chap-------煤的工艺性质.ppt

机械强度 ●煤的机械强度的意义 ●测定要点：煤的机械强度测定方法是取粒度为60～100mm的煤块25kg，放在带有活动底板的铁箱中。在地面上放置一块厚度20mm的钢板，在其上方将装有煤块的铁箱升高到2m的高度，然后打开活门使煤块跌落到钢板上。用25×25的筛子过筛，然后将筛上物重新按上法作跌落试验并筛分，再将筛上物依上法跌落并筛分，重复三次。将大于25mm的块煤称重，计算它占原始煤块重量的百分数，这就是煤炭的机械强度。 煤炭气化与燃烧的工艺性质之反应性 ●煤的反应性的定义：是指在一定温度条件下，煤炭与不同气体介质（CO2、O2、H2O等）相互作用的反应能力。 ●测定要点：煤炭反应性的表示方法很多，如用活化能、反应速度、反应物分解率等。比较简便准确的方法是CO2还原率（分解率）。CO2还原率测定方法要点是：先将煤进行干馏，取一定粒级的焦渣装入特制的刚玉反应管中，通入CO2气在一定温度下反应，取反应后气体分析其中的CO2浓度，根据公式计算出CO2还原率α。 煤的工艺性质－－煤的反应性计算 式中：α－二氧化碳还原率，％ a－通入炉内二氧化碳中杂质含量，％ γ－反应后气体中剩余的二氧化碳含量，％ 反应性的影响因素 ●煤的反应性的影响因素 ●煤炭反应性与煤化程度、煤中的矿物质等因素有关。煤化程度高，煤的反应性低，煤灰中钾、钠、钙等含量高，由于它们对反应过程有催化作用，使煤的反应性就好。 ●煤炭反应性与煤化程度关系 褐煤 烟煤 无烟煤 ?,% 温度，℃ 煤炭反应性与煤化程度关系 半焦分解，残留物之间缩聚，生成焦炭 胶质体固化过程的缩聚反应 加成反应 煤化程度对煤的发热量的影响 表5-1 各种煤的发热量 煤种 Qgr, v, daf, kJ/g 泥 炭 20～24 年青褐煤 24～28 年老褐煤 28～30.6 长 焰 煤 30～33.5 气 煤 32.2～35.6 肥 煤 34.3～36.8 焦 煤 35.2～37.1 瘦 煤 35～36.6 贫 煤 34.8～36.4 年青无烟煤 34.8～36.2 典型无烟煤 34.3～35.2 年老无烟煤 32.2～34.3 Qnet,daf Vdaf , % 廋 煤 发热量测定示意图 胶质体的形成 粘结性烟煤在热解过程中，在300～550℃范围内，煤粒会软化熔融，在煤粒的表面形成含有气泡的液相膜，大量煤粒聚积时，液相相互融合在一起，形成气、液、固三相一体的粘稠的混合物，即所谓的“ 胶质体” I 软化开始阶段 II 开始形成半焦阶段 III 煤粒强烈软化和半焦破裂阶段 在结焦过程的不同阶段单个煤粒的变化示意图1－煤；2－含有气泡的液态物质；3－半焦 罗加指数的计算 式中：RI––罗加指数，%； m0––焦化后焦渣总质量，g； m––转磨前大于1mm焦渣的质量，g； m1––第一次转磨后大于1mm焦渣的质量，g； m2––第二次转磨后大于1mm焦渣的质量，g； m3––第三次转磨后大于1mm焦渣的质量，g。 煤的工艺性质之粘结指数结果计算 式中：G––粘结指数； m0––焦化后焦渣总质量，g； m1––第一次转磨后大于1mm焦渣的质量，g； m2––第二次转磨后大于1mm焦渣的质量，g。 煤的配比为1:5时，粘结指数G按下式计算： 如果结果G 18，煤样的配比改为3:3，G按下式计算： 煤的工艺性质之胶质层指数 煤的工艺性质－－奥亚膨胀度曲线 煤的工艺性质－－煤的反应性计算 式中：α－二氧化碳还原率，％ a－通入炉内二氧化碳中杂质含量，％ γ－反应后气体中剩余的二氧化碳含量，％ * * * * * 数据可见，低煤化度煤(从褐煤至肥煤)的热解反应是分段进行的，而高煤化度煤(从焦煤至瘦煤)的热解反应是按一段进行的。 (2)活化能与指前因子关系。根据不同烟煤煤种实验得到的动力学参数，对活化能E与指前因子A进行关联，有线性关系，如图9—9所示。 (3)持征温度与煤化度的关系。由固9—5和图9—6可以看出，煤热解初姑温度to、峰温tp、主要热解结束温度tr对不同煤化度的煤，其值是不同的，如表9—4所示。 2.1 粘结性烟煤热解过程 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 温度 析出焦油 析出煤气 软化 固化 收缩→形成裂纹 熔融、流动、膨胀 干煤 胶质体 半焦 焦炭 挥发相变化 固相变化 三个阶段：干燥