煤質(zhì)分析設(shè)備

粘結(jié)指數(shù)是判別煤的粘結(jié)性、結(jié)焦性的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。

粘結(jié)指數(shù)是表征煙煤粘結(jié)性的一種指標(biāo)。該指標(biāo)的測(cè)定方法是按1:5或3:3的配比使煙煤和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤混合后灼燒,測(cè)定其所得焦塊的強(qiáng)度。煙煤的粘結(jié)指數(shù)(GR.I)與R.I不同之點(diǎn)在于：

1.專用無(wú)煙煤的統(tǒng)一加工及選定；

2.標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤的粒度由R.I法的0.3--0.4毫米，改為GR.I法的0.1--0.2毫米,擴(kuò)大強(qiáng)粘煤的測(cè)值范圍,同時(shí)由于無(wú)煙煤粒度與試驗(yàn)用煙煤粒度相近,容易混勻,減少指標(biāo)誤差,提高測(cè)定的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性；

3.在測(cè)定弱粘結(jié)性煤的粘結(jié)指數(shù)時(shí),將無(wú)煙煤與煙煤的配比改為3:3,解決羅加法中對(duì)弱粘煤的測(cè)定不準(zhǔn)的問題；

4.實(shí)現(xiàn)了機(jī)械攪拌，改善了試驗(yàn)條件，減少了人為誤差；

5.將三次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)改為二次，并改變計(jì)算分式，簡(jiǎn)化了操作。這些改進(jìn)受到國(guó)內(nèi)有關(guān)煤炭、冶金化驗(yàn)單位的歡迎。GR.I法已被國(guó)內(nèi)用于煤的分類,在擴(kuò)大煉焦用煤范圍及煉焦配煤、焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)等方面，并取得可喜成果。

常用的煤質(zhì)分析設(shè)備有：量熱儀（熱量?jī)x）系列、測(cè)硫儀（定硫儀）系列、水分測(cè)定儀系列、工業(yè)分析儀、測(cè)氫儀、膠質(zhì)層測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、溫控儀系列、馬弗爐、快速灰化爐、微電腦粘結(jié)指數(shù)測(cè)定儀、鼓風(fēng)干燥箱、米庫(kù)姆轉(zhuǎn)鼓機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī)、錘式破碎機(jī)、鄂式破碎機(jī)、密封式化驗(yàn)制樣粉碎機(jī)、煤燃點(diǎn)測(cè)定儀、奧亞膨脹度測(cè)定儀、破碎縮分聯(lián)合制樣機(jī)、煤炭結(jié)渣性測(cè)定儀、活性炭測(cè)定儀、運(yùn)煤采樣機(jī)、煤炭采樣機(jī)等。

通常是指按照國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定煤炭的基本物理、化學(xué)特性的分析項(xiàng)目，主要有工業(yè)分析、元素分析、灰成分分析，煤、煤粉和灰分性質(zhì)的測(cè)定等。

煤質(zhì)分析工業(yè)分析

包括對(duì)水分、揮發(fā)分、固定碳和灰分的測(cè)定，有時(shí)還包括硫分和發(fā)熱量等項(xiàng)數(shù)據(jù)的測(cè)定。

煤質(zhì)分析元素分析

測(cè)定煤中有機(jī)質(zhì)的碳、氫、氧、氮和可燃硫等主要元素組分，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，收到基中連同水分和灰分總和為100%。

煤質(zhì)分析成分分析

煤中的水分和灰分含量常隨開采、運(yùn)輸、貯存及氣候條件而異，其他成分的含量也將隨之發(fā)生變化，為了便于生產(chǎn)和科研，通常采用四種成分分析基準(zhǔn)：①收到基：以收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法；②空氣干燥基：以空氣干燥狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法;③干燥基：以無(wú)水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法;④干燥無(wú)灰基：以假想的干燥無(wú)灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的表示方法。

除水分和低位發(fā)熱量以外，不同基準(zhǔn)成分?jǐn)?shù)值間的換算系數(shù)見表1。

煤質(zhì)分析成分特性

灰分是由金屬氧化物和非金屬氧化物及其鹽類組成的復(fù)雜物質(zhì)，以SiO₂和Al₂O₃為主，還有Fe₂O₃、CaO、MgO、TiO₂、SO₃、Na₂O和K₂O等，以及一些Mn、V和Mo等元素的氧化物。

