第三章煤的工艺性质.ppt

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1、3 3 煤煤的的工艺性质工艺性质教学时数：教学时数：4本章教学具体要求：本章教学具体要求：1了解煤的工艺性质对没利用的影响；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；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掌握煤的黏结性、结焦性及发热量的测定方法。方法。教学重点：煤的黏结性、结焦性及发热量的测教学重点：煤的黏结性、结焦性及发热量的测定方法。定方法。3.13.1煤的黏结性与结焦性煤的黏结性与结焦性3.1.1 3.1.1 煤的黏结性与结焦性的概念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煤的黏结性是指烟煤在干馏时黏结其本身或

2、外加惰性物的能力。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度和强度焦碳的能力。3.1.2煤的黏结性与结焦性的煤的黏结性与结焦性的 主要测定方法主要测定方法（1 1）坩埚膨胀系数）坩埚膨胀系数 （2 2）罗加指数）罗加指数 测定方法：将粒度小于测定方法：将粒度小于0.2mm0.2mm的的1g1g煤样和煤样和5g5g粒度为粒度为0.3-0.4mm0.3-0.4mm的标准煤，放入罗加坩埚内充的标准煤，放入罗加坩埚内充分混匀后铺平，放上钢质压块，置于负荷为分混匀后铺

3、平，放上钢质压块，置于负荷为6kg6kg的质量下压的质量下压30s30s后，将坩埚连同压块放入到已加后，将坩埚连同压块放入到已加热到热到850 850 内的马沸炉中灼烧内的马沸炉中灼烧15min15min，冷却后称，冷却后称得原焦块为得原焦块为m m，然后将，然后将1mm1mm圆孔筛上物称重得圆孔筛上物称重得m m1 1 后装入罗加鼓后装入罗加鼓中，以中，以50r/min50r/min的的转速转转速转5min5min，再，再用用1mm1mm圆孔筛筛分，筛上物称重后又重复进行转圆孔筛筛分，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。鼓试验，如此进行三次转鼓实验。m-m-焦质量；焦质量；

4、m m1 1-第一次转鼓试验前筛上焦碳质量第一次转鼓试验前筛上焦碳质量 m m1 1、m m2 2、m m3 3-第一、二、三次转鼓后大于第一、二、三次转鼓后大于1mm1mm的焦块的焦块质量质量（3 3）黏结指数）黏结指数（4 4）基氏流动度）基氏流动度（5 5）胶质层指数）胶质层指数（6 6）奥亚膨胀度）奥亚膨胀度 将粉碎到将粉碎到0.15mm0.15mm以下的空气干燥煤样以下的空气干燥煤样10g10g与与1mL1mL水迅速混合，在钢模中按规定的水迅速混合，在钢模中按规定的方法制成方法制成60mm60mm长的煤长的煤笔，将煤笔放在膨胀笔，将煤笔放在膨胀管中并放入温度为管中并放入温度为330

5、330 的电炉中。在炉的电炉中。在炉温达到温达到360 360 以后，应非常平稳地以以后，应非常平稳地以3 3/min/min的速度升温，同时记录其体积变化。的速度升温，同时记录其体积变化。（7 7）葛金焦型）葛金焦型 测定方法：把测定方法：把20g20g小于小于0.2mm0.2mm的煤样放的煤样放入特制的水平干馏管中，从入特制的水平干馏管中，从325 325 起以起以5/min5/min升温速度加热、直至升温速度加热、直至600 600，并，并在此温度下保持在此温度下保持1h1h。在实验过程中收集焦。在实验过程中收集焦油、热解水、氨和煤气，并求出它们的产油、热解水、氨和煤气，并求出它们的产率

6、。计算出干馏管中的半焦产率并从半焦率。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。的黏结情况来判断煤的结焦性。3.23.2煤的可选性煤的可选性3.2.1 3.2.1 煤的可选性曲线煤的可选性曲线 浮沉试验的主要方法是：从各筛级中分别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（缩分出一定量的煤样，分别在密度（kg/Lkg/L）为）为1.301.30、1.401.40、1.501.50、1.601.60、1.701.70、1.801.80和和2.002.00的七组氯化锌重液中依次进行沉浮。把所得的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

