实验五   煤的着火温度测定

 煤的着火温度（也称燃点、着火点）是煤的特性之一。测定煤着火温度对高炉喷煤的作用，可提供制备煤粉设备选型、干燥介质温度确定及工艺参数控制等做出设计，例如可作为确定高炉喷吹煤粉的粉煤制备中磨煤机出入口温度和系统温度报警参数的参考。同时高炉喷煤过程中，希望煤粉能快速着火并迅速燃烧。因此，煤粉的着火点低一点好，但低着火点的煤粉仓储时又易着火爆炸，所以设计煤粉喷吹系统时，应充分考虑两方面因素。

1. 实验目的

   煤的着火温度与煤的变质程度有很明显的关系，变质程度低的煤粉着火点低，反之着火点就高。因此，煤的着火点与挥发份有着重要的关系，即煤的挥发份高的，着火点就低，反之着火点就高。但挥发份相同的褐煤和烟煤，其着火点则是褐煤比烟煤低的多。煤的着火点的另一种特点就是煤氧化以后，煤的着火点就明显降低。因此，人们利用测定原煤着火点和氧化煤着火点降低的数值来推测煤的自然倾向，以便在存储煤和输送系统中采取必要的安全措施。

2. 实验原理

煤质颗粒活性炭着火点的测试方法有国家标准GB/T18511-2001。基本原理是绘制时间-温度曲线，找出温度突升时的点。但绘制的是单曲线，不易克服因测试管温度控制幅度大而对测试带来的影响。煤炭科学研究总院北京煤化学研究所，采用一种绘制双曲线的测试方法有效的解决了这一问题。该方法来自于美国一个活性炭经营公司。原理是两根样品管同时放在一个管式炉中加热，两管分别通空气和氮气，随炉温升高两管内试样温度升高，当达到活性炭的燃点时，两根管的温差值加大，见时间温度曲线，找出温差开始加大时的温度点，即为该活性炭的着火点。

着火点的测定是规范性很强的试验，但是实验室测得的着火点是相对的，并不能绝对的反映日常生活中和工业燃烧条件下煤开始燃烧的温度和煤堆放过程中因氧化发热而自然的温度，但它们之间有相应的关系，总趋势是一致的。着火点越低的煤就越容易自然，煤的自然是造成煤粉制备、输送、喷吹过程中煤粉爆炸等事故的主要根源之一，煤在堆放工程中也易发生自然，除发生事故外还会造成大量煤白白烧掉。

   由经验公式得：无烟煤的着火温度一般都在400℃左右，而烟煤的着火温度一般都在300℃左右。

  影响煤的着火点的因素主要有煤质和喷吹条件两个方面。煤质的影响取决于煤粉的可燃基挥发份和灰分含量。

（1） 挥发份对着火点的影响。变质程度越高挥发份含量越低，着火点则愈高，否则变质程度较低、挥发份较高的煤种，着火点较低。

（2） 灰分对着火点的影响。煤粉灰分含量对着火点的影响不像挥发份对着火点的影响存在一定的规律性。但灰分含量会影响到挥发份的行为，从而对煤粉着火点产生影响。过高的灰分会妨碍挥发份的析出，从而造成着火延迟，使煤粉的着火点升高。

3. 实验设备

着火点测定仪（图5-1）主要由三部分组成：

3.1 测定仪本体

测定仪本体包括电炉和支架，电炉加热元件选用直径0.8mm的铁铬铝丝，功率2000W，最高工作温度为800℃。被测试样放在反应管内的筛板上，将试样放入电炉恒温区。

3.2 仪表箱

电炉采用双向可控硅，调整输出电压，实现电炉功率的变化。电炉控温和试样测温均用K型热电偶，利用温度变送器、隔离电源、接口板实现计算机程序控制，具有温度的自动补偿、线性化和多元化控温等功能。

3.3空压机供气系统

图5-1     着火点装置示意图

1.—氮气钢瓶；2.—减压器；3.—转子流量计；4.—减压阀；5.—空压机；6.—炉体；7.—活性炭样品；8.—反应管；9.—样温热电偶；10.—接线柱；11.—炉温热电偶；12.—微机控制单元；13.—显示器

4. 实验操作程序

活性炭粒度破碎至3~5mm，样品料层高度25~30mm。打开空压机及氮气，调整流量为400ml/min。

4.1热电偶的端点应放在试样中心，深度为试样厚度的四分之三，即将热电偶先放到反应管的多孔隔板中心，再沿周边倒入样品，然后将热电偶轻轻提起至指定位置。

4.2接通电源，打开计算机运行本软件，按预定方案控制温度，使试样管的升温速度为10~20℃/min。

4.3单击“测温差”菜单的“开始测温差”项，则开始升温。

4.4当试样温度差值加大时，着火点已测定，通空气的反应管停止送气，或送氮气保护使之不再燃烧。

4.5存储数据，结束测定先存储数据，单击“测温差”菜单的“存温差数据”项，将数据存储。

4.6结束测定，单击“控制操作”菜单的“结束实验”，断电、停气。