煤炭基础知识之煤质分析常用数理统计术语

1、煤炭基础知识之煤质分析常用数理统计术语 2008-03-30 16:14分类：煤炭化验知识 字号： 大大 中中 小小 七、煤质分析常用数理统计术语 序号 术语名称 英文名称 定义 符号1 观测值 obserations 在试验中所测量或观测到的数值 2 极差 Range 一组观测的最高值和最低值的差值 3 偏差 dcviation 一个观测值与一个规定值之间的数值 4 平均偏差 Mean deviation 各观测值与其平均值差值（取绝对值）的平均值 5 总体 Population universe 作为数理统计对象的全部观测值 6 个体 individual 总体中的一个，即指一个观测值 7

2、 总体平均值 Population mean 总体中全部观测值的平均值 8 方差 variance 各观测值与其平均值差值的平方和除以自由度 V 五、煤的工艺性试验 序号 术语名称 英文名称 定义 符号1 结焦性 Chking property 煤经干馏结成焦炭的性能 2 粘结性 Caking property 煤在干馏时粘结其本身或外加惰性物质的能力 3 塑性 Plastic property 煤在干馏时形成的胶质体的粘稠、流动、透气等性能 4 膨胀性 Swelling property 煤在干馏时体积发生膨胀或收缩的性能 5 胶质层指数 (sapozhnikov)plastometer i

3、ndices 由勒.姆.萨波日尼柯夫提出的一种表征烟煤结焦性的指标，以胶质层最大厚度Y值，最终收缩度X值等表示 6 罗加指数 ROGA INDEX 由布.罗加提出的一种表征烟煤粘结无烟煤能力的指标 R.I.7 粘结指数 Caking indexG 在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力表征烟煤粘结性的指标 Gr.i.8 坩埚膨胀序数 Crucible swelling number;free swell-ngindex 以煤在坩埚中加热所得焦块膨胀程度的序号表征煤的膨胀性和粘结性的指标 CSN9 奥亚膨胀度 Audiberts arnu dilatation 由奥迪勃斯和亚尼二人提出的

4、、以膨胀度（b）和收缩度（a）等参数表征烟煤膨胀性和粘结性的指标 10 基氏流动度 Giseeler fluidity 由基斯勒尔提出的以测得的最大流动度表征烟煤塑性的指标 11 葛金干馏试验 Gray-King assay 由葛莱和金二人提出的煤低温干馏试验方法，用以测定热分解产物收率和焦型 12 铅甄干馏试验 Fisher Schrader assay 由费舍尔和史莱德二人提出的低温干馏实验方法，用以测定焦油、半焦、热解水收率 13 抗碎强度 Resistance tobreakage 一定粒度的煤样自由落下后抗破碎的能力 14 热稳定性 Thermal stability 一定粒度的煤样

5、受热后保持规定粒度的性能 TS15 煤对二氧化碳的反应性 Carboxyre activity 煤将二氧化碳还原为一氧化碳的能力 A16 结渣性 Clinkering property 在气化或燃烧过程中，煤灰受热、软化、熔融而结渣的性质 Clin17 可磨性 Grindabili-ty 煤研磨成粉的难易程度 18 哈氏可磨性指数 Hardgrove grindability 用哈氏仪测定的可磨性表示硬煤被磨细的难易程度 HGI19 磨损性 abrasiveness 煤磨碎时对金属件的磨损能力 20 灰渣融性 Ash fusibility 在规定条件下得到的随加热温度而变化的煤灰变形、软化和流

6、动特征物理状态 21 灰粘度 Ash viscosity 灰在熔融状态下的粘度 22 灰的酸度 Sah acidity 灰中酸性组分（硅、铝、钛等的氧化物）与碱性组分（铁、钙、镁、锰等的氧化物）之比 23 灰的碱度 ash basicity 灰的碱性组分（铁、钙、镁、锰等的氧化物）与碱性组分（硅、铝、钛等的氧化物）之比 24 透光率 transmittance 褐煤、长焰煤在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后所得溶液的透光率 Pm25 酸性基 Acidic groups 煤中呈酸性的含氧官能团的总称，主要为羧基和酚泾基 26 腐植酸 Humic acid 煤中能溶于稀苛性碱和焦磷酸钠溶液的一

