宋永明
摘要:介紹了煤炭膠質(zhì)層測定的影響因素以及需要注意的問題,儀器方面包括程序控溫儀、熱電偶和爐磚的使用方法;人工操作方面,分析了對不同圖形,探針應(yīng)插入的程度;論述了探針使用中應(yīng)注意保持好探針的鈍頭、鋼針上下要垂直、表面要光滑的問題。
關(guān)鍵詞:煤質(zhì);膠質(zhì)層;測定;手感;探針
引言
在煤質(zhì)化驗(yàn)的過程中,膠質(zhì)層的測定規(guī)范性很強(qiáng),儀器設(shè)備,人員操作和實(shí)驗(yàn)條件都會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成不同程度的影響。
1儀器方面
1.1程序控溫儀
升溫速度是影響測定結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素,尤其在350--600℃期間,正是煤樣的熱分解階段,若升溫速度過快會使Y值增高;反之,Y值則偏低。
1.2熱電偶
合格的熱電偶如果操作不當(dāng)也會造成測溫不準(zhǔn),為了避免系統(tǒng)誤差的出現(xiàn),熱電偶需每半年校準(zhǔn)一次。在更換或重焊熱電偶后應(yīng)重新校準(zhǔn)。熱電偶接點(diǎn)的位置應(yīng)放到媒杯底部準(zhǔn)確的位置上,這樣才會使測溫準(zhǔn)確,否則,熱電偶測溫偏高,會使Y值的測定結(jié)果偏高。如果熱電偶的熱接點(diǎn)距熱電偶鐵管底部超過1cm,測得的溫度與實(shí)際溫度差別會很大,最終導(dǎo)致Y值數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
1.3爐磚
國標(biāo)規(guī)定,實(shí)驗(yàn)開始時,爐磚必須處于室溫,因?yàn)闊釥t磚會增加煤樣的受熱程度,使Y值偏高,當(dāng)膠質(zhì)層層測定結(jié)束后,必須等上部磚垛完全冷卻,或更換上部磚垛方可進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn),在更換上部磚垛時需要注意兩個問題:
(1)搬動上部爐磚時,不要碰動下部爐磚的位置,否則會影響壓力盤與杠桿的順利鏈接。
(2)調(diào)整其前杯、后杯的孔,使其一定要對準(zhǔn)加熱元件(硅碳棒),如果杯孔不能正對硅碳棒,杯底就不能獲得一個完整的加熱面,造成加熱不均勻、產(chǎn)生等溫面不平整現(xiàn)象。
2操作方面
2.1正確的手感
操作人員一定要經(jīng)過專門培訓(xùn)后才能承擔(dān)膠質(zhì)層測定的工作。手感是實(shí)現(xiàn)膠質(zhì)層測定的首要條件,正確的手感,取決于以下兩個方面。
2.1.1手勁
手勁,即手在測定不同圖形中所用力量的大小,掌握好手勁需不斷實(shí)踐、長期積累、反復(fù)驗(yàn)證。在測定上部層面時,探針插入測孔中感到有阻力即可。因?yàn)槟z質(zhì)體表面是較軟的膠體狀物質(zhì),所以不能用力去扎,否則會將上部層面扎凹,而使測值偏低。在測定下部層面時,如測定山型、之山型、之字型煤樣時,由于膠質(zhì)體粘度較大,要用力穿透膠質(zhì)體后才能到達(dá)下部層面(半焦層面),對于山型煤樣:探針測完撥出時要非常的小心,旋轉(zhuǎn)著緩慢拔出,一是防止形成焦油蒸汽和煤氣析出的通道,二是防止膠質(zhì)體被帶出(流動性很大的膠質(zhì)體)。這兩種情況都會使體積曲線下降,導(dǎo)致Y值偏低。測定波型,平滑下降型之類體積曲線煤樣下部層面時,由于膠質(zhì)體粘度不大,稍用力即可扎穿膠質(zhì)體。測定平滑斜下降和部分平滑下降型煤樣的下部層面時,膠質(zhì)體的粘度非常小,下部層面半焦層面也較軟,測定時應(yīng)輕輕往下扎穿膠質(zhì)體,手感覺不到阻力,感覺有稍大一些阻力時,即為下部層面,切不可用力去扎,否則稍一用力就可能將半焦扎穿,而且這個孔往往被遺留下來,直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束,因而會導(dǎo)致測定值不準(zhǔn)或根本測不到Y(jié)值,相比之下,之字形和波形的測定手感要好掌握一些。對于曲線起伏頻繁的之字形煤樣測定,要注意手眼的配合,記錄筆尖順著體積曲線向上走時,探針就找好探測孔的位置,用手捏住,不把探針下端放下去,一旦記錄筆尖向上走的速度下降,就把探針下端放到探測孔中去,記錄筆尖不動的那一刻立即讀取刻度尺上的數(shù)據(jù),即為上部層面測定結(jié)果。
