6--煤粘结性指标的关系
煤炭的各项指标
煤炭的各项指标第一个指标:水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水与分解水。
煤中水分过大就是,不利于加工、运输等,燃烧时会影响热稳定性与热传导,炼焦时会降低焦产率与延长焦化周期。
现在我们常报的水份指标有:1、全水份(Mt),就是煤中所有内在水份与外在水份的总与,也常用Mar表示。
通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份(Mad),指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。
也可以认为就是内在水份,老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
第二个指标:灰分指煤在燃烧的后留下的残渣。
不就是煤中矿物质总与,而就是这些矿物质在化学与分解后的残余物。
灰分高,说明煤中可燃成份较低。
发热量就低。
同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。
能常的灰分指标有空气干燥基灰分(Aad)、干燥基灰分(Ad)等。
也有用收到基灰分的(Aar)。
第三指标:挥发份(全称为挥发份产率)V指煤中有机物与部分矿物质加热分解后的产物,不全就是煤中固有成分,还有部分就是热解产物,所以称挥发份产率。
挥发份大小与煤的变质程度有关,煤炭变质量程度越高,挥发份产率就越低。
在燃烧中,用来确定锅炉的型号;在炼焦中,用来确定配煤的比例;同时更就是汽化与液化的重要指标。
常使用的有空气干燥基挥发份(Vad)、干燥基挥发份(Vd)、干燥无灰基挥发份(Vdaf)与收到基挥发份(Var)。
其中Vdaf就是煤炭分类的重要指标之一。
其她指标:煤炭的固定碳(FC)固定碳含量就是指去除水分、灰分与挥发分之后的残留物,它就是确定煤炭用途的重要指标。
从100减去煤的水分、灰分与挥发分后的差值即为煤的固定碳含量。
根据使用的计算挥发分的基准,可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。
发热量(Q)发热量就是指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量,主要分为高位发热量与低位发热量。
煤的高位发热量减去水的汽化热即就是低位发热量。
发热量的国标单位为百万焦耳/千克(MJ/KG)常用单位大卡/千克,换算关系为:1MJ/KG=239、14Kcal/kg;1J=0、239cal;1cal=4、18J。
煤炭粘结指数测定影响因素分析
煤炭粘结指数测定影响因素分析摘要：煤炭粘结指数是反应煤炭高温结焦性及焦炭品质的重要指标。
煤炭粘结指数的测定受各种因素的影响而存在较大范围的波动。
文中对粘结指数测量值的影响因素进行了分析，其中样本烘干时间、烘干温度及样本粒度对G值的测定结果影响最为明显。
关键词：煤炭；粘结指数；测定0引言：近年来，随着我国工业生产能力的不断提高，国内市场对于能源的需求也随之不断扩大，特别是冶金领域对于煤炭的需求量表现的尤为突出。
煤炭的品种多种多样，即使同一种煤炭，其性能也存在较大差异，因此煤炭的粘结指数是煤炭交易过程中重要的质量验收依据。
然而煤炭粘结指数的测定受各种因素的影响较大，测定结果往往存在较大范围的波动，频频出现交易双方对测定数据提出复检异议。
