烟煤分类指标的选择

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1、怪年 烟煤 分 类指标的 选择陈鹏刘品双杨金和书选择煤分类指标既要能反映煤的 自然特性又要考虑作为 资源和能源的煤炭在合理利用时,能反映各种工 艺对煤炭的质 量要求,指标数目要少而有效能反映煤的成因和工 艺特性,测定方法简易可行用煤样量少而便 于推广。对腐植煤来 说,通常根据煤化程度将腐植煤分为三个阶段,褐煤、烟煤和无烟煤。对于烟煤分类来说,表 征煤变质 程 度的指标,无 疑 将是划分烟煤中各阶段的主要指标。至于哪个指标 能较确切而又可行的表征烟煤的变质程度,这就需要选择。烟煤的性质差别很大,从成因上看,除由变质作用不同外,这些差别主要是由于成煤原始植物和成煤环境,使煤的岩相组成各不相 同,而

2、性质各异。从利用方面看,当前大量烟煤用于进行热加工。如,固定 床层燃烧和粉煤流态化燃烧,炼焦,气化和各种工业炉 窑,随着科学技术 的发展,煤的液化和直接化学加工技术也将逐步加 以应用。由于热加工方式的不 同,各种工艺对煤质都有其特殊的要求。但不论煤是快速受热还是 慢速受热如焦化,煤的粘结性是热加工工 艺 中广泛要求的工艺性 质。粘结性的强弱影 响到煤的利用途径和加工 方式。因此,这就要求选择一个能全面 照顾到各种工 艺对煤质要求的粘结性指标。任何煤炭分 类法都是把同类性质 的煤组合在一起,以最大区别于其它不同类 的煤。年参加 制定煤分类工作的单位共同商定了指标的选择应反映煤的变质程度、工艺性质

3、。如在现阶段选择反映煤结焦性的试验室分类指标时,以公斤焦炉半工业性试验为 主要依据 之一。这里把与焦炭物理机械性质关系密切 的煤性质作为炼焦用煤指标选择的一个依据。在各国煤分类和 国际硬煤分类中,都以煤的变质程度挥发分和工艺性质粘结性或结焦性作为烟煤的分类指标。这两种指标的组合,对焦炭强度起着决定性的影响。在这次煤分类研究 中,共采集了公个有代表性的煤样,进行了各种指标的测试,并对其测试结果进行了因子分析。这些指标大致分为三类,表征煤变质程度的、粘结性的和表征焦炭物理机械性质的指标。一、媒的变质程度煤的可燃基挥发分用来表征煤的变质程度,其数值的大小取决于煤结构 中芳构化和缩聚程度。煤的芳碳率值

4、计算式为二丝丝二卫立签参加试验工作的还有尹治业、李秀芳、王燕芳和 张学军等同志。式 中为碳含量。镜质煤平均最 大 反 射率盘二取决于镜煤对光的折射和吸收系数,它们是物质原子密度和游离电子数目的函数,反映镜质煤结构 中芳构化程度和缩 聚程度。随着结构中缩聚芳构化程度 的增加,镜质煤反射率将不断增大。因此,在烟煤阶段,挥发分和反射率之间有很好的线性关系。从几百个烟煤 试样中和盖,二两 者 的相关系数高达一。图。其回归方程为盘二。一。由于测定煤挥发分 时,是以镜煤 为主 的整卜 气相关系数二与其他表征煤变质程度的指标相关关系都较好。表明挥发分不但在反映煤变质程度、工艺要求、测定方法、实用和推广等方面

5、,都可认为是现阶段烟煤分类的主要指标。小八气认。砚益,。禅琳、功汤万仓乍娇寸 厂诱。”一那图烟煤与镜质煤备二的关系测定温度为,。,二测定滤光波长为毫微米“,争写肠几一图烟煤中与的关系长冷, ,。、,、拼几了扩、一护年蓝琳招川例引月刁刃公体,而测定反射率仅对镜质煤进行测定。当镜质煤在煤中含量达以上时,挥发分与反射率之间有很好的线性关系。随着镜质、丝质和稳定组含量比例 的变化,盖。 二小于。时,煤变质较浅,煤中各煤岩组分如稳定组的变化幅度较大,而和二。间 的线性关系就出现较大 的偏离。用反射率表示煤的变质程度的最大优点是测值不受煤中煤岩组分含量不同的干扰。但目前反射率测定精度还不高,测定方法国内尚

