第四章煤中水分2015详解.ppt

第三部分煤的岩相组成煤的化学组成煤的族组成 第一节煤的工业分析 1 煤的工业分析的定义 在人为规定条件下粗略测定煤化学组成的一种方法 2 工业分析法划分的煤的组成 工业分析可以将煤的组成区分为水分 灰分 挥发分和固定碳 3 工业分析的特点 工业分析是一种条件试验 除了水分以外 灰分 挥发分和固定碳都是煤中的原始组分在一定条件下的转化产物 灰分来源于煤中的矿物质 挥发分和固定碳来源于煤中的有机质 测定结果依测定条件变化而变化 一 煤中的水分 一 煤中水分的来源和水分种类1 来源 1 成煤过程中 成煤植物遗体堆积在沼泽或湖泊中 水随着成煤过程的进行进入煤中 2 煤层形成后 地下水进入煤层的裂隙 孔隙中 3 开采 洗选和运输过程带入水 运输接触雨 雪和潮湿的空气进入水 2 种类 1 游离水 与煤呈物理态结合的水 吸附在煤的外表面和内部空隙中 外在水分 吸附在煤的外表面和较大的毛细孔隙中 内在水分 吸附或凝聚在煤粒内部较小孔隙中的水分 即在常温的大气中易于失去的水分者称为外在水分 在常温的大气中不易失去的水分称为内在水分 内在水分和外在水分之和称为全水分 严格地说 外在水分是指煤放置在大气中使水分不断蒸发 当煤中水的蒸气压与大气中水蒸气分压达到平衡时 煤中水分不再变化 这时所失去的水分占煤样质量的百分数就是外在水分 用Mf表示 而残留在煤内部孔隙中没有蒸发出来的水分称为内在水分 用Minh表示 2 结晶水 以化合物形式与煤中的矿物质相结合的水分 以及矿物质中所含的氢 氧在热分解过程中以水分子形态析出的部分 石膏 CaSO4 2H2O高岭土 Al4 Si4O10 OH 8 二 相关名词 1 应用煤样 按照一定的采样标准从商品煤堆 商品煤运输工具或用户煤场等处所采煤样 2 收到煤样 将应用煤样送到化验室后成为收到煤样 3 收到基全水分 收到煤样含有的水分占收到煤样质量的百分数称为煤的全水分或收到基全水分 用Mt或Mar 4 收到基外在水分 应用煤放置在空气中 水分蒸发至煤中水的蒸汽压与大气中水的蒸汽压平衡时 所失去的水分占收到基煤样质量的百分数 简称外在水分Mf5 风干煤样或空气干燥煤样 失去外在水分的煤样 6 空气干燥基内在水分 残留在风干煤样中的水分质量占风干煤样质量的百分数 也称空气干燥基水分或分析基水分 简称内在水分 Mad表示 它的大小与Minh相同 7 全水分与内在水和外在水的关系 8 最高内在水分 煤样在30 相对湿度达到96 的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分 MHC 三 水分测定基本原理 1 加热干燥法 干燥失重法和直接重量法 将煤样加热到105 110 并保持恒温直至恒重后 煤样失去的质量占煤样干燥前质量的百分数 2 共沸蒸馏法 将煤样与甲苯共同煮沸 分馏出的液体分层 量出水的体积 并查出实际体积3 微波加热法 在微波作用下 将水蒸发出来 根据煤样的失重计算水分 四 煤中水分的测定和计算 1 应用煤全水分 Mar 1 测定 最大粒度为3 13mm煤样全水分测定 第一步 外在水分的测定 将煤样混合均匀后 称取500g 在70 80 下干燥至恒重 称取煤样重量 第二步 内在水分的测定 将上述空气干燥状态的煤样 破碎到3mm以下 称取煤样10 15g 在105 110 下干燥至恒重 称取煤样重量 2 计算 G1 煤样干燥后减轻的重量gG 煤样重量g 内在水分 外在水分 G3 风干煤样干燥后减轻的重量gG2 风干煤样重量g 全水分 内在水分应换算成以应用煤样为基准 则 最大粒度不大于3mm 方法 称取煤样10 15g 在105 110 下干燥到恒重 所失去的重量占煤料原重量的百分数 G 试样原重gG1 试样干燥后减轻的重g 例 应用煤1000 0g风干后900 0g 用风干煤样测定内在水分 两个平行结果如下 煤样 煤样 煤样重量 g 10 00010 000105 干燥后煤样重量 g9 5129 484求应用煤样的全水分是多少 解 1 求Mf 2 求Minh 3 求Mar 2 分析煤样水分 粒度3mm或1mm经50 部分干燥并破碎0 2mm的分析煤样 仍然含有一定水分 用此煤样测得的水分Mad 方法 称取一定量的分析煤样 在105 110 下干燥至恒重 此时分析煤样减少的重量占分析煤样重量的百分数 仪器 设备 干燥箱 带有自动控制装置 内装有鼓风机 并能保持温度在105 110 范围内 干燥器 内装有变色硅胶或粒状无水氯化钙 玻璃称量瓶 直径40mm 高25mm 并带有严密的磨口盖 分析天平 感量0 0001g 结果计算 m1 煤样干燥后失去的质量gm 煤样的质量g 水分测定的精密度 水分 Mad 平行测定结果允许误差 100 4 全水分Mar 平行测定结果允许误差 200 4 200 5 五 煤中水分与煤质的关系 1 内在水分 1 温度和湿度不变时 内在水分与煤化程度有关 煤化程度 内在水分 无烟煤略有上升 缩合芳香环结构 MHC 年轻褐煤的最高内在水分多在25 以上 少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31 最高内在水分小于2 的烟煤 几乎都是强粘结性和高发热量的肥煤和主焦煤 无烟煤的最高内在水分比烟煤有所提高 原因 1 这是由于煤的内在水分吸附于煤的孔隙内表面上 内表面积越大 吸附水分的能力就越强 煤的水分就越高 2 此外 煤分子结构上极性的含氧官能团的数量越多 煤吸附水分的能力也越大 低煤化程度的煤内表面积发达 分子结构上含氧官能团的数量也多 因此内在水分就较高 随煤化程度的提高 煤的内表面积和含氧官能团均呈下降趋势 因此 煤中的内在水分也是下降的 到无烟煤阶段 煤的内表面积有所增大 因而煤的内在水分也有所提高 2 与外界条件有关 温度 温度变化 内在水分变化2 外在水分 1 与煤化程度 煤化程度 外在水分含量 2 与周围环境有关 温度 湿度 外在水分 3 结晶水 不影响内在水 外在水含量 200 以上才能分解析出 六