煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件

1、煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件 一、煤氧化的程度 煤的氧化是在一定條件下，氧化劑氧化了煤分子，使結(jié)構(gòu)從復(fù)雜到簡單的轉(zhuǎn)化過程。氧化的溫度越高、氧化劑越強(qiáng)、氧化的時間越長，氧化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)就越簡單，從結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腐植酸到較簡單的苯羧酸，直至最后被完全氧化為二氧化碳和水。第一節(jié) 煤的氧化oxidation of coal 第一節(jié) 煤的氧化oxidation of 一、煤氧化的程度 常用的氧化劑為：高錳酸鉀、重鉻酸鈉、雙氧水、空氣、純氧、硝酸等。一般將煤的氧化分為五級，即表面氧化、輕度氧化、中度氧化、深度氧化和完全氧化，見下表。 煤的氧化程度劃分氧化程度主要氧化條件主要氧化產(chǎn)

2、物煤的表面氧化從常溫到100左右，空氣或氧氣氧化表面碳氧絡(luò)合物煤的輕度氧化100300 被空氣或氧氣氧化；100 200在堿溶液中被空氣或氧氣氧化；80 100被硝酸氧化溶于堿的高分子有機(jī)酸(再生腐植酸)煤的氧化程度劃分氧化程度主要氧化條件主要氧化產(chǎn)物煤的表面氧化煤的氧化程度劃分氧化程度主要氧化條件主要氧化產(chǎn)物煤的中度氧化200 300在堿溶液中，用空氣或氧氣加壓氧化；堿性介質(zhì)中，用KMnO4或H2O2氧化溶于水的復(fù)雜有機(jī)酸(次有機(jī)酸)煤的深度氧化條件與III相同，但增加氧化劑用量，延長反應(yīng)時間可溶于水的苯羧酸煤的完全氧化完全氧化（氧氣或空氣中燃燒）CO2和H2O煤的氧化程度劃分氧化程度主要氧

3、化條件主要氧化產(chǎn)物煤的中度氧化一、煤氧化的程度1、煤的表面氧化氧化條件較弱，一般是在100以下的空氣中進(jìn)行，氧化反應(yīng)發(fā)生在煤的內(nèi)外表面，主要形成表面氧絡(luò)合物。這種絡(luò)合物不穩(wěn)定，易分解為CO、CO2和H2O等。煤的表面氧化雖然氧化程度不深，但卻使煤的性質(zhì)發(fā)生較大的變化，如熱值降低、粘結(jié)性下降甚至消失、機(jī)械強(qiáng)度降低等，對煤的工藝應(yīng)用有較大的不利影響。一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度oxidation degree2、煤的輕度氧化氧化條件有所增強(qiáng)，一般是在100300的空氣或氧氣中氧化、100200的堿溶液中用空氣或氧氣氧化或在80100的硝酸溶液中氧化。氧化的產(chǎn)物主要是可溶于堿液的高分子有機(jī)酸，稱

4、為再生腐植酸。腐植酸大分子的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán)，環(huán)上連有羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團(tuán)。一、煤氧化的程度oxidation degree一、煤氧化的程度oxidation degree3、煤的中度氧化和深度氧化在200300的堿性溶液中，用空氣或氧氣加壓氧化；或在堿性介質(zhì)中用高錳酸鉀或雙氧水氧化。產(chǎn)物是可溶于水的復(fù)雜有機(jī)酸，如果增加氧化劑用量或延長氧化時間，生成的產(chǎn)物可以繼續(xù)氧化為分子更小的苯羧酸甚至氧化為二氧化碳和水。利用煤的中度氧化或深度氧化可以制備芳香羧酸。一、煤氧化的程度oxidation degree一、煤氧化的程度oxidation degree4、煤的完全氧化煤的完全氧

