煙煤的基式流動(dòng)度

1、淺談幾種煉焦煤的基氏流動(dòng)度基氏流動(dòng)度是近年來(lái)國(guó)際上比較普遍應(yīng)用的一種煤質(zhì)分析手段， 該方法能夠 表征不同煉焦煤結(jié)焦性能的差異。 基氏流動(dòng)度是煤在熱解過(guò)程中所生成的膠質(zhì)體 的流動(dòng)性質(zhì)的量， 它反映煤在干餾時(shí)形成膠質(zhì)體的粘度， 能表征煤的塑性， 是研 究煤的流動(dòng)性和熱分解動(dòng)力的有效手段。1 現(xiàn)狀 目前該項(xiàng)目測(cè)定法除美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)外，波蘭和日本也制定了標(biāo)準(zhǔn)。不同的標(biāo)準(zhǔn) 在裝煤甑的尺寸和形狀、 漿的形狀、 裝煤方式方面都有不同的地方， 所以測(cè)定結(jié) 果不能互比。 基氏流動(dòng)度的指標(biāo)可以同時(shí)反映膠質(zhì)體的數(shù)量和性質(zhì)，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是它的缺點(diǎn)是實(shí)用范圍比較窄， 儀器的規(guī)范性太強(qiáng)重復(fù)性太差， 與膠質(zhì) 體接觸部分的儀

2、器尺寸、形狀和加工精度對(duì)測(cè)定結(jié)果有十分顯著的影響。 2010 年開灤集團(tuán)的中潤(rùn)公司從美國(guó)進(jìn)口了一臺(tái)恒力矩自動(dòng)基氏流動(dòng)度測(cè)定儀。 我們對(duì) 本廠主要的煉焦用煤， 進(jìn)行了基氏流動(dòng)度分析， 并且對(duì)其進(jìn)行對(duì)比研究， 對(duì)同種 類煤的結(jié)焦性能有更好地確認(rèn)，為本廠的煉焦配煤提供更好、更準(zhǔn)確地依據(jù)。2 實(shí)驗(yàn)部分2.1 基本原理 基氏流動(dòng)度是利用固定力矩帶動(dòng)插入煤樣中的一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌器。當(dāng)煤 樣在隔絕空氣的條件下受熱產(chǎn)生膠質(zhì)體時(shí)， 隨著煤的膠質(zhì)體的流動(dòng)性的變化， 對(duì) 攪拌器施加不同的阻力， 因此攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)的速度將發(fā)生相應(yīng)的變化。 由此可以測(cè) 定出煤在加熱條件下的多種特征指標(biāo)：開始軟化溫度（Tp）,最大流動(dòng)溫度（

3、Tmax）固化溫度（Tk）,膠質(zhì)體溫度間隔（Tk-Tp ）和煤膠質(zhì)體最大流動(dòng)度（）。這些指標(biāo) 在研究煤的流動(dòng)性、熱分解動(dòng)力學(xué)和煉焦配煤方案中都有較為重要的意義。2.2 測(cè)定儀器與方法 實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)原裝進(jìn)口基氏流動(dòng)度測(cè)定儀,所用標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)型（標(biāo)準(zhǔn)為ASTM-D18）將煤破碎篩分，制成粒度小于0.425mm的煤樣待用?；狭鲃?dòng)度儀 為錫浴、全自動(dòng)操作系統(tǒng)。 開啟儀器后面的主機(jī)電源, 待儀器主機(jī)自檢進(jìn)入實(shí)驗(yàn)畫面，觀察加熱爐左側(cè)的加熱開關(guān)是否亮紅燈（注：在溫度升到320°C后顯閃爍狀態(tài)）,當(dāng)溫度上升到320C后進(jìn)入樣品準(zhǔn)備放入狀態(tài)。將實(shí)驗(yàn)樣品混勻后，稱 量（5± 0.05 ） g備

4、用，將旋轉(zhuǎn)槳放入實(shí)驗(yàn)坩堝中，將旋轉(zhuǎn)槳尖端對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)坩堝 底面的中心孔中，單手扶住螺旋槳，保持螺旋槳垂直位置，用上部中空的壓桿將 螺旋槳上部固定（確保螺旋槳垂直，且可以裝入煤樣），將（5± 0.05） g樣品用 漏斗放入坩堝中，取下漏斗，輕微慢放下，使其輕微壓在煤層上，壓上重跎，讓 砸樣砣自由落體12次，將實(shí)驗(yàn)坩堝取出（確保在取出實(shí)驗(yàn)坩堝時(shí)不要砸到螺旋 槳），將試驗(yàn)坩堝蓋蓋上擰緊（不要碰到螺旋槳），將固定小帽從上端插入螺旋槳， 將螺旋槳小范圍固定。點(diǎn)擊 OK 試驗(yàn)開始。2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得到以下5個(gè)特性指標(biāo)和基氏流動(dòng)度曲線。當(dāng)刻度盤指針轉(zhuǎn) 動(dòng)1 °時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為軟化溫

