1、烟煤胶质层指数测定仪鹤壁市天鑫煤质化验设备厂研制胶质层指数测定仪销售胶质层指数测定仪（0392-2669885）1烟煤胶质层指数测定的基本原理胶质层指数测定是模拟工业焦炉的炭化室反应而设计的。将煤样置于一特制煤杯中进行单侧加热，使其形成一系列的等温层面。各层面温度由加热端开始依次递降，并依次形成半焦层、胶质层和未软化的煤样层三个部分。在温度相当于固化点的层面以下形成半焦，在温度相当于软化点的层面以下形成胶质体，而在软化点层面以上是未软化煤样。用探针测量出胶质体的最大厚度-Y，用它来表示煤的结焦性；试验过程中得到的体积曲线可反映出胶质体的厚度、黏度、透气性以及气体的析出情况和温度间隔；在试验结束
2、时测得的收缩度-X，可用来表示半焦收缩的程度。 2烟煤胶质层指数测定的意义胶质层指数的测定过程反映了工业焦炉炼焦的全过程，人们可以通过研究胶质层的测定过程，来研究炼焦过程的机理。 ，胶质层最大厚度 y 值直接反映了煤的胶质体的特性和数量，是煤的结焦性能好坏的一个标志，因此，它被列为我国烟煤分类的一项工艺性指标当粘结指数大于 85 时，可用Y 值和挥发分确定煤的牌号。此外，利用 Y 值可以指导配煤炼焦。3对胶质层指数测定用煤样要求胶质层指数测定应使用粒度小于 1.5 mm 的空气干燥煤样。煤样应用对辊式破碎机（鹤壁市天鑫 XPZ 系列双棍破碎机）逐步破碎到全部通过筛孔为 1.5 mm 的圆孔筛，
3、以免产生过多的细粉。供分类用的煤样，灰分大于 10%时，必须进行浮选（减灰） 。此外，由于煤样氧化后会影响 y 值的大小，所以胶质层测定用煤样，从制样到试验的时间不应超过半个月。如超过半个月，应在报告中注明。4各种类型的体积曲线的形成在胶质层指数测定中会有多种不同的体积曲线产生，一般分为 8 个类型。它们的产生原因如下： (1)平滑下降型：煤样在干馏过程中软化生成胶质体的同时还分解生成煤气和焦油蒸气等挥发物。当胶质体的透气性很好而煤的主要热分解又在形成半焦后进行时，挥发物可以穿透胶质体逸散出去，使得煤样在 9.8 N/cm2(l kgf/cm2)的压力作用下体积逐渐收缩，形成平滑下降型体积曲线
4、。(2)平滑斜降型：若煤样的挥发分含量很少，胶质体透气性很好且数量很少时，挥发物可以很容易地逸出，但由于挥发物和胶质体的量都很少，所以曲线下降幅度小，形成平滑斜将型(3)之字型：若胶质体的透气性不好，包裹在胶质体内的挥发物有时就会使胶质体膨胀而有时又能够从半焦的裂逢中很快逸出而使体积收缩，如此时而膨胀时而收缩就形成了之字型体积曲线。(4)波型：若煤样膨胀不大而挥发物逸散也较慢，则体积曲线呈波型。(5)微波型：若煤样膨胀比(4)小而挥发物逸散比(4)更慢，则体积曲线呈微波型。(6)山型：若煤样的挥发分含量很高，胶质体的透气性又不好半焦裂逢也很少，则挥发物被包裹在胶质体内，并随着挥发物的不断产生以
5、及其体积随着温度升高而增大，胶质体体积就会较长时间地不断膨胀，使得体积曲线呈山型。；(7)之山混合型(g)：体积曲线先呈之字型而后又呈山型的叫做之山混合型(g)。(8)之山混合型(h)：体积曲线先呈山型而后又呈之字型的叫做之山混合型(h)。5从体积曲线类型大致判断煤种根据体积曲线类型可以大致地估计出煤的牌号，例如：(1)平滑斜降的煤可能是弱粘煤或不粘煤，也可能是无烟煤或贫煤、瘦煤等。(2)平滑下降的煤可能是 1/2 中粘煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤或气煤等。(3)波型、微波型的煤可能是气煤、气肥煤和焦煤。(4)之字型的煤有可能是气肥煤、焦煤，之字型很大的有可能是肥煤。(5)山型、之山混合型的煤可
