煤炭工业分析指标.ppt

2009年8月 煤质工业分析指标及表达基准 李东涛 首钢技术研究院 2006年11月 1煤质分析指标的意义及作用 煤是世界上少有的复杂物质 是一种混合物 煤的成因很复杂 每种成因对应一定的指标 每种指标只能表征一部分特征 煤炭分类应用的需要 煤质评定的需要 2006年11月 2煤质分析指标的分类及内容 2006年11月 工业分析指标介绍提纲 1工业分析的定义2煤中的水分3煤中的矿物质及灰分4煤的挥发分产率5固定炭6煤质分析结果的基准及换算 2006年11月 1工业分析 也称为实用分析或技术分析 2006年11月 2煤中的水分 全水分 外在水分 内在水分 化合水分 全水分 TotalMositure Mt 2 1外在水分 FreeMoisture SurfaceMoisture 定义 开采 运输 储存 洗选过程中带入的 附着在煤的表面和直径大于10 5cm孔径中的水分 特点 以物理机械的作用与煤的表面相结合 其蒸汽压与纯水的相同 易蒸发 室温放置足够时间 与空气的湿度达到平衡 可以完全蒸发掉 意义 含有外在水分的煤 其计算基准称为 收到基 ar 脱去外在水分的煤 其计算基准称为 空气干燥基 ad 2煤中的水分 2006年11月 2 2内在水分 Moistureinair driedcoal InherentMoisture 定义 是煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分 简记为 Minh 特点 以物理化学方式与煤相结合 以吸附或凝聚的方式存在于煤中直径小于10 5cm的孔径中 其蒸汽压低于纯水 要在较高的温度 105 110oC 下才能蒸发 意义 将空气干燥基的煤加热至105 110oC所失去的水分为内在水分 失去内在水分的煤样为干燥基煤样 d 影响因素 受煤的内表面积和毛细孔的影响 其它 最高内在水分 相对湿度96 30oC下测试 2006年11月 2 3化合水 WaterofConstitution 定义 煤的化合水是指以化学方式与矿物质结合的 在全水分测定后仍保留下来的水分 即结晶水和结合水 特点 与矿物质相结合的结晶水或结合水 化合水含量少 而且必须在更高的温度下除去 CaSO4 2H2O在163oC脱水Al2O3 SiO2 2H2O在450oC 600oC脱水 意义 在煤的工业分析中一般不予考虑 2006年11月 3煤中的矿物质 MineralMatter 简写为 MM 和煤的灰分产率 Ash 简写为A 定义 煤中的矿物质 除水外所有无机物质的总称 主要有黏土 高岭石 黄铁矿和方解石等 煤的灰分 煤中所有可燃物质完全燃烧后 煤中的矿物质在一定温度下经过一系列分解 化合等复杂反应后剩下的残渣 其实指的是灰分产率 煤中的矿物质 煤的灰分 2006年11月 矿物质来源 1原生矿物质 主要是碱金属和碱土金属盐类 参与煤的分子结构形成 在煤中呈现细分散分布 难以用机械方式洗掉 含量少 仅1 2 2次生矿物质 成煤过程中 由外界混入煤层中的矿物质 分布形态各异 煤中的高岭土 方解石 黄铁矿等由胶体溶液沉淀形成 石英 长石 云母等 经风力 水力作用与泥炭同时沉积形成 煤层形成后 由于地下水的淋滤作用 方解石 石膏等填充于煤层缝隙中 3外来矿物质 开采过程中混入煤中的矿物质 主要来自于煤层顶 底板的岩石和夹矸层中的矸石 主要有SiO2 Al2O3 CaCO3 CaSO4和FeS2等 2006年11月 煤中灰分的来源 煤高温燃烧时 大部分矿物质发生分解和化学变化得到的最终产物 1 脱结晶水CaSO4 2H2O163oC脱水CaSO4 2H2OAl2O3 SiO2 2H2O450oC 600oCAl2O3 SiO2 2 碳酸盐分解CaCO3CaO CO2 FeCO3FeO CO2 3 硫化物矿物或热分解产物发生氧化反应4FeS2 11O22Fe2O3 8SO2 2CaO 2SO2 O22CaSO4 4FeO O22Fe2O3 4 碱金属氧化物和氯化物的挥发 2006年11月 矿物质和灰分产率之间的关系 MM 1 08A 0 55St 派尔公式 MM 1 10A 0 5Sp 克雷姆公式 MM 1 13A 0 47Sp 0 5Cl 吉文公式 MM 1 06A 0 67St 0 66CO2 0 30 费莱台公式 2006年11月 定义 煤在规定的条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为挥发分 VolatileMatter 挥发分 有机质热解产物 碳酸盐分解生成的CO2 水分是煤在特定条件下产生的产物 Vad m1 m 100 Mad如果煤中碳酸盐形式的CO2含量大于或等于2 12 时 应扣除之 V ad Vad CO2 ad应用 表征煤的变质程度 4煤的挥发分 2006年11月 5煤中的固定炭 固定炭的概念 从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物 是煤中的有机质在一定的加热制度下产生的热解固体产物 属于焦渣的一部分 从元素组成上 固定炭由C H O N几种元素组成 所以固定炭与元素分析上的炭含量不是一个概念 数值也不会相同 煤中的干燥无灰基固定炭FCdaf随煤化程度的增加而增加 实际上与Vdaf是一个事情的两个方面 2006年11月 固定炭的计算 2006年11月 6煤质分析结果的基准及换算 纯煤 2006年11月 1 收到基 ar asreceivedbasis 以收到状态的煤为基准 Var Fcar Aar Mar 100 2 空气干燥基 ad airdriedbasis 以达到空气干燥状态的煤为基准 Vad FCad Aad Mad 100 3 干燥基 drybasis 以假想无水状态下的煤为基准 Vd FCd Ad 100 4 干燥无灰基 daf dryash freebasis 以假想无水 无灰状态的煤为基准 Vdaf FCdaf 100 5 干燥无矿物质基 dmmf drymineralmatterfreebasis 以假想无水无矿物质状态