[发明专利]一种间接测量强粘性炼焦煤胶质体表面张力的装置及方法

说明书

本发明公开了一种间接测量强粘性炼焦煤胶质体表面张力的装置及方法，属于煤质检测技术领域。传统的对于胶质体的直接检测方法对于不同强粘煤进行检测，在不同煤的成分和性能都相近时，得到的焦炭质量差距却较大；本发明发现此差异主要是由于不同的煤产生胶质体的表面张力不同，导致所形成的焦炭的气孔结构不同所引起的；本发明在基于基氏流动度的检测方法上，在胶质体内部通入氮气，同时记录通入气体功率，用功率表征表面张力这一方法，间接测量煤热解过程中所形成的胶质体的表面张力，为煤质检测提供了一种新的方法，丰富了煤质检测手段，为不同强粘煤在配煤中正确使用提供了帮助和支持。

技术领域

本发明涉及煤质检测技术领域，更具体地说，涉及一种间接测量强粘性炼焦煤胶质体表面张力的装置及方法。

背景技术

炼焦是指炼焦煤在隔绝空气下加热并形成焦炭的物理化学过程，在这个过程中，炼焦煤经历了软化熔融，流动发泡，膨胀固化收缩的变化，最终形成了焦炭。焦炭是一种多孔脆性材料，气孔率与气孔结构对焦炭的质量影响很大，而焦炭的气孔大多是在炼焦过程的塑形阶段产生的，此阶段软化产生胶质体并析出煤气，煤气产生后溢出对周围软化的胶质体产生压力，胶质体受迫变形产生气体孔道，固化后就形成了焦炭的气孔。

目前的煤质检测方法中对于胶质体的直接检测方法有基氏流动度与奥亚膨胀度，作为煤质检测的两种常规方法，其应用性很广。但这两种方法对于不同强粘煤进行检测时，在不同煤的灰分与灰成分、挥发分、基氏流动度、奥亚膨胀度、粘结指数、镜质组反射率分布及煤岩组成都几乎相近时，得到的焦炭质量差距却较大，差距主要体现在焦炭的反应后强度(CSR)。通过焦炭气孔分析发现，两者差距在于气孔率与气孔结构，气孔率高且大气孔多，导致焦炭孔壁薄，二氧化碳更易进入焦炭内部发生反应，从而侵蚀焦炭内部结构，降低焦炭强度。但是这种差异在目前的煤质检测方法上还无法辨别，也无法直接测量，只有通过单种煤炼焦试验才能发现，增加了复杂程度。

经检索，中国专利申请号：201811278207.X，发明名称为：一种炼焦煤炭化行为关联性的检测方法及装置，申请日为2018年10月30日，该申请案提供的装置由控制系统、炼焦煤炭化系统、电子天平、胶质体粘稠性和厚度探测仪、内压检测仪、体积形变检测仪、压力调控系统组成；在恒容或恒载荷条件下，实时、同步检测炼焦煤炭化时胶质体的粘稠性和厚度、挥发分析出率及析出速率、胶质体的内压和体积膨胀与收缩等；通过处理数据，获得炼焦煤炭化行为关联性曲线图、探针阻力变化曲线图，并依据阻力曲线将胶质层划分为阻力上升区、阻力下降区、阻力恒定区和阻力陡升区，并求取不同炭化时刻下胶质层厚度、各结构区域厚度，及表征炭化行为和胶质体黏稠性的特征参数；但该申请案实质是对基氏流动度试验的改进，还是不能在不同煤的灰分与灰成分、挥发分、基氏流动度、奥亚膨胀度、粘结指数、镜质组反射率分布及煤岩组成都几乎相近时，有效辨别煤质的不同，同时该申请案对胶质体进行性能检测使用的仪器较多，使用繁琐。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

鉴于现有技术中，由基氏流动度与奥亚膨胀度检测得出的参数相近的不同炼焦煤得出的焦炭质量差距较大，不能很好的判断出不同炼焦煤的差异，本发明提供了一种间接测量强粘性炼焦煤胶质体表面张力的装置及方法；本发明的方法利用通入气体的功率表征煤胶质体的表面张力，从而可以间接的辨别不同强粘性煤所形成胶质体的表面张力的差异，增加了一种有效的煤质检测手段。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种间接测量强粘性炼焦煤胶质体表面张力的装置，包括加热炉、导气管、气泵、功率计、气源和坩埚，所述的坩埚置于加热炉内部，导气管通过气泵连通气源和坩埚，功率计与气泵连接，测量气泵功率。

更进一步地，所述的加热炉内部充填有焊料浴浴料，浴料中设置热电偶和搅拌桨；所述的坩埚上设置有排气管；所述的导气管上还设置有流量控制器。