【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于火電廠燃料節(jié)能降損，具體涉及一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法。
技術(shù)介紹
1、目前人們認(rèn)識到煤炭低溫氧化的發(fā)生和發(fā)展是一個極其復(fù)雜的、動態(tài)變化的、自動加速的物理化學(xué)過程，其實(shí)質(zhì)是一個緩慢地自動氧化、放熱、升溫的過程。至今尚未有完整的理論能闡明這種復(fù)雜、綜合作用的現(xiàn)象及其規(guī)律。國內(nèi)外學(xué)者從未停止對煤炭低溫氧化機(jī)理的相關(guān)研究，力圖在煤炭低溫氧化的整個發(fā)展過程有全面了解，為把煤炭低溫氧化研究運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)際而付出巨大努力。
2、國外方面，alazmi,b和hooman,k認(rèn)為風(fēng)流對煤堆的影響由自然對流轉(zhuǎn)變成混合對流之后會發(fā)展成強(qiáng)制對流，因此，煤堆自燃必須充分考慮風(fēng)速的變化；akguna?f等建立了煤堆自熱自燃的二維非穩(wěn)態(tài)計(jì)算模型，充分研究了煤堆高度和堆放時間、角度、粒徑孔隙率等對煤堆自熱自燃的影響，認(rèn)為孔隙率0.15～0.2時由于透氣性等降低煤堆自熱升溫較慢；ejlali在多風(fēng)速條件下開展了煤堆自燃研究，認(rèn)為進(jìn)風(fēng)量是影響煤堆最高溫度變化較為顯著的因素；ejlali等認(rèn)為孔隙率是影響煤堆內(nèi)部自熱-自燃和最高溫度變化的關(guān)鍵參數(shù)。
3、fierro?v等人提出煤堆結(jié)果壓實(shí)如果距離表面1.5m深以下孔隙率能接近0.15會對煤堆具有很好的保護(hù)效果，一般整個煤堆的平均孔隙率能低于0.2時會延長煤堆的自然發(fā)火期，如果孔隙率控制在0.1以下時即使活性很強(qiáng)的煤進(jìn)行堆放也不會發(fā)生自燃現(xiàn)象，但是由于煤堆壓實(shí)難度很大，壓實(shí)過程中煤堆四周的外圍很難做到有效壓實(shí)，而對于小顆粒煤堆壓實(shí)的難度更大，同時在單獨(dú)采用煤堆壓實(shí)開
4、煤是一種結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的多孔介質(zhì)，煤中孔隙大小不均勻，小到不足10nm，大到100?000nm的孔隙皆有分布，而且成因類型多，形態(tài)復(fù)雜。國內(nèi)外學(xué)者們主要研究了煤的孔隙結(jié)構(gòu)特征及孔隙結(jié)構(gòu)對強(qiáng)度特性、吸附性、滲透性等宏觀特性的影響。有關(guān)煤自燃過程中的孔隙結(jié)構(gòu)變化研究成果較少。所以一般情況下在進(jìn)行煤自燃數(shù)值模擬時有關(guān)孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)多設(shè)置成了定值或者采用了一些經(jīng)驗(yàn)公式。目前對于孔隙率的測定方法有傳統(tǒng)法、壓汞法和氮?dú)馕椒āＣ禾康蜏匮趸嗍前l(fā)生在煤顆粒與煤顆粒之間，因此顆粒間的空隙率才是煤炭低溫氧化的關(guān)鍵，傳統(tǒng)法雖然可以測定煤顆粒間孔隙率，但孔隙率是測定煤的干塊體密度和真密度計(jì)算得出，方法繁瑣，需要大量化學(xué)試劑，不能在現(xiàn)場測定；而壓汞法和氮?dú)馕椒y定的是煤炭內(nèi)部毛細(xì)孔中的孔隙率，壓汞法是常用的煤孔隙率測定方法的一種，其原理是利用外壓將汞注入煤的孔隙中。壓入煤樣中的汞量與煤孔徑的大小、分布情況相關(guān)，壓汞的壓力與煤體內(nèi)的孔徑大小相關(guān)。煤體內(nèi)的孔隙尺寸越小，則所需的壓汞壓力越大，反之亦然，壓汞法測定的孔徑范圍很大，可達(dá)3nm～120μm，但不適用大孔徑的孔隙率測定。氮?dú)馕椒ㄖ饕獪y定的是孔徑小于100nm的孔隙。
