本發(fā)明涉及基一種基于基氏流動度的煤黏結(jié)性參數(shù)計算方法及評價方法,具體是用于計算不同煤種煉焦煤的基氏參數(shù):加和區(qū)間流動度σlgf和積分區(qū)間流動度slgf,再使用該參數(shù)對煤黏結(jié)性進行評價,本發(fā)明涉及配煤煉焦領(lǐng)域。
背景技術(shù):
:焦炭的性質(zhì)主要取決于生產(chǎn)焦炭所用配合煤的性質(zhì)、配煤工藝和煉焦工藝。在配煤工藝和煉焦工藝已確定的情況下,配合煤的性質(zhì)決定焦炭的性質(zhì),配合煤所采用的評價指標(biāo)一般為變質(zhì)程度指標(biāo)和黏結(jié)性指標(biāo),其中煤的黏結(jié)性指標(biāo)對焦炭的質(zhì)量至關(guān)重要,而黏結(jié)性的好壞取決于膠質(zhì)體的生成及其性質(zhì)。表征煉焦煤黏結(jié)性的指標(biāo)有很多,但至今還沒有一個指標(biāo)可以全面反映煤的黏結(jié)性。常用煉焦煤黏結(jié)性指標(biāo)有:最大膠質(zhì)層厚度(y)、奧亞全膨脹(a+b)、黏結(jié)指數(shù)(g)以及基氏流動度。這四種指標(biāo)分別側(cè)重于表征膠質(zhì)體某一個或幾個方面的特性。其中y值只具有膠質(zhì)體數(shù)量的概念,沒有質(zhì)量的概念,這是因為膠質(zhì)體是固相、液相、氣相三者比例不穩(wěn)定的混合物;用y值評價煉焦煤黏結(jié)性時,會出現(xiàn)y值相同但黏結(jié)性不同的情況。使用a+b值評價煉焦煤黏結(jié)性時,對于較高或較低的變質(zhì)程度煉焦煤均測不出b值,并且對于評價強黏煤時會出現(xiàn)夸大現(xiàn)象。當(dāng)用g值評價煉焦煤的黏結(jié)性時,需要應(yīng)用符合要求的標(biāo)準(zhǔn)無煙煤,而性質(zhì)恒定不變的無煙煤是不可能存在的,由于其測定整個煤化系列煤的測定條件不完全相同,獲得的g值相互間缺少可比性。而煉焦用煤的基氏流動度反映了煤在熱解時形成膠質(zhì)體的黏度,表征了煤的塑性,被認(rèn)為可同時反映膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量,是研究煤的流變性和熱分解動力學(xué)的有效手段,可用以指導(dǎo)煉焦配煤和預(yù)測焦炭強度?;狭鲃佣惹€的軟-固溫度區(qū)間tr-ts為軟化溫度ts和固化溫度tr之間的溫度差,它表示煤粒處于膠質(zhì)體狀態(tài)所經(jīng)歷時間的長短,也反映了膠質(zhì)體熱穩(wěn)定性的好壞。生產(chǎn)實際中常用的最大流動度lgmf是側(cè)重表征膠質(zhì)體的質(zhì)量的指標(biāo),其值越大說明膠質(zhì)體的質(zhì)量越好,越有利于煤粒間粘結(jié)。但是lgmf只是曲線的頂點處所對應(yīng)的流動度值,從物理意義上來講lgmf只是代表煤在膠質(zhì)體階段某一瞬間的最大流動度即膠質(zhì)體的最佳質(zhì)量。因此,還需要一個能反映流動性在整個膠質(zhì)體階段一般狀態(tài)的指標(biāo),再結(jié)合tr-ts和lgmf就能更全面的反映膠質(zhì)體的質(zhì)量。付建華等學(xué)者對幾種煉焦用煤進行了基氏流動度測定實驗,同時結(jié)合這幾種煤的黏結(jié)指數(shù)g進行了分析。對應(yīng)用基氏流動度作為配煤指標(biāo)的可能性進行了探討。(付建華,等.幾種煤的基氏流動度淺析.燃料與化工.2008,39(3):23-25)。項茹等學(xué)者在專利201310228754.8《最大基氏流動度>2000ddpm焦煤煤質(zhì)的評價方法》與專利201310228678.0《最大基氏流動度≤2000ddpm焦煤煤質(zhì)的評價方法》中對煉焦煤的最大流動度進行分級,并根據(jù)不同質(zhì)量指標(biāo)對焦炭熱性能的貢獻程度,確定其權(quán)重,量化評價不同來源焦煤質(zhì)量的相對優(yōu)劣程度。但該方法是針對煉焦煤中的焦煤進行評價,并沒有覆蓋所有煤種。張文成等學(xué)者通過對煉焦煤基氏流動度指標(biāo)、黏結(jié)性指標(biāo)、鏡質(zhì)組反射率和揮發(fā)分等質(zhì)量指標(biāo)的研究,分析了不同煤種基氏流動度指標(biāo)與其他黏結(jié)性指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo)之間的關(guān)系,結(jié)果顯示基氏流動度指標(biāo)能夠很好地反映煉焦煤的黏結(jié)特性,基氏流動度指標(biāo)的最大流動度溫度與煉焦煤變質(zhì)程度呈現(xiàn)良好的相關(guān)性(張文成,等.基氏流動度指標(biāo)特征分析.煤化工.2012,(3):26-28)。