分析煤炭粘结指数测定结果准确性的影响因素，提高测定值的准确性，客观反映煤炭质量，对于维护交易双方合法权益具有重要意义。
1煤炭粘结指数的定义煤炭粘结性是反应煤炭高温结焦性及焦炭品质的重要指标，是指在高温熔融条件下煤炭粘结惰性组分的能力。
冶金行业用煤中，这一指标是评价煤炭品质十分重要的标准。
当烟煤无法完成炼焦时，除了炼焦时煤炭配比影响焦炭质量外，往往就是因为烟煤的粘结性较差造成的。
此外，煤炭的粘结性还与其燃烧时产生的热值、高温气化分解时的产气量均有密切关系，因此在其他领域，粘结性也是评价煤炭品质的一个重要指标。
2煤炭粘结指数测定方法及原理煤炭粘结性在实验室中常用的测定方法有罗加指数(LR)、坩埚膨胀系数(CSN)、粘结指数(G)三种。
其中粘结指数的测定是：取专用的无烟煤与粒度为0.2mm的待测煤样品按照规定标准混合，和专用压块一同放进马费炉内迅速加热至结焦温度，将所得到的焦块放至转鼓内在规定的转速下进行强度测试，通过所测得焦块的强度及耐磨性能计算出样本的粘结指数。
实质上，样煤的粘结指数是将其加热时，煤炭内各颗粒之间结合后牢固程度的反映。
3粘结指数测量值的影响因素分析影响煤炭粘结指数实验室测定结果的因素有很多，煤样制备、焦化制样、测定分析等环节中的操作细节、设备参数、环境条件等因素均会对测定结果产生较大影响。
煤的粘结性和结焦性
煤的粘结性和结焦性煤的粘结性就是烟煤在干馏时粘结其本身或外加惰性物的能力。
煤的热解结焦性就是在工业焦炉中结成焦炭的能力。
煤的粘结性是评价干馏、炼焦、气化、动力用煤的重要依据。
煤粘结性是在煤的热解，即干馏时考虑的，特指烟煤。
从煤的热解过程可知，褐煤、无烟煤无粘结性。
4.1．粘结指数GR.I---GRI是煤炭分类国家标准GB5751-86中代表烟煤粘结性的主要分类指标。
测定方法是：将一定质量和专用无烟煤，按规定的条件混合（1：5），快速加热成焦，所得焦块在一定规格的转鼓内进行强度检验，以焦块的耐磨性强度，表示煤样的粘结能力。
4.2．胶质层指数胶质层指数的测定是测定煤的胶质层最大厚度（以Y表示）,焦块最终体积收缩X及收缩曲线三个参数来描述煤样的粘结能力。
方法是煤样在杯中逐渐加热，并观察记录过程情况。
奥阿膨胀度与此类似。
4.3．葛金低温干馏试验是用来评价煤的结焦性的的指标。
最后以焦型来定粘结性和结焦性。
试验方法如下：将煤样装入干馏管中，置干馏管于葛金低温干馏炉内，以一定升温程序加热到最终温度600℃，保持一定时间，测定所得的焦油、热解水和半焦产率，同时将焦炭与一组标准焦型比较定出型号。
从A到G粘结性越来越大。
A：不粘结 B：微粘结 C：粘结 D：粘结微熔融 E：熔融F：横断面完全熔融 G：完全熔融，开始膨胀4.4．煤的铝甑低温干馏试验为了评定煤的炼油适合性以及干馏产物，常用铝甑低温干馏试验方法。
要点是：将煤样装在铝甑中，以一定程序加热到510℃,保持一定时间，测定所得的焦油、热解水和半焦和煤气的产率。
评价煤的低温干燥焦油产率时用空气干燥基指标Tarad。
Tarad＞12%称为高油煤，Tarad=7—12%称为富油煤，Tarad≤7%称为含油煤。
煤炭各个指标之间的关系
煤炭各个指标之间的关系（神华煤炭化验设备）之前，我们了解到了：如何用神华煤炭化验设备去测量分析计算煤质各项指标的含量，那么这些煤炭质量指标之间又有什么关系呢煤的发热量、水分、灰分、挥发分、硫分、灰熔融性、G值、Y值之间有什么关系呢本文参考于：煤质检测分析新技术新方法与化验结果的审查计算实用手册，各项煤质指标间的相互关系，另外还有我神华煤炭化验设备公司专业技术人员提供的资料。
