煤化學第五章(四)

第四節(jié)煤的其它工藝性質(zhì)煤的反應性煤的結(jié)渣性煤的燃點煤的可選性一、煤的反應性

1.定義煤的反應性又稱煤的化學活性，是指在一定溫度下煤與不同氣體介質(zhì)（如CO2、H2O蒸汽、O2等）相互作用的反應能力。

2.測定要點煤樣→干餾→殘焦破碎→反應管→加熱→通入CO2→升溫→并每隔50℃取反應系統(tǒng)中的氣體分析一次→記錄結(jié)果→1100℃為止。3.CO2還原率按下式計算：

——CO2還原率，%；

a

——鋼瓶二氧化碳中雜質(zhì)氣體含量，%；CO2——反應后氣體中二氧化碳含量，%。4.煤的反應性曲線

煤對CO2的還原率隨反應溫度的升高而加強。煤對CO2的還原率越高，表示煤的反應性越強。各種煤的反應性隨變質(zhì)程度的加深而減弱。

圖5-17煤的反應性曲線二、煤的結(jié)渣性1.煤的結(jié)渣性的概念煤的結(jié)渣性表示煤在氣化和燃燒過程中結(jié)渣的難易程度。2.煤的結(jié)渣性測定要點煤→熱結(jié)渣性測定儀→空氣→氣化（或燃燒）→燃盡→稱重→過篩→粒度大于6mm的灰渣質(zhì)量占總灰渣質(zhì)量的百分數(shù)作為煤的結(jié)渣率。

3.煤的結(jié)渣率的計算

——結(jié)渣率，%；——粒度大于6mm的灰渣質(zhì)量，g；——灰渣總質(zhì)量，g。三、煤的燃點1.定義煤的燃點是將煤加熱到開始燃燒時的溫度，叫做煤的燃點（也稱著火點，臨界溫度或發(fā)火溫度）。2.測定要點煤樣→與亞硝酸鈉混合→燃點測定儀→加熱→爆燃→加熱溫度即為煤的燃點。

3.煤的燃點與煤化程度的關(guān)系

煤的燃點隨煤化程度的增加而增高。不同煤化程度煤的燃點見表。煤種褐煤長焰煤氣煤肥煤焦煤無煙煤燃點/℃260～290290～330330～340340～350370～380～400四、煤的可選性

選煤就是使混雜在煤中的矸石、黃鐵礦以及煤矸共生的夾矸煤與精煤按照它們在物理和化學性質(zhì)上的差異進行分離的過程。煤的可選性是指通過分選改善原煤質(zhì)量的難易程度。1.原煤的粒度組成

（1）煤的粒度組成將煤樣分成各種粒度級別，然后再分別測定各粒級產(chǎn)率和質(zhì)量（如灰分、水分、發(fā)熱量等，依據(jù)試驗目的而定）。通常是用篩分試驗來測定煤的粒度組成。1.原煤的粒度組成

（2）篩分試驗將試樣由最大孔到最小孔逐級進行篩分。根據(jù)篩孔大?。?50、100、50、25.13.6.3.1.0.5mm（根據(jù)試驗需要，可取消或增加某些篩孔的篩子），將煤樣分為若干個粒度級別。如>150、150～100、100～50、50～25.25～13.6～3.3～1.1～0.5.<0.5mm九個粒度級，將這九個粒級的煤分別稱重，就可得到各粒級在總煤樣中的百分含量即為煤的粒度組成。表5-10篩分試驗報告表（樣表）生產(chǎn)煤樣編號：