5、化是指煤在高溫空氣中的燃燒過程，生成二氧化碳和水，并放出大量的熱能。煤炭作為能源主要是以這種方式加以利用的。一、煤氧化的程度oxidation degree二、煤的風(fēng)化 weathering1、煤風(fēng)化的概念 煤的風(fēng)化是指離地表較近的煤層，經(jīng)受風(fēng)、雪、雨、露、冰凍、日光和空氣中氧等的長時間作用，使煤的性質(zhì)發(fā)生一系列不利變化，如發(fā)熱量下降、灰分增加、粘結(jié)性消失、強(qiáng)度塊度下降等，這種現(xiàn)象稱為煤的風(fēng)化。 被開采出來存放在地面上的煤，經(jīng)長時間與空氣作用，也會發(fā)生緩慢的氧化作用，使煤質(zhì)發(fā)生變化，這一過程也稱為風(fēng)化作用。 煤風(fēng)化的本質(zhì)是煤的氧化作用過程。二、煤的風(fēng)化 weathering1、煤風(fēng)化的概念2、

6、煤風(fēng)化后的變化 化學(xué)組成的變化：碳元素和氫元素含量下降，氧含量增加，腐植酸含量增加； 物理性質(zhì)的變化：光澤暗淡，機(jī)械強(qiáng)度下降、硬度下降，疏松易碎，表面積增加； 工藝性質(zhì)的變化：干餾時的焦油產(chǎn)率下降、發(fā)熱量降低，粘結(jié)性煤的粘結(jié)性下降甚至消失，對水的潤濕性增大使煤的可浮性變差，精煤脫水困難。 二、煤的風(fēng)化 2、煤風(fēng)化后的變化二、煤的風(fēng)化 1、煤自燃發(fā)生的原因 煤風(fēng)化過程的實質(zhì)是煤的氧化過程，也就是一個放熱過程。如果煤氧化釋放的熱量不能及時散發(fā)，則會被煤吸收而使煤的溫度提高。溫度的提高又促使了煤更加劇烈的氧化，放出的熱量就更多。當(dāng)溫度達(dá)到煤的著火點(diǎn)時就會發(fā)火燃燒，這一過程稱為煤的自燃。自燃是煤貯存s

7、torage of coal過程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象。三、煤的自燃 self-ignite/spontaneous combustion1、煤自燃發(fā)生的原因三、煤的自燃 self-ignite/s煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件 2、防止自燃的措施 防止煤自燃的措施是隔離空氣或增強(qiáng)通風(fēng)，不使熱量積聚。 具體措施是壓實煤堆且煤堆高度不超過1m。三、煤的自燃 self-ignite/spontaneous combustion 2、防止自燃的措施三、煤的自燃 self-ignite/s第二節(jié) 煤的加氫hydrogenation一、煤加氫的概念 在一定條件下，通過化學(xué)反應(yīng)在煤的有機(jī)質(zhì)分子上增加氫元素的比例，

8、以改變煤的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 煤加氫分輕度加氫 和深度加氫兩種。輕度加氫幾乎不破壞煤的大分子結(jié)構(gòu)，而深度加氫則會對煤的大分子結(jié)構(gòu)徹底破壞，形成小分子化合物。第二節(jié) 煤的加氫hydrogenation一、煤加氫的概念二、煤加氫的主要目的：制備液體燃料煤與烴類的元素組成典型數(shù)據(jù)見表。通過對煤加氫，可以破壞煤的大分子結(jié)構(gòu)，生成分子量小、H/C原子比大、結(jié)構(gòu)簡單的烴，從而將煤轉(zhuǎn)化為液體油。煤變油工廠二、煤加氫的主要目的：煤變油工廠第三節(jié) 煤的磺化一、煤的磺化 煤的磺化是煤與濃硫酸或發(fā)煙硫酸作用發(fā)生的反應(yīng)，生成磺化煤的過程。 RH + HOSO3H R-SO3H + H2O 上述磺化產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、過篩

9、即得氫型磺化煤，與Na交換制成鈉鹽即為鈉型磺化煤。二、磺化煤的用途 磺化煤主要作為表面活性劑用于水質(zhì)軟化、 處理廢水、石油鉆井泥漿調(diào)整等。第三節(jié) 煤的磺化一、煤的磺化 煤和烴類元素組成比較 煤和烴類元素組成比較元素?zé)o煙煤中揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙煤褐煤煤瀝青甲苯粗石油汽油甲烷C93.788.480.372.787.491.383.88675H2.45.05.54.26.58.711.11425O2.44.111.121.33.5N0.91.71.91.22.20.2S0.60.81.20.60.371.0H/C0.310.680.820.860.91.141.761.944粘結(jié)性粘結(jié)性 煤和烴類元

10、素組成比較 煤和烴類元素組成比較元素?zé)o煙煤中揮發(fā) 第五節(jié) 煤的工藝性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件 內(nèi)容： 1. 煤的發(fā)熱量2. 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)3. 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 內(nèi)容：煤的工藝性質(zhì)的概念 是指煤在一定的加工利用過程中所呈現(xiàn)出的性質(zhì)，如發(fā)熱量、粘結(jié)性等。研究煤的工藝性質(zhì)的重要意義 煤的主要工藝性質(zhì) 煤加工粒度組成、密度組成、可選性等 煤作為燃料發(fā)熱量、灰熔融性、可磨性等 煤作為原料粘結(jié)性、結(jié)焦性、腐植酸產(chǎn)率, 工藝性質(zhì)概述煤的工藝性質(zhì)的概念 是指煤在一定的加工利用第一節(jié) 煤的發(fā)熱量一、煤的發(fā)熱量的定義 單位重量的煤完全燃燒后釋放出的熱量，單位：kJ/g或MJ/kg。二、煤的

11、發(fā)熱量的測定原理 （1） 稱量1g煤樣置于氧彈中，并將氧彈充入純氧2.63.0MPa，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）測定內(nèi)桶水溫，校正熱損失，即可計算彈筒發(fā)熱量，用Qb, ad表示。測定裝置示意圖。第一節(jié) 煤的發(fā)熱量一、煤的發(fā)熱量的定義第一節(jié) 煤的發(fā)熱量三、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：溫度、氣氛、壓力、恒容、恒壓（2）燃燒結(jié)果的區(qū)別：反應(yīng)、產(chǎn)物（3）對發(fā)熱量的影響：四、發(fā)熱量的校正 （1）彈筒發(fā)熱量：彈筒直接測得的發(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)熱量扣除水蒸汽冷

12、凝熱。第一節(jié) 煤的發(fā)熱量三、煤在氧彈中燃燒與在大氣中燃燒的第一節(jié) 煤的發(fā)熱量五、對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，簡稱高位發(fā)熱量，用符號Qgr, v, ad表示：式中：Sb, ad由彈筒洗液測得的硫含量，滿足下列條件之一時，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)。試驗證明，與Qb, ad 有關(guān)，取值如下： Qb, ad 16.7kJ/g時，=0.0010 16.7kJ/g 25.10 kJ/g時，=0.0016第一節(jié) 煤的發(fā)熱量五、對N、S特殊熱效應(yīng)的校正恒第一節(jié) 煤的發(fā)熱量六

13、、對水不同狀態(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，簡稱低位發(fā)熱量，用符號Qnet, v, ad表示，計算公式如下：Qnet, v, ad = Qgr, v, ad206Had23Mad 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，%；2060.01g氫生成的水的汽化熱，J；230.01g吸附水的汽化熱，J。第一節(jié) 煤的發(fā)熱量六、對水不同狀態(tài)熱效應(yīng)的校正恒第一節(jié) 煤的發(fā)熱量七、恒濕無灰基高位發(fā)熱量 恒濕無灰基是指煤樣含有最高內(nèi)在水分但不含灰分的一種假想狀態(tài)，這時煤樣中只含

14、有可燃質(zhì)和最高內(nèi)在水分。煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量不能直接測定，需用空氣干燥基的高位發(fā)熱量進(jìn)行換算，公式如下：式中： Qgr, maf 恒濕無灰基高位發(fā)熱量，kJ/g； MHC煤樣的最高內(nèi)在水分，%。第一節(jié) 煤的發(fā)熱量七、恒濕無灰基高位發(fā)熱量式中： 第一節(jié) 煤的發(fā)熱量八、發(fā)熱量基準(zhǔn)換算發(fā)熱量基準(zhǔn)換算的目的換算公式（1）彈筒發(fā)熱量和高位發(fā)熱量的基準(zhǔn)換算公式第一節(jié) 煤的發(fā)熱量八、發(fā)熱量基準(zhǔn)換算第一節(jié) 煤的發(fā)熱量八、發(fā)熱量基準(zhǔn)換算換算公式（2）低位發(fā)熱量的基準(zhǔn)換算公式 第一節(jié) 煤的發(fā)熱量八、發(fā)熱量基準(zhǔn)換算第一節(jié) 煤的發(fā)熱量第一節(jié) 煤的發(fā)熱量成因類型的影響 ：腐泥煤、殘植煤 和腐植煤 煤巖組成的影響 ：