1.煤的工业分析各指标间的关系煤的工业分析项目，是了解和研究煤性质最基本指标，特别是水分、挥发分等指标，都能表征煤的不同煤化程度，之间均有显著的相关关系。
此外，煤中矿物质的数量及其组分对煤的挥发分、发热量和真（视）相对密度等其他指标也都有显著影响。
（2）原煤、精煤间的灰分关系：一般，洗选后的精煤灰分要比原煤的低，但灰分的降低幅度因煤的可选性而异。
某些灰分不太高的年轻褐煤，往往用氯化锌重液洗后，其精煤的灰分反而比原煤的高。
这是因为洗选过程中吸附造成的。
（3）挥发分、焦渣特征和水分的关系：挥发分高低反映了煤的变质程度。
焦渣特征在一定程度上反映了煤的粘结性和结焦性。
1）干燥无灰基挥发分和焦渣特征之间通常有下列关系：Vdaf≤l0%，焦渣特征为l～2号；Vdaf<13%，焦渣特征不超过4号；Vdaf>40%的褐煤，焦渣特征为1～2号；Vdaf=l8%～33%的炼焦用烟煤，焦渣特征为5～8号。
2）精煤干燥无灰基挥发分和原煤干燥无灰基挥发分之间，矿物质含量高的煤，其精煤干燥无灰基挥发分往往稍小于原煤的。
矿物质含量愈多，差值就愈大。
但是，粘结性上，总是精煤高于原煤。
2.硫含量和工业分析指标间的关系一般，硫分高低和其它工业分析指标没有直接关系，但是，有机硫含量高的高硫煤，其发热量值常小于同一牌号的低硫煤。
因为有机硫高的煤，其结构单元聚六碳环上的部分C、H被S取代，而C 和H的燃烧热值高。
硫分和灰分间没有直接关系，但是，如果高硫煤中是以硫铁矿硫为主，则硫分高，其灰分产率也高；对于低硫煤，如果是有机硫为主，则情况相反。
煤的粘结性概述课件
04
煤的粘结性对工业生产的影响
对煤炭开采的影响
煤炭开采方式
粘结性煤在开采时易产生 粘结现象，影响采煤机的 效率，同时易产生堵煤和 运输困难等问题。
煤炭开采成本
由于粘结性煤的开采难度 和运输成本的增加，导致 整体开采成本相对较高。
煤的粘结性是评价煤炭质量的重要指标之一，它与煤炭的燃 烧特性、加工利用密切相关，对于煤炭的分类、加工和利用 具有重要的指导意义。
研究煤的粘结性的意义
了解煤的粘结性对于煤炭的加工利用 具有重要的指导意义，因为不同的煤 炭加工方法需要不同的煤炭质量和粘 结性条件。
在选煤和炼焦过程中，煤的粘结性更 是关键的工艺指标，对于提高煤炭质 量和产量具有重要的作用。
电等领域。
燃料电池
将煤转化成气体或液体燃料， 用于燃料电池发电。
06
结论与展望
研究结论
煤的粘结性是评价煤 质的重要指标，与煤 的炼焦、气化和燃烧 等加工利用密切相关 。
通过对煤的粘结性进 行深入研究，可以揭 示煤的组成、结构、 变质程度和煤岩组成 等因素对粘结性的影 响规律。
本次研究采用了多种 方法对煤的粘结性进 行测定，包括自由膨 胀指数、胶质层厚度 和奥亚膨胀度等，以 全面评估煤的粘结性 特征。
煤的粘结性的形成机理
01
02
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04
05
接触变质煤的粘 结性形成…
区域变质煤的粘 结性形成…
热解煤的粘结性 形成机理
氧化煤的粘结性 形成机理
气化煤的粘结性 形成机理
接触变质煤的粘结性主要 是由于岩浆直接接触变质 作用导致煤的变质程度提 高，同时产生大量的液态 和气态产物，这些产物会 促进煤粒之间的粘结。
煤炭各个指标之间的关系