7、、烘干，然后测定其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。绘制出一组煤的可选性曲线。3.2.2可选性标准可选性标准 0.10.1含量法（含量法（MT56MT56）0.1含量/%可选性等级可选性等级10.010.0极易选极易选10.1-20.010.1-20.0易选易选20.1-30.020.1-30.0中等可选中等可选30.1-40.030.1-40.0难选难选 40.040.0极难选极难选3.3煤的铝甑低温干馏试验煤的铝甑低温干馏试验3.4 3.4 煤炭的气化工艺性质煤炭的气化工艺性质3

8、.4.1 3.4.1 煤的反应性煤的反应性 （1）定义）定义：煤的反应性又称煤的化学反应活性，：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。反应的能力。（2）测定方法）测定方法:测定煤在高温（测定煤在高温（900）下干馏）下干馏后的焦渣还原后的焦渣还原CO2的能力，以的能力，以CO2的还原率表示的还原率表示煤对二氧化碳的化学反应性。煤对二氧化碳的化学反应性。3.4.2 3.4.2 煤的机械强度煤的机械强度（1 1）定义：煤的机械强度指煤对外力作用时的抵抗能）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

9、强度、耐磨强度和抗压强度等物力，包括煤的抗碎强度、耐磨强度和抗压强度等物理性质。理性质。（2 2）测定方法：落下试验法、转鼓试验法、耐压试验）测定方法：落下试验法、转鼓试验法、耐压试验法。法。落下试验法：铁箱落下试验、落下试验法：铁箱落下试验、10 10 块落下试验块落下试验 煤的机械强度分级标准煤的机械强度分级标准级别级别 煤的机械强度煤的机械强度 25mm25mm粒度所占比例粒度所占比例%一级一级 高强度煤高强度煤 6565二级二级 中强度煤中强度煤 50-6550-65三级三级 低强度煤低强度煤 30-5030-50四级四级 特低强度煤特低强度煤 30303.4.3 3.4.3 煤的热稳

10、定性煤的热稳定性（1 1）煤的热稳定性是指块煤在高温气化）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在高温作用下保持原有粒度的能力.（2 2）测定方法：）测定方法：6-13mm6-13mm级块煤热稳定级块煤热稳定性的测定方法。性的测定方法。6-13mm6-13mm的煤样的煤样500cm500cm3 3 称量 五个五个100mL100mL 大于大于6mm6mm的坩埚的坩埚 90015 30min30min 6-3mm6-3mm 小于小于6mm6mm T TS+6S+6 占总残焦的质量百分率 TSTS3-63-6

11、 TSTS-3-3 煤的热稳定性分级煤的热稳定性分级级别级别热热稳定性稳定性T TS+6S+6/%/%一一二二三三四四好好中等中等较差较差极差极差 7070 55-7055-70 40-5540-5540403.4.4 3.4.4 煤的结渣性煤的结渣性（1 1）定义：指煤中矿物质在高温燃烧或气）定义：指煤中矿物质在高温燃烧或气化过程中，煤灰软化、熔融而结渣的性化过程中，煤灰软化、熔融而结渣的性能。能。（2 2）测定方法：将）测定方法：将3-6mm3-6mm粒度的煤样装入特制的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

12、不同的鼓风强度下使试作为气化介质，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渣称量，经过筛分后测定其中大于6mm6mm灰渣占灰渣占灰渣总量的百分数作为结渣性的指标。灰渣总量的百分数作为结渣性的指标。3.4.5 3.4.5 煤灰的熔融性和灰黏度煤灰的熔融性和灰黏度1.1.煤灰的熔融性煤灰的熔融性（1 1）煤灰的熔融性取决于煤灰的组成）煤灰的熔融性取决于煤灰的组成（2 2）煤灰熔融性对煤的利用的影响）煤灰熔融性对煤的利用的影响（3 3）煤灰熔融性的测定方法）煤灰熔融性的测定方法 变性温度变性温度DTDT软

