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[摘 要]在烟煤胶质层指数的测定中，影响因素多种多样。一旦煤样胶质层测定结果不准确，则会直接影响到整个实验的效果。鉴于此，本文从烟煤胶质层指数测定的实验准备、控制升温速度等多个方面入手，对烟煤胶质层指数测定的影响因素进行了分析，旨在不断降低影响因素对测定结果造成的影响，有利于配煤炼焦工作的顺利进行。
[关键词]烟煤；胶质层指数；测定；影响因素
中图分类号：U416.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0330-01
引言
烟煤胶质指数层指数是一种表征烟煤结焦性的指标，指的是在煤热解时，胶质体从软化过渡到固化最终形成半焦，用胶质层最大厚度Y值与最终收缩度X表示[1]。通过胶质层厚度，能够检测到烟煤热解中形成的胶质体数量与质量，从而有利于实现对配煤炼焦的有效指导。胶质层指数测定则是模拟工业焦炉的炼焦条件进行的，故能够近似反映出工业的炼焦过程。在整个实验中，由于规范性较强，故影响因素也较多。以下主要就烟煤胶质层指数测定的影响因素进行探讨。
1 实验部分
1.1 仪器设备
进行烟煤胶质层指数的测定时，应准备好以下设备。①双杯胶质层测定仪，如带平衡砣。②程序控温仪，温度如果在250℃以下，升温速度保持在8℃/min左右；若温度超过250℃，升温速度应保持在3℃/min左右。若温度在300～600℃的范围内，温度差应<5℃，其他时间应<10℃。③探针，主要有钢针、铝制刻度尺。④煤杯，由45号制成，外径70mm，杯底内径约为59mm。⑤加热炉，主要包括上部砖垛、电热元件、下部砖垛。⑥热电偶，如镍鉻-镍铝电偶，6个月测定一次。⑦硅碳棒电加热元件，一般是6～8Ω。
1.2 实验的方法
根据相关规定，在煤杯中放入煤样，然后将煤杯置于特制的电炉中，采用规定的升温速度单侧加热，煤样则会形成三个等温层面，分别是半焦层、胶质层与未软化层。测定期间，煤杯底部是最先受热的部位，故会最早形成一层薄胶质体。在温度的上升过程中，胶质体厚度也会渐渐增厚，而温度处于一直上升状态，底部胶质体则会固化，并形成半焦。所以，当胶质层厚度变小时，胶质层厚度则会变薄，中部胶质层厚度则会变到最大。胶质层指数的测定，则是对此时胶质层最大厚度Y的测定，然后再通过试验体积曲线测出最终收缩度X。
2 煤烟胶质层指数测定的影响因素介绍
2.1 煤样制备造成的影响
相关标准严格规定：在粒度不超过3mm的煤样中，缩分出至少0.5kg的煤样，然后用孔径为1.5mm的圆孔筛过筛，再用手辊或是对辊破碎机将筛上物破碎至全部通过圆孔筛[2]。在对胶质层煤样进行制备时，煤样不可过于破碎，破碎期间不可过热。所以，制样的第一环节应是用孔径为1.5mm的圆孔筛对缩分出的0.5kg煤样进行过筛处理，只对筛上物进行破碎处理。然而，在实际操作过程中，一些操作人员为了节省时间，在煤样到手后则是先开始破碎操作，这样会导致胶质层煤样粒度过于细小，而煤颗粒表面积会增大，颗粒和空气中氧结合的能力也会增大，最终造成煤样的氧化，进一步降低煤结焦性，对测定结果的准确性产生不良影响。
2.2 胶质层测定期间的影响
2.2.1煤样装入煤杯方法的影响
⑴煤样装入到煤杯中的方法是否正确，也会对测定结果的准确性造成一定影响。因此，在将煤样装入到煤杯时，首先要将煤杯、压力盘、热电偶铁管上遗留的焦渣清理干净，然后擦光煤杯各部件的表面，但不可使用金属工具对各部件进行敲打，防止煤杯变形，影响测定结果。
