淺談煤的格金低溫干餾

楊沫 趙茜 劉瀟 楊釗

摘要：結合煤的格金低溫干餾試驗，分析其基本操作原理以及試驗過程，在研究的過程中，重點對試驗過程中的稱重、裝樣、干餾爐溫度變化、水槽溫度變化、干餾總水分測定以及焦型判斷分析等方面展開研究。旨在通過對格金低溫干餾試驗的影響因素進行分析，并通過干餾爐溫度、水槽溫度以及蒸餾速度等方面的綜合調控，實現煤的格金低溫干餾試驗精度、準確性提升。

關鍵詞：煤;格金低溫干餾;溫度

由于煤的低溫干餾以及結焦性對煤的功能與使用等會產生直接的影響，因此，以GB/T1341-2007《煤的格金低溫干餾試驗》為基礎標準，對煤的低溫干餾以及結焦性等方面進行綜合分析，對進一步實現煤生產管理與控制效果提升方面有積極作用。但是，在實際操作的過程中，其操作規范性比較強，而且，半焦產率、焦油產率以及水產率之間會相互影響，膨脹性煤的焦型判斷，則需要利用電極炭的方式進行多次試驗分析，這對進一步研究煤的格金低溫干餾試驗的準確性方面有積極作用[1]。

1基本原理以及方法

分析煤的格金低溫干餾試驗，先將一定量的煤放置在玻璃干餾管中，并送入300℃干餾爐內，采用隔絕空氣加熱的方法，按照5℃/min的升溫速度進行處理，將溫度提升到600℃，保持其溫度為15min。在這一過程中，煤需要通過干燥、軟化、熱分解后，生成膠質體，并放出煤氣、水蒸氣等揮發物，最終形成半焦，通過蒸餾法的利用，對焦油、水進行分類，根據各種產物的質量，對半焦產率、焦油產率以及熱解水產率進行計算與分析，并通過對比分析的方式，對焦型進行檢驗與分析。強膨脹性煤則需要配入一定量的電極炭，其焦型以及標準焦型G所需的電極炭量利用Gx來表示[2]。

2影響試驗準確度的因素分析

2.1試驗過程

2.1.1試驗前樣品處理

通常情況下，將制備好的樣品放置在樣品瓶中，并進行密封保存，在放置一段時間后，極容易出現煤質不均勻的情況，所以，需要通過搖瓶的方式達到混合均勻，從4到5個不同部位選擇20g煤作為樣品。強膨脹性煤，則配入整數mg電極炭以及（20-m）g煤樣品，并將其放在同一表面，充分攪拌均勻。

2.1.2裝樣

裝樣則是以傾斜45°的方式，將樣品放入到干餾支管中，在進行裝樣處理的過程中，則需要將樣本的用量控制在1/4的位置，在實際操作中，需要避免煤樣片落到石棉墊上。干餾管傾斜后需要橫向放置，以此實現格金低溫干餾試驗結果精度的進一步提升。在結束上述操作后，放入一團石棉絨，利用推桿將其推到石棉墊位置，并按壓到（5～10）mm的厚度。添加石棉絨則是為了過濾揮發物，避免煤樣驟然放在300℃爐內時，出現煤粒被析出揮發物帶走的情況。石棉絨一旦壓實，對揮發物的析出會產生影響。將管理官中的煤樣品攤平敲實，并保證煤樣的堆積密度一致且可以對煤樣間隙進行壓縮，煤粒間的接觸可以緊密連接，有利于黏結以及結焦。

2.1.3干餾爐溫度控制

格金低溫干餾試驗中的干餾爐溫度需要控制在300℃以上，但是，在實際應用的過程中，需要避免裸露在外部分的溫度過低的情況出現，如果出現溫度下降的情況，則會出現水蒸氣，影響格金低溫干餾試驗的實現準確性[3]。因此，為保證這一部分可以保持較高的溫度，所以，格金低溫干餾試驗中的溫度控制，則需要針對裸露部分的溫度進行控制，在將干餾管插入到干餾爐后，從300℃逐漸升溫到600℃，并持續15min，停止加熱。在整體加熱過程中，實測溫度與應該達到的溫度之間，差異值需要控制在10℃以內。格金低溫干餾試驗中的溫度變化控制與焦油率變化之間有直接關系，所以，在升溫過程中，需要對爐體溫度進行控制，避免格金低溫干餾試驗中的焦油率測定不準確的問題。

2.1.4水槽溫度

格金低溫干餾試驗中的水槽溫度變化則需要將溫度控制在15℃以上，降低冷凝現象的出現風險。但是，室溫本身存在一定的差異，所以，在對水槽溫度變化進行控制的過程中，則需要以加入冰塊的方式，針對溫度過高的狀態進行有效控制，在進行檢驗與控制的過程中，則需要針對水槽的溫度變化進行實時監測，一旦出現溫度過高的情況，則需要對揮發物是否出現冷凝的情況進行控制，如果存在冷凝物的情況，會出現干餾管支管堵塞或者焦油測量精度不準確的情況。

