罗加指数符号
❶ 煤炭质量指标中的符号b表示的是什么指标
角质层指数Y(mm) 粘结指数G 罗加指数R`I 奥亚膨胀度b 坩埚膨胀系数CSN 水分Mt(t为下标) 挥发分Vdaf(daf为下标), 发热量Qgr,ad(下标) 发射率 R
❷ "奇唯"牌测定粘结指数标准无烟煤独家生产的原因
"奇唯"测定粘结指数标准无烟煤独家生产的原因
1931年波兰人罗加对测定粘结力的混砂法作了改进,版用无烟煤作为权惰性添加物代替海砂 ,确定了表征烟煤粘结惰性添加物能力的罗加指数。1955年,中国引进罗加指数方法。汝箕沟矿西沟平峒两侧二1煤层下分层煤,可满足罗加指数测值的区分性、稳定性、可比性等技术要求,中国煤炭科学研究总院监制、宁夏煤业集团汝箕沟矿独家生产了罗加煤,注册了“奇唯”牌商标,主要用于测定烟煤粘结能力,确定煤炭类别、用途,指导炼焦工艺配煤。
由于该煤层罗加煤的特殊性,也奠定了唯一独家生产的原因。
❸ 煤的工艺性质
煤不仅是重要的燃料,更是冶金、化学工业的重要原料。随着国民经济的发展,煤炭综合利用的大力开展,就更需要研究煤的工艺性质,判断它是否符合各种加工工业的要求,选择最合理的利用途径,正确地作出工业评价。煤的工艺性质主要包括粘结性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等。
一、煤的粘结性和结焦性
煤的粘结性是指煤粒(直径小于0.2mm)在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质形成焦块的能力;煤的结焦性是指煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭(焦炭强度和块度符合冶金焦的要求)的性质。煤的粘结性是结焦的必要条件,结焦性好的煤,粘结性也好;粘结性差的煤,其结焦性一定很差。但粘结性好的煤,其结焦性不一定好,例如气肥煤,其粘结性很强,但生成的焦炭裂纹多、强度低,故结焦性不好。煤的粘结性和结焦性是炼焦用煤的重要质量指标,也是评价低温干馏、气化或动力用煤的重要依据之一。
冶金工业需要大量优质焦炭作为燃料和还原剂。焦炭作为高炉燃料必须有一定的块度和机械强度。炼焦就是把粉碎的炼焦用煤放在密闭的炼焦炉中加热、干馏,使其形成焦炭的热加工过程。炼焦用煤必须具有粘结性,即在干馏热分解过程中能产生一定量的胶质体,使煤粒相互粘结融合而成整块焦炭。炼焦用煤也必须具备结焦性,即在煤干馏时,能产生一定块度和足够强度的焦炭。可见煤的粘结性是煤结焦所必须具备的性质,它和塑性、流动性、膨胀性等性质一样,仅是煤结焦性的一个方面。
实验室测定煤结焦性和粘结性的方法很多。在我国,煤田地质勘探中目前常用的是胶质层指数测定法,此外还有罗加指数法、粘结指数法(G)、奥亚膨胀法、葛金干馏试验、自由膨胀序数测定法、基氏塑性计法等方法。
(一)胶质层指数测定法
这种方法模拟炼焦的工业条件,测定时,把粒度小于1.5mm的精煤样100g放在钢杯中,然后从下部对煤样进行单侧加热。到一定温度后,钢杯内形成一系列的等温层面,温度由上向下递增。温度到达软化点的层面,煤软化形成胶质体层,胶质层之下温度达到胶质体固化点的层面,煤固化为半焦,胶质层之上的煤仍保持未软化状态(图6-12,图6-13)。从250℃以后,每分钟升温3℃,每隔10min测一次胶质层的上、下层面的高度,直至650℃时为止。测定过程中,起初的胶质层比较薄,以后逐渐变厚,后期又逐渐变薄,所以胶质层会出现最大厚度值。用探针定期测量煤杯中胶质层上部和下部水平面的位置,用所测数据作图,以确定胶质层最大厚度Y值(mm)、最终收缩率X值(mm)和体积变化曲线(图6-14)。其中胶质层最大厚度Y值是我国现行的煤的工业分类两项指标之一。
图6-12 胶质层煤杯中的结焦过程示意图(据杨起等,1979)
图6-13 带平衡的砣的胶质层测定仪示意图(据能源地质学,2004)
图6-14 胶质层测定曲线示意图(据杨起等,1979)
Y值随煤化程度加深做有规律的变化。图615中以镜质组的最大反射率(Romax)煤化程度,可见Y值在Romax=0.8%~1.2%范围内最大,随着煤化程度增高或降低,Y值降低。
测定胶质层的煤样应在1.4的比重液中精选,每次要作双样,该法测试的时间长,所需原煤煤样甚多(一次需200g精煤样),一些薄煤层或小口径钻进所取得的煤心煤样往往难以满足测定需要的量。胶质层指数法对中等粘结性煤的区分能力强,多数煤的Y值具可加性,利于炼焦配煤的计算。这种方法对Y值>25mm,或Y值<10mm的煤不易测准,对弱粘结性煤分辨能力差。