7、组多种缩合的酸性基的高分子化合物 HAt27 游离腐植酸 Free humic acid 酸性基保持游离状态的腐植酸，在实际测定中包括与钾、钠结合的腐植酸 28 黑腐植酸 Pyrotomalenic acid 一组分子量较大的腐植酸，一般呈黑色，能溶于稀苛性碱溶液，不溶于稀酸的丙酮 29 黄腐植酸 Fulvic acid 组分子量较小的腐植酸，一般呈黄色，能溶于水、稀酸和碱溶液 30 综腐植酸 Hymatomalenic acid 一组分子量中等的腐植酸，一般呈棕色，能溶于稀苛性碱溶液和丙酮，不溶于稀酸 31 苯萃取物 Benzene extracts;benzene soluble extr

8、acts 褐煤中能溶于苯的部分，主要成分为蜡和树脂 Eb四、煤质分析结果的表示方法序号 术语名称 英文名称 定义 符号1 收到基 As received basis 已收到状态的煤为基准 ar2 空气干燥基 Air dried basis 与空气湿度达到平衡状态的煤为基准 ad3 干燥基 Dry basis 以假想无水状态的煤为基准 d4 干燥无灰基 Dry ash-free basis 以假想无水、无灰状态的煤为基准 daf5 干燥无矿物质基 Dry mineralmatter free basis 以假想无水、无矿物质状态的煤为基准 dmmf6 恒湿无灰基 Moist ashfree ba

9、sis 以假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准 maf7 恒湿无矿物质基 Moist mineral matter-free-baisis 以假想含最高内在水分、无矿物质状态的煤为基准 M,mmf三、煤的分析专业术语序号 术语名称 英文名称 定义 符号1 工业分析 proximatanalysis 水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析的总称 2 外在水分 Freemoisture; surfacemoisture 在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分 Mf3 内在水分 moisture intheairdriedsemple moisture inthe analy s

10、issample 在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分 Minh4 全水分 TOTAL MOISTURE 煤的外在水分和内在水分的总和 Mt5 空气干燥煤样水分 Moisture intheairdriedsample moisture in the analy sissample 用空气干燥煤样（粒度0.2mm）在规定条件下测得的水分 Mad6 最高内在水分 Moisture holding capacity 煤样在温度0c、相对湿度96%下达到平衡时测得的内在水分 MHC7 化合水 Water ofconstitution 以化学方式与矿物质结合的、在全水分测定后仍保留下来水分的

11、 8 矿物质 Minera matter 赋存在煤中的无机物质 MM9 灰分 ash 煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物 A10 外在灰分 EXTRANEOUS ASH 由煤炭生产过程混入煤中的矿物质所形成的灰分 11 内在灰分 INHERENT ASH 由原始成煤植物中的和由成煤过程进入的矿物质所形成的灰分 12 碳酸盐二氧化碳 Carbonate carbon dioxide 煤中以碳酸盐形态存在的二氧化碳 CO213 挥发分 VOLATILE MATTER 煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失 V14 焦渣特征 Characteristics of charres

12、idue 煤样再测定挥发份后的残留物的粘结性柱状 15 固定碳 Fixed carbon 从测定煤样的挥发份后的残渣中减去灰分后的残留物 FC16 燃料比 Fuel ratio 煤的固定碳和挥发分之比 FC/V17 有机硫 Organic sulfur 与煤的有机质相结合的硫 s18 无机硫 Inorganicsulfur;mineral sulfur 煤中矿物质内的硫化物硫、硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称 19 全硫 Total sulfur 煤中无机硫和有机硫的总和 St20 硫铁矿硫 Pyretic sulfnr 煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫 S21 硫酸盐硫 Sulfat

13、e sulfur 煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫 Ss22 固定硫 Fixed sulfur 煤热分解后残渣中的硫 23 真相对密度 True relative density 在20Oc时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 TDR24 视相对密度 APPARENT RELATIVE DENSITY 在20OC时煤（包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 ARD25 散密度 BULKDENS-ITY 容器中单位体积散状煤的质量 26 块密度 DENSITY OF LUMP 整块煤的单位体积质量 27 孔隙率 POROSITY 煤的毛细孔体积与煤的视体积（包括煤的孔隙）之比 28