6、能是肥煤。6试验中施加于煤样横截面上的压强是多少？如何来校正？试验中施加于煤样横截面上的压强是 9.8 N/cm2(1 kgf/cm2)，其校正方法除了 GB/T479-2000烟煤胶质层指数测定方法提供的方法外，还有如下的一种准确可靠而又简便的校正方法。将被测的仪器杠杆向外旋转 90。 ，装上压力盘，并将压力盘垂直放在一最大称量为 30 kg左右台秤的称盘上，加上砝码并将杠杆调至水平后进行称量。这时称得的质量若等于27.4kg，则由于煤样的横截面面积是 27.4 cm2，所以其压强正好是 9.8 N/cm2(1 kgf/cm2)，若不是27.4 kg，则要加减砝码，使其正好等于 27.4 k
7、g。炉砖的材质及如何 使用因为胶质层指数测定采用 的是单侧加热方法，并以煤杯中形成一系列平整等温层面为基础，这就要求炉砖右良好的散热性，否则煤杯壁上的热不能及时散去而积蓄起来，靠近煤杯壁的煤就会提前软化生成胶质体，使之不能形成平整的等温面而形成中间凹，周围高的等温面（如图所示） ，使得 y 值测定不准确。另外受热强度大时，Y 值也会增高，因此，当炉砖材质不同时，所测得的 y 值也不同，所以要使用散热比较好，材质基本相同的炉砖，上、下部炉砖的物理化学性能应能保证对煤样的测定结果与用标准炉砖”的测定结果一致。图等温面8煤杯的材质对测定结果影响煤杯的材质对测定结果也有类似于炉砖的影响，因为煤杯的材质
8、不同，其导热系数就不相同，造成煤受热的强度也不一样，因此，用不同材质（如不锈钢、45 8 钢、铸铁等）的煤杯测出的 y 值也不相同，标准规定统一使用 45 #钢制作煤杯。9胶质层测定时要求煤杯内煤样的各水平面受热（即温度场分布）均匀因为加热不均匀，就可能产生等温面的不平整现象，温度高的地方，等温面凸起，温度低的地方等温面凹进。探针的测点如果在凸起部位，测值就偏高；若在凹进部分，测值就偏低，因此，加热一定要均匀。10.怎样用探针来测定胶质层的上、下部层面？测定上部层面时，探针插入测孔中感觉到有阻力即可。因为胶质层表面是软的胶体状物质，所以不能用力去扎，否则会将上部层面扎凹而使测值偏低。测定下部层
9、面时，则要使探针穿透胶质体达到半焦表面。由于胶质体的黏度大小不一，所以用力的大小也应不同。对于具有平滑下降、波型之类体积曲线的煤样，因为胶质体黏度不大，稍用力即可扎穿胶质体；而之字型、山型之类的煤样，因为胶质体黏度较大，则要用力才可扎穿胶质体；如胶质体黏度很大，则要用很大的力气才能扎穿。所以测下部层面时要根据胶质体的黏度大小，分别情况用不同的力去扎穿胶质体。力量大小的掌握，主要靠经验。半焦表面较硬，很容易判断。这里特别要注意的是：对于平滑斜降和部分平滑下降型的煤样由于胶质体黏度非常小，而下部层面半焦表面也较软（因为结焦不好） ，所以测定的手感不易掌握，稍一用力就会将半焦扎穿，而且这个孔往往被遗
10、留下来，直到试验结束，因而使测值不准。所以对于这样的煤样测定时，插入探针后一感到有阻力了就算是上部层面，然后轻轻地扎穿胶质体，一感到有稍大一些的阻力，即为下部层面，切不可用力去扎。11.胶质层指数测定中对升温速度规定，升温允许偏差胶质层指数测定中，规定用 30 min 从室温升到 250，然后以 3/min 的均匀速度加热到 730停止。每 10 min 记录一次温度。在 350600期间，实际温度与应达到的温度相差不应超过 5，在其余时间内不应超过 10，否则，试验作废。因为从室温到 250这一段时间内，主要作用是干燥，煤本身并不发生热分解，所以对升温速度没有严格的要求。350600期间是煤
11、发生热分解并生成胶质体的阶段，升温速度对结果影响很大，所以对升温速度的要求比较严格，而 600以后，煤样已完全固化，所以升温要求又可以松一些。12.为什么煤杯上、下部圆垫要用 0.51.0 mm 厚的石棉垫而不用其他厚度的石棉垫和其他材料的圆垫？用 0. 51.0 mm 厚的石棉垫，是因为它具有良好的透气性，可使试验中生成的挥发物顺利地透过石棉垫排出煤杯外。切记不可用厚石棉垫，更不能使用如橡胶石棉（俗称鸡毛纸）一类透气性极差的材料制作圆垫，否则会因透气性太差，而使结果偏高。试验过程中转筒上记录的体积曲线和煤样在煤杯中体积变化的趋势一致，但大小不相等，前者是后者通过杠杆的作用放大 3 倍后的记录