煤炭各个指标之间的关系（神华煤炭化验设备）之前，我们了解到了：如何用神华煤炭化验设备去测量分析计算煤质各项指标的含量，那么这些煤炭质量指标之间又有什么关系呢？煤的发热量、水分、灰分、挥发分、硫分、灰熔融性、G值、Y值之间有什么关系呢？本文参考于：煤质检测分析新技术新方法与化验结果的审查计算实用手册，各项煤质指标间的相互关系，另外还有我神华煤炭化验设备公司专业技术人员提供的资料。
1.煤的工业分析各指标间的关系煤的工业分析项目，是了解和研究煤性质最基本指标，特别是水分、挥发分等指标，都能表征煤的不同煤化程度，之间均有显著的相关关系。
此外，煤中矿物质的数量及其组分对煤的挥发分、发热量和真（视）相对密度等其他指标也都有显著影响。
（2）原煤、精煤间的灰分关系：一般，洗选后的精煤灰分要比原煤的低，但灰分的降低幅度因煤的可选性而异。
某些灰分不太高的年轻褐煤，往往用氯化锌重液洗后，其精煤的灰分反而比原煤的高。
这是因为洗选过程中吸附造成的。
（3）挥发分、焦渣特征和水分的关系：挥发分高低反映了煤的变质程度。
焦渣特征在一定程度上反映了煤的粘结性和结焦性。
1）干燥无灰基挥发分和焦渣特征之间通常有下列关系：Vdaf≤l0%，焦渣特征为l～2号；Vdaf<13%，焦渣特征不超过4号；Vdaf>40%的褐煤，焦渣特征为1～2号；Vdaf=l8%～33%的炼焦用烟煤，焦渣特征为5～8号。
2）精煤干燥无灰基挥发分和原煤干燥无灰基挥发分之间，矿物质含量高的煤，其精煤干燥无灰基挥发分往往稍小于原煤的。
矿物质含量愈多，差值就愈大。
但是，粘结性上，总是精煤高于原煤。
2.硫含量和工业分析指标间的关系一般，硫分高低和其它工业分析指标没有直接关系，但是，有机硫含量高的高硫煤，其发热量值常小于同一牌号的低硫煤。
因为有机硫高的煤，其结构单元聚六碳环上的部分C、H被S取代，而C 和H的燃烧热值高。
硫分和灰分间没有直接关系，但是，如果高硫煤中是以硫铁矿硫为主，则硫分高，其灰分产率也高；对于低硫煤，如果是有机硫为主，则情况相反。
粘结指数标准无烟煤
粘结指数，是我国北京煤化所参考罗加指数测定原理提出的，用于表征烟煤粘结性的一种指标。
具体的测定方法是按1:5或3:3的配比使烟煤和标准无烟煤混合后焦化，然后测定所得焦块的粘结强度。
烟煤的粘结性是通过粘结指数G来区分的：0-5为不粘结和微粘结煤；>5-20为弱粘结煤；>20-50为中等偏弱粘结煤；>50-65为中等偏强粘结煤；>65则为强粘结煤。
对于强粘结煤中的胶质层最大厚度Y大于25mm或者奥亚膨胀度b大于150%（对于Vdaf大于28%的烟煤，b大于220%）的煤，会被进一步划分为特强粘结煤。
在烟煤类中，如果粘结指数G大于85，则需要对胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度b 值进行再次测定，以便更精细地区分肥煤、气肥煤与其他烟煤类别。
当Y值大于25mm时，如果Vdaf大于37%，则划分为气肥煤；如Vdaf小于37%，则划分为肥煤；如果Y值小于25mm，则会按照其Vdaf的大小划分到相应的其他煤类。
煤炭各个指标之间的关系
煤炭各个指标之间的关系（神华煤炭化验设备）发布者：发布时间：2013-9-179:30:04 阅读：21次【字体：大中小】之前，我们了解到了：如何用神华煤炭化验设备去测量分析计算煤质各项指标的含量，那么这些煤炭质量指标之间又有什么关系呢？煤的发热量、水分、灰分、挥发分、硫分、灰熔融性、G值、Y值之间有什么关系呢？本文参考于：煤质检测分析新技术新方法与化验结果的审查计算实用手册，各项煤质指标间的相互关系，另外还有我神华煤炭化验设备公司专业技术人员提供的资料。