試驗日期：

年___月___日篩分試驗編號：

礦務局

礦

層

工作面采樣說明：

篩分化驗總結(jié)果：化驗項目煤樣Mad/%Ad/%Vdaf/%St,d/%Qgr,d/(MJ/Kg)膠質(zhì)層/mmGR.I.XY毛煤浮煤（密度<1.4Kg/L）5.565.4819.5010.7337.7337.280.640.6225.6971篩分前煤樣總質(zhì)量：19459.5Kg，最大粒度730mm×380mm×220mm粒級/mm產(chǎn)物名稱產(chǎn)率質(zhì)量指標Qgr,d/(MJ/Kg)質(zhì)量/Kg占全樣/%篩上累計/%Mad/%Ad/%St,d/%>100手選煤2616.513.48-3.5711.411.1028.68夾矸煤102.60.53-2.8631.211.4320.87矸石162.90.84-0.8580.930.11-硫鐵礦-------小計2882.014.8514.853.3916.041.06-100～50手選煤2870.414.79-4.0813.720.7828.12夾矸煤80.60.42-3.0934.470.9519.67矸石348.71.80-0.9280.810.13-硫鐵礦-------小計3299.717.0031.843.7221.320.72-粒級/mm產(chǎn)物名稱產(chǎn)率質(zhì)量指標Qgr,d/(MJ/Kg)質(zhì)量/Kg占全樣/%篩上累計/%Mad/%Ad/%St,d/%>50合計6181.731.8431.843.5718.860.88-50～25煤2467.112.7144.553.7324.080.5423.7825～13煤3556.718.3262.882.5622.420.6124.1313～6煤2624.213.5276.392.4023.850.5523.486～3煤2399.412.3688.754.0419.510.7424.803～0.5煤1320.56.8095.562.9416.740.7426.890.5～0煤862.64.44100.002.9817.820.8925.4550～0合計13230.568.163.0821.620.64毛煤總計19412.2100.003.2420.740.72原煤總計（除去大于50mm級矸石和硫鐵礦）18900.697.373.3019.110.74圖5-18粒度特性曲線2.繪制原煤粒度特性曲線圖

原煤的粒度特性曲線如圖5-18所示，它是由表5-10中第一欄和第六欄數(shù)據(jù)繪制而成。曲線的變化趨勢可反應原煤的粒級分布情況：（1）曲線先是急速下降，在某一粒度后又趨于平緩即曲線呈凹形，表示煤中細粒度級別多；（２）曲線呈凸形，則表示粗粒度級比較多，（３）曲線接近直線形，則表示原煤中粗細粒度分布均勻。3.原煤的密度組成

原煤的密度是指煤和其所含礦物在內(nèi)的密度，其大小取決于煤中有機物的成分和煤化程度，更主要取決于煤中所含礦物密度的大小及含量的多少。原煤的密度組成是指煤中各密度級煤的質(zhì)量占原煤樣總質(zhì)量的百分比。原煤的密度組成是評定原煤可選性的主要依據(jù)，通常用浮沉試驗的方法來測定。浮沉試驗所用的煤樣是從篩分試驗后的各粒級產(chǎn)物中縮取得到而且必須是空氣干燥基。試驗時把原煤樣放在不同密度的溶液中，從最低密度逐級向最高密度進行浮沉，將煤分成若干個密度級別，并對每一個密度級別的煤進行采樣化驗，最終得出不同密度級別的產(chǎn)率和質(zhì)量特征。

（1）重液的配制

a、通常煙煤和無煙煤都采用氯化鋅的水溶液作為浮沉試驗介質(zhì)，煙煤配制成密度（Kg/L）分別為1.30，1.40，1.50，1.60，1.70，1.80，1.90，2.00八種不同密度級的重液；

b、無煙煤配制成密度（Kg/L）分別為1.60，1.80，2.00三種不同密度級的重液。

c、褐煤由于在水中易破碎，故采用苯、四氯化碳、三溴甲烷等有機混合液作為浮沉試驗介質(zhì)，分別配制成密度為（Kg/L）1.30，1.40，1.50，1.60，1.80，2.00六種不同密度級的重液。（2）試驗方法

①將配好的重液放入重液桶中，并按密度大小順序排列。②稱出煤樣的質(zhì)量，并把它放在網(wǎng)底筒內(nèi)，每次放入的煤樣厚度一般不超過100mm。用清水洗凈附在煤塊上的煤泥，濾去洗水（將各粒級沖洗的煤泥收集起來）。③將盛有煤樣的網(wǎng)底筒在最低一個密度級的緩沖溶液內(nèi)浸潤下下，然后濾盡溶液，再放入浮沉用的最低密度級的重液桶中，使其分層。④小心地用漏勺按一定方向撈取浮物。撈取深度不得超過100mm，撈取時應注意勿使沉物攪起混入浮物中。⑤把裝有沉物的網(wǎng)底桶慢慢提起，濾盡重液，再把它放入下一個密度級的重液桶中，用同樣的方法依次按密度級順序進行，直到做完該粒級煤樣為止。最后將沉物倒入盤中。在試驗中應充分回收ZnCl2溶液。（3）結(jié)果整理