(二)罗加指数法
将粒度小于0.2mm的空气干燥烟煤样1g与5g标准的无烟煤样(宁夏汝箕沟无烟煤,Ad<4%,Vdaf>7%,粒度为0.3~0.4mm)均匀混合,放入坩埚内,煤样上加上压块,然后加上坩埚盖,放入(850±10)℃的马弗炉内,焦化15min后取出坩埚,冷却,称取焦渣总质量。把焦渣放在1mm圆孔筛上筛分,筛上部分称重后,放入转鼓内,进行第一次转鼓试验,以转速50转/分钟,转5min后,用1mm圆孔筛进行筛分,再称筛上部分的质量后,放入转鼓进行第二次转鼓试验,重复筛分,称重操作,共进行3次转鼓试验。按下式计算罗加指数:
煤地质学
式中:Q为焦渣总质量,g;a为第一次转鼓前大于1mm的焦渣重,g;b为第一次转鼓后大于1mm的焦渣重,g;c为第二次转鼓后大于1mm的焦渣重,g;d为第三次转鼓后大于1mm的焦渣重,g。
罗加指数表示粒度大于1mm的焦块占总质量的百分比,罗加指数越大,表示粒度大于1mm的焦块越多,煤的粘结性越好。R.I.(或以LR表示)值>45为中等至强粘结煤,R.I.=20~45为中等粘结煤;R.I.=5~20为弱粘结煤;R.I.=0~5属不粘结至微粘结煤。R.I.值与Y值的关系见图6-16。从图6-16可以看出,当y=10~15毫米时,R.I.值的变动范围相当大,在20~70之间,表明罗加指数法对中等粘结煤的鉴别能力比y值好。甚至当Y值接近于0时,R.I.也能分辨。如陕西蒲白矿区某煤层一些煤样Y为15%~18%,Y均为0,但根据R.I.值的不同可加以区分,R.I.=0,为贫煤;R.I.=15,定为瘦煤。
图6-15 Y值与煤化程度(Romax)的关系(据杨起等,1979)
图6-16 罗加指数与Y值的关系(据杨起等,1979)
罗加指数法实验用煤样很少,测定方法简便,快速,易于推广,不足之处是对粘结性强的煤区分能力不好,如Y值>25mm时,R.I.值都在80~92之间,对粘结性很弱的煤测定的重现性较差。
(三)粘结指数法
测定原理与罗加指数相同,所不同的是无烟煤的粒度改为0.1~0.2mm,分析煤样与无烟煤的配比可以改变,转鼓试验由3次改为两次。粘结指数G按下式计算:
煤地质学
式中:m为焦渣总重,g;m1为第一次转磨后>1mm的焦渣重,g;m2为第二次转磨后>1mm的焦渣重,g。
如果计算结果G<18,则将分析煤样和标准无烟煤的配比改为3∶3,再重复上述实验。G值按下式计算:
煤地质学
粘结指数适合区分弱和中粘结性煤,测试也比较简便。但对于强粘结煤区分能力欠佳,对弱粘结性煤测定时需要改变配比,比较麻烦。
(四)奥亚膨胀度试验
奥亚膨胀度试验也是国际煤分类指标之一。奥亚膨胀度b表示煤加热软化成胶质体状态时的最大膨胀率(图6-17)。b值的大小,主要和胶质体的数量、粘结度及挥发分析出速度有关。Y值与b值的关系见图6-18。从图6-18来看,当Y值>25mm时,b值的变化规律还是很明显的,如我国一些地区的一号肥煤,Y值为28mm,但所测得的b值分别在160~270之间,可见奥亚膨胀度对强粘结煤具有较好的鉴别能力。
图6-17 几种煤的奥亚膨胀度曲线(据杨起等,1979)
这几项指标各有其特点,但都存在着对某一粘结性范围的煤区分不清的缺点。此外,自由膨胀序数、葛金干馏试验法都是在严格规定的条件下把煤加热,直接观察所得焦块的性质,与标准焦型相比,确定煤的粘结性、结焦性。这两个指标在评定时易带主观性,造成人为的误差,同时只能定性地定出序号,准确性差。
图6-18 b值与Y值的关系(据《中国煤田地质学》(上册),1979)
为了拟定我国新的煤的工业分类指标,北京煤炭科学研究院煤化研究所和鞍山热能研究院等单位在改进粘结性指标方面进行了研究。新指标应该用严格的定量数据把不同粘结性的煤划分清楚。根据我国多年来引用罗加指数试验方法积累的大量资料,表明罗加指数对煤的粘结性较Y值和b值表现能力更好,如果针对罗加指数法的不足之处,加以重要的改进,可以得到较好的新指标。改进的途径是分别增加和减少测定强粘结煤和弱粘结煤时所用的标准无烟煤的表面积。
北京煤化研究所改进的主要要点是:把标准无烟煤的粒度由0.3~0.4mm改为0.1~0.2mm,接近烟煤的粒度,这样容易混合均匀,同时由于无烟煤的粒度变小,表面积大大增加,使具粘结性的煤的区别能力能反映更明显。对于弱粘结煤(测值<20),改用了3∶3配比,使无烟煤表面积相对地减少,测得的数据除以经验系数折算为1∶5配比的值。改进后的方法称为烟煤粘结指数测定法。