2.2試驗后結果分析

格金低溫干餾試驗中需要將錐形瓶擱置一段時間后，則需要從冷凝物的凝出情況進行分析，冷凝物過多對于格金低溫干餾試驗的實際結果方面會產生直接的影響。所以，在進行格金低溫干餾試驗后，利用毛巾對錐形瓶進行清理與處理，在放置5min時間后，對樣品進行稱量與分析。干餾管冷卻后不能利用丙酮對干餾管的底部進行處理，以免出現焦油、半焦質量與實際試驗情況不符的情況。在格金低溫干餾試驗分析與處理的過程中，則需要從水分質量、冷凝質量控制的角度，并對干餾管以及試驗質量等方面進行綜合分析，在進行樣品檢驗與流程控制的過程中，則需要從樣品抽檢、樣品質量處理等方面進行綜合分析，在強調析出物質處理與控制的基礎上，則需要從水分測定的角度，實現測定準確性提升。蒸餾速度變化與格金低溫干餾試驗中的水分變化之間有直接的關系，所以，蒸餾速度如果過慢，則錐形瓶中的水分會無法及時排除，對測定效率會產生直接的影響。所以，嚴格控制蒸餾速度，控制在2～4滴/秒。在試驗過程中，利用可調且受熱均勻的加熱方式，可以此阿勇砂浴的方式加熱。一般情況下，加熱10min左右后，冷凝物開始逸出進入水分測定管，此時需要注意觀察水分測定管中的液體，黨水分測定管中的水分在10min內不再增加下，可以停止進行蒸餾，測定管內水體積與蒸餾時間關系的數據成正比。蒸餾時間一般是1h～1.5h。對于水量相對較小的煤樣，蒸餾30min后，會全部蒸出。在錐形瓶冷卻后，關閉冷卻循環水，并取下錐形瓶以及水分測定管。仔細觀察水分測定管內壁，若有部分水珠附著在水分測定管壁上，可以利用金屬或者玻璃棒進行攪拌，在靜止分層后，讀取水的體積數，避免水產率偏低的情況的出現。

A～G型焦型的格金低溫干餾試驗，則需要從樣品配比與溫度控制等角度進行綜合分析，在進行數據信息處理以及水產率控制的過程中，則需要從電極炭加入量、控制方式等方面進行綜合分析，在對強膨脹性方面進行檢驗與控制中，則根據上述的格金低溫干餾試驗流程，對半焦、焦油以及冷凝物是否出現等方面進行綜合控制，在進行溫度控制中，則需要從配比變化、控制變化等方面進行檢驗與處理，從而提高格金低溫干餾試驗效果。電極炭的配入量可以根據試驗需求進行判斷與分析，假設出現半焦高于干餾管刻度線的情況，則可以加入少量電極炭（4～6）g進行試驗，如果半焦充滿干餾管，則需要加入更多的電極炭（7～10）g進行試驗。焦型則需要以最終得到G型焦所需胚乳的最小電極炭進行表示與分析。電極炭的配比需要進行多次試驗進行模擬與分析，并尋找合適的配入量，以此實現對焦型的確定與分析。

在對煤的格金低溫干餾試驗精度進行分析的過程中，實施稱取時需要主義提高稱量的準確性，而且，如果煤樣存在分焦渣的情況，那是因為干餾過程中，煤樣出現膨脹，所以，會出現焦油、煤氣以及水在正常流出過程中出現堵塞的情況，甚至會造成干餾管炸裂的情況，這對試驗的準確性以及試驗安全等方面都會產生直接的影響。所以，在稱取煤樣的過程中，則需要對電極炭以及實驗操作過程等方面進行綜合控制，在實現試驗流程控制以及電極炭使用比例控制下，實現煤的格金低溫干餾試驗水平提升。在格金低溫干餾試驗的具體試驗過程中，針對礦物結晶水、空氣干燥基水分以及煤樣本身存在的氧氣、氫氣等方面進行綜合控制，在延長排氣時間以及注意冷卻控制的基礎上，通過對冷凝過程以及溫度變化等方面進行控制，實現格金低干餾試驗精度控制。

3 結語

結合煤的格金低溫干餾試驗以及實際操作分析，在進行檢驗與研究的過程中，則需要從稱重、裝樣、溫度變化、水分測定以及焦型判斷等方面進行綜合分析，并通過相關因素討論與分析，對溫度、速度等方面進行綜合控制，通過對半焦產率、焦油產率、水產率等方面進行綜合檢驗與分析，實現煤的格金低溫干餾試驗準確性提升。由于格金低溫干餾試驗結果會因為煤種的不同，試驗結果方面也存在差異，所以，應分析各項指標的變化規律，提高格金低溫干餾試驗的準確性及有效性。

參考文獻：

[1]王苗，王毅.粉煤熱解含塵干餾氣除塵技術研究現狀[J].化工管理，2020（06）：127-128.

[2]高飛.不同煤階煤干餾制焦炭過程中結構變化的研究[J].山西化工，2018（04）：61-64.

[3]杜少春.旋轉床干餾爐配套的干熄焦裝置應用實踐[J].冶金能源，2018（04）：59-62.