15、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 第一節(jié) 煤的發(fā)熱量九、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)，許多因素對煤的發(fā)熱量有不同程度的影響。 成因類型的影響 ：腐泥煤、殘植煤 和腐植煤 煤巖組成的影響 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)一 、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)的過程，稱為煤的熱解(pyrolysis)、干餾或炭化(carbonization)。熱解分類 按熱解終溫 低溫干餾(500-60

16、0)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)煉焦第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)一 、煤的熱解第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過程主要的反應(yīng)類型 煤的熱解中的裂解反應(yīng) 一次熱解產(chǎn)物的二次熱解反應(yīng) 煤熱解中的縮聚反應(yīng) 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過程主要的反第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過程主要的反應(yīng)類型 煤的熱解中的裂解反應(yīng)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：CH4C2H6等；含氧官能團(tuán)的裂解，含氧官能團(tuán)的熱穩(wěn)定性順序為： OH C=O COOH OCH3。 煤中低分子化合物的

17、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。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過程主要的反第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過程主要的反應(yīng)類型一次熱解產(chǎn)物的二次熱解反應(yīng) C2H6 C2H4H2 裂解反應(yīng)，如 脫氫反應(yīng) ，如 加氫反應(yīng) ，如 縮合反應(yīng) ，如第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過程主要的反第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)二 、煤熱解過程主要的反應(yīng)類型煤熱解中的縮聚反應(yīng) 膠質(zhì)體固化過程的縮聚反應(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。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)

18、二 、煤熱解過程主要的反第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程（1）干燥脫吸階段（室溫300）（2）膠質(zhì)體的生成和固化階段（300550） （3）半焦轉(zhuǎn)化為焦炭的階段第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程（1）干燥脫吸階段（室溫300） 120：煤炭脫水、干燥 120200：解吸，脫除吸附的CH4、CO、CO2等氣體。 300：低變質(zhì)程度的煤開始熱解，生成CO2、CO等，生成放出熱解水和微量的焦油。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程（2）膠質(zhì)體的

19、生成和固化階段（300550） 300480：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。 450550(600)膠質(zhì)體固化成為半焦：膠質(zhì)體分解加速，開始縮聚，生成分子量很大的物質(zhì)，膠質(zhì)體固化為半焦。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程（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。550750，半焦分解析出大量的氣體，主要是H2和少量的CH4，成

20、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。 7501000，半焦進(jìn)一步分解，繼續(xù)析出少量氣體，主要是H2，同時半焦發(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。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)三、粘結(jié)性煙煤熱解過程第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)四、非粘結(jié)性煤熱解過程 煤化程度低的非粘結(jié)性煤如褐煤、長焰煤等，其熱解過程與煙煤大體類似，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，只是在熱解過程中沒有膠質(zhì)體生成，不會產(chǎn)生熔融、膨脹等現(xiàn)象，熱解前后煤粒仍然呈分離狀態(tài)，不會粘結(jié)成塊。煤化程度高的非粘結(jié)性煤，如貧煤

21、、無煙煤，其熱解過程較為簡單，以裂解為主，釋放出少量的熱解氣體，其中熱值高的烴類如甲烷含量較低，氫含量則較高，煤氣熱值相對較低。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)四、非粘結(jié)性煤熱解過程第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)五、煤熱解產(chǎn)生膠質(zhì)體的性質(zhì) 膠質(zhì)體的概念膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性（溫度間隔 ）膠質(zhì)體的透氣性膠質(zhì)體的流動性膠質(zhì)體的膨脹性第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)五、煤熱解產(chǎn)生膠質(zhì)體的性第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（一）粘結(jié)性和結(jié)焦性的概念定義：煤的粘結(jié)性是指煙煤在干餾時產(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