14、 恒容高位发热量 GROSS CALORIFIC value ATCON STANT OOLU ME 煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮的校正值后的热值 Qgr,v29 恒容低位发热量 Net calor ific value at constant tvolu me 煤的恒容高位发热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值 Qnet,v30 元素分析 Ultimate analysis 碳、氢、氧、氮、硫五个项目煤质分析的总称 31 煤中有害元素 Harmful elements in coal 煤中存在的、对任何生态有害的元素，通常指煤中砷、氟、氯、磷、硫、镉、汞、硌、铍、砣、

15、铅等元素 32 煤中微量元素 Trace elements in coal 在煤中以微量存在的元素如锗、镓、铀、钍、铍、镉、铬、铜、锰、镍、铅、锌等元素 33 燃点 Ignition temperature 煤释放出足够的挥发分与周围大气形成可燃混合物的最低着火温度 三、煤的分析专业术语序号 术语名称 英文名称 定义 符号1 工业分析 proximatanalysis 水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析的总称 2 外在水分 Freemoisture; surfacemoisture 在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分 Mf3 内在水分 moisture intheai

16、rdriedsemple moisture inthe analy sissample 在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分 Minh4 全水分 TOTAL MOISTURE 煤的外在水分和内在水分的总和 Mt5 空气干燥煤样水分 Moisture intheairdriedsample moisture in the analy sissample 用空气干燥煤样（粒度0.2mm）在规定条件下测得的水分 Mad6 最高内在水分 Moisture holding capacity 煤样在温度0c、相对湿度96%下达到平衡时测得的内在水分 MHC7 化合水 Water ofconsti

17、tution 以化学方式与矿物质结合的、在全水分测定后仍保留下来水分的 8 矿物质 Minera matter 赋存在煤中的无机物质 MM9 灰分 ash 煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物 A10 外在灰分 EXTRANEOUS ASH 由煤炭生产过程混入煤中的矿物质所形成的灰分 11 内在灰分 INHERENT ASH 由原始成煤植物中的和由成煤过程进入的矿物质所形成的灰分 12 碳酸盐二氧化碳 Carbonate carbon dioxide 煤中以碳酸盐形态存在的二氧化碳 CO213 挥发分 VOLATILE MATTER 煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失

18、V14 焦渣特征 Characteristics of charresidue 煤样再测定挥发份后的残留物的粘结性柱状 15 固定碳 Fixed carbon 从测定煤样的挥发份后的残渣中减去灰分后的残留物 FC16 燃料比 Fuel ratio 煤的固定碳和挥发分之比 FC/V17 有机硫 Organic sulfur 与煤的有机质相结合的硫 s18 无机硫 Inorganicsulfur;mineral sulfur 煤中矿物质内的硫化物硫、硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称 19 全硫 Total sulfur 煤中无机硫和有机硫的总和 St20 硫铁矿硫 Pyretic sulfnr 煤

19、的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫 S21 硫酸盐硫 Sulfate sulfur 煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫 Ss22 固定硫 Fixed sulfur 煤热分解后残渣中的硫 23 真相对密度 True relative density 在20Oc时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 TDR24 视相对密度 APPARENT RELATIVE DENSITY 在20OC时煤（包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 ARD25 散密度 BULKDENS-ITY 容器中单位体积散状煤的质量 26 块密度 DENSITY OF LUMP 整块煤的单位体积质量 27 孔隙率

20、POROSITY 煤的毛细孔体积与煤的视体积（包括煤的孔隙）之比 28 恒容高位发热量 GROSS CALORIFIC value ATCON STANT OOLU ME 煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮的校正值后的热值 Qgr,v29 恒容低位发热量 Net calor ific value at constant tvolu me 煤的恒容高位发热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值 Qnet,v30 元素分析 Ultimate analysis 碳、氢、氧、氮、硫五个项目煤质分析的总称 31 煤中有害元素 Harmful elements in coal 煤中存在的、对