12、。因为杠杆支点到记录笔尖距离 60cm，正好 杠杆支点到压力盘支点的距离 20cm 的 3 倍，所以记录的体积曲线为实际变化 3 倍。胶质层指数为结焦性指标最适用于 除挥发分很高，胶质层厚度很大，胶质层 多而稀薄的液肥煤以外的中等和强粘接性的煤，因为液肥煤煤胶质体多而粘度特别小，容易溢出煤杯使试验无法进行。对弱粘结的煤，一般 Y 值在 7-5 以下时，测定时手感不灵敏，不易测准，有的根本测不出来。15.装入煤杯的煤样如何缩取？如何装杯？为什么要求前后杯的装样高度相差不得超过 1 mm?将煤样在瓶中混合均匀后全部倒在缩分板上并摊成厚约为 10 mm(不得大于 10 mm)的方块。将方块划分成约
13、30 mm30 mm 的许多小块。用宽 30 mm、长 45 mm 的方形小铲，按棋盘式取样方法，每隔一格取一个子样，全部子样构成一个质量为(1000.5)g 的煤样，然后用同样的方式从剩余的格中取出另一份(1000.5)g 的煤样。也可用四分法或二分器法缩分出两份(1000.5)g 煤样。将每份煤样用堆锥四分法分为 4 份，分 4 次装入煤杯，每装 25 g 后，用金属针将煤样摊平，但不得捣固。采取这样的装样方式，是为了使煤样的堆积密度一致，使测定结果重现性好。规定前后杯的装样高度相差不得超过 1 mm，也是为了保证同一煤样在两煤杯中的堆积密度一致。16.在什么情况下煤杯底部会有大量挥发物喷
14、出？这种现象会给试验带来什么影响？应如何消除？膨胀性的煤当半焦出现裂缝时挥发物会从裂缝中找到出路而喷出杯底（从排气孔中排出） 。喷出的挥发物包括煤气、焦油蒸气等，是一种易燃混合物。喷出后遇炉内高温随即燃烧，一方面使煤杯底部温度骤然升高，给控温带来很大困难，另一方面，随着煤气和焦油蒸气的燃烧，会生成炭黑并积聚在炉内，使杯底和加热元件硅碳棒短路，从而使测温仪表带电，有的甚至把仪表烧坏，或造成触电事故，此外对硅碳棒也有腐蚀作用。一般采用吹热风的办法及时将积聚的挥发物和炭黑吹掉。也可用隔绝的办法，即在硅碳棒上套上一根石英管，这就不会产生短路和硅碳棒腐蚀了。17.试验中煤样生成的胶质体流动性很大时，应采
15、取什么措施？试验中生成的胶质体流动性很大时，胶质体往往会溢出压力盘或从测孔或从杯底流出。对于前一种情况，只需在重新装杯时，在滤纸和石棉垫上方沿杯壁和热电偶铁管外壁围一圈直径 23 mm 的石棉绳，再放上压力盘，使石棉绳把压力盘与煤杯，压力盘与热电偶铁管之间的缝隙严密地堵起来。这样就可以防止胶质体从压力盘的缝隙中溢出。对于后一种情况，如果胶质体是在测得 y 值后从测孔中流出，则可在重做试验时，测得 y 值后立即用石棉绳将测孔堵住；如果胶质体是在测得 y 值前从测孔溢出，或胶质体从杯底流出，那么这种煤则不宜进行胶质层指数测定。18.试验中煤样生成的胶质体很稀薄时，应如何测定？试验中煤样生成的胶质体
16、很稀薄时，测上部层面时要特别小心。探针插入要慢，用力要轻，遇到有阻力，即为上部层面，然后再稍加一点力缓慢地将胶质体扎穿，感到阻力稍大即停止，这就是下部层面。胶质层上、下层面往往不明显，常常是一穿即达杯底，遇到这种情况，可暂停2025 min，使层面恢复，然后再以每 15 min 不多于一次的频数按上述方法测量上部或下部层面，此外报出测定结果时应注明焦块的熔合状况。19.试验过程中煤样形成的胶质体很黏稠（黏度很大）时，应如何测定？在试验过程中煤样形成的胶质体黏度很大时，要扎穿它是很费力的，所以不能以为测完上层后，用一点力向下扎，感到扎不动时（阻力特别大） ，就到达下部层面了，而必须用较大的力扎（
