煤灰軟化溫度分級

【專家解說】：1. 水分 (1) 外在水分(Wwz)外在水分是指煤在開采、運輸和洗選過程中潤濕在煤的外表以及大毛細孔（直徑＞10-5厘米）中的水。它以機械方式與煤相連結(jié)著，較易蒸發(fā),其蒸汽壓與純水的蒸汽相等.在空氣中放置時,外在不分不斷蒸發(fā),直至煤中水分的蒸汽壓與空氣的相對濕度達到平衡時為止,此時失去的水分就是外在水分.含有外在水分的煤稱為應(yīng)用煤,失去外在水分的煤稱為風(fēng)干煤.外在水分的多少與煤粒度等有關(guān),而與煤質(zhì)無直接關(guān)系. (2)內(nèi)在水分(Wnz)吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細孔（直徑〈10-5厘米〉中的水,稱為內(nèi)在水分.內(nèi)在水分指將風(fēng)干煤加熱到105～110時所失去的水分,它主要以物理化學(xué)方式(吸附等)與煤相連結(jié)著,較難蒸發(fā),故蒸氣壓小于純水的蒸汽壓.失去內(nèi)在水分的煤稱為絕對干燥或干煤. 2. 分灰 1).灰分的來源和種類煤灰?guī)缀羧縼碓从诿褐械牡V物質(zhì),但煤在燃燒時,礦物質(zhì)大部分被氧化,分解,并失去結(jié)晶水,因此,煤灰的組成和含量與煤中礦物質(zhì)的組成和含量差別很大.我們一般說的煤的灰分實際上就是煤灰產(chǎn)率，煤中礦物質(zhì)和灰分的來源,一般可分三種. (1)原生礦物質(zhì)它是原來存在于成煤植物中的礦物質(zhì),質(zhì)緊密地結(jié)合在一起,極難用機械的方法將其分開.它燃燒后形成母體灰分,這部分數(shù)量很小 (2)次生礦物質(zhì)當死亡植質(zhì)堆積和菌解時,由風(fēng)和水帶來的細粘土,砂粒或由水中鈣,鎂,鐵等離子生成的腐植酸鹽及FeS2等混入而成,在煤中成包裹體存在.用顯微鏡觀察煤的光片或薄片時,如它們均勻分布在煤中,并且顆粒很細,則很難與煤分離;如它們顆粒較大,比重與差很大,并在煤中分布不均,則把煤破啐后尚可能將它們洗選掉. 煤中的原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)合稱為內(nèi)在礦物質(zhì).來自于內(nèi)在礦物質(zhì)的灰分,稱為內(nèi)在灰分.一般次生礦物質(zhì)在煤中的含量也不多,僅有少數(shù)煤層中次生礦物質(zhì)較多,如遷移堆積抽形成的煤層即如此. (3)外來礦物質(zhì)這種礦物質(zhì)原來不含于煤層中,它是由在采煤過程中混入煤中的頂,底板和夾矸層中的矸石所形成的. 其數(shù)量多少,根據(jù)開采條件在很大的范圍里波動.它的主要成分為SiO2,A12O3,也有一些CaSO3，CaSO4，F(xiàn)eS2等。這類礦物質(zhì)應(yīng)通過加強質(zhì)量管理，機智地使用炸藥，鞏固坑道，合理采煤并通過轉(zhuǎn)筒篩選機篩選和手選的方法予以減少。外來礦物質(zhì)的塊度，比重越大時，越易分離，可用一般選煤方式將它除掉。外來礦物質(zhì)在煤燃燒時形成的灰分稱為外在灰分。 2)煤灰熔融性煤灰熔融性和煤灰粘度是動力用煤的重要指標.煤灰熔融性習(xí)慣上稱作煤灰熔點,但嚴格來講這是不確切的.因為煤灰是多種礦物質(zhì)組成的混合物,這種混合物并沒有一個固定的熔點,而僅有一個熔化溫度的范圍.開始熔化的溫度遠比其中任一組分純凈礦物質(zhì)熔點為低.這些組分在一定溫度下還會形成一種共熔體,這種共熔體在熔化狀態(tài)時,有熔解煤灰中其他高熔點物質(zhì)的性能,從而改變了熔體的成及其熔化溫度. 煤灰的熔融性和煤灰的利用取決于煤灰的組成.煤灰成分十分復(fù)雜,主要有:SiO2,A12O3,Fe23,CaO,MgO,SO3等,如下表所示: 我國煤灰成分的分析 灰分成分 SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O 含量(%) 15~60 15~40 1~35 1~20 1~5 1~5 煤灰成分及其含量與層聚積環(huán)境有關(guān)。我國很多煤層的礦物質(zhì)以粘土為主，煤灰成分則為SiO2，A12O3為主，兩者總和一般可達50~80%。在濱海沼澤中形成的煤層，如華北晚石紀煤層黃鐵礦含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦較高；在內(nèi)陸湖盆地中形成的某些第三紀褐煤的煤灰中CaO含量較高。 大量試驗資料表明，SiO2含量在45~60%時，灰熔點隨SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量〈45%或〉60%時，與灰熔點的關(guān)系不夠明顯。A12O3在煤灰中始終起增高灰熔點的作用。煤灰中A12O3的含量超過期30%時，灰熔點在1500?；页煞种蠪e2O3，CaO，MgO均為較易熔組分，這些組分含量越高，灰熔點就越低?