21、任何生态有害的元素，通常指煤中砷、氟、氯、磷、硫、镉、汞、硌、铍、砣、铅等元素 32 煤中微量元素 Trace elements in coal 在煤中以微量存在的元素如锗、镓、铀、钍、铍、镉、铬、铜、锰、镍、铅、锌等元素 33 燃点 Ignition temperature 煤释放出足够的挥发分与周围大气形成可燃混合物的最低着火温度 .煤炭订货合同也称煤炭供应合同，是煤炭分配的调拨计划的落实结果，是供需双方通过煤炭订货会谈判所达成的书面协议，双方凭借煤炭订货合同互相约束，供方按合同向需方按时、按品种、按数量供应煤炭；需方凭借合同向供方提取煤炭、验收和结算煤款交付煤矿。煤炭订货合同的当事人主要

22、是供需两方，供方是煤炭工业部、公司、省煤炭管理局(厅)；需方是各类用煤企业的主管部、公司、省有关部门。1984年以前规定双方的主管机关签章后生效，在实际执行过程申，合同兑现率缺乏保证。1984年3月，在秦皇岛召开的煤炭订货会上。经铁道部领导同意，各铁路局在煤炭订货合同上盖章，负有承运的责任。供货合同经三方加盖公章后，分别交送三方主管部门，作为存查和监督执行合同的依据。煤炭订货合同一经签订，即具有法律的约束力，各方均应严格信守，任何一方不得擅自中断合同。 煤炭订货合同的签订是在煤炭部统一组织、省煤炭管理局领导下进行的。根据国家确定的煤炭分配计划，矿务局与各用煤单位的领导部门，按隶属关系，直接见面

23、洽谈订货事宜，主要包括煤炭的矿别、品种、规格、质量、季(月)数量、价格、交货时间、地点、交货方式和运输方式等问题，要经过供需双方充分协商，取得了一致意见，确定矿点、品种、流向、质量和数量等，经过批准，才能正式填进合同，并抄报煤炭部、省经委、煤炭管理局和用煤单位的上级主管部门。 煤炭订货合同的内容主要要包括，收货人、供货人、发站、到站、专用线、煤种、品种、质量规格、交货方式。运输方式、结算方式、银行、帐号、通讯地址、填表日期、期限分季(月)数量、承运主管部门。合同条款说明：为了简化订货手续，减少订货会议人员，煤炭订货合同由用煤单位主管部门代签。由用煤单位履行合同并承担责任:：煤炭供、运、需三方应

24、该履行义务，按照煤炭送货办法有关规定执行；煤炭产品价格、规格、质量，按煤炭质量规格及出厂价格执行。 水陆联运煤炭供货合同的签定。除以上三方当事人外，水运部分由交通部作为主管部门签订、盖章。从煤矿发运出的煤炭要经过铁路运输到第一换装港，装船后水运到用户或到第二次换装港后再换船或装车送到用户。为了缩短铁路远距，减轻铁路压力，加速车辆周转，同时发挥水路运输运量大，成本低的优越性，采用水陆联运的运输组织形式是十分合理的。 煤炭水陆联运的目的港是联运港才能办理。如果目的港不是联运港，只是换装港，不能办理全程水陆联运。 签写合同时，“到站或到达港”一栏应把换装港和到达港(站)都填上。并注明“水陆联运”。如

25、果水陆联运的到站或到达港并非货物的最终到达地点，尚须经过短途运输或其它运输工具转运时，应将负责转运的机关或代理人和收货人同时填入 “收货人”栏内。 水陆联运是“一条龙”运输协作形式，把购运销各方面和运输业内部环节，按照整个货物运输过程组织成一个连续运输线。这种形式对加速车、船运输和货物周转，简化运输手续，节省物流费用，综合利用运能，却具有重要意义。 煤炭订货合同签订后，供运需各方都要严格执行合同，供方要按合同规定的时间、数量、品种、规格、质量等，组织装车，向用户发运煤炭；运方要按合同按时按量向煤矿送足车皮，交接重车，把煤炭运到用户；需方要按合同规定，及时接货卸车，交付货款。各方均负有经济责任。