5、煤是典型的非均勻的多孔介質(zhì)，其孔隙結(jié)構(gòu)特征決定了煤中氣體的吸附性和流動性，所以煤的孔隙結(jié)構(gòu)對其自燃特性有著至關(guān)重要的影響。孔隙結(jié)構(gòu)的變化會導(dǎo)致孔隙率、滲透率、滲透系數(shù)、比表面積的顯著變化。確定煤的顆粒間孔隙率對于防止煤自燃和環(huán)境污染有重要意義。現(xiàn)有測定方法要么存在操作繁瑣，不適合現(xiàn)場測定，要么只能測定煤炭內(nèi)部毛細(xì)孔中的孔隙率缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法，用于火電廠大型煤堆煤炭孔隙率的測定，方法簡便易行，可對不同煤種、不同堆高、不同堆積狀態(tài)的煤炭孔隙率進(jìn)行測定。
2、上述目的通過以下方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法，該方法包括如下步驟：
4、步驟一：在不同煤種煤堆上煤過程中，在煤堆平臺上，選擇多個位置，刮掉頂部面煤，挖煤坑，全部收集坑內(nèi)的煤；
5、步驟二，將采取的煤樣烘干；
6、步驟三，將烘干后的煤樣填充到已知體積v和重量w0的容器中并用橡皮錘壓實(shí)，然后稱得其毛重wg，并計(jì)算出其表觀密度
7、步驟四，在容器中緩慢注入清水，直到其充滿所有孔隙后有水溢出為止，再稱出飽和浸水時的總重量wsat，根據(jù)水的密度ρw計(jì)算出顆粒的總孔隙率并取內(nèi)部孔隙率
8、步驟五，在4m～6m高度的煤堆平臺上再次重復(fù)步驟一到步驟四；
9、步驟六，在6m～8m高度的煤堆平臺上再次重復(fù)步驟一到步驟四；
10、步驟七，將三個不同高度的煤堆平臺上測定的孔隙率數(shù)據(jù)作為橫坐標(biāo)，煤堆高度作為縱坐標(biāo)，建立煤堆孔隙率與煤堆高度曲線圖。使用時從曲線圖中可查到對應(yīng)高度的煤堆煤炭顆粒間孔隙率。
11、所述的一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法，所述的步驟一的具體過程為：在不同煤種煤堆上煤過程中，在2m～4m高度的煤堆平臺上，選擇多個位置，刮掉頂部0.1cm～0.2cm面煤，挖0.5m×0.5m×0.5m規(guī)定大小的煤坑，全部收集坑內(nèi)的煤。
12、有益效果：
13、1、本專利技術(shù)測定簡便，無需借助復(fù)雜儀器設(shè)備和大量化學(xué)試劑，測定結(jié)果準(zhǔn)確，結(jié)果與傳統(tǒng)方法對比無顯著差異。
14、2、本專利技術(shù)可以在生產(chǎn)現(xiàn)場就地應(yīng)用，適合現(xiàn)場工作需求。傳統(tǒng)測定方法無法現(xiàn)場測定，只能采集完樣品后送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步分析，無法滿足現(xiàn)場急需。
15、3、本專利技術(shù)專利測定速度快，適合于不同煤炭品種、不同堆積形式的煤堆，對于防止煤自燃和環(huán)境污染有重要意義。
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1.一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法，其特征是：該方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法，其特征是：所述的步驟一的具體過程為：在不同煤種煤堆上煤過程中，在2m～4m高度的煤堆平臺上，選擇多個位置，刮掉頂部0.1cm～0.2cm面煤，挖0.5m×0.5m×0.5m規(guī)定大小的煤坑，全部收集坑內(nèi)的煤。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法，其特征是：該方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于煤水兩相滲透的煤堆孔隙率測定方法，其特征是：所述的步驟一的具...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙弋陽，洪粵濱，李偉豪，熊梅芳，
申請(專利權(quán))人：華能廣東能源開發(fā)有限公司汕頭電廠，
類型：發(fā)明
國別省市：
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