准确度；（3）实现了煤样的机械搅拌混合，改善了试验

40、条件，减少了人）实现了煤样的机械搅拌混合，改善了试验条件，减少了人为误差；为误差；（4）转鼓试验次数由罗加法的三次改为两次，并改变了计算公）转鼓试验次数由罗加法的三次改为两次，并改变了计算公式简化了操作与计算。式简化了操作与计算。2.2.测测定方法要点定方法要点 将空气干燥煤将空气干燥煤样样和和标标准无烟煤先按准无烟煤先按1:51:5比例混合在坩比例混合在坩埚埚内，然内，然后放在后放在850850的的马马弗炉中焦化弗炉中焦化15min15min，称出焦粒，称出焦粒质质量量m m；将称重后的；将称重后的焦粒放入焦粒放入转转鼓内鼓内进进行第一次行第一次转转磨，以（磨，以（502502）r/minr

41、/min的的转转速速转转磨磨5min5min；然后用；然后用1mm1mm孔径的孔径的圆圆孔孔筛筛筛筛分称出其分称出其筛筛上物上物质质量量为为m m1 1；再将；再将筛筛上物以同上物以同样样的的转转速与速与时间进时间进行第二次行第二次转转磨、磨、筛筛分，并称分，并称筛筛上焦炭上焦炭质质量量为为m m2 2。3.3.计计算黏算黏结结指数公式指数公式G G RI.RI.mm焦化后焦渣焦化后焦渣总总量，量，g g；m m1 1第一次第一次转转鼓鼓试验试验后后过筛过筛，其中大于，其中大于1mm1mm焦焦渣的渣的质质量，量，g g；m m2 2第二次第二次转转鼓鼓试验试验后后过筛过筛，其中大于，其中大于1

42、mm1mm焦焦渣的渣的质质量，量，g g。4.G150、150100、10050、5025.2513.63.31.10.5.0.5mm九个粒度级，将这九个粒级的煤分别称重，九个粒度级，将这九个粒级的煤分别称重，就可得到各粒级在总煤样中的百分含量即为煤的粒度组成。就可得到各粒级在总煤样中的百分含量即为煤的粒度组成。表表5-10 筛分分试验报告表（告表（样表）表）生生产煤煤样编号：号：试验日期：日期：年年_月月_日日筛分分试验编号：号：矿务局局 矿 层 工作面工作面采采样说明：明：筛分化分化验总结果：果：化验化验项目目煤煤样Mad/%Ad/%Vdaf/%St,d/%Qgr,d/(MJ/Kg)胶胶质

43、层/mmGR.I.XY毛煤毛煤浮煤（密度浮煤（密度100手手选煤煤2616.513.48-3.5711.411.1028.68夹矸煤矸煤102.60.53-2.8631.211.4320.87矸石矸石162.90.84-0.8580.930.11-硫硫铁矿-小小计2882.014.8514.853.3916.041.06-10050手手选煤煤2870.414.79-4.0813.720.7828.12夹矸煤矸煤80.60.42-3.0934.470.9519.67矸石矸石348.71.80-0.9280.810.13-硫硫铁矿-小小计3299.717.0031.843.7221.320.72-

44、粒粒级/mm产物名称物名称产率率质量指量指标Qgr,d/(MJ/Kg)质量量/Kg占全占全样/%筛上累上累计/%Mad/%Ad/%St,d/%50合合计6181.731.8431.843.5718.860.88-5025煤煤2467.112.7144.553.7324.080.5423.782513煤煤3556.718.3262.882.5622.420.6124.13136煤煤2624.213.5276.392.4023.850.5523.4863煤煤2399.412.3688.754.0419.510.7424.8030.5煤煤1320.56.8095.562.9416.740.7426.

45、890.50煤煤862.64.44100.002.9817.820.8925.45500合合计13230.568.163.0821.620.64毛煤毛煤总计19412.2100.003.2420.740.72原煤原煤总计（除去大于（除去大于50mm级矸石和硫矸石和硫铁矿）18900.697.373.3019.110.74n图图5-18 5-18 粒度特性曲线粒度特性曲线2.绘制原煤粒度特性曲线图绘制原煤粒度特性曲线图2.绘制原煤粒度特性曲线图绘制原煤粒度特性曲线图 原煤的粒度特性曲线如图原煤的粒度特性曲线如图5-18所示，它是由表所示，它是由表5-10中第一栏和第六栏数据绘制而成。中第一栏和第