26、煤炭订货合同应具有计划性、准确性、严肃性，当事人执行合同的好坏，关系到落实国家计划，完成任务的状况，是检验企业水平的重要标志。 煤炭订货合同执行情况的分析就是检查和监督各方执行煤炭订货合同的重要环节，定期检查分析可以检验煤炭运销计划执行状况，查找存在原因，以便采取措施，对违反政策和规定的行为，及时纠证和制止，保证煤炭订货合同兑现。分析煤炭订货合同执行情况主要包括：合同兑现率及其比较；实际产量与计划产量的比较；计划运量、非计划运量与实际完成运量的比较；合同规定品种、质量完成情况比较；库存量情况等。 煤炭订货合同只能在特殊情况下变更，每个月度的25天前，由需要变更一万向其他当事人提出，经供需双方商

27、定或报请上级主管部门核批。凡是不涉及煤炭指标的增减和不更改收货人、结算银行及帐号的，供需双方直接商定。否则。必须由主管煤炭分配部门变更和调整。并且通知有关公司，省煤炭局（厅），矿务局（矿），办理变更和调整手续。若涉及主管部门之间的变更、调整；由主管煤炭分配的部门 上报煤炭工业部，并会同有关部门协商变更，然后通知双方执行部门和单位。 在执行煤炭订货合同中，供货的矿务局（矿）有的超产、欠产需要调整供货单位，在公司，省煤炭局（厅）范围内能协商解决，通知有关双方执行，报煤炭部备案；在公司，煤炭局（厅）范围内调整不了的报煤炭工业部审定后来，才能通知有关双方执行。 煤炭订货合同是保证国家计划完成约有效措施

28、，是具有行政和法律双重意义的经济管理方法，在长期实践中，发挥了巨大的作用，随着社会主义市场经济体制的建立，改进煤炭订货办法，综合运用经济、法律、行政手段，提高订货合同的约束力和兑现率，是煤炭运销工作的重要问颖。为此，煤炭工业部提出煤炭购销合同实施办法代替现行的煤炭订煤炭购运销合同。 煤炭基础知识之煤的工业分析 十二、煤的工业分析煤的工业分析，又叫煤的技术分析或实用分析，是评价煤质的基本依据。在国家标准种，煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲，煤的

29、工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定， 又叫煤的全工业分析。1.煤的水分煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。 煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤的水分增加，煤中有用成分相对减少，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。煤的水分增加，还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。特点是冬季寒冷地区，经常发生冻车，影响卸车，影响生产，影响车皮周转，加剧了运输的紧张。 煤的水分也容易引起煤炭粘仓而减小煤仓容量，甚至发生堵仓事故。 随着矿井开采深度的增加，采掘机械化的发展和井下安全生产的加强，以及喷露洒水、煤层注水、综合防尘等措施的实施，原煤水分呈增加的趋势。为此，煤矿除在开采设计上和开

30、采过程中的采煤、掘进、通风和运输等各个环节上制定减少煤的水分的措施外，还应在煤的地面加工中采取措施减少煤的水分。 1）煤中游离水和化合水煤中水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙（NaSO4.2H2O）和高龄土(AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水。游离水在105110C的温度下经过12小时可蒸发掉，而结晶水通常要在200C以上才能分解析出。 煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。 2）煤的外在水分和内在水分煤的游离水分又分为外在水分和内在水分

31、。 外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。 内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100C以上的温度经过一定时间才能蒸发。 最高内在水分，当煤颗粒内部毛细孔内吸附的书分达到饱和状态时，这是煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地区分低煤化度煤。如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，

32、几乎都是强粘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有所下降，因为无烟煤的孔隙度比烟煤增加了。 3）煤的全水分全水分，是煤炭按灰分计加中的一个辅助指标。煤中全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。必须指出的是，化验室里测试煤的全水分时所测的煤的外在水分和内在水分，与上面讲的煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分是完全不同的。化验室里所测的外在水分是指煤样在空气中并同空气湿度达到平衡时失去的水分（这是吸附在煤毛细孔中的内在水分也会相应失去一部分，其数量随当时空气湿度的降低和温度的升高而增大），这时残留在煤中的水分为内在水分。显然，化验室测试的外在水分和内在水