⑵根据棋盘式取样法，隔块取出两份煤样，每份约重（100±0.5）g，然后用堆堆四分法将每份煤样分成4份，分成四次装入到煤杯中。每装完25g，就用金属针摊平，但不可捣固。通过这样，能够确保装煤密度及高度的统一性，尽量保持煤样堆积密度的一致性，从而有利于保证X、Y值的重现性。
⑶装完煤样后，将之置入压力盘中，用压板对热电偶铁管进行固定，然后上下垂直移动几次压力盘，感受这期间有无外力影响。若发现存在阻力，则应作出相应的调适，以免影响体积曲线形状。
2.2.2试验期间升温速度造成的影响
国际上，对升温速度的要求作了明确规定[3]：温度不超过250℃时，以8℃/min为宜，且要在半小时内升至250℃；温度达到250℃后，应保持在3℃/min左右，并隔10min对温度进行一次记录。温度达到350～600℃时，实际温度和预期温度的差距应<5℃，在其他时间则应<10℃。如若不然，试验作废。
因为胶质层指数测定方法是模拟工业焦炉炼焦条件而设计，这就要求煤在炭化室内炼焦应和上述规定相符[4]。根究炼焦机理，胶质体产生时，温度处于350～600℃的范围内，而这个时期是煤发生热分解的主要阶段。所以，升温速度和胶质层指数Y值的测定结果有密切联系。在这个时间段，若温控装置达不到要求，或者焦油、煤气等从杯底排气孔中排出，杯底温度则会骤升，或是聚集的碳黑会引起硅碳棒短路，这些都可能导致试验时的升温不均匀。所以，整个试验过程中必须对升温速度进行严格控制。
2.2.3探针技术掌握程度的影响
探针技术掌握是否熟练，与测定结果密切相关。在试验期间，胶质层最大厚度Y值的测定是靠特定的钢针完成。因为变质程度不同，煤胶质体的粘度也会不同，这就要求测试人员能够利用探针，并根据自身经验测定出胶质层的最大厚度。在对胶质层上部层面进行测量时，如果探针与胶质体表面发生直接性的接触时，若感觉到阻力，则不可用力下插，以免扎漏胶质体的上部层面，导致测定值偏低。在对胶质层下部层面进行测量时，应用探针谨慎穿透胶质层，直至抵达半焦坚固层。若煤样的胶质体体积曲线呈山型、之字型或是之山混合型，在对其下部层面测量时，因为胶质体的粘度较大，必须用较大的力才可抵达胶质体办胶层。若煤样的体积曲线呈波型或是平滑下降型，因为胶质体粘度较低，只需用较轻的力度便可穿透胶质体抵达半焦层。然而，有一些煤样的胶质体粘度过小，其半焦表面则会很软，若不能正确把握测定的手感，不慎用力过猛则会扎穿半焦层，测定结果也会不准确。所以，在测定的整个过程中，必须熟练掌握探针技术与力度，还要对大量不同煤种的煤样测定积累经验，从而有利于获得更精准、更可靠的数据。
2.3 煤样贮存期间的影响
对于测定使用的煤样，应避免它发生氧化反应。因此，应将煤样放入到密封容器中，并储存于阴凉之处。一般来说，自制样至试验阶段，整个过程应在15天以内；如果超过15天，必须在报告中详细注明。如若不然，时间延长时，煤样会发生更深程度的氧化，而Y值会逐渐减少，体积曲线则会往平滑下降方向发展，最终使得测定结果与实际不相符。
3 小结
胶质层指数测定工作规范性很强，且易受多种因素影响，包括煤样制备阶段、煤样测定阶段与煤样储存阶段的多种因素。因此，在测定过程中，相关人员必须掌握测定的注意事项，了解哪些因素会对测定结果造成影响，然后在测定中严格控制影响因素，尽可能减少不良因素对测定实验的影响，最大程度地保证测定结果的准确性，为配煤炼焦提供有效的数据。
参考文献
[1]张波.谈胶质层指数的测定与影响因素分析[J].科技创业家.2013（15）：144.
[2]赵钦强.影响烟煤胶质层指数准确测定的细节因素分析[J].煤质技术.2013（01）：48-49.
