煤的粘結(jié)性概述

1、煤的粘結(jié)性概述主講人：梁東2011.04前言前言排名排名國(guó)家國(guó)家探明儲(chǔ)量探明儲(chǔ)量百萬噸百萬噸所占份額所占份額%儲(chǔ)采比儲(chǔ)采比（R/P）1美國(guó)24664327.12342俄羅斯15701017.35003中國(guó)11450012.6484印度9244510.22075澳大利亞785008.62106南非487505.41907烏克蘭341533.84248哈薩克斯坦312793.43259波蘭140001.59010巴西101131.1500表1 2006年全球煤炭探明儲(chǔ)量排名前言排名排名國(guó)家國(guó)家探明儲(chǔ)量探明儲(chǔ)量百萬噸百萬噸所占份額所占份額%儲(chǔ)采比儲(chǔ)采比（R/P）1美國(guó)24664327.12342俄羅

2、斯15701017.35003中國(guó)11450012.6484印度9244510.22075澳大利亞785008.62106南非487505.41907烏克蘭341533.84248哈薩克斯坦312793.43259波蘭140001.59010巴西101131.1500表1 2006年全球煤炭探明儲(chǔ)量排名前言 煤炭資源的用途: 動(dòng)力 煉焦 制氣 制作石墨 煤變油前言動(dòng)力煤動(dòng)力煤煉焦煤煉焦煤 發(fā)電用煤 蒸汽機(jī)車用煤 建材用煤 一般工業(yè)鍋爐用煤 生活用煤 冶金用動(dòng)力煤 前言動(dòng)力煤動(dòng)力煤煉焦煤煉焦煤 發(fā)電用煤 蒸汽機(jī)車用煤 建材用煤 一般工業(yè)鍋爐用煤 生活用煤 冶金用動(dòng)力煤 前言動(dòng)力煤動(dòng)力煤煉焦煤煉焦

3、煤 發(fā)電用煤 蒸汽機(jī)車用煤 建材用煤 一般工業(yè)鍋爐用煤 生活用煤 冶金用動(dòng)力煤 生產(chǎn)焦炭前言前言動(dòng)力煤動(dòng)力煤煉焦煤煉焦煤 發(fā)電用煤 蒸汽機(jī)車用煤 建材用煤 一般工業(yè)鍋爐用煤 生活用煤 冶金用動(dòng)力煤 生產(chǎn)焦炭前言煤的熱解和粘結(jié)成焦性質(zhì) 煤的熱解 概念煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱，發(fā)生一系列的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，生成氣體(煤氣)、液體(焦油)、固體(半焦或焦炭)的過程，稱為煤的熱解(pyrolysis)、干餾或炭化(carbonization)。 熱解分類 按熱解終溫 低溫干餾(500-600)以液體產(chǎn)物為目標(biāo) 中溫干餾(700-800)制取燃料煤氣 高溫干餾(950-1050)煉焦粘結(jié)性煙煤的熱

4、解過程圖1 典型煙煤的熱解過程粘結(jié)性煙煤的熱解過程 （1）第一階段階段（室溫350-400） 從室溫到活潑熱分解溫度（Td，除無煙煤外一般為350400)稱為干燥脫氣階段。褐煤在200以上發(fā)生脫羧基反應(yīng)，約300開始熱解反應(yīng)。煙煤和無煙煤的原始分子結(jié)構(gòu)僅發(fā)生有限的熱作用（主要是縮合作用）。120前主要脫水，約200完成脫氣(CH4、C02和N2)。粘結(jié)性煙煤的熱解過程 （2）第二階段（Td550 ） 這一階段的特征是活潑分解，以解聚和分解反應(yīng)為主。生成和排出大量揮發(fā)物（煤氣和焦油），約450排出的焦油量最大，在450550氣體析出量最多。煙煤約350開始軟化，隨后是熔融、黏結(jié)，到550時(shí)結(jié)成半

5、焦。 煙煤（尤其是中等變質(zhì)程度煙煤）在這一階段經(jīng)歷了軟化、熔融、流動(dòng)和膨脹直到再固化，出現(xiàn)一系列特殊現(xiàn)象，并形成氣、液、固三相共存的膠質(zhì)體。液相中有液晶（中間相）存在。膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量決定了煤的黏結(jié)性和結(jié)焦性。粘結(jié)性煙煤的熱解過程 （3）第三階段(5501000)。 又稱二次脫氣階段。在這一階段，半焦變成焦炭，以縮聚反應(yīng)為主。析出的焦油量極少，揮發(fā)分主要是煤氣。煤氣成分主要是H2，少量CH4和C的氧化物。從半焦到焦炭，一方面析出大量煤氣，另一方面焦炭本身的密度增加，體積收縮，導(dǎo)致生成許多裂紋，形成碎塊。焦炭的塊度和強(qiáng)度與收縮情況有直接關(guān)系。 煤的熱解和熱加工一般包括以上三個(gè)階段。如果最終溫度

