煤的結渣性測定方法
1 主題內容與適用範圍
本標準規定了測定煤的結渣性時所用的試樣製備 ,儀器 、設備 ,測定步驟結果 計算和重複性 。
本標準適用於褐煤 、煙煤 、無煙煤和焦炭的結渣性測定 。
2 方法要點
將3~6mm粒度的試樣 ,裝入氣化裝置中 ,用同樣粒度的木炭引燃 , 在規定鼓風強度下使其氣化(燃燒) ,待試樣燃盡後停止鼓風 ,冷卻 ,稱量和篩分 , 從大於6mm的渣塊質量算出結渣率 ,表示煤的結渣性 。
3 引用標準
GB 474 煤樣的製備方法
GB 483 煤質分析試驗方法一般規定
4 術語
4.1 結渣率
試樣在規定的鼓風強度下進行氣化 ,其灰分因受反應熱的影響熔結成渣 ,其中 大於6mm粒度的渣塊質量占總灰渣質量的百分數 ,稱為該試樣在此鼓風強度下的 結渣率 。
4.2 鼓風強度
試樣在氣化或燃燒時 ,空氣通過爐柵截麵的平均流速 ,以m/s表示 。
4.3 阻力
試樣在氣化或燃燒時 ,料層對氣流的產生的大阻力 。
4.4 反應時間
圖1 結渣性測定儀
1—觀測孔 ;2—煙氣室 ;3—鎖緊螺筒 ;4—氣化
套 ;5—空氣室 ;6—煙氣排出口 ;7—測壓孔 ;8—
空氣針形閥 ;9—流量計 ;10—進氣管 ;11—頂蓋
試樣在氣化或燃燒時 ,從點火開始到燃燒停止所經過的時間 ,以min表示 。
5 儀器 、設備和材料
5.1 結渣性測定儀 :如圖1所示 。
5.2 鼓風機:風量不小於12m3/h ,風壓不小於49hPa(500mmH2O) 。
5.3 馬弗爐 :爐內加熱室不小於下列尺寸 :高140mm,寬200mm ,深320mm 。爐 後壁或上壁應有排氣孔 ,並配有溫度控製器。
5.4 工業天平 :大稱量1kg ,感量0.01g 。
5.5 振篩機 :往複式,頻率240±20min-1 ,振幅40±20mm 。
5.6 圓孔篩 :篩孔3mm和6mm ,並配有篩蓋和篩底 。
5.7 U形壓力計 :可測量不小於49hPa(500mmH2O)壓差 。
5.8 帶孔小鐵鏟 :麵積100 mm×100mm ,邊高20mm ,底麵有直徑2~2.5mm 的孔約100個 。
5.9 鐵盤 :用厚度1~1.5mm的鐵板製成 ,尺寸不應小於下列規定 :長200mm , 寬150 mm ,高40mm 。盤底四角處有20mm高的墊腳 。
5.10 木炭 :無混入雜質的硬質木炭 ,粒度3~6mm 。
5.11 石棉板 :厚2~3mm 。
5.12 小圓鐵桶 :容積400cm3 。
5.13 鐵漏鬥 :薄鐵皮製成 。大口直徑120mm ,小口直徑45mm ,長約120mm 。
5.14 板式毛刷1把 。
5.15 搪瓷盤四個 :長約300mm ,寬約200mm ,高約30mm 。
6 試樣的製備
6.1 按GB474的規定 ,製備粒度3~6mm空氣幹燥試樣4kg左右 。
6.2 揮發分焦渣特征小於或等於3的煤樣以及焦炭不需要經過破碎處理 。
6.3 揮發分焦渣特征大於3的煤樣 ,按下列方法進行破碎處理 。
6.3.1 將馬弗爐預先升溫到300℃ 。
6.3.2 量取煤樣800cm3(同一強度重複測定用樣量) ,放入鐵盤內 ,扒平 ,使其厚度 不超過150mm 。
6.3.3 打開爐門 ,迅速將鐵盤放入爐內 ,立即關閉爐門 。
6.3.4 待爐溫回升到300℃以後 ,恒溫30 min 。然後將溫度調到350℃ ,並在此溫 度下加熱到揮發物逸完為止 。
6.3.5 打開爐門 ,取出鐵盤 ,趁熱用鐵絲鉤攪鬆煤樣 ,並倒在振篩機上過篩 。遇有 大於6mm的焦塊時 ,輕輕壓碎 ,使其全部通過6mm篩子 。取3~6mm粒度煤樣備 用 。
7 測定步驟
7.1 每個試樣均在0.1 ,0.2和0.3m/s三種鼓風強度下分別進行重複測定(對應於 0.1 ,0.2 ,0.3m/s流速的空氣流量分別為2 ,4,6m3/h) 。
7.2 進行測定時 ,一次取400cm3試樣 ,並稱量(稱準到0.01g) 。其後測定用的試 樣質量與一次相同 。
7.3 稱取約15g木炭 ,放在帶孔鐵鏟內 ,在電爐上加熱至灼紅 。
7.4 將稱量後的試樣倒入氣化套內 ,扒平 ,放好墊圈裝在空氣室和煙氣室之間 ,用 鎖緊螺筒固緊 。
7.5 開動鼓風機 、調節空氣針形閥 ,使空氣流量不超過2m3/h 。再將鐵漏鬥放在儀 器頂蓋位置處 ,把灼紅的木炭倒在試樣表麵上 ,扒平 。取下鐵漏鬥 ,擰緊頂蓋 , 再仔細調節空氣流量 ,使其達到規定值 。
在鼓風強度為0.2和0.3m/s進行測定時 ,應先使風量在2m3/h下保持3min , 然後再調節到規定值 。
7.6 在測定過程中 ,隨時觀察空氣流量是否偏離規定值 ,並及時調節 ,記錄料層大阻力 。
7.7 從觀測孔觀察到試樣燃盡後 ,關閉鼓風機 ,記錄反應時間 。
7.8 冷卻後取出全部灰渣 ,稱其質量 。
7.9 將6mm篩子和篩底疊放在振篩機上 ,然後把稱量後的灰渣移到6mm篩子內 , 蓋好篩蓋 。
7.10 開動振篩機 ,振動30s ,然後稱出粒度大於6mm渣塊的質量 。
8 結果計算
圖2 結渣性強度區域圖
1—強結渣區 ;2—中等結渣區 ;3—弱結渣區
結渣率按下式計算 :
式中 Clin——結渣率 ,% ;
G1——粒度大於6 mm渣塊的質量 ,g ;
G——總灰渣質量 ,g 。
9 重複性
每一試樣按0.1 ,0.2 ,0.3m/s三種鼓風強度作重複性測定 ,兩次重複測定結 果的差值不得超過5.0% 。
10 測定記錄和結果處理
10.1 結渣性測定記錄 ,可參閱附錄A填寫各項數據 。
10.2 計算兩次重複測定的平均值 。按GB 483規定的數據修約規則修約到小數後一 位 。
10.3 在結渣性強度區域圖上(圖2) ,以鼓風強度0.1 ,0.2 ,0.3m/s的平均結渣率 繪製結渣性曲線 。
附 錄 A
結渣性測定記錄表
(參考件)
試樣編號 : 來樣單位 : 試樣質量 : g
附加說明 :
本標準由中華人民共和國能源部提出 。
本標準由煤炭科學研究院北京煤化學研究所歸口並起草 。
本標準起草人姚恩題 、陳麗珠 。