1.煤的工业分析各指标间的关系煤的工业分析项目，是了解和研究煤性质最基本指标，特别是水分、挥发分等指标，都能表征煤的不同煤化程度，之间均有显著的相关关系。
此外，煤中矿物质的数量及其组分对煤的挥发分、发热量和真（视）相对密度等其他指标也都有显著影响。
（2）原煤、精煤间的灰分关系：一般，洗选后的精煤灰分要比原煤的低，但灰分的降低幅度因煤的可选性而异。
某些灰分不太高的年轻褐煤，往往用氯化锌重液洗后，其精煤的灰分反而比原煤的高。
这是因为洗选过程中吸附造成的。
（3）挥发分、焦渣特征和水分的关系：挥发分高低反映了煤的变质程度。
焦渣特征在一定程度上反映了煤的粘结性和结焦性。
1）干燥无灰基挥发分和焦渣特征之间通常有下列关系：Vdaf≤l0%，焦渣特征为l～2号；Vdaf<13%，焦渣特征不超过4号；Vdaf>40%的褐煤，焦渣特征为1～2号；Vdaf=l8%～33%的炼焦用烟煤，焦渣特征为5～8号。
2）精煤干燥无灰基挥发分和原煤干燥无灰基挥发分之间，矿物质含量高的煤，其精煤干燥无灰基挥发分往往稍小于原煤的。
矿物质含量愈多，差值就愈大。
但是，粘结性上，总是精煤高于原煤。
2.硫含量和工业分析指标间的关系一般，硫分高低和其它工业分析指标没有直接关系，但是，有机硫含量高的高硫煤，其发热量值常小于同一牌号的低硫煤。
因为有机硫高的煤，其结构单元聚六碳环上的部分C、H被S取代，而 C和H的燃烧热值高。
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整个炼焦煤系列测定的条件不完全相同。
三种粘结性指标的简要比较
指标 项目 物理意义 表示粘结性方式 加热条件 对焦炭强度的表现能力 给出信息量 粘结指数G 表示烟煤受热后与无烟煤颗粒 之间结合的牢固程度 直接 多面加热；850℃恒温加热 （15min）；与炼焦加热方式相 差较大，但与气化、燃烧工艺加 热方式相接近 较好 单一 测值范围：0~105 试验误差：≥18：3；<18：1 总的区分能力：48.3 强粘煤：8.3 中粘煤：20 弱粘煤：20 很少 快 胶质层厚度Y/mm 主要反映胶质体数量的多少 间接 单面加热；3℃/min，终温 750℃；接近炼焦生产 较差 较多 测值范围：5~50 试验误差：>20：2 ≤20：1 总的区分能力：26 强粘煤：7.5 中粘煤：9.5 弱粘煤：9 太多 慢 奥-阿膨胀度b/% 表示胶质体的膨胀性，主要 和粘度及气体析出速度有关 间接 多面加热；3℃/min，终温一 般在500℃；与炼焦加热方式相 差较大 稍好 较多 测值范围：仅收缩-400 试验误差：>4.2+4.2b/100 总的区分能力：47 强粘煤：16 中粘煤：23 弱粘煤：8 较少 快
煤的各种粘结性指标间的关系
• 胶质层最大厚度Y值与粘结指数G的关系
从图7看出，烟煤的胶质层最大厚度Y值随粘结指数GR.I的 增高而增高，但GR.I值在10~70之间时，Y值仅在4~15mm之 间变化，Y值为零的煤样，GR.I值比Y值灵敏得多。对GR.I值 为95~105的煤，其Y值多在25~50mm之间，从而表明，在区 分强粘结性煤时，Y值要比GR.I值灵敏得多。两者大致有如 下关系： 1）Y值大于30mm的煤，其GR.I值均大于90；y值大于20mm 的煤，其GR.I值一般均大于80；Y值小于15mm的煤，GR.I值 一般小于80；Y值小于7mm的煤，GR.I值一般都在35以下。 （2）GR.I值大于100的煤，其Y值一般都在25mm以上；GR.I 值大于65的烟煤，Y值一般在10mm以上。 （3）160多个煤样的计算结果表明，GR.I与Y值间的相关系 数R值为0.83，这表明两者呈显著的正比关系。