[3]白文娟，王法庭.胶质层测定各步骤中的影响因素分析[J].内蒙古煤炭经济.2013（12）：107，119.
[4]徐芹，王建，周凤利.烟煤胶质层指数测定影响因素分析[J].四川化工.2014，17（05）：32-34.
[关键词]烟煤；胶质层指数；测定；影响因素
中图分类号：U416.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0330-01
引言
烟煤胶质指数层指数是一种表征烟煤结焦性的指标，指的是在煤热解时，胶质体从软化过渡到固化最终形成半焦，用胶质层最大厚度Y值与最终收缩度X表示[1]。通过胶质层厚度，能够检测到烟煤热解中形成的胶质体数量与质量，从而有利于实现对配煤炼焦的有效指导。胶质层指数测定则是模拟工业焦炉的炼焦条件进行的，故能够近似反映出工业的炼焦过程。在整个实验中，由于规范性较强，故影响因素也较多。以下主要就烟煤胶质层指数测定的影响因素进行探讨。
1 实验部分
1.1 仪器设备
进行烟煤胶质层指数的测定时，应准备好以下设备。①双杯胶质层测定仪，如带平衡砣。②程序控温仪，温度如果在250℃以下，升温速度保持在8℃/min左右；若温度超过250℃，升温速度应保持在3℃/min左右。若温度在300～600℃的范围内，温度差应<5℃，其他时间应<10℃。③探针，主要有钢针、铝制刻度尺。④煤杯，由45号制成，外径70mm，杯底内径约为59mm。⑤加热炉，主要包括上部砖垛、电热元件、下部砖垛。⑥热电偶，如镍鉻-镍铝电偶，6个月测定一次。⑦硅碳棒电加热元件，一般是6～8Ω。
1.2 实验的方法
根据相关规定，在煤杯中放入煤样，然后将煤杯置于特制的电炉中，采用规定的升温速度单侧加热，煤样则会形成三个等温层面，分别是半焦层、胶质层与未软化层。测定期间，煤杯底部是最先受热的部位，故会最早形成一层薄胶质体。在温度的上升过程中，胶质体厚度也会渐渐增厚，而温度处于一直上升状态，底部胶质体则会固化，并形成半焦。所以，当胶质层厚度变小时，胶质层厚度则会变薄，中部胶质层厚度则会变到最大。胶质层指数的测定，则是对此时胶质层最大厚度Y的测定，然后再通过试验体积曲线测出最终收缩度X。
2 煤烟胶质层指数测定的影响因素介绍
2.1 煤样制备造成的影响
相关标准严格规定：在粒度不超过3mm的煤样中，缩分出至少0.5kg的煤样，然后用孔径为1.5mm的圆孔筛过筛，再用手辊或是对辊破碎机将筛上物破碎至全部通过圆孔筛[2]。在对胶质层煤样进行制备时，煤样不可过于破碎，破碎期间不可过热。所以，制样的第一环节应是用孔径为1.5mm的圆孔筛对缩分出的0.5kg煤样进行过筛处理，只对筛上物进行破碎处理。然而，在实际操作过程中，一些操作人员为了节省时间，在煤样到手后则是先开始破碎操作，这样会导致胶质层煤样粒度过于细小，而煤颗粒表面积会增大，颗粒和空气中氧结合的能力也会增大，最终造成煤样的氧化，进一步降低煤结焦性，对测定结果的准确性产生不良影响。
2.2 胶质层测定期间的影响
2.2.1煤样装入煤杯方法的影响
⑴煤样装入到煤杯中的方法是否正确，也会对测定结果的准确性造成一定影响。因此，在将煤样装入到煤杯时，首先要将煤杯、压力盘、热电偶铁管上遗留的焦渣清理干净，然后擦光煤杯各部件的表面，但不可使用金属工具对各部件进行敲打，防止煤杯变形，影响测定结果。
⑵根据棋盘式取样法，隔块取出两份煤样，每份约重（100±0.5）g，然后用堆堆四分法将每份煤样分成4份，分成四次装入到煤杯中。每装完25g，就用金属针摊平，但不可捣固。通过这样，能够确保装煤密度及高度的统一性，尽量保持煤样堆积密度的一致性，从而有利于保证X、Y值的重现性。