6、不统一。因此,目前在煤分类中它只能做为参考指标。可燃基挥发分在烟煤阶段,基本上能表征煤的变质程度,它综合了煤中各种煤岩组分的影响。对于变质较深的一些烟煤盖二,煤中煤岩组分含量变化幅度一般要小些,镜质煤含量大多数占以上。其与盖。 二间 的线性关系要比盆二的情况下好得 多。就煤的加工利用来说,值表明了煤的主要工艺性质,而且测定方法简便迅速,测定精度较高,用煤样量少,易于推广和标准化。表征煤变质程度的还有煤中、瑞等指标。图、表明它 们与的关系。在表、中列出了煤变质程度的各指标间原是指原子比。图烟煤中差减法与的关系、,。,、乡犷、俞喻卞布气杨凉朴样水图烟煤的原与的关系二、媒的粘结性烟煤受热后对惰性物的

7、粘结能力,主要是煤中镜质部分受热分解,形成液态指标煤变质程 度 指标 间的 相关系数,、。,飞。原。,。二。二。一一一一一一,一一一一知 打一一一一一一一一一一一一一一一的非挥发性的可塑体或称胶质体,使煤粘结成焦了煤 中半镜质组对粘会靓成焦也有着 良好的作用,但不能全部参与或促进对其他煤岩微成分的粘结。因此,国外一般从煤岩的观点出发,将或的半镜质组划作煤的粘结组分,而其余的或列入瘦化组分或惰性组分。稳定组分受热后,同样能转化成流动性的可塑体,有利于对惰性物 的粘结作用,在较低的温度下就出现塑态,粘结能力比镜质煤差。为此,通常把煤中可熔的、生成与促进粘结 的组分称之为可熔组分 或活性组分,它们是

8、煤受热后产生粘结能力的基础。煤 中丝质组和无机矿物质在受热后,一般是不 利于粘结过程的因素,称之为惰性组分或瘦化组分名。如名。,。 一上、。表列 出了煤中惰性组分含量与粘结性指标 间及各指标间的相关系数。当自由度大于时,在不同显著性水平下要求的相关系数。或。,如表中根关系数绝对值小于,即在概率情况下,两指标间没有明显的线性相关关系。以反 映煤中不粘结的组分邵。含量为例,表中仅与,和道指 标才有显著的线性相关关系,表明等四个指标较其他指标更能 反映煤的粘给能力。如果按不同的成煤地质年代,在等变质面盘二相 同情况下,观察侣召与,的关系,其线性相关情况将明显提高。图是中生代侏罗纪煤,盆二。一变质阶段

9、的相关关系图图是古生代石炭二迭纪煤,盈阶段的相关关系图 图是贾盘。 二一阶段侏罗纪煤与石炭二迭纪煤的随名。变化情况,上述裸枯 结 性 指 标间的相关系 数二表一一一一一一一八几丹,八,一一、一匕汽舀内月 吸口了众一一一刀卜卜,一一一一一一一一贾一一一一一一,一一名一一,一一、一一白白,一一一一一一一一一习幼、名苦一一一一一一,一统计煤样为个,灰分小天巧终的装炉煤什统计时以为等差将字母数字化,如记 作记作,、记作等。临气幼 图中生代侏罗纪煤与名。的关系万飞,勺表明不同成煤时代 的煤,其粘结性随惰性组分含量有着不同的变化规律。从上述情况不难看出,如排除成煤时代及变质程度等不同因素,粘结指数值的大小

10、与煤中惰性组分的含量有较好的反比关系。粘结指数是在罗加指数法基础上改进的一种粘结力测定方法。针对罗加指数法对强粘结煤区分能力差和对弱粘结煤测不准的问题作了改进。主要改进统一 专用无烟煤将被粘无烟煤的粒度变小,与试验用姻煤样易均匀混合,并增大被粘对象的表面积,提高指标精度和扩大强粘煤的测值范围采用两种烟煤与无烟煤配比除外,还采用,即 克烟煤与 克标准无烟煤配比来提高弱粘煤的区分能力简化操作和实现机械搅拌,改善试验条件和减少人 为误差,提高指标测值的重现性与稳定性采用无因次 的粘结指数计算公 式,增大强粘煤的测值范围。改进后取得了一定的效果。已为多次全国统检结果及试验所证实。、甘八目月图 一分别表

11、示凡与。、璐忘,衬卜,月妇八曰上图古生代石炭二迭纪煤。与的关系万,戈盆二二泌,司一一, 一刁习目曰司一山曰 万图枯结指数与罗加指数的关系魂了图不同成煤时代煤公,对的不 同影响石炭二迭纪侏罗纪图粘结指数与膨胀度的关系悠弓。引脚洲护唯向备嘴,打泞尹勃防郡朽 脚,龟。介诊诊粘结指数与葛金焦型。的关系数字化后骊石份万琴图烟煤的枯结指数断与胶质层最大厚度的关系尸圣橄典护一召,甲年,矛,煤炭分类是一个有科学基础的技术分类,较侧重于煤的实际应用。分类指标应考虑煤炭在热加工利用过程中所需要的那些性质。薛外件叶岔仆济外卜图过曲四四如四四凶卫旦 昼孙卜图粘结指数,与增涡膨胀序数的关系娜 侧三、煤的挥发分、枯结指教

12、与焦炭强度烟煤的挥发分和粘结指数基本上反映烟煤的变质程度和热加工特性。对烟煤分类研究用的个焦炉试验煤样进行趋势分析,发现一工指标的组合在预测焦炭强度方面也有着比其他粘结性指标较强的表现力。应用趋势分析方法来处理用一脂标组合 后,按最小二乘法原理,以拟合焦炭强度指标。计算顺序如下图。解叶咔咋嚼 非井下。获于矿犷责俞喻节愉斌简。卜图粘结指数丁与基氏最大流动度的关系、及值间 的关系。上述实验室粘结性指标都在某种程度上表征烟煤粘结能力的某一方面,经综合比较表明,粘结指数法无论从测定原理、设备及操作简化程度、用煤样量、指标测定速度及精度、反映煤粘结性能及表现焦炭强度的能力等实际应用方面,基本上能满足作为

13、烟煤分类 中区分粘结性的要求。由子目前制订的按要求的趋势面方程次数设。、计算、的基本统计量如“ 一贵艺,名。,一。口,求出每次趋势方程待定系数。,计算趋势方程残差平方和趋势平方和二总一。及拟合优度一总趋势方程显著性检定 卫叠全一舀业三一,又荡打一一 否下 不同次趋势方程的显著性检定 圣一早一丫一于一趋势分析计算框图计算的主要结果列于表。表 中列 出了用一拟合焦炭质量包括焦炭强度指标的回归方程系数及拟合优度,以。为例,用一表示 的一次趋势方程为。一。拟合优度为,计算到三次 方程,经检验,优度间没有显著性差异。图表明各项焦炭质量指标的等值线或等强度块度线。图中表 明,焦炭的抗碎强度。主要受煤的变质

14、程度所控制,当时, 。随一义图用一。拟合焦炭质且指标的方程及优度衰指标焦炭质量指标。 。“ ,“”,”一”一一”一】”乃”】一”项系数次丫一度,口一优常一刽一拟一了内一一土一一一项常数卜数一,一一一一一一一一拟合优度项常数卜卜犷,昌数,一一一一之卜,一一一一一一一一一一一一一一一一 、一一一一拟合优度着煤粘结指数的增高而增高对于耐磨强度。,则 主要受煤粘结指数变化而变化当凡时,随着、值的增大,块焦率随之增多。对中等以上粘结性煤,其块焦率则 主要受控于煤的变质程度,随着挥发分增高,块焦率有显著减少的趋势粉焦率。则主要受煤粘结性强弱的影响。根据这里指的焦炭质量指标是以这次分类研究用煤样 在试验焦炉

15、公斤装炉煤取得的结果,而实际 生产焦护所得焦炭质量结果要略高些。口口口口口口日日口口口口 口口 ,妇妇只只丸丸 、困困味的的卜一 丫丫,阿阿口口 夺夺夺厂“仃仃 酬酬 心心心长” “丫力力犷犷 卜卜一尸尹尹口训训, , 、。、,碑碑日日区区褪魂。己次拙热献献 区区区区洲洲一口洲洲洲气、,月以此外,还列 出了不同指标组合时,拟合焦炭强度的优度 表。可见,按练焦工艺对指标的特殊要求,选定心工作为烟煤分类指标 也是比较合适的。图。的二次趋势面图尸尸尸、口口 、洲洲丫丫 川川川 、, ,卜丁丁丁阿阿 , ,、尸洲产产川川匕, ,“”尸区区 、匕。盯尸尸尸月月 日, , 尸尸尸尸”肋、匕匕匕峥 二尸尸尸一一一一一一一一一一一一一一产产产产一一一一二 二 门门门门门尹洲洲 蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎蝎。下下下下二弃协她石石 二才尸沪一一砚“二曰曰、入曰曰 、 衬衬衬厂厂、亏亏 川川川川匕匕 护护洲洲一一。州州一到到 一一尸声声口口口口口,犷犷, ,户声声尸口口口口 二二二二二二, ,口一,口尸尸一尹曰曰, , , , , , , , 卜卜州州州卜州州州户塔岑典些些 团团团团口州州州州三冰趋势面面产图。的二次趋势面图图,。的二次趋势面图