22、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)性是評價煙煤能否用于煉焦的主要依據(jù)，也是評價低溫干餾、氣化、或動力用煤的重要依據(jù)。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（二）羅加指數(shù)R.I. 測定：稱取1g煤樣與5g標(biāo)準(zhǔn)無煙煤放入特制坩堝內(nèi)攪拌均勻并鋪平，放上鋼質(zhì)砝碼，在6kg負(fù)荷下壓實30秒，加蓋，連同砝碼一起放入已預(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)

23、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。 計算：羅加指數(shù)RI用下式進(jìn)行計算：第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（二）羅加指數(shù)R.I. 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)備簡單快速、所需試驗煤樣少、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

24、結(jié)性測值偏高，對強(qiáng)粘結(jié)性煤區(qū)分能力差，對弱粘結(jié)性煤的重現(xiàn)性差，不同的標(biāo)準(zhǔn)無煙煤導(dǎo)致測定結(jié)果的不一致，使得各國間的測值不具可比性。適用性：中等粘結(jié)性的煤第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法六、煤粘結(jié)性的評定方法（三）粘結(jié)指數(shù)GR.I. 1、來歷：針對羅加指數(shù)的缺點(diǎn)改進(jìn)而來的。 2、測定要點(diǎn)：原理和儀器與羅加指數(shù)法完全相同。標(biāo)準(zhǔn)無煙煤、配比、測定步驟等有不少變化和改進(jìn)。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（三）粘結(jié)指數(shù)GR.I. 3、改進(jìn)點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：（1）將標(biāo)準(zhǔn)無煙煤的粒度降為0.10.2mm，一方面與試驗煤樣粒度接

25、近，可防止發(fā)生煤樣粒度偏析，影響測定結(jié)果，另一方面，降低無煙煤粒度，可增加其吸納膠質(zhì)體的能力，有利于提高對強(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)性煤的測定準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性；（3）轉(zhuǎn)鼓試驗由3次改為2次，提高了測定效率。結(jié)果計算公式：第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（四）膠質(zhì)層指數(shù)Y 1、測定要點(diǎn)是：將煤樣裝入特制的煤杯中，并在上面加一可移動壓盤，壓盤通過杠桿和重錘相連，使壓盤對煤樣產(chǎn)生0.1MPa的壓力。然

26、后模擬煤樣在焦?fàn)t中的受熱過程，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，煤開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，膠質(zhì)體開始固化形成半焦。這樣，煤杯中的煤樣就逐層軟化、熔融再固化。在試驗過程中要用特制的探針定時測量膠質(zhì)層的厚度，以膠質(zhì)層最大厚度作為Y值。 第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（四）膠質(zhì)層指

27、數(shù)Y 2、膠質(zhì)層指數(shù)測定得到的體積曲線。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件煤的化學(xué)性質(zhì)工藝性質(zhì)分析課件 優(yōu)點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是Y值具有可加性。 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）測定過程的規(guī)范性強(qiáng)，影響測定結(jié)果的因素多；（3）測定時所需煤樣量大； （4）對弱粘煤(Y7 mm)和膠質(zhì)體流動性大的煤(Y25 mm)測定的精度差、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，第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（四）膠質(zhì)層指數(shù)Y 3、膠質(zhì)層指數(shù)之優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是Y值具有可加性。 缺點(diǎn)：（1）膠質(zhì)

28、層厚 測定要點(diǎn)：將煤樣按規(guī)定方法制成形狀和大小類似于粉筆的煤筆，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的位移曲線。測量并計算位移的最大距離占煤筆原始長度的百分?jǐn)?shù)，作為煤樣的膨脹度，即奧亞膨脹度指標(biāo)（b） 。第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（五）奧亞膨脹度b 測定要點(diǎn)：將煤樣按規(guī)定方法制成形狀和大小類似于粉筆的煤筆第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（五）奧亞膨脹度b儀器第二節(jié) 煤的熱解和

29、粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（五）奧亞膨脹度b 儀器第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（五）奧亞膨脹度b 膨脹管第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（五）奧亞膨脹度b 體積曲線第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法（五）奧亞膨脹度b 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：奧亞膨脹度對中、強(qiáng)粘結(jié)性煤的區(qū)分能力強(qiáng)，對強(qiáng)粘結(jié)性煤，區(qū)分能力好于Y值，測定時人為誤差小，