⑶装完煤样后，将之置入压力盘中，用压板对热电偶铁管进行固定，然后上下垂直移动几次压力盘，感受这期间有无外力影响。若发现存在阻力，则应作出相应的调适，以免影响体积曲线形状。
2.2.2试验期间升温速度造成的影响
国际上，对升温速度的要求作了明确规定[3]：温度不超过250℃时，以8℃/min为宜，且要在半小时内升至250℃；温度达到250℃后，应保持在3℃/min左右，并隔10min对温度进行一次记录。温度达到350～600℃时，实际温度和预期温度的差距应<5℃，在其他时间则应<10℃。如若不然，试验作废。
因为胶质层指数测定方法是模拟工业焦炉炼焦条件而设计，这就要求煤在炭化室内炼焦应和上述规定相符[4]。根究炼焦机理，胶质体产生时，温度处于350～600℃的范围内，而这个时期是煤发生热分解的主要阶段。所以，升温速度和胶质层指数Y值的测定结果有密切联系。在这个时间段，若温控装置达不到要求，或者焦油、煤气等从杯底排气孔中排出，杯底温度则会骤升，或是聚集的碳黑会引起硅碳棒短路，这些都可能导致试验时的升温不均匀。所以，整个试验过程中必须对升温速度进行严格控制。
2.2.3探针技术掌握程度的影响
探针技术掌握是否熟练，与测定结果密切相关。在试验期间，胶质层最大厚度Y值的测定是靠特定的钢针完成。因为变质程度不同，煤胶质体的粘度也会不同，这就要求测试人员能够利用探针，并根据自身经验测定出胶质层的最大厚度。在对胶质层上部层面进行测量时，如果探针与胶质体表面发生直接性的接触时，若感觉到阻力，则不可用力下插，以免扎漏胶质体的上部层面，导致测定值偏低。在对胶质层下部层面进行测量时，应用探针谨慎穿透胶质层，直至抵达半焦坚固层。若煤样的胶质体体积曲线呈山型、之字型或是之山混合型，在对其下部层面测量时，因为胶质体的粘度较大，必须用较大的力才可抵达胶质体办胶层。若煤样的体积曲线呈波型或是平滑下降型，因为胶质体粘度较低，只需用较轻的力度便可穿透胶质体抵达半焦层。然而，有一些煤样的胶质体粘度过小，其半焦表面则会很软，若不能正确把握测定的手感，不慎用力过猛则会扎穿半焦层，测定结果也会不准确。所以，在测定的整个过程中，必须熟练掌握探针技术与力度，还要对大量不同煤种的煤样测定积累经验，从而有利于获得更精准、更可靠的数据。
2.3 煤样贮存期间的影响
对于测定使用的煤样，应避免它发生氧化反应。因此，应将煤样放入到密封容器中，并储存于阴凉之处。一般来说，自制样至试验阶段，整个过程应在15天以内；如果超过15天，必须在报告中详细注明。如若不然，时间延长时，煤样会发生更深程度的氧化，而Y值会逐渐减少，体积曲线则会往平滑下降方向发展，最终使得测定结果与实际不相符。
3 小结
胶质层指数测定工作规范性很强，且易受多种因素影响，包括煤样制备阶段、煤样测定阶段与煤样储存阶段的多种因素。因此，在测定过程中，相关人员必须掌握测定的注意事项，了解哪些因素会对测定结果造成影响，然后在测定中严格控制影响因素，尽可能减少不良因素对测定实验的影响，最大程度地保证测定结果的准确性，为配煤炼焦提供有效的数据。
参考文献
[1]张波.谈胶质层指数的测定与影响因素分析[J].科技创业家.2013（15）：144.
[2]赵钦强.影响烟煤胶质层指数准确测定的细节因素分析[J].煤质技术.2013（01）：48-49.
[3]白文娟，王法庭.胶质层测定各步骤中的影响因素分析[J].内蒙古煤炭经济.2013（12）：107，119.
[4]徐芹，王建，周凤利.烟煤胶质层指数测定影响因素分析[J].四川化工.2014，17（05）：32-34.