；胰埸c也可根據(jù)其組成用經(jīng)驗公式進行計算。 3.揮發(fā)分和固定碳 揮發(fā)分主要是煤中有機質(zhì)熱分解的產(chǎn)物，評價煤質(zhì)時為了排除水分，灰分，變化的影響，須將分析煤樣揮發(fā)分換算為以可燃物為基準的揮發(fā)分，以符號VR表示。換算分式為： Vr=Vf100 100-WF-AF 式中：Vr——可燃基（無水無灰基）揮發(fā)分，%； Vf——分析基揮發(fā)分，%； Wf——分析煤樣水分，%； Af——分析煤樣灰分，%。 揮發(fā)分隨煤化程度升高而降低的規(guī)律性十分明顯，可以初步估計煤的種類和化學(xué)工藝性質(zhì)，而且揮發(fā)分的測定簡單，快速，易于標幾乎世界各國都采用可燃基揮發(fā)分（Vr）作為煤炭工業(yè)分類的第一分燈指標。 揮發(fā)分的分析結(jié)果常受煤中礦物質(zhì)的影響。所以當煤中碳酸鹽含量較高，礦物質(zhì)在高溫下分解出來的CO2，結(jié)果水等也包括在揮發(fā)分內(nèi)。所以當煤中碳酸鹽含量較高，分解出來的CO2產(chǎn)率大于2%時，需要對煤的揮發(fā)進行正。也可在測定揮發(fā)分之前，用鹽酸處理分析煤樣，使煤中碳中碳酸鹽事先分解。在我國大我數(shù)煤中，粘土礦物，高嶺土在560析出的結(jié)果水也算入揮發(fā)分，因此粘土礦物含量高的煤所測出的揮發(fā)分通常偏高。 固定碳就是測定揮發(fā)分后殘留下來的機物質(zhì)的產(chǎn)率，可按下式算出：Cgd=1000-（Wf+Af+Vf） 焦渣按其形狀，特征的不同可分為八種類型，用來初步表不同煤種的粘性，熔融性及膨脹性。根據(jù)揮發(fā)分測定后的焦渣可知，泥炭，褐煤，煙煤中長焰煤，貧煤及無煙煤沒有粘結(jié)性；煙煤中氣，肥，焦，瘦煤都有粘結(jié)性，可作為煉焦煤，而其中肥煤和焦煤沒有粘結(jié)性最好，其坩堝焦熔融，粘結(jié)良好且具有膨脹性。 煤的形成 在地質(zhì)歷史上，沼澤森林覆蓋了大片土地，包括菌類、蕨類、 灌木、喬木等植物。但在不同時代海平面常有變化...... 當水面升高時，植物因被淹而死亡。如果這些死亡的植物被沉 積物覆蓋而不透氧氣，植物就不會完全分解，而是在地下形成有機 地層。隨著海平面的升降，會產(chǎn)生多層有機地層。 經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用，在溫度增高、壓力變大的還原環(huán)境中，這一有機層最后會轉(zhuǎn)變?yōu)槊簩?。因埋深和埋藏時間的差異，形成的 煤也不盡相同。 煤的物理性質(zhì) 主要包括煤的密度、表面性質(zhì)（濕潤性、表面積、孔隙度）、光學(xué)性質(zhì)(折射率、反射率)、電性質(zhì)（電導(dǎo)率、介電常數(shù)）、磁性質(zhì)、熱性質(zhì)（比熱容、熱導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性）和機械性質(zhì)（硬質(zhì)、脆度、可磨性）。 煤的工藝性質(zhì) ①粘結(jié)性。指煙煤在受熱時本體粘結(jié)或與外加惰性物質(zhì)粘結(jié)的能力，它是評價工業(yè)用煤特別是煉焦煤的主要指標。實驗室測定方法有粘結(jié)指數(shù)、坩堝膨脹序數(shù)、羅加指數(shù)等。②結(jié)焦性。指在模擬工業(yè)焦爐條件下，或在半工業(yè)性試驗焦爐內(nèi)，煤結(jié)成焦炭時的性能，實驗室測定方法有奧亞膨脹度、膠質(zhì)層指數(shù)、葛金焦型等。③發(fā)熱量。指單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時放出的熱量。它是評價燃料煤的主要指標。根據(jù)計算時燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)不同，有高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量之分，包含燃燒生成的水蒸氣冷凝潛熱的，稱為高位發(fā)熱量，不包括水蒸氣冷凝潛熱的，稱為低位發(fā)熱量。④反應(yīng)性。又稱活性，是指在一定溫度下，煤與不同氣體介質(zhì)如二氧化碳、水蒸氣、氧氣、氫氣作用的氣化反應(yīng)能力。⑤熱穩(wěn)定性。指氣化、燃燒用煤在加熱時塊度變化的性質(zhì)。⑥焦油產(chǎn)率。是評價煤和油頁巖煉油適宜性的指標，通常采用鋁甑低溫干餾法測定。⑦可選性。是反映煤在洗選過程中，除去其中礦物質(zhì)的難易程度。它是將各級粒度的煤在不同密度的液體中經(jīng)浮沉試驗而確定的。⑧灰熔點和熔融灰的粘度。將煤灰制成三角錐體，放在高溫爐中，在一定氣氛下加熱，觀察灰錐形狀的變化,從而測定變形溫度T1、軟化溫度T2和流動溫度T3,其中T2表示煤灰熔點。熔融灰的粘度用高溫粘度計測量。