2.1.2探針的使用
在每次實(shí)驗(yàn)測定前要做好以下三個方面,以檢查探針是否處于可使用的狀態(tài)。
(1)在試驗(yàn)中保持好探針的鈍頭,因?yàn)殁g頭的壓強(qiáng)比針尖的小,不易因手用力不當(dāng)而刺入膠質(zhì)體內(nèi),使上部層面測值過低。每次實(shí)驗(yàn)都要測定煤樣的上下部層面,尤其是測定完煤樣下部層面后,要趁熱及時的清理掉探針上的膠質(zhì)體。清理方法是用稍有些硬度和厚度的16開紙,折4折,把漏在尺外的探針部分放在折紙中間,旋轉(zhuǎn)著拽探針、上下活動,直到探針表面被擦凈并呈光滑為止。若不趁熱及時清理,粘在探針上面的膠質(zhì)體涼后會結(jié)成焦,清理起來很麻煩,砂紙擦探針方便快捷,但很容易使探針的鈍頭變尖,變尖后的探針測定平滑斜降型和部分平滑下降型的煤樣時,由于膠質(zhì)體的粘度非常小,而半焦表面比較軟,測定時手感不靈敏,很容易使上部層面測值偏低,下部層面測值不準(zhǔn)確。
(2)鋼針的上下一定要直,實(shí)驗(yàn)過程中煤樣在形成較大的之字形、之山混合形、山形體積曲線時,其形成的膠質(zhì)體粘度較大。在測定完上部層面后,需用較大的均勻垂直力并輕輕轉(zhuǎn)動探針向下扎,直到半焦層表面,測定下部層面。探針向下扎用力不當(dāng),很容易把探針扎彎,有可能出現(xiàn)探針下端頭刺破紙管,造成誤判,使得上部層面測得值偏高,當(dāng)媒杯裝好后,用探針測量紙管底部,檢查指針是否指在刻度尺的零點(diǎn),如果此時探針時彎的,探針頭易刺破紙管,造成指針不在刻度尺的零點(diǎn)上,需重新裝樣。
(3)鋼針表面要光滑,在探針的刻度尺中有兩處會使鋼針像軸一樣滑動的地方,需經(jīng)常用幾滴酒精或機(jī)油點(diǎn)在上下兩處,反復(fù)用軟布或軟紙擦拭鋼針,直到無黑色污物為止。
2.2加熱面一定在均勻
若加熱面不均勻,將會破壞等溫層面的平整,使測值不準(zhǔn)。國標(biāo)明確規(guī)定,每次實(shí)驗(yàn)時,用串聯(lián)好的兩只阻值相等或相近的硅碳棒對媒杯底部加熱,目的是使媒杯均勻受熱,以獲得平整的上、下部層面。在整個加熱的過程中要時刻注意串聯(lián)的兩只硅碳棒的亮度是否相同,此時應(yīng)考慮媒杯底部的加熱面是否均勻,因媒杯底部受更亮的一只硅碳棒加熱的地方溫度會高于其他的地方,等溫面凸起,探針的測點(diǎn)若是在凸起的地方,測值就會偏高。
2.3紙管上端與鋼棍貼緊
紙管上端與鋼棍貼緊是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否的重要因數(shù),國標(biāo)規(guī)定,裝媒杯時將鋼棍插入紙管,紙管的上端與鋼管貼緊,防止煤粒進(jìn)入紙管,因?yàn)榧埞艿闹谱骱茈y做到每個都合適,紙管的上端口緊,容易造成鋼棍由紙管中抽出來時連同紙管一同拔出,若紙管上端口較松,裝煤樣時易使煤樣進(jìn)入紙管,需重新裝樣,否則會導(dǎo)致Y值測值不準(zhǔn)確,正確做法是在紙管上端需與鋼棍貼緊的地方,用大拇指與食指捏緊,并轉(zhuǎn)動鋼棍和紙管一圈。
3結(jié)語
綜上所述,在測定膠質(zhì)層指數(shù)時,一定要認(rèn)真、細(xì)致、嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行操作,最大限度減少操作誤差,提高測定的準(zhǔn)確度。
參考文獻(xiàn):
[1]王翠萍,趙發(fā)寶.煤質(zhì)分析及煤化工檢查[M].北京:北京化工出版社,2009.
[2]余達(dá)用,徐鎖平.煤化學(xué)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1996.