呂青青等學(xué)者對基氏流動度與溫度特征指標(biāo)、反射率指標(biāo)以及黏結(jié)性指標(biāo)之間的關(guān)系進行研究,得出以下結(jié)論:基氏流動度受煤的塑性體軟化溫度區(qū)間范圍、數(shù)量以及黏結(jié)性共同影響,最大流動度溫度可較好地反映煤的變質(zhì)情況,結(jié)焦性受到煤的流動度與塑性溫度區(qū)間共同影響(呂青青,等.基氏流動度特征指標(biāo)分析及指導(dǎo)配煤煉焦研究.煤質(zhì)技術(shù).2014,2:1-5)。宋子逵等人在專利201410623467.1《基于基氏流動度曲線的流動區(qū)域的配煤煉焦方法》中對煉焦煤基氏流動度曲線中的部分曲線對時間進行積分,得到部分流動區(qū)域值,并按照該區(qū)域值進行配煤。該方法通過選取肥煤或者偏肥煤的1/3焦煤的部分流動度區(qū)域值,來衡量煉焦煤在高流動區(qū)間的流動性能,進而指導(dǎo)煉焦配煤。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明是為了解決上述表征煉焦煤黏結(jié)性的基氏指標(biāo)不能全面反映煤的黏結(jié)性的問題,目的在于提供一種基于基氏流動度的煤黏結(jié)性參數(shù)計算方法及評價方法。本發(fā)明提供一種基于基氏流動度的煤黏結(jié)性參數(shù)計算方法及評價方法,用于計算不同煤種煉焦煤的加和區(qū)間流動度σlgf和積分區(qū)間流動度slgf,從而來評價煤的黏結(jié)性,其特征在于,包括以下步驟:步驟一,將煉焦煤進行基氏流動度測定,得到煉焦煤軟-固溫度區(qū)間內(nèi)每個溫度點對應(yīng)的流動度;步驟二,將軟-固區(qū)間內(nèi)的流動度取對數(shù)值后進行加和,該值稱為加和區(qū)間流動度σlgf;步驟三,將軟-固溫度區(qū)間內(nèi)的流動度對數(shù)值曲線對軟-固溫度區(qū)間進行積分,得到煉焦煤在軟-固溫度區(qū)間內(nèi)的積分區(qū)間流動度slgf。本發(fā)明提供的基于基氏流動度的煤黏結(jié)性評價方法,具有這樣的特征:其中,包括以下步驟:使用上述計算方法來獲得煤樣品的加和區(qū)間流動度σlgf和積分區(qū)間流動度slgf;再利用加和區(qū)間流動度σlgf和積分區(qū)間流動度slgf對不同品質(zhì)的煤種的煤黏結(jié)性進行評價。發(fā)明的作用與效果本發(fā)明所涉及的基于基氏流動度的煤黏結(jié)性參數(shù)計算方法及評價方法是在大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上提出的,所用的煉焦煤幾乎涵蓋煤的所有的變質(zhì)范圍。兩個基氏參數(shù)通過提取軟-固溫度區(qū)間內(nèi)所有的流動度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,對于反映流動性在整個膠質(zhì)體階段好壞的評價具有一般性,可在實際生產(chǎn)中作為新的基氏指標(biāo)和配煤指標(biāo),結(jié)合傳統(tǒng)黏結(jié)性指標(biāo)指導(dǎo)配煤煉焦。附圖說明圖1為煤樣1與煤樣2的基氏曲線圖。圖2為煤樣3與煤樣4的基氏曲線圖。具體實施方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解,以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的基于基氏流動度的煤黏結(jié)性參數(shù)計算方法及評價方法的組成、工作原理以及有益效果作具體闡述。首先,使用江陰市南閘熱工儀表有限公司產(chǎn)的js-2010-2雙爐基氏流動度測定儀來測定煉焦煤的基氏流動度。其次,通過分析軟件得到煉焦煤的軟化溫度ts(℃)、固化溫度tr(℃)、最大流動度溫度tf(℃)、塑性區(qū)間tr-ts(℃)、最大流動度lgmf(ddpm)以及加和區(qū)間流動度σlgf(ddpm)。第三,將軟-固溫度區(qū)間內(nèi)的流動度對數(shù)值曲線對軟-固溫度區(qū)間進行積分,得到煉焦煤在軟-固溫度區(qū)間內(nèi)的積分區(qū)間流動度,記作slgf。最后,使用該計算方法來獲得煤樣品的加和區(qū)間流動度σlgf和積分區(qū)間流動度slgf對不同品質(zhì)的煤種的煤黏結(jié)性進行評價。下結(jié)合實施例1-4來詳細(xì)說明本實施例中的基于基氏流動度的煤黏結(jié)性參數(shù)計算方法及評價方法的使用方法和工作原理。實施例1圖1是煤樣1與煤樣2的基氏曲線圖。按照本發(fā)明方法對兩種黏結(jié)性不同的焦炭進行基氏流動度測定,計算,并將tr-ts、lgmf、σlgf、slgf分別與a+b、g、y值的關(guān)系進行擬合,得到每個對應(yīng)關(guān)系的相關(guān)系數(shù)進而并計算測得結(jié)果如表1。