(1)灰成分測(cè)定：按工業(yè)分析條件灼燒煤樣制得灰樣，用NaOH溶融，沸水浸取，加HCl溶解，蒸發(fā)至近干，再制備試液。不同成分用不同方法測(cè)定，如，SiO₂用動(dòng)物膠凝聚質(zhì)量法，F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃、CaO和MgO用EDTA容量法，Na₂O和K₂O用火焰光度法，P₂O₅用比色法等，還可以用原子吸收光譜法來(lái)測(cè)定除磷以外的其他灰成分。

(2)灰的熔融特性：通常稱為灰熔點(diǎn)，煤灰沒有固定的熔化溫度，僅有一個(gè)熔化溫度范圍。中國(guó)和世界上大多數(shù)國(guó)家以角錐法作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法，記錄在半還原氣氛中的三個(gè)特征溫度：變形溫度DT，即灰錐尖開始變圓或彎曲時(shí)的溫度;軟化溫度ST，即灰錐體彎曲。

表1 不同基準(zhǔn)成分?jǐn)?shù)值間的換算系數(shù)

注： 表中M表示水分，A表示灰分。

到錐尖觸及托板或錐體變成球形和高度不大于底長(zhǎng)的半球時(shí)的溫度；流動(dòng)溫度FT，即灰錐完全熔化或展成高度≤1.5 mm薄層時(shí)的溫度，也稱為熔化溫度。有的國(guó)家用熱顯微鏡觀測(cè)柱體試樣的熔融特征來(lái)確定其特征溫度。

(3) 灰黏度： 表征灰在高溫熔融狀態(tài)下的流動(dòng)特性，通常根據(jù)牛頓摩擦定律用鉬絲扭矩式黏度計(jì)測(cè)定1750℃以下1～10 Pa·s范圍內(nèi)的熔體黏度。

煤質(zhì)分析煤粉性質(zhì)

煤是一種成分、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜且極不均一，包括有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的混合物，以及無(wú)機(jī)物和有機(jī)質(zhì)組成的金屬有機(jī)絡(luò)合物，其性質(zhì)是多方面的，其中與燃燒關(guān)系較密切的有可磨系數(shù)、磨損指數(shù)、煤粉細(xì)度、密度、自由膨脹序數(shù)五項(xiàng)。

(1)可磨系數(shù)：表征煤被粉碎的難易程度，測(cè)定的依據(jù)是破碎定律，即在研磨煤粉時(shí)所消耗的能量與新產(chǎn)生的表面面積成正比。廣泛采用的主要方法有哈德葛羅夫 (Hardgrove) 法與全俄熱工研究所(ВТИ)法，其近似換算關(guān)系為：KВТИ=0. 0034(K) 0.61。

(2)磨損指數(shù)：表征煤在破碎過(guò)程中對(duì)金屬研磨部件磨蝕的強(qiáng)烈程度，現(xiàn)多使用YGP (Yancey，Geerand Price)法來(lái)測(cè)定在規(guī)范條件下煤樣對(duì)純鐵的磨損量。

(3)煤粉細(xì)度：煤粉是由各種尺寸不同(一般在1～500 μm)、形狀不規(guī)則的顆粒所組成，其細(xì)度一般用標(biāo)準(zhǔn)篩來(lái)測(cè)定，以篩孔尺寸為x (μm) 的篩子篩后剩余量占粉樣的百分?jǐn)?shù)Rx(%)來(lái)表示。

(4)密度：煤的密度通常以不同的方式表示，有真密度、視密度和堆積密度之分。真密度是在20℃時(shí)，煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(不包括煤內(nèi)外表面孔隙)水的質(zhì)量之比；視密度為在20℃時(shí)，煤的質(zhì)量與同溫度、同體積(包括煤內(nèi)外表面孔隙)水的質(zhì)量之比，又稱為假密度；煤粉堆積密度是煤粉在自然堆積狀態(tài)下的視密度。

(5)自由膨脹序數(shù)：表征煤的黏結(jié)特性，把煤按規(guī)定方法加熱，所得焦塊與一組標(biāo)準(zhǔn)焦塊側(cè)面圖進(jìn)行比較來(lái)確定的序號(hào)數(shù)。