冶金焦炭微晶结构对其热性能影响因素的分析(3)
共炭化原理煤中加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选用合适的粘结剂提供了理论依据，也为加入有机渣油﹑塑料类﹑橡胶类﹑沥青等与煤共炭化提供了可能性，并且为解决当前世界的环境污染问题做出了很大的贡献。国外Collin在400℃下将废塑料与煤焦油沥青共热解，收集热解油和气体产物，反应所得的残余物与弱粘结煤共焦化能提高其结焦性；乌克兰的研究工作则是利用配煤同塑脂废料共焦化，由于芳香结构的有机物对配煤的结焦性具有良好的影响，所得焦炭强度得以提高，并获得贵重的化学产品。国内中国科学院山西煤炭化学研究所李保庆等利用固定床反应器研究废塑料与煤共焦化特性。试验结果表明，当废塑料添加量不超过5%时，煤气产率增加，焦油收率提高，焦油中脂肪烃和甲基化芳香化合物明显增加，而半焦性质基本不受影响。研究认为，废塑料与煤共焦化技术可行。该所曾对几种沥青与重庆焦化渣用Corbett法进行了组成分析，研究表明，减压渣油和丙烷脱沥青饱和烃含量较高，沥青质很少，作为改质剂性能较差。热裂化渣油和乙烯焦油含有相当高的芳烃与沥青，QI少，因此作为改质剂性能较好。煤焦油沥青具有较高的芳香性能，因此溶剂性能较好，但QI含量高，对焦油过程中间相发展不利。
1．1．2 焦炭的性质
A 焦炭冷性质
一般将定量焦炭在一定规格和试验条件的转鼓中，旋转一定转数，鼓内焦炭之间及焦炭与鼓壁之间相互撞击、摩擦，造成焦炭开裂和磨损，用转后某一粒级的焦炭量占入鼓焦炭的百分率评定焦炭强度。这是目前各国测定焦炭机械强度最为广泛使用的方法，但各国采用的转鼓和试验方法有较大的差异，一般焦炭冷性质测定指标有M40 、M10和DI15015[5] 。
M40：冷态下对全焦进行筛分其中当量直径大于40mm的焦炭所占的百分比
M10：冷态下对全焦进行筛分其中当量直径小于10mm的焦炭所占的百分比
DI15015：JIS转鼓150转后，其当量直径大于15mm的焦炭所占的百分比
注：一般中国采用的为米库姆转鼓，日本采用的JIS转鼓。
B 焦炭热性质
热强度[6]：焦炭热强度是反映焦炭热态性能的一项机械强度指标。它表征焦炭在使用环境的温度和气氛下，同时经受热应力和机械力时，抵抗破碎和磨损的能力。工业上常用的是高温转鼓强度，按热源分有电热和煤气加热两类，并可为内热式或外热式。自20世纪70年代以来，倾向于采用以碳化硅为鼓材，用电加热温度可达1500℃左右的内热式转鼓。热转鼓试验可以反映出焦炭的热破坏。与常温转鼓试验相比，更接近高炉内情况。但一般冷态强度好的焦炭，其热转鼓强度也好。档热转鼓试验中同时通入鼓内CO2时，则可同时测得热强度和CO2反应后强度，因此以CO2为气氛的内热式高温转鼓成为热转鼓形式的发展趋势。
反应性[7]：焦炭反应性是焦炭与二氧化碳。氧和水蒸气等进行化学反应的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳间的反应相类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。目前常用的研究方法为块焦测定法、粒焦测定法和热重法3种。块焦测定法：块焦测定一般采用一定大小及形状的焦块，在1000-1300℃下测定其与co2的反应性，用块焦反应性指数和反应后强度来评价焦炭反应性。粒焦测定法：块焦反应性因试样量多、块度大而被认为所测结果可信度高，但多年来的实践表明该方法存在着仪器设备投资大、易损部件及反应介质消耗大、操作成本高及实验周期长等缺点，难以满足实验研究的需要。因此在实验室内常用焦炭的粒焦反应性来研究焦炭的热性质。热重法：热分析是指在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一类技术。根据测试物理性质可将热分析法分为热重分析法TG 、差热分析法DTA 、差示扫描量热法DSC 、热机械分析法TMA 等技术，其中使用最多、最广泛的是热重法[8]。