表1煤樣1與煤樣2的黏結(jié)性指數(shù)數(shù)據(jù)煤樣tr-ts/℃lgmf/ddpma+b/%gy/mmslgfσlgf/ddpm179.03.56708513.553.40742.012116.03.671179117.573.56859.54表1是煤樣1與煤樣2的幾個傳統(tǒng)表征煤的黏結(jié)性的指數(shù)以及本發(fā)明提出的兩個基氏參數(shù)數(shù)據(jù),如圖1所示可以看出,當(dāng)兩種煤樣的lgmf相近時,其他幾種黏結(jié)性指數(shù)相差很大,這說明對于某些煤樣lgmf不能真實地評價其黏結(jié)性。而使用本發(fā)明提出的slgf、σlgf兩個參數(shù)評價煤的黏結(jié)性時,是符合其他黏結(jié)性指數(shù)評價煤樣1與煤樣2的黏結(jié)性規(guī)律的。實施例2圖2為煤樣3與煤樣4的基氏曲線圖。按照本發(fā)明方法對兩種黏結(jié)性不同的煤樣進行基氏流動度測定,計算,并將tr-ts、lgmf、σlgf、slgf分別與a+b、g、y值的關(guān)系進行擬合,測得結(jié)果如表2。表2煤樣3與煤樣4的黏結(jié)性指數(shù)數(shù)據(jù)煤樣tr-ts/℃lgmf/ddpma+b/%gy/mmslgfσlgf/ddpm3105.53.551499424.081.54868.004105.04.232599626.091.08476.16表2是煤樣3與煤樣4的幾個傳統(tǒng)表征煤的黏結(jié)性的指數(shù)以及本發(fā)明提出的兩個基氏參數(shù),如圖2所示,當(dāng)兩種煤樣的tr-ts相同時,a+b值相差較大,g值、y值也具有一定差距,這說明對于某些煤樣,tr-ts評價黏結(jié)性并不準(zhǔn)確。而使用本發(fā)明提出的slgf、σlgf兩個參數(shù)評價煤的黏結(jié)性時,是符合其他黏結(jié)性指數(shù)評價煤樣1與煤樣2的黏結(jié)性規(guī)律的。實施例3對35個煤樣,(其中包括15種焦煤、11種肥煤、4種1/3焦煤和5種氣煤)進行基氏流動度測定,按照本發(fā)明所提供的計算方法獲得兩種基氏參數(shù)。根據(jù)得出的數(shù)據(jù)將tr-ts、lgmf、σlgf、slgf分別與a+b、g、y值的關(guān)系進行擬合,得到每個對應(yīng)關(guān)系的相關(guān)系數(shù)并進行比較。如表3所示。表3tr-ts、lgmf、σlgf、slgf分別與a+b、g、y值的之間的關(guān)系基氏流動度指數(shù)a+b/%gy/mmtr-ts/℃0.5530.6290.688lgmf/ddpm0.8230.7650.757σlgf/ddpm0.6870.7090.822slgf0.7400.7730.904表3是35個煤樣的tr-ts、lgmf、σlgf、slgf分別與a+b、g、y值進行擬合后的相關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)表,從表中可以發(fā)現(xiàn)lgmf與煤樣的a+b值相關(guān)度最好,相關(guān)系數(shù)r為0.823,σlgf、slgf與y值的相關(guān)度較好,相關(guān)系數(shù)分別為0.822、0.904,slgf與g值相關(guān)度最高,相關(guān)系數(shù)為0.773。實施例1與實施例2是在煉焦配煤實驗中經(jīng)常出現(xiàn)的兩種情況,即tr-ts和lgmf兩個基氏指數(shù)評價煤的黏結(jié)性具有一定缺陷。結(jié)合實施例3可以看出,按照本發(fā)明方法提出的σlgf、slgf與g值、y值具有較好的相關(guān)性,既能反映膠質(zhì)體的數(shù)量也能反映膠質(zhì)體的質(zhì)量,以作為綜合性指標(biāo)在一定意義上評價煤的黏結(jié)性。實施例的作用與效果本發(fā)明所涉及的基于基氏流動度的煤黏結(jié)性參數(shù)計算方法及評價方法是在大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基礎(chǔ)上提出的,并且涵蓋了煤的所有變質(zhì)范圍。與常用的基氏流動度指數(shù)tr-ts、lgmf相比,本發(fā)明所提出的σlgf和slgf提取了基氏流動度曲線中系列的、豐富的、連續(xù)的流動度-溫度參數(shù)信息。σlgf和slgf作為新的基氏指標(biāo)和配煤指標(biāo),并結(jié)合傳統(tǒng)黏結(jié)性指標(biāo),在指導(dǎo)配煤煉焦和預(yù)測焦炭質(zhì)量方面可以提供更好的借鑒。上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例,并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁12