胶质层指数的测定

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1、烟煤胶质层指数的测定烟煤胶质层指数的测定辽宁科技大学化工学院 实验小组第七组 煤化 11-3：胡凤玲、耿华、李博文 刘献 一、一、实验实验目的目的胶质层指数是测定烟煤结焦性的一种方法，是苏联萨保什尼可夫等人在 1932 年提出的。重要测定烟煤最大胶质层厚度（Y 值）和体积曲线类型等三个 指标。这些指标能鉴定炼焦用煤的质量，检查煤层的质量，生产原煤和商品煤 的质量，判断单独煤的分类牌号。测定配合煤的 Y 值可作为炼焦配煤的主要指 标之一。此外，通过对煤杯中结成的焦块的观察和描述得到的焦块技术等辅助 性资料。二、二、实验实验原理原理本法为模拟工业焦炉的条件下，对装在煤杯中的煤样进行单侧加热，在煤

2、杯内的煤样中形成一系列等温层面，而这些层面的温度由上而下依次递增，温 度相当于软化点的层面以下的煤都软化形成胶质体，在温度相当于固化点的层 面以下则结成半焦。因此，煤样内形成了半焦层、波质层和未软化的煤样层三 部分。 胶质层厚度主要取决于煤炭胶质期间的温度间隔，还要受波质体膨胀和试 验条件的影响。 在试验过程中，最初在媒杯下部生成的胶质层比较薄，以后逐渐变厚，然 后又逐渐变薄，因此在煤杯中部出现胶质层厚度的最大值。在胶质层内由于热 分解产生了煤气，而胶质体的透气性又不好，积聚的煤气使胶质体发生膨胀， 这种膨胀压力足以使压在煤样上的压力盘被抬起。如这些煤气在胶质层和半焦 层内都找不到出路(如半焦

3、很少裂缝)，膨胀将持续很久，这时煤的体积曲线呈 山形；如果胶质体的透气性虽然不好，胶质体有时膨胀，但积聚的煤气有时能 从半焦的裂缝中很快逸出，则煤的体积曲线时起时伏形成之字形，如膨胀不大 而煤气透散也较慢，则体积曲线呈波形或微波形；如煤胶质体透气性好，而煤 的主要热分解又在形成半焦以后进行，则煤的体积曲线呈平滑下降等。这样， 由于煤的熔融、分解性质不同，煤的体积曲线是多种多样的。体积曲线形状与 煤种有定的关系，但由于体积曲线只能分几类，其中还有混合型，缺乏数量 概念因此它们只能当作辅助指标。 煤杯内的全部煤样都结成半焦后，由于体积收缩，煤的体积曲线下降到最 低点。以试验结束(730)时煤样收缩

4、所显现在体积曲线上的距离作为最终收缩 度 X 值。X 值取决于煤的挥发分、熔融、固化、收缩等性质和试验条件。三、三、仪仪器器设备设备（1）采用复式胶质层测定仪。仪器有带平衡砣的如图 1 所示。（2）煤杯:其外径为 70mm，杯底内径为 59mm，从距杯底 50mm 处至杯口的 内径为 60mm,从杯底到杯口的高度为 110mm。 （3）胶质层层面探针：直径为 1mm 的钢针，下端是钝头，刻度尺上单位为 1mm。如图 2 所示。图 2 探针（胶质层层面专用）（4）胶质层测定仪的电热元件采用硅碳棒加热。 （5）测温用的热电偶和高温计，应用标准热电偶作校正。四、四、实验实验准准备备（1）试样应对辊式

5、破碎机破碎到全部通过 1.5mm 的圆孔筛。 （2）在实验前应仔细将煤杯的内壁，杯底，热电偶铁管及压力盘上所附着 的焦屑和炭黑等用金刚纱布清除干净，并把各部件表面擦光，亦可用清洁煤杯的机械装置，但不得使用金属工具。 （3）为测胶质层厚度，使钢针能顺利地插到杯底和胶质层层面，在一光滑 的细钢棍上用香烟纸粘制一个单层纸管。 （4）用厚度 0.5-1.0mm 的石棉纸做两个直径为 59mm 的石棉垫，在园垫上 还应留出供热电偶铁管穿过的圆孔。 （5）用毫米方格做一记录体积曲线纸用的记录纸，使方格纸绕在记录转茼 上调节其高度，使其能同时记录前后杯的两个体积曲线。 （6）将杯底放入煤中，务使其顺杯底沟槽

6、落到尽底，并使杯底上放置热电 偶铁管的凹槽中心点与压力盘上放热电偶的孔中心点对准。 （7）先把下部石棉圆垫铺在杯底上，并使垫上的圆孔对准杯底上的凹槽， 再在杯底下部沿杯壁围上一条滤纸条。把热电偶铁管放入杯底凹槽。 （8）称试样 1005g，用圆锥四分法分四部，装入杯中，每装 25g 之后， 用金属针将试样摊平，但不得捣固。 （9）将压板取下把上部石棉垫平铺在煤样上，并将露出的滤纸边缘折复于 石棉垫上。 （10）如试样在实验中生成流动性很大的较之体时，则另装试样，此时， 应在已装好上部石棉垫，并将滤纸复折，用压力盘压平后，用石棉绳把压力盘 与煤杯、压力盘与热电偶铁管之间的缝隙严密的堵起来。 （1

7、1）在整个过程中，香烟纸管应保持垂直状态。 （12）将热电偶置于热电偶管中，用角质层层面探针通过压板小孔探测纸 管底部，并读数作为基准零点。 （13）检查轴心到记录笔尖的距离，并将其调整为 600mm，将记录笔装好 墨水。 （14）加热前按下列公式求出试样的装填高度；h=H-(a-b)。五、五、实验实验步步骤骤（1）通电加热，控制升温速度，两煤杯温度最好保持一致。 （2）温度为 250时，开始记录体积曲线。 （3）对一般试样，测量胶质层层面是在体积曲线开始下降后几分钟开始， 到大约 650停止。 （4）测量胶质层上部时，须将探针通过压板和压力盘上小孔插入纸管中， 将刻度尺放在压板上，将探针继续

8、缓缓地插入，直到其下端接触到胶质层时用 手拿住，不使其再下降，读取层面到杯底的距离，并同时记录测量的时间。 （5）测量胶质层下部层面时，应将探针小心地穿透胶质层，直到半焦坚固 层为止。 （6）测量胶质层上，下部层面的频数应根据体积曲线的形状及胶质体的特 性来确定。六、数据六、数据记录记录与与处处理理7、思考思考题题（1）通过实验，分析本实验方法的主要缺点和最大优点。 答：主要缺点：胶质层厚度主要取决于煤炭胶质期间的温度间隔，还要受胶质 体膨胀和试验条件的影响，因此体积曲线变化形式较大，不固定；最大优点： 计算机自动化记录数据及绘制胶质层体积曲线。 （2）在 250以前，煤样发生了什么变化，25

9、0以后又发生了哪些变化？ 答：在 250以前，最初在煤杯下部生成的胶质层比较薄；250以后，胶质层 逐渐变厚，然后又逐渐变薄，因此在煤杯中部出现胶质层厚度的最大值。 （3）为什么从轴心 13 到记录笔尖的距离要调整为 600？ 答：因为带平衡砣的胶质层测定仪的活轴与记录笔是已经标定好了的杠杆尺寸， 是按照国家标准来测定胶质层厚度的，并方便计算机系统录入、计算实验数据。（4）体积曲线的不同类型有何意义？体积曲线和上、下部层面的形状由什么决 定？ 答：鉴定炼焦用煤的质量，检查煤层、生产原煤和商品煤的质量，判断单独煤 的分类牌号。由于煤的熔融、分解性质不同，煤的体积曲线是多种多样的；在 胶质层内，由于热分解产生了煤气，而胶质体的透气性不好，积聚的煤气使胶 质体发生膨胀，这种膨胀压力足以使亚压在煤样上的压力盘被抬起，煤气的逃 逸方式造成不同的上、下部层面的形状。