13、化温度软化温度STST融化温度融化温度FTFT煤灰煤灰+糊精糊精三角椎体三角椎体灰灰熔点测定炉熔点测定炉灰熔点分级灰熔点分级级别级别灰灰熔点熔点ST/ST/难熔灰难熔灰分分高熔灰分高熔灰分低熔灰分低熔灰分易熔灰分易熔灰分 15001500 1250-15001250-1500 1100-12501100-1250 1100 11002.2.灰黏度灰黏度（1 1）定义：煤灰的黏度是指煤灰在高温熔融状）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。态下流动的内摩擦系数。（2 2）灰黏度的作用）灰黏度的作用3.5 3.5 煤的发热量煤的发热量3.5.1 3.5.1 煤发热量的直接测定法煤

14、发热量的直接测定法（1 1）氧弹量热法的测定原理）氧弹量热法的测定原理 将将1-1.1g 1-1.1g 煤样煤样放入不锈钢的耐压氧弹中，放入不锈钢的耐压氧弹中，用氧气瓶将氧弹充氧至用氧气瓶将氧弹充氧至2.6-2.8MPa2.6-2.8MPa。利用电流加。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，产生量的氧气中完全燃烧，产生COCO2 2 和和 H H2 2O O，灰和燃烧，灰和燃烧产物被吸收后生成产物被吸收后生成H H2 2SOSO4 4和和HNOHNO3 3。燃烧产生的热量。燃烧产生的热量被内套筒中的水吸收，根据水温的上

15、升并进行一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，称为弹筒发热量产生的热烈，称为弹筒发热量Q Q b,adb,ad(2)(2)煤的恒容高位发热量和低位发热量煤的恒容高位发热量和低位发热量A A 煤的恒容高位发热量煤的恒容高位发热量 Q Qgr,v,adgr,v,ad-空气干燥基基恒容高位发热量，空气干燥基基恒容高位发热量，J/gJ/gQ Q b,adb,ad-空气干燥基弹筒发热量，空气干燥基弹筒发热量，J/gJ/gS S b,adb,ad-由弹筒洗液测得的煤的空气干燥基硫由弹筒洗液测得的煤的空气干

16、燥基硫含量，含量，%95-95-煤中每煤中每1%1%的硫的校正值的硫的校正值a-a-硝酸生成热校正系数硝酸生成热校正系数B B 煤的恒容低位发热量煤的恒容低位发热量Q Q net,v,arnet,v,ar-收到基恒容低位发热量，收到基恒容低位发热量，J/gJ/g；Q Q gr,v,adgr,v,ad-空气干燥基恒容高位发热量，空气干燥基恒容高位发热量，J/gJ/gH Hadad-空气干燥基氢含量，空气干燥基氢含量，%M M t,art,ar-收到基全水分，收到基全水分，%M Madad-空气干燥基水分，空气干燥基水分，%C C 煤的恒压低位发热量煤的恒压低位发热量Q Q net,p,arnet

17、,p,ar-收到基恒压低位发热量，收到基恒压低位发热量，J/gJ/g；Q Q gr,v,adgr,v,ad-收到基恒容低位发热量，收到基恒容低位发热量，J/gJ/g；H Hadad-空气干燥基氢含量，空气干燥基氢含量，%O Oadad-空气干燥基氧含量，空气干燥基氧含量，%M M t,art,ar-收到基全水分，收到基全水分，%M Madad-空气干燥基水分，空气干燥基水分，%3.5.2 3.5.2 发热量的计算法发热量的计算法（1 1）利用煤的工业分析数据计算煤的发热量）利用煤的工业分析数据计算煤的发热量A A 烟煤烟煤B B 无烟煤无烟煤C C 褐煤褐煤（2 2）利用元素分析数据计算煤的发热）利用元素分析数据计算煤的发热量量3.5.3 3.5.3 煤的发热量与煤质的关系煤的发热量与煤质的关系(1)(1)煤的成因类型煤的成因类型（2 2）煤化度）煤化度褐煤褐煤 焦煤：煤的发热量焦煤：煤的发热量焦煤焦煤 无烟煤：煤的发热量无烟煤：煤的发热量（3 3）挥发分）挥发分