33、分，除与煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分有关外，还与测试是空气的湿度和温度有关。2.煤的灰分 煤的灰分，是指煤完全燃烧后剩下的残渣。因为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质（除水分外所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物，所以确切地说，灰分应称为灰分产率。1）煤中矿物质 煤中矿物质分为内在矿物质和外在矿物质。 a.内在矿物质，又分为原生矿物质和次生矿物质。 原生矿物质，是成煤植物本身所含的矿物质，其含量一般不超过12%；次生矿物质，是成煤过程中泥炭沼泽液中的矿物质与成煤植物遗体混在一起成煤而留在煤中的。次生矿物质的含量一般也不高，但变化较大。 内在矿物质所形

34、成的灰分叫内在灰分，内在灰分只能用化学的方法才能将其从煤中分离出去。 b.外来矿物质，是在菜煤和运输过程中混入煤中的顶、底板和夹石层的矸石。外在矿物质形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗选的方法将其从煤中分离出去。 2）煤中灰分 煤中灰分来源于矿物质。煤中矿物质燃烧后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸盐、黄铁矿等矿物质在煤的燃烧中发生分解和化合，有一部分变成气体逸出，留下的残渣就是灰分。 2SiO2?AL2O3?2H2O- 2SiO2+AL2O3+2H2O CaSO4?2H2O-CaSO4+2H20 CaCO3-CaO+CO2” CaO+SO3-CaSO4 CaO+SO3-2Fe2O3+8SO2 灰

35、分通常比原物质含量要少，因此根据灰分，用适当公式校正后可近似地算出矿物质含量。 3）煤灰灰分对工业利用的影响 煤中灰分是煤炭计价指标之一。在灰分计加重，灰分是计价的基础指标；在发热量计加重，灰分是计价的辅助指标。 灰分是煤中的有害物质，同样影响煤的使用、运输和储存。 煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了锅炉操作（如易结渣、熄火），加剧了设备磨损，增加排渣量。煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。 还必须指出的是，煤中灰分增加，增加了无效运输，加剧了我国铁路运输的紧张。

36、3.煤的挥发分 煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。 煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标，也是动力用煤的一个重要指标，是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。 挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%，褐煤一般为4060%，烟煤一般为1050%，高变质的无烟煤则小于10%。煤的挥发分和煤岩组成有关，角质类的挥发分最高，镜煤、亮煤次之，丝碳最低。所以世界各国和我国都

37、以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。 4、煤的固定碳 煤中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。 煤的固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的一个指标，随变质程度的增高而增高。所以一些国家以固定碳作为煤分类的一个指标。 固定碳是煤的发热量的重要来源，所以有的国家以固定碳作为煤发热量计算的主要参数。固定碳也是合成氨用煤的一个重要指标。 固定碳计算公式： (FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad) 当分析煤样中碳酸盐CO2含量为2-12%时： (FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO2,ad(煤) 当分析煤样中碳酸盐CO2含量大于12%时： (FC)ad=100-(Ma

38、d+Aad+Vad)-CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣） 式中： （FC）ad分析煤样的固定碳，%； Mad分析煤样的水分，%； Aad分析煤样的灰分，%； Vad分析煤样的挥发分，%； CO2,ad（煤）分析煤样中碳酸盐CO2含量，%； CO2,ad(焦渣)焦渣中CO2占煤中的含量，%；5.煤的硫分 1）煤中硫存在的形态煤中硫分，按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。有的煤中还有少量的单质硫。 煤中的有机硫，是以有机物的形态存在与煤中的硫，其结构复杂，至今了解的还不够充分，大体有以下官能团： 硫醇类，R-SH(-SH，为硫基)； 噻吩类，如噻吩、苯骈噻吩、硫醌类，如对硫醌、硫醚类，R-

39、S-R;硫蒽类等 煤中无机硫，是以无机物形态存在于煤中的留。无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫，少部分为白铁矿硫，两者是同质多晶体。还有少量的ZnS,PbS等。硫酸盐硫主要存在于CaSO4中。 煤中硫分，按其在空气中能否燃烧又分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧，都是可燃硫。硫酸盐硫不能在空气中燃烧，是不可燃硫。 煤燃烧后留在灰渣中的硫（以硫酸盐硫为主），或焦化后留在焦炭中的硫（以有机硫、硫化钙和硫化亚铁等为主），称为固体硫。煤燃烧逸出的硫，或煤焦化随煤气和焦油析出的硫，称为挥发硫（以硫化氢和硫氧化碳（COS）等为主）。煤的固定硫和挥发硫不是不