鞍山热能研究院改进的主要要点是:按试验煤样粘结性的强弱不同,试验时分别采用3种不同的试验煤和无烟煤的比例,1∶5,2.5∶3.5,6∶0。对于粘结性极弱的煤,试验时,除不加无烟煤外,还规定专门的转鼓试验法。为了使测试条件接近炼焦生产,把加热速度改为3℃/min。改进后的方法称为煤的粘结度试验法。
这两种改进方法,根据半焦块耐磨强度的高低和添加无烟煤的多少,分别用一定的公式和常数计算出指数,表示试验煤样的粘结性强弱。试验表明,改进的方法提高了再现性和区分能力。
20世纪60年代以来,随着钢铁工业的急剧发展,世界上很多国家都运用煤岩分析方法有效地预测和检验炼焦用煤的结焦性能。根据炼焦时各显微组分所起的作用不同,可分出:①活性组分(也称可熔性组分),包括镜质组、稳定组,它们在热解时都能形成胶质体,稳定组分形成的胶质体易挥发,粘结性比镜质组稍差;②惰性组分(也称不熔性组分),包括丝质组、半丝质组和矿物质,它们在热解时不能形成胶质体。半镜质组的粘结性介于两者之间,计算时,其含量之三分之一划入活性组分。煤中活性组分对惰性组分的比例越高,所得焦炭质量越好。不同变质阶段煤中活性组分粘结惰性组分的能力不同,以肥煤阶段(Ro=0.9%)最强。近年来,由于煤岩分析自动化的进展,西德、美国、日本等国钢铁企业已经普遍地对商品煤样进行煤岩分析。
二、煤的发热量
煤燃烧时放出大量热量。煤的发热量就是每单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量,常用cal/g或kcal/kg表示。发热量是供热用煤的一个质量指标,它是燃烧的工艺过程的热平衡、耗煤量、热效率等计算的依据。
(一)定义及单位
发热量是动力用煤的主要质量指标,煤的燃烧和气化要用发热量计算热平衡、热效率和耗煤量,它是燃烧和气化设备的设计依据之一。发热量是低煤级煤的分类指标之一,也可根据发热量判断煤级和煤的其他性质。煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧所产生的全部热量,以符号Q表示。热量的国际单位为焦耳(J),1J=1N·m(牛顿·米)。过去我国用的热量单位是卡(cal),热量的英制单位为Btu/lb(英国热制单位/磅)。这几个热量单位的关系为:
1cal≌1.8Btu≌4.1868J,1J=0.239cal,1000kcal=41868MJ
(二)发热量的测定原理将粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1g放在氧弹中燃烧,如图6-19所示。氧弹中充有2.5×106Pa压力的氧气,通电使氧弹内的金属丝点燃煤样,煤样在高压氧气中完全燃烧,燃烧产生的热量被内套筒中的水吸收,根据水上升的温度,计算出煤样产生的热量,该热量称为弹筒发热量,用符号Qb,ad表示。为防止测试时热量的散失和交换,测试时使外筒水温自动跟踪内筒水温而变化,使内外筒没有热交换,这种方法称为绝热式量热计测试法。
图6-19 使用铅垫密封的旧式氧弹(据能源地质学,2004)
(三)煤的弹筒发热量、高位发热量和低位发热量
1.弹筒发热量
弹筒发热量是指单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、硝酸、硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量,弹筒发热量也即实验室内用氧弹热量计直接测得的发热量;单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量称为恒容高位发热量,恒容高位发热量也即由弹筒发热量减去硝酸形成热以及硫酸与二氧化硫形成热之差后得到的发热量;单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量称为恒容低位发热量,低位发热量也即由高位发热量减去水(煤中原有的水和煤中氢生成的水)的气化潜热后得到的发热量。
由于煤样是在高压氧气条件下燃烧,因此产生了空气中燃烧时不能产生的化学反应。煤中的氮及氧弹空气中的氮,在弹筒高温高压作用下,生成NO2或N2O5,与水反应生成稀HNO3,该反应为放热反应。煤在空气中燃烧时,煤中的氮变成游离氮逸出,不产生这个反应;煤中的硫在空气中燃烧时,生成SO2逸去,但在弹筒高压氧气作用下,SO2与水作用生成稀H2SO4,也是放热反应。稀硝酸和稀硫酸溶于水也是放热反应。煤在空气中燃烧时,煤中的水(包括煤中氢在燃烧时生成的水),变为水蒸气逸去,这是吸热反应。但在弹筒的高压下,水不能变为水蒸气,所以不吸热。可以看出,煤在弹筒中燃烧产生的热量要高于在空气中或在工业锅炉中燃烧时实际产生的热量。因此,实际应用中要对煤的弹筒发热量进行换算。