17、但要用均匀的垂直力，否则既扎不下去，又会把探针扎弯，甚至折断） ，待穿透胶质体达到气泡层时，就会明显感到阻力大大减小而能很顺利地到达半焦表面。这种情况只有体积曲线为较大的之字型、山型和之山混合型的煤样才会碰到。20.测定膨胀性的煤（一般是山型或之山混合型的煤样）时，730已到，但是体积曲线还没有走平线，应如何处理？遇到这种情况时，应该在 730恒温并继续加热，直到曲线走平线为止，约需 510 min。21如何加工体积曲线？根据探针测得的各个时间的上、下部层面的数据，在毫米方格纸上以时间为横坐标，以层面到杯底的距离为纵坐标画出上、下部层面各点，将同一层面的每相邻两点用直线连接起来，形成两组折线。
18、然后用曲线尺通过各折线的中点连成两条光滑的曲线，上、下层面各一条，取两曲线间的最大距离为 y 值。22.本试验对加热元件有什么要求？为什么？胶质层试验要求用两支功率相近而发热均匀的硅碳棒，或者加热很均匀的电炉丝加热盘，以保证加热元件发热均匀，使煤样形成平整的等温面。用硅碳棒加热时应选择两支电阻合适（约 68 Q）并且阻值相等或相近(相差不超过0.5 Q)的硅碳棒，或在通电后用肉眼观察，两硅碳棒明亮程度一样即为合适。23.影响胶质层测定准确度的主要因素有哪些？胶质层测定方法是一个规范性很强的试验，对仪器设备、测定方法都做了严格的规定，必须严格执行，否则会影响测定结果。(1)升温速度是本方法中第一
19、位重要的影响因素，尤其是在 350600期间的升温速度。因为这是煤样热分解的阶段，若升温速度快，y 值偏高，反之则偏低。(2)试验开始时，炉砖必须处于室温。因为热炉砖会增加煤样的受热强度，而使 y 值偏高。(3)炉砖的热性质导热系数的大小影响测定结果。一般情况下导热系数小，y 值要偏高，所以要求使用散热较好（导热系数大）而且热性质一致或相近的炉砖（全国统一生产的炉砖） 。(4)以正确手感来测定上、下部层面，否则测出的结果不准确，因此，操作人员一定要经过专门培训后才能承担胶质层测定的工作。(5)加热面一定要均匀（温度场分布均匀） ，若不均匀，将会破坏等温面的平整，使测不准。(6)装杯时，一定要按
20、 GB/T 479 的有关规定进行操作，切忌捣固或敲击煤杯而改变样的堆积密度，影响测定结果。(7)煤样粒度要求小于 1.5 mm，在制样过程中应该用对辊破碎机逐级破碎，以保证煤粉所占比例不大，否则会影响测定结果。24什么叫凝结的焦块？什么叫熔合的焦块？凝结的焦块是指煤样经过于馏（胶质层试验）后，焦块虽然已结成块，但视其剖面，可显地看到并没有熔融成焦、只是煤粒被机械地压在一起，煤粒清晰可见，周围还有很多脱落的煤粒等。熔合的焦块是指煤样已经熔融成焦，肉眼观察其剖面为一熔融的整体，无煤粒存在，金属色泽，一般为银色或银灰色。如果整个焦块都已熔融成焦，则是完全熔合，若焦块上部表面还存在一些煤粒，一般用手
21、一摸便脱落，这种焦块叫做部分熔合。25.为观察焦块的技术特征，必须要取得完整的焦块，可采用什么方法？可采用 GB/T 479-2000 附录 B 给出的推焦器将焦块完整地推出。推焦时将煤杯倒置于推焦器的平台上，使热电偶铁管对准推焦器圆孔（以免推焦时将电偶铁管挤坏） ，然后用手握住手杆旋转，使螺旋杆向下运动，同时挤压杯底，使焦块落出，然后用手托着电偶管和焦块取出推焦器，即可获得一个完整的焦块。26.用什么方法清洁煤杯？清洁煤杯可用以下方法：(1) GB/T 479 推荐的方法：将煤杯固定在擦杯机的转轴上，使煤杯转动，将卷有砂（金刚砂布）的木棍伸入旋转着的煤杯中，擦、磨掉焦渣，使煤杯达到干净光洁。这种方法需要用螺钉去固定煤杯，装卸既麻烦又费力。(2)在擦杯机的转轴上固定砂布，让旋转的砂布伸人煤杯中进行擦磨，这种方法要及更换砂布，还是比较麻烦。(3)在转轴上固定一个比煤杯直径大的转筒，将煤杯放入转筒内，使其依靠转筒内壁煤杯外壁互相摩擦的作用使煤杯旋转，然后用卷有砂布的木棍伸人旋转的煤杯中，将煤擦净。这种方法既省去固定煤杯或砂布的麻烦，又省时省力，也提高了效率。