46、六栏数据绘制而成。曲线的变化趋势可反应原煤的粒级分布情况：曲线的变化趋势可反应原煤的粒级分布情况：（1）曲线先是急速下降，在某一粒度后又趋于平缓）曲线先是急速下降，在某一粒度后又趋于平缓即曲线呈凹形，表示煤中细粒度级别多；即曲线呈凹形，表示煤中细粒度级别多；（）曲线呈凸形，则表示粗粒度级比较多，（）曲线呈凸形，则表示粗粒度级比较多，（）曲线接近直线形，则表示原煤中粗细粒度分布（）曲线接近直线形，则表示原煤中粗细粒度分布均匀。均匀。3.原煤的密度组成原煤的密度组成 原煤的密度是指煤和其所含矿物在内的密度，其大小原煤的密度是指煤和其所含矿物在内的密度，其大小取决于煤中有机物的成分和煤化程度，更主要

47、取决于煤中取决于煤中有机物的成分和煤化程度，更主要取决于煤中所含矿物密度的大小及含量的多少。所含矿物密度的大小及含量的多少。原煤的密度组成是指煤中各密度级煤的质量占原煤样原煤的密度组成是指煤中各密度级煤的质量占原煤样总质量的百分比。总质量的百分比。原煤的密度组成是评定原煤可选性的主要依据，通常原煤的密度组成是评定原煤可选性的主要依据，通常用浮沉试验的方法来测定。用浮沉试验的方法来测定。浮沉试验所用的煤样是从筛分试验后的各粒级产物中浮沉试验所用的煤样是从筛分试验后的各粒级产物中缩取得到而且必须是空气干燥基。缩取得到而且必须是空气干燥基。试验时把原煤样放在不同密度的溶液中，从最低密度试验时把原煤样

48、放在不同密度的溶液中，从最低密度逐级向最高密度进行浮沉，将煤分成若干个密度级别，并逐级向最高密度进行浮沉，将煤分成若干个密度级别，并对每一个密度级别的煤进行采样化验，最终得出不同密度对每一个密度级别的煤进行采样化验，最终得出不同密度级别的产率和质量特征。级别的产率和质量特征。（1）、重液的配制）、重液的配制 a、通常烟煤和无烟煤都采用氯化锌的水溶液作、通常烟煤和无烟煤都采用氯化锌的水溶液作为为 浮沉试验介质，烟煤配制成密度（浮沉试验介质，烟煤配制成密度（Kg/L）分别）分别为为1.30，1.40，1.50，1.60，1.70，1.80，1.90，2.00八种不同密度级的重液；八种不同密度级的重

49、液；b、无烟煤配制成密度（、无烟煤配制成密度（Kg/L）分别为）分别为1.60，1.80，2.00三种不同密度级的重液。三种不同密度级的重液。c、褐煤由于在水中易破碎，故采用苯、四氯化、褐煤由于在水中易破碎，故采用苯、四氯化碳、三溴甲烷等有机混合液作为浮沉试验介质，分碳、三溴甲烷等有机混合液作为浮沉试验介质，分别配制成密度为（别配制成密度为（Kg/L）1.30，1.40，1.50，1.60，1.80，2.00六种不同密度级的重液。六种不同密度级的重液。（2）、试验方法）、试验方法 将配好的重液放入重液桶中，并按密度大小顺序排列。将配好的重液放入重液桶中，并按密度大小顺序排列。称出煤样的质量，并

50、把它放在网底筒内，每次放入的煤样称出煤样的质量，并把它放在网底筒内，每次放入的煤样厚度一般不超过厚度一般不超过100mm。用清水洗净附在煤块上的煤泥，。用清水洗净附在煤块上的煤泥，滤去洗水（将各粒级冲洗的煤泥收集起来）。滤去洗水（将各粒级冲洗的煤泥收集起来）。将盛有煤样的网底筒在最低一个密度级的缓冲溶液内浸润将盛有煤样的网底筒在最低一个密度级的缓冲溶液内浸润下下，然后滤尽溶液，再放入浮沉用的最低密度级的重液桶下下，然后滤尽溶液，再放入浮沉用的最低密度级的重液桶中，使其分层。中，使其分层。小心地用漏勺按一定方向捞取浮物。捞取深度不得超过小心地用漏勺按一定方向捞取浮物。捞取深度不得超过100mm，