2.煤的高位发热量(符号Qgr,ad)
用煤的弹筒发热量减去稀硝酸和稀硫酸的生成热后,便是煤的高位发热量。计算公式:
Qgr,ad=Qb,ad-(95Sb,ad+α·Qb,ad)
式中:Sb,ad为弹筒洗液中硫占空气干燥煤样的百分比,%(当煤中Sb,ad≤2%时,可用St,ad代替Sb,ad进行计算);α为硝酸生成热的校正系数,当Qb,ad≤16.7kJ/g时,α=0.0010;当16.7kJ/g<Qb,ad≤25.1kJ/g时,α=0.0012;当Qb,ad>25.1kJ/g时,α=0.0016。
3.煤的低位发热量(符号Qnet,ad)
用煤的高位发热量减去水的汽化热,便是煤的低位发热量。计算公式:
Qnet,ad=(Qgr,ad-206Had)-23Mad
式中:Had为空气干燥煤样氢含量,%;Mad为空气干燥煤样水分,%。
一般讲,煤的收到基低位发热量(Qnet,ar)最接近于煤实际燃烧时产生的发热量。计算公式:
煤地质学
式中:Mt为煤样的全水分。
4.煤的发热量计算
煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量和低位发热量3种,而且有4种基准,即收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基,所以共有12种方式可报出测试结果。但一般常用的发热量指标有5种:
1)空气干燥基弹筒发热量Qb,ad,这是测试的直接结果,需要换算。
2)空气干燥基高位发热量Qgr,ad,用于报出测试结果。
3)干燥基高位发热量Qgr,d,用于评定煤的质量,研究煤质。
4)干燥无灰基高位发热量Qgr,daf,用于评定煤中有机质的性质,可反映煤级。
5)收到基低位发热量Qnet,ar,反映煤的实际质量,是煤炭计价的依据,也用于燃煤工业锅炉的设计。
在煤炭计价时,一定要注意所用的发热量指标的基准,不然将造成经济上的损失。
煤的发热量除了直接测定外,还可以根据元素分析或工业分析的数据进行计算,供无实测发热量的用煤单位参考。煤炭科学研究院煤化学研究所所根据我国煤质资料研究结果推导了一系列发热量计算公式。
(1)利用元素分析数据,计算高位发热量的公式
低煤化程度的煤:
Qgr,daf=80Cdaf+305(310)Hdaf+22Sdaf-26Odaf-4(Adaf-10)
式中:Hdaf前面的系数对褐煤为305,对长焰煤、不粘煤为310。对Ad≤10%的煤,不计算最后一项的灰分校正值。
炼焦煤:
Qgr,daf=80Cdaf+310Hdaf+22Sdaf-25Odaf-7(Adaf-10)
(2)利用工业分析数据,计算低热值煤高位发热量的公式
高灰分(Aad=45%~90%)烟煤:
煤地质学
(四)影响煤发热量的因素
煤的发热量与煤成因类型、煤岩成分、煤化程度(煤级)、煤中矿物杂质的含量、煤的风氧化程度有关。残植煤和腐泥煤的发热量比腐植煤要高,如江西乐平鸣山的树皮残植煤Qb,daf为9060cal/g。
煤岩成分:腐植煤同一煤级中,壳质组分的发热量最高,气煤阶段达8680cal/g,镜质组次之,为7925cal/g,而惰质组仅7841cal/g。在低煤级时,惰质组的发热量可以比镜质组高,因为镜质组的碳含量低,而氧含量高,故总发热量较低。而惰质组的氧含量不太高,碳含量很高,弥补了氢含量低的不足。至中煤级烟煤时,镜质组的氧含量减少,而碳含量增加很快,氢变化不大,故发热量超过惰质组。
煤化程度:当煤以镜质组为主时,随煤级升高,煤的发热量逐渐增高,至中煤级的焦煤、瘦煤时达到高峰,以后又稍有下降(图6-20)。这与煤的元素组成变化有关。低煤级时,氧高而碳低,故Q低;中煤级时,氧低而碳高,如焦煤阶段Cdaf为87%~90%,虽不及无烟煤高,但Hdaf高达4.8%~5.5%,故Q最高;高煤级时碳虽高,但氢降低快,氢的发热量比碳高3.5倍,故Q又有所下降。煤的发热量随煤级的变化见表6-10。
图6-20 煤的挥发分产率与发热量的关系(据能源地质学,2004)
表6-10 煤发热量随煤级升高的变化
(据李增学等,2005)