6、提高到1500以上則為石墨化階段，用于生產(chǎn)石墨炭素制品。煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性概念 煤的粘結(jié)性煤的粘結(jié)性是煤在加熱（隔絕空氣）過程中顯示出的一種性質(zhì)。所謂粘結(jié)性是指煤在加熱過程中自身粘結(jié)或粘結(jié)其他外加惰性物的能力。 不同種類的煤其粘結(jié)性亦不同。有些煤種（低、高變質(zhì)程度的煤）沒有粘結(jié)性，加熱時(shí)不能粘結(jié)成塊；有些煤種（中變質(zhì)程度的煙煤）具有粘結(jié)性，加熱時(shí)能粘結(jié)成塊。 具有不同粘結(jié)性的煤其粘結(jié)能力是不一樣的。例如，粘結(jié)性很強(qiáng)的肥煤不僅自身能粘結(jié)成塊，而且還能粘結(jié)其他外加惰性物質(zhì)；而粘結(jié)性較差的瘦煤僅能自身粘結(jié)成塊，粘結(jié)的也不牢固。煤的粘結(jié)性是評(píng)價(jià)煉焦煤的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 在我國(guó)現(xiàn)行的煤炭分類中，只有氣煤、

7、肥煤、焦煤、瘦煤、弱粘結(jié)煤和長(zhǎng)焰煤具有這樣的性質(zhì)。其中除長(zhǎng)焰煤因煤化度太低，而在煉焦配煤中極少采用外，其它幾種都用作煉焦配煤。但是在這幾種煉焦煤中，其粘結(jié)性好壞的差別也是很大的，這也是在煉焦配煤中必須注意的。例如，就煤的粘結(jié)性而言，以肥煤肥煤的粘結(jié)性為最好，焦煤焦煤居中，氣煤、瘦煤瘦煤和弱粘結(jié)煤弱粘結(jié)煤較差。在煉焦配煤中，一般都是將這些煤搭配使用。煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性概念 結(jié)焦性結(jié)焦性是指煙煤在焦?fàn)t或模擬焦?fàn)t的煉焦條件下，形成具有一定塊度和強(qiáng)度的焦炭的能力。結(jié)焦性是評(píng)價(jià)煉焦煤的主要指標(biāo)。 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性關(guān)系 煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性密切相關(guān)，煉焦用煤必須是具有一定粘結(jié)性的煤，一般來說，粘結(jié)性較好的

8、煤才能煉成質(zhì)量較好的焦炭粘結(jié)性較好的煤才能煉成質(zhì)量較好的焦炭。粘結(jié)性較差的煤，煉出的焦炭質(zhì)量也較差，而沒有粘結(jié)性的煤則不能煉焦。但是粘結(jié)性與結(jié)焦性又有所區(qū)別區(qū)別，煤的粘結(jié)性主要反映在煉焦過程的前一段（半焦形成之前），煤料粘結(jié)的好壞直接影響著焦炭的質(zhì)量，從這一點(diǎn)看粘結(jié)性與結(jié)焦性是一致的，即粘結(jié)性較好的煤結(jié)焦性也較好粘結(jié)性較好的煤結(jié)焦性也較好。而煉焦的后一段過程，即半焦收縮過程，對(duì)焦炭質(zhì)量也有明顯影響。例如粘結(jié)性很好的煤（如肥煤），在半焦收縮過程中由于收縮較大而形成了塊度較小和內(nèi)裂紋較多的焦炭，只是焦炭質(zhì)量變差。這是粘結(jié)性與結(jié)焦性的不同點(diǎn)。一般結(jié)焦性好的煤煉出的焦炭質(zhì)地堅(jiān)硬，熔融性好，抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度高，塊度較均勻。實(shí)驗(yàn)表明，肥煤的粘結(jié)性最好，粘結(jié)能力最強(qiáng)；焦煤的結(jié)焦性最好，結(jié)焦能力最強(qiáng)。 例如有的氣肥煤；其粘結(jié)性很強(qiáng)，但其生成的焦炭裂隙多，機(jī)械強(qiáng)度差，故結(jié)焦性不好。評(píng)價(jià)煤的粘結(jié)性指標(biāo)評(píng)價(jià)煤的粘結(jié)性指標(biāo) 整個(gè)煤產(chǎn)生粘結(jié)的過程是很復(fù)雜的