粘结指数的关系
主讲人：梁东 2011.06
粘结性指标的优缺点
• 1、胶质层指数
• 优点：（1）它是粘结性指标中唯一具有数量概念的指标；（2）取样 100g，是所有粘结性指标中取样量最多的。由于煤是不均一物质，样 品多些易有代表性；（3）测定后，可供参考指标多。除最大胶质层 厚度（y值）外，有加热过程中样品的体积膨胀收缩图、软化点、固 化点、可塑带、收缩率、焦块裂纹率；（4）胶质层厚度有大致的可 加性。 • 缺点：（1）y值只是数量概念，没有质量概念。有时y值虽相同，但 质量却不同。因为胶质体是固相、液相、气相比例不稳定的混合物； （2）y值在7mm以下测不准；图形为大山形的肥煤也测不准。我国长 期以来，以Vdaf，y为主要指标进行炼焦煤分类，有时在生产中出现有 些煤在分类中的位置与其在炼焦中作用不符，此为其主要原因。
粘结性指标的优缺点
• 2、奥阿（Audibert-Arnu）膨胀度（b）
• 优点：（1）仪器和操作规范化强，易操作；（2）区分能力强；（3） 以不同比例惰性成分混合，所得b值连线，必呈线性下降；（4）可测 出可塑带温度范围。
• 缺点：（1）对强粘结性煤，b值有夸大现象；（2)较高和较低变质程
度煤均测不出b值，仅为仅收缩。而这两种类型煤虽均为仅收缩，但 其在炼焦中作用却有大差别，其中两者部分可软化成分的可塑带区间
图7 Y值与GR.I值的关系
煤的各种粘结性指标间的关系
• 胶质层Y值与奥亚膨胀度b值的关系
由图8表明：奥亚膨胀度试验b值随胶质层最 大厚度Y值的增高而增大； Y值大于25mm的 肥煤和气肥煤，其b值均大于100%； Y值大 于30mm的强粘结肥煤和气肥煤铊b值均大于 200%；Y值大于35mm的煤，b值均大于250%； 当Y值达到45mm左右时，其b值可达到780%。 如长广矿区的气肥煤，Y值可达50~60mm，b 值竟有超过1200%的（用半笔煤样测定，结 果不可靠）。但也有一些Y值达50~60mm左 右的特殊气肥煤，b值反而降至300%左右。
对粘结性的区分能力
所需试验煤量 试验速度
操作情况
设备造 标准化要求 日工效/次· d-1 测试返工率/%
简便
容易，无易损件 易于标准化；但需用同一的专 用无烟煤 12 3~5
较繁杂，人为主观因素大
制造设备较不方便，有易损件 规范性强，标准化难 4 10~20
方便
较难，易损件较难加工 易于标准化 4 5~10
图8 Y值与b值的关系
不同；（3）有一部分煤不能呈正常曲线，而呈流态塑性曲线（FluidPlastic Cruve），如壳质组含量高的较低变质程度煤，如图2所示。
粘结性指标的优缺点
• 3、粘结指数（G值）
• 此指标为我国煤炭科学研究院煤化学研究所提出： • 优点：它是在测定罗家指数方法的基础上加以改进的，在一定程度上校正了 罗加指数上述的第一项缺点。 • 缺点：（1）仍需应用符合要求的标准的无烟煤；（2）由于其测定整个煤化 系列煤的测定条件下完全相同，相互间缺少可比性。因此法将测定强粘结性 煤，煤样粒度由0.3~0.4mm改为0.1~0.2mm，煤样比表面积增大；测定弱粘煤 由5g标准无烟煤，改为加3g标准无烟煤，3g弱粘煤，将惰性的无烟煤减少。