煤的发热量随煤中矿物杂质含量的增加而降低。矿物杂质不发热,其含量越多,煤的发热量越低。对煤种变化不大的同一矿区而言,由矿物杂质形成的灰分与发热量往往保持十分规律的反比关系(图6-21)。煤受风氧化后,煤中的C和H变成CO2和H2O逸去,故煤的C和H含量降低,氧含量增高,煤的发热量下降。如果风氧化严重,煤变成不可燃。
图6-21 霍林河煤田露天矿区煤的灰分与发热量的关系(据杨起等,1979)
三、煤的气化指标
煤经过气化可产生做燃料用的动力煤气和供化学合成煤气。通常把煤的反应性、机械强度、热稳定性、灰熔点、灰粘度和结渣性作为气化用煤的质量指标。
(一)煤的反应性
煤的反应性,又称活性,指在一定温度条件下,煤与不同气化介质,如二氧化碳、氧、水蒸气相互作用的反应能力。反应能力强的煤,在气化和燃烧过程中,反应速度快、效率高。尤其一些高效能的新型气化工艺(如沸腾床、悬浮床气化),反应性强弱更直接影响到煤在炉中反应的情况、耗煤量、耗氧量及煤气中有效成分等。在流化燃烧新技术中,煤的反应性强弱与其反应速度也有着密切的关系。因此,反应性是一项重要的气化和燃烧的特性指标。
测定煤的反应性的方法很多。目前我国采用的方法是测定在高温下煤焦还原CO2的性能,以CO2还原率表示煤的反应性。
将CO2还原率(α,%)与相应的测定温度绘成曲线(图6-22),可见煤的反映性随温度升高而增强。各种煤的反应性随煤化程度加深而减弱。这是由于碳与CO2反应不仅在燃料的外表面进行,而且也在燃料的微细毛细管壁上进行,气孔愈多,反应表面积愈大。不同煤化程度煤及所得的煤焦的气孔率是不同的。褐煤的反应性最强,但到较高的温度(900℃以上),反应性增高缓慢。无烟煤的反应性最弱,但在较高温度时,随温度升高而显著增强。煤的灰分数量等因素对反应性也有明显的影响。
(二)煤的机械强度
煤的机械强度包括煤的抗碎、耐磨和抗压等物理机械性质及其综合性质。气化用煤和燃烧用煤多数情况下要求用粒度均匀的块煤。机械强度低的煤投入气化炉时,容易碎成小块和粉末,从而破坏了块煤粒度的均匀性,影响气化炉的正常操作,因此,要求煤有一定的机械强度。另外,设计部门可以根据煤的机械强度,正确估计块煤用量及确定使用前是否需要再行筛分。所以,煤田勘探时,应提供气化用煤或燃烧用煤的机械强度资料。
煤的机械强度测试方法有几种,应用比较普遍的落下试验法是根据煤块在运输、装卸、入炉过程中落下、互相撞击而破碎等特点拟定的,它与表示煤的抗压、耐磨等机械强度试验法有所区别。测定方法为:选取60~100mm的块煤10块,称重。然后一块一块地从2m高的地方落到厚度>15mm的金属板上。这样自由跌落3次,用25mm的方孔筛筛分,以>25mm的块煤质量占试样总质量的百分数来表示煤的机械强度,其分级标准见表6-11。
我国大多数无烟煤的机械强度好,一般为60%~92%,还有一些煤受构造破坏成片状、粒状,煤质松软,机械强度差或很差,一般为40%~20%,甚至在20%以下。
图6-22 褐煤、烟煤、无烟煤的活性曲线示意图(据杨起等,1979)
表6-11 煤的机械强度分级
(据杨起等,1979)
(三)煤的热稳定性
煤的热稳定性是指煤在高温燃烧或气化过程中保持原来粒度的性能。热稳定性好的煤,在燃烧或气化过程中能以其原来的粒度烧掉或气化而不碎成小块,或破碎较少;热稳定性差的煤在燃烧或气化过程中迅速裂成小块或煤粉,轻则增加炉内阻力和带出物,降低气化和燃烧效率,重则破坏整个气化过程,甚至造成停炉事故。因此,要求煤有足够的热稳定性。
各种工业锅炉和气化炉对煤的粒度有不同要求,因此测定煤的热稳定性的方法也有所不同。常用的是13~25mm级块煤测定法和小粒度6~13mm级块煤测定法。
13~25mm级块煤测定法是把煤样放在预热到850℃的马弗炉内热处理15min,求出各筛分级别残焦占总残焦的百分比,以各级累计百分数与筛分级别作出曲线,以大于13mm级残焦的百分数S+13作为热稳定性指标,以小于1mm级残焦的百分数S-1及热稳定性曲线作辅助指标(图6-23)。
小粒度6~13mm级块煤测定法是把煤样放在预热到850℃的马弗炉内加热90min,然后称重、筛分。将所得6~3mm,3~1mm及小于1mm的残焦占总残焦量的百分比,作为热稳定性的指标,分别以KPG,KPJ和KP1表示。指标数值愈大,表明热稳定性愈差,因此,更确切地说,这些指标是代表不稳定性的。按KPG的分级标准见表6-12。
图6-23 热稳定性曲线图(据杨起等,1979)
表6-12 煤的热稳定性分级