①將各密度級的產(chǎn)物和煤泥分別縮制成空氣干燥基煤樣，測定其水分Mad、灰分Ad。當原煤樣全硫超過1.5%時，各密度級產(chǎn)物都應測定全硫。②將各粒級的浮沉試驗結(jié)果填入浮沉試驗報告表。如表5-12是粒度為25～13mm的煤樣在ZnCl2重液中的浮沉試驗報告表。再將各粒度級浮沉數(shù)據(jù)匯總出50～0.5mm粒級的原煤浮沉試驗結(jié)果綜合表中，如表5-13所示。表5-12浮沉試驗報告表（樣表）浮沉試驗編號：試驗日期：煤樣粒級：25～13mm全硫（St,d）/%本級占全樣產(chǎn)率：18.322%灰分（Ad）：22.42%樣重:24.965Kg密度級Kg/L質(zhì)量/Kg占本級產(chǎn)率/%占全樣產(chǎn)率/%灰分%全硫%累計浮上部分沉下部分產(chǎn)率/%灰分/%產(chǎn)率/%灰分/%12345678910<1.301.30～1.401.40～1.501.50～1.601.60～1.701.70～1.801.80～2.00>2.00合計煤泥總計1.64511.3125.2801.3700.6600.4560.6063.16524.4940.23824.7326.7246.1821.565.592.701.862.4712.92100.000.96100.001.2198.3803.9121.0140.4900.3380.4482.34518.1460.17618.3223.997.9915.9326.6134.6543.4154.4778.7322.1419.1622.116.7252.9074.4680.0582.7584.6187.08100.003.997.489.9311.0911.8612.5613.7422.14100.0093.2847.1025.5419.9517.2515.3912.9222.1423.4538.6057.7466.4771.4574.8478.73表5-1350～0.5mm粒級原煤浮沉試驗綜合表密度級Kg/L產(chǎn)率/％灰分/％累計/％分選密度±0.1Kg/L浮物沉物密度級Kg/L產(chǎn)率/％產(chǎn)率灰分產(chǎn)率灰分123456789<1.301.30～1.401.40～1.501.50～1.601.60～1.701.70～1.801.80～2.00>2.00合計煤泥總計10.6946.1520.145.172.551.622.1311.55100.001.01100.003.468.2315.5025.5034.2842.9452.9179.6420.5018.1620.4810.6956.8476.9882.1584.7086.3288.45100.003.467.339.4710.4811.1911.7912.7820.50100.0089.3143.1623.0217.8515.3013.6811.5520.5022.5437.8557.4066.6472.0475.4879.641.301.401.501.601.701.802.0056.8466.2925.317.724.172.692.13

4.煤的可選性曲線可選性曲線是根據(jù)浮沉試驗結(jié)果繪制的一組曲線,用以表示煤質(zhì)可選性?？蛇x性曲線是煤性質(zhì)的圖示，它可以定性地表達出煤的性質(zhì)，并且可以通過它確定選煤的理論工藝指標。繪制可選性曲線一般采用200mm×200mm的坐標紙，左側(cè)縱坐標從上到下表示浮物的產(chǎn)率，右側(cè)從下到上表示沉物的產(chǎn)率，下部橫坐標從左向右表示灰分，上部從右向左表示浮沉密度（見圖5-19）圖5-19煤的可選性曲線①原煤灰分分布曲線λ

由表5-13中3.4項數(shù)據(jù)繪制。其方法是：先用第四項的數(shù)據(jù)畫出平行于橫坐標的各密度級浮物累計產(chǎn)率直線，再用第三項數(shù)據(jù)畫出平行于縱坐標的各產(chǎn)物的灰分直線，每一對數(shù)據(jù)所畫兩條直線在坐標系內(nèi)相交于一點，將各點連成一條光滑的曲線，即得灰分特性曲線（λ）。它可以表示原煤灰分在各密度級中的分布情況，或初步判斷原煤的可選性。當曲線垂直部分突然轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，垂直部分所包的面積甚小，表示各累計浮物（精煤）灰分小，所以容易洗選。若灰分特性曲線接近于直線型，表示各累積浮物與沉物的灰分接近，則煤的可選性差。②浮物曲線β

由表5-13中第4.5項數(shù)據(jù)繪制，反映浮上物的累計質(zhì)量百分率與其平均灰分之間