30、結(jié)果重現(xiàn)性好。 缺點(diǎn)：對弱粘結(jié)性煤區(qū)分能力差，以及實驗儀器加工精度要求高，規(guī)范性太強(qiáng)。 適用性：強(qiáng)粘結(jié)性煤第二節(jié) 煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì)六、煤粘結(jié)性的評定方法 第三節(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)，結(jié)渣性和灰粘度）、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。 一、概述第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 與煤炭氣第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 煤的機(jī)械強(qiáng)度的意義測定要點(diǎn)：煤的機(jī)械強(qiáng)度測定方法是取粒度為60100mm的煤塊25kg，放在帶有活動底板的鐵箱中。在地面上放

31、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，然后打開活門使煤塊跌落到鋼板上。用2525的篩子過篩，然后將篩上物重新按上法作跌落試驗并篩分，再將篩上物依上法跌落并篩分。將大于25mm的塊煤稱重，計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。二、煤的機(jī)械強(qiáng)度 第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 煤的機(jī)械強(qiáng)度的意義二1、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。 2、測定要點(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。比較簡便準(zhǔn)確的方法是CO2還原率（分解率）。CO2還原率測定方法要點(diǎn)是：

32、先將煤進(jìn)行干餾，取一定粒級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)公式計算出CO2還原率。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 三、煤的反應(yīng)性 1、煤的反應(yīng)性的定義：是指在一定溫度條件下，煤炭與不同氣體介第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 三、煤的反應(yīng)性 3、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，由于它們對反應(yīng)過程有催化作用，使煤的反應(yīng)性就高。 煤炭反應(yīng)性與煤化程度關(guān)系第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì) 三、煤的反應(yīng)性 3、煤四、煤灰成分4.1 煤灰中的元素 煤灰

33、中的元素有幾十種，地球上所有天然存在的元素幾乎在煤灰中均可發(fā)現(xiàn)，但常見的只有硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈦、鉀、鈉、硫、磷等，在一般的灰成分測定中也只分析這幾種。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)四、煤灰成分第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)4.2 煤灰成分的表示方法 煤灰化學(xué)組成十分復(fù)雜，很難測定其中的化合物，一般用主要元素的氧化物形式表示，如SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、SO3、P2O5。其中，最主要的是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3幾種?；曳种懈鞒煞值暮咳Q于原始的礦物組成。 第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)4.2 煤灰成分的表示方

34、法第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性五、煤灰熔融性 煤灰熔融性是指煤灰在高溫條件下軟化、熔融、流動時的溫度特性。通常，煤灰熔融性采用角錐法進(jìn)行測定，即將煤灰制成三棱錐形狀的灰錐，放入高溫爐，在一定氣氛下加熱，觀察在加熱過程中灰錐的變形情況，依此確定煤灰熔融性。如下圖所示。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)五、煤灰熔融性第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)測定煤灰熔融性的儀器第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)測定煤灰熔融性的儀器第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)5.1 煤灰熔融性的表示： 變形溫度(Deformation temperature, DT)煤灰錐體尖端開始彎曲或變圓時的溫度。 軟化溫度(Soft

35、ening temperature, ST)煤灰錐體彎曲至錐尖觸及底板變成球形或半球形時的溫度。 半球溫度(Half ball temperature, HT)試樣形變至近似半球形，即高等于底長的一半時的溫度。 流動溫度(Flow temperature, FT)煤灰錐體完全熔化展開成高度小于1.5 mm薄層時的溫度。 一般以煤灰軟化的溫度ST作為衡量煤灰熔融性的主要指標(biāo)，即灰熔點(diǎn)。第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝性質(zhì)5.1 煤灰熔融性的表示：第三節(jié) 煤炭氣化與燃燒的工藝5.2 影響煤灰熔融性的因素5、煤灰熔融性灰分化學(xué)組成灰渣部位氣氛煤灰熔融性主要取決于煤灰成分的組成比例，灰成分中SiO2和Al2O3含量高，灰熔點(diǎn)也高。而CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O等堿性成分高則灰熔點(diǎn)就低。 氧化、弱還原和強(qiáng)還原氣氛下，F(xiàn)e元素分別以Fe2O3、FeO和Fe的形式存在，其熔點(diǎn)