(据杨起等,1979)
我国大多数无烟煤的热稳定性较好。KPG均在35%以下,但在高变质无烟煤中也有少数煤的热稳定性不好或很不好(如京西大安山煤、福建天湖山大蔗沟煤),其原因尚待进一步查明。这种热稳定性不好的无烟煤,经预热处理后,其热稳定性都有显著改善。
(四)煤的结渣性
在气化中,煤灰结渣会给正常操作带来不利的影响,结渣严重时将会导致停产。由于煤灰熔点(T2)并不能完全反映煤在气化炉中的结渣情况,因此还须用煤的结渣性来判断煤在气化过程中的结渣难易程度。
煤的结渣性测定要点,是用空气为气化介质,来气化预热到800~850℃的赤热煤样,气化过程的后期温度降到100℃时即停止气化。以>6mm的灰渣占灰渣总重的百分数及其相应的最高温度作为煤样的结渣性指标。
四、煤的低温干馏焦油产率
为评价各种煤和油页岩的炼油适应性以及在低温干馏工业生产中鉴定原料煤或油页岩的性质并预测各种产品的产率,都要求进行低温干馏试验。实验室测定煤的低温干馏焦油产率一般采用“铝甑法”。收集干馏出来的焦油,计算出焦油产率,代号为T。评定煤的低温干馏焦油产率时用分析基指标Tad。低温干馏用煤的Tad一般不应小于7%。一般Tad>12%者称高油煤;Tad=7%~12%者为富油煤;Tad≤7%者为含油煤。
煤的低温干馏焦油产率与煤的成因类型有关。腐泥煤、残植煤的低温干馏焦油产率相当高,如山东兖州煤田腐泥煤的Tad为13.50%~45.53%,浙江长广煤田某矿树皮残植煤的Tad为10.70%~21.00%,大多数为高油煤。腐植煤的焦油产率与煤化程度和煤岩组成有关,褐煤和长焰煤的Tad较高,如山东黄县煤田褐煤的Tad为14%左右。当稳定组分含量较高时,焦油产率也比较高,如淮南煤田气煤中,当稳定组分为15%~26%时,Tad为12%~15%;而当稳定组分<10%时,Tad多半小于10%。
五、壳质组的荧光性
在低煤化阶段,壳质组的荧光性是较好的煤化程度指标。煤的荧光性与反射率之间具有互相消长的关系,即反射率越低,荧光性愈强,二者并非线性关系。
Otteniann(1975)曾详细地研究了孢子体荧光光谱与煤化阶段的关系(图6-24)。光谱峰随煤化程度的增高有规律地移向更长波段。泥炭阶段λmax在500nm以下,挪动范围较宽;褐煤阶段λmax大致在560~580nm之间,峰形陡峭;随煤化程度的进一步提高,光谱曲线在630nm上逐渐形成一个小突峰,它在亚烟煤阶段(相当老褐煤阶段)迅速增大,在相当长焰煤阶段640nm波长段出现了第二个峰,直到气煤阶段640nm峰取代了580nm峰,煤化程度继续增高,640nm峰继续迁移向红光谱段,到肥煤阶段λmax移到670nm以上。
图6-24 孢子体荧光光谱随煤化程度增高的变化(据邵震杰等,1993)
❹ 原煤各煤种指标是什么
煤的工业用途非常广泛,归纳起来主要是冶金、化工和动力三个方面。同时,在炼油、医药、精密铸造和航空航天工业等领域也有广阔的利用前景。各工业部门对所用的煤都有特定的质量要求和技术标准。简要介绍如下:
1.炼焦用煤
炼焦是将煤放在干馏炉中加热,随着温度的升高(最终达到1 000℃左右),煤中有机质逐渐分解,其中,挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出,成为煤气和煤焦油,残留下的不挥发性产物就是焦炭。焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石,提供热能和支撑炉料,保持炉料透气性能良好的作用。因此,炼焦用煤的质量要求,是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。国家对冶金焦用煤有专门的质量标准,见表2.2.2。
表 2.2.2冶金焦用煤质量标准 (GB397-65)见上图
2气化用煤
煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质,经过热化学处理过程,把煤转变为各种用途的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种:①固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料,制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固定碳>80%,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)≤2%,要求粒度要均匀,25~75mm,或19~50mm,或13~25mm,机械强度>65%,热稳定性S+13>60%,灰熔点(T2)>1 250℃,挥发分不高于9%,化学反应性愈强愈好。②沸腾层气化法。对原料煤的质量要求是:化学反应性要大于60%,不粘结或弱粘结,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)<2%,水分(WQ)<10%,灰熔点(T2)>1 200℃,粒度<10mm,主要使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。
3.炼油用煤
一般以褐煤、长焰煤为主,弱粘煤和气煤也可以使用,其要求取决于炼油方法。①低温干馏法,是将煤置于550℃左右的温度下进行干馏,以制取低温焦油,同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是:焦油产率(Tf)>7%,胶质层厚度<9mm,热稳定性S+13>40%,粒度6~13mm,最好为20~80mm 。②加氢液化法,是将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化成低分子液态或气态产物,进一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要为褐煤、长焰煤及气煤。要求煤的碳氢化(C/H)<16,挥发分>35%,灰分(Ag)<5%,煤岩的丝炭含量<2%。
4.燃料用煤
任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。蒸汽机车用煤要求较高,国家规定是:挥发分(Vr)≥20%,灰分(Ag)≤24%,灰熔点(T2)≥1 200℃,硫分(SgQ)长隧道及隧道群区段≤1%,低位发热量2.09312×107~2.51174×107J/kg以上。发电厂一般应尽量用灰分(Ag)>30%的劣质煤,少数大型锅炉可用灰分(Ag)20%左右的煤。为了将优质煤用于发展冶金和化学工业,近年来,我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展,不少发热量仅有8 372.5J/ kg左右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂,有的发电厂已掺烧煤矸石达30%。
煤的其他用途还很多。如,褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类肥料;从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、印刷、精密铸造、化工等部门使用;用优质无烟煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和供高炉喷吹或作铸造燃料;用煤沥青制成的碳素纤维,其抗拉强度比钢材大千倍,且重量轻、耐高温,是发展太空技术的重要材料;用煤沥青还可以制成针状焦,生产新型的电炉电极,可提高电炉炼钢的生产效率等等。总之,随着现代科学技术的不断进步,煤炭的综合利用技术也在迅速发展,煤炭的综合利用领域必将继续扩大。
❺ 煤炭中 沾帖指数或者(粘贴指数)是个什么意思
应该是粘结指数!
烟煤的粘结指数测定是将一定质量的试验煤样和专用无烟煤样(我国以宁夏汝萁沟矿生产的专用无烟煤为标准煤样),在规定的条件下混合,快速加热成焦,所得焦块在一定规格的转鼓内进行强度检验,以焦块的耐磨强度,即抗破坏力的大小来表示煤样的粘结能力。粘结指数是判别煤的粘结性、结焦性的一个关键指标。
粘结指数是我国北京煤化所参考罗加指数测定原理提出的表征烟煤粘结性的一种指标。
❻ 罗加指数是什么,怎么测定
罗加指数英文缩写为R.I.(Roga index),波兰文缩写为LR。它是波兰煤化学家B.罗加教授于1949年提出的测定专烟煤粘结性的一种属方法。我国于1955年引进该法,经过研究、改进,现已制订了国家标准GB5549-85《烟煤罗加指数测定方法》。该法是指以在规定条件下煤与标准无烟煤完全混合并碳化后所得焦炭的机械强度来表征。
罗加指数LR实质上是煤样在规定条件下炼得焦煤的耐磨强度指数,它表明煤样粘结惰性物质(无烟煤)的能力。