5、度Tp;當(dāng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)最大時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度Tmax為最大 流動(dòng)度時(shí)溫度，此時(shí)的流動(dòng)度為最大流動(dòng)度，用每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（ddpn）表示; 當(dāng)指針停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的對(duì)應(yīng)溫度為固化溫度 Tk;軟、固化溫度之間的差值（Tk-Tp） 為膠質(zhì)體的溫度間隔 t。基氏流動(dòng)度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)從 320C開始到520C （最高） 結(jié)束，升溫速率為3C/min，這個(gè)范圍正好是膠質(zhì)體生成與固化的溫度區(qū)間。本組實(shí)驗(yàn)的煤樣為：范各莊（FM）、神華中硫（FM、林西（JM）、馬家溝（JM）、 沙曲（JM）、澳洲氣煤（QM、唐山礦（1/3JM）、大同弱粘、平遙瘦煤。歸納總結(jié) 以上各類煤的基氏流動(dòng)度以及相應(yīng)粘結(jié)指數(shù)G值。如下：表1單種煤的基氏流動(dòng)度

6、指標(biāo)與粘結(jié)指數(shù)G值C煤樣軟化溫度Tp固化溫度Tk最大流動(dòng)度時(shí)溫度 Tmax軟化溫度之差t=（ Tk-Tp）最大流動(dòng)度（ddpm）G值唐山礦37847143593672295范各莊356470427114842494神華中硫384472428881423291林西41950747088204093馬家溝40548945484105690沙曲40748845981109394澳洲氣煤39647045074136989大同弱粘和平遙瘦煤沒(méi)有曲線生成。從表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)不同煤種的基氏流動(dòng)度的各項(xiàng)指標(biāo)也存在著很大的差 異，相同煤種因產(chǎn)地不同或煤層不同的煤的基氏流動(dòng)度的各項(xiàng)指標(biāo)也存在著一定 的差異，這在很

7、大程度上與不同煤種的變質(zhì)程度不同有關(guān)。弱粘煤是一種粘結(jié)性較弱的從低變質(zhì)到中等變質(zhì)程度的煙煤，粘結(jié)組分少， 側(cè)鏈長(zhǎng)且含氧多， 熱穩(wěn)定性差， 隔絕空氣加熱時(shí)在較低溫度下大部分膠質(zhì)體被分 解，半焦形成前剩下的膠質(zhì)體數(shù)量少， 不能填滿殘留的固體顆粒間空隙， 粘結(jié)性 差，粘結(jié)指數(shù)一般都小于 18. 因而膠質(zhì)體的流動(dòng)度為零， 測(cè)試過(guò)程沒(méi)有曲線生成， 如大同弱粘。貧瘦煤， 在煉焦煤中的變質(zhì)程度最高， 但經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示， 它的膠質(zhì) 體在測(cè)試過(guò)程中沒(méi)有軟化溫度（即沒(méi)有軟化） ，膠質(zhì)體沒(méi)有流動(dòng)，即使膠質(zhì)體有 流動(dòng)，其值也接近于零。 所以貧瘦煤在測(cè)試過(guò)程中也沒(méi)有生成曲線。 這是因?yàn)槭?煤的側(cè)鏈短而少，生成的液

8、體量較少，膠質(zhì)體的粘度太大，流動(dòng)性太差，所以也 沒(méi)有流動(dòng)度曲線生成，如平遙瘦煤。唐山礦煤是 1/3 焦煤，有較強(qiáng)的粘結(jié)性，粘結(jié)指數(shù)為 95. 從唐山礦煤的流動(dòng) 度曲線可以看出， 它的流動(dòng)度范圍較大， 最大流動(dòng)度接近于焦煤和肥煤。 因此在 配煤煉焦中， 可以在較大的比例范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)， 是良好的煉焦配煤中的基礎(chǔ)煤 種。林西、馬家溝、沙曲、雖然都為焦煤， 但它們的流動(dòng)度曲線有著很大的區(qū)別， 它們的最大流動(dòng)度差別也很大。 其中馬家溝、 沙曲的流動(dòng)度指數(shù)比較接近， 是主 焦煤的指標(biāo)。而林西流動(dòng)度指數(shù)偏高，屬于肥焦煤。這3種煤的G值也比較大。根據(jù)這 3 種煤的粘結(jié)指標(biāo)也可以更大限度地根據(jù)它們的不同性質(zhì)進(jìn)

9、行調(diào)節(jié)配煤 比，從而更大程度地加入惰性物質(zhì)來(lái)提高焦炭的質(zhì)量， 也進(jìn)而來(lái)降低煉焦配煤的 成本。范各莊、神華中硫?qū)儆诜拭海?屬于中等變質(zhì)程度的煙煤， 加熱時(shí)能產(chǎn)生大量 的膠質(zhì)體。 但這兩種煤的流動(dòng)度的差別較大， 這說(shuō)明煤的變質(zhì)程度不同。 從它們 的基氏流動(dòng)度上可以看出， 它們的最大流動(dòng)度與流動(dòng)度范圍都是很大的， 具有較 強(qiáng)地粘結(jié)性， 它的粘結(jié)指數(shù)也是很高的， 目前來(lái)說(shuō)范各莊的肥煤在開灤煤礦中是 最好的肥煤，也是我公司所采用的主要肥煤之一。3 結(jié)論1）在同種類別煤中，煤的基氏流動(dòng)度隨著粘結(jié)指數(shù)的增大而增大，不同類別煤種的基氏流動(dòng)度大體是按肥煤焦煤1/3焦煤弱粘煤、瘦煤順序遞減。2）根據(jù)不同煤種基氏流動(dòng)度測(cè)試的軟化溫度、固化溫度等指標(biāo)，選擇合適 的比例，使各單種煤配合到一起后，形成彼此銜接并相互重合的塑性溫度范圍， 以保證配合煤的塑性狀態(tài)的連續(xù)性。 不應(yīng)出現(xiàn)低階煤 （變質(zhì)程度低的煤） 開始固