LR越大,煤的粘结性越强。一般而言,LR<5,煤不具粘结力;LR在5至20之间,煤粘结性很差或不具有粘结性;LR在20至45之间,煤粘结性比较差;LR在45至80之间,煤粘结性良好;LR在80至90之间,煤粘结性很强。
来自:http://ke..com/view/1605672.htm
应该是有专门的仪器来测:粘结指数测定仪(罗加指数测定仪)
❼ 煤炭质量指标中的符号b表示的是什么指标
角质层指数Y(mm)
粘结指数G
罗加指数R`I
奥亚膨胀度b
坩埚膨胀系数CSN
水分Mt(t为下标)
挥发分Vdaf(daf为下标),
发热量Qgr,ad(下标)
发射率
R
❽ 罗家指数是什么意思
罗加指数英文缩写为R.I.(Roga index),波兰文缩写为LR。它是波兰煤化学家B.罗加教授于1949年提出的测定烟煤粘结性的一种方法。我国于1955年引进该法,经过研究、改进,现已制订了国家标准GB5549-85《烟煤罗加指数测定方法》。该法是指以在规定条件下煤与标准无烟煤完全混合并碳化后所得焦炭的机械强度来表征。
罗加指数LR实质上是煤样在规定条件下炼得焦煤的耐磨强度指数,它表明煤样粘结惰性物质(无烟煤)的能力。
LR越大,煤的粘结性越强。一般而言,LR<5,煤不具粘结力;LR在5至20之间,煤粘结性很差或不具有粘结性;LR在20至45之间,煤粘结性比较差;LR在45至80之间,煤粘结性良好;LR在80至90之间,煤粘结性很强。
❾ 罗加指数的测定
方法提要
通过测定焦渣的抗碎强度 (主要是耐磨性) 表示煤样焦质体粘结惰性物质的能力,是波兰罗加提出的方法,计算出的粘结性指数称为罗加指数,是国际煤分类的指标之一。用 1g 烟煤样和 5g 专用无烟煤充分混合,在严格规定的条件下焦化,得到的焦炭在特定的转鼓中进行转磨试验,根据试验结果计算出罗加指数。
仪器装置
与 73.6.2 粘结指数的测定相同。
煤样要求
试验用煤样按 GB 474—2008 《煤样的制备方法》制备,其中 0.1~ 0.2mm 的煤粒应占全部煤样的 20%以上。煤样应装在密封的容器中,制样后到试验的时间不应超过一周。
测定罗加指数所用的专用无烟煤,应符合下列要求,并经全国煤炭标准化技术委员会认可: Ad小于 4%; Vdaf小于 7%; 粒度 0.3~0.4mm; 筛下率不大于 7%。
分析步骤
先称取 5g 专用无烟煤,再称取 1g (精确至 0.001g) 试验煤样放入坩埚内。然后按73.6.2 粘结指数的测定同样操作,在高温炉 850℃ 焦化,冷却。
从冷却后的坩埚中取出压块。当压块上附有焦渣时,应刷入坩埚内,称量焦炭总量。再将焦炭放在 1mm 圆孔筛上筛分,筛上部分再次称量。然后放入转鼓内,进行第 1 次转鼓试验,转鼓试验后的焦块用 1mm 圆孔筛进行筛分,再称筛上部分质量。然后,将其放入转鼓进行第 2 次转鼓试验。重复筛分、称量操作,先后进行 3 次转鼓试验。每次转鼓试验 5min 即 250r。称量均精确至 0.01g。
当烟煤的粘结性很弱时,焦渣极其疏松,筛分应特别仔细进行,不宜摇动筛子,要将焦块的底面轻轻放在筛面上,取出焦块,再与大于 1mm 的焦屑一起称量。如果试样焦化后不成块,就筛去小于 1mm 的焦屑,将大于 1mm 的焦屑称量。操作中要注意防止小块焦屑的漏落或损失。
按下式计算罗加指数:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中: IR·I·为罗加指数; m 为焦化后焦炭的总质量,g; mƇ为第一次转鼓试验前筛上的焦炭质量,g; m1为第 1 次转鼓试验后筛上的焦炭质量,g; m2为第 2 次转鼓试验后筛上的焦炭质量,g;m3为第3次转鼓试验后筛上的焦炭质量,g。
以重复测定结果的算术平均值作为最终结果,计算结果取小数点后一位,报告结果取整数。
注意事项
1)罗加指数测定所用专用无烟煤不同于粘结指数测定专用无烟煤,主要是粒度的不同。罗加指数测定用无烟煤粒度为0.3~0.4mm,粘结指数用无烟煤的粒度为0.1~0.2mm。
2)在整个操作过程中,对混匀后的试样要防止振动以免产生离析。对焦化后所得焦块不能给予任何冲击力,以免产生不应有的破碎,否则将影响测定结果。
3)试样的粒度组成应符合标准的要求。为此,制样时宜采用逐级破碎方式,将小于0.1mm粒级的煤粒控制在20%以下。
4)如焦渣不能在当日进行转鼓试验,应放入干燥器内保存。
5)本方法对强粘结性煤的区分能力较差,而对弱粘结性煤的测定结果重复性不好;因此,它主要适用于中等粘结性煤(IR·I·为15~75)。