40、变的，而是随燃烧或焦化温度、升温速度和矿物质组分的性质和数量等而变化。 煤中各种形态的硫的总和称为煤的全硫（St）。煤的全硫通常包含煤的硫酸盐硫（Ss）、硫铁矿硫（Sp）和有机硫（So） St=Ss+Sp+So 如果煤中有单支流，全硫中还应包含单质硫。 2）煤中硫对工业利用的影响硫是煤中有害物质之一。煤作为燃料在燃烧时生成SO2,SO3不仅腐蚀设备，而且污染空气，甚至降酸雨，严重危及植物生长和人的健康。煤用于合成氨制半水煤气时，由于煤气中硫化氢等气体较多不易脱净，易毒化合成催化剂而影响生产。煤用于炼焦，煤中硫会进入焦炭，使钢铁变脆。钢铁中硫含量大于0.07%时就成了废品。为了减少钢铁中的硫，在

41、高炉炼铁时加石灰石，这就降低了高炉的有效容积，而且还增加了排渣量。煤在储运中，煤中硫化铁等含量多时，会因氧化、升温而自燃。 我国煤田硫的含量不一。东北、华北等煤田硫含量较低，山东枣庄小槽煤、内蒙乌大、山西汾西、山西铜川等煤矿硫含量较高，贵州、四川等煤矿硫含量更高。四川有的煤矿硫含量高达46%以上，洗选后降到2%都困难。 脱去煤中的硫，是煤炭利用的一个重要课题。在这方面美国等西方国家对洁净煤的研究取得很大进展。他们首先是发展煤的洗选加工（原煤入洗比重080%以上，我国不足20%），通过洗选降低了煤中的灰分，除去煤中的无机硫（有机硫靠洗选是除不去的）；其次是在煤的燃烧中脱硫和烟道气中脱硫。这无疑增

42、加了用煤成本。我们也在开展洁净煤的研究，针对我国目前动力煤洗煤厂能力利用率仅50%多，应尽快制定和实施燃煤环保法，以促进煤炭洗选加工的发展和洁净煤技术的应用。 6.煤的发热量 煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。 煤的发热量时煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。 煤的发热量表征了煤的变质程度（煤化度），这里所说的煤的发热量，是指用1.4比重液分选后的浮煤的发热量（或灰分不超过10%的原煤的发热量）。成煤时代最晚煤化程度最低的泥炭发热量最低，一般为2

43、0.925.1MJ/Kg，成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到2531MJ/Kg，烟煤发热量继续增高，到焦煤和瘦煤时，碳含量虽然增加了，但由于挥发分的减少，特别是其中氢含量比烟煤低的多，有的低于1%，相当于烟煤的1/6，所以发热量最高的煤还是烟煤中的某些煤种。 鉴于低煤化度煤的发热量，随煤化度的变化较大，所以，一些国家常用煤的恒湿无灰基高位发热量作为区分低煤化度煤类别的指标。我国采用煤的恒湿无灰基高位发热量来划分褐煤和长焰煤。 1）发热量的单位热量的表示单位主要有焦耳(J)、卡（cal）和英制热量单位Btu。 焦耳，是能量单位。1焦耳等于1牛顿(N)力在力的方向上通过1米的位移所做的功。 1J=1N

44、0J 1MJ=1000KJ 焦耳时国际标准化组织（ISO）所采用的热量单位，也是我国1984年颁布的，1986年7月1日实施的法定计量热量的单位。煤的热量表示单位： J/g、KJ/g、MJ/Kg 卡（cal）是我国建国后长期采用的一种热量单位。1cal是指1g纯水从19.5C加热到20.5C时所吸收的热量。 欧美一些国家多采用15Ccal，即1g纯水从14.5C加热到15.5C时所吸收的热量。 1cal(20Ccal)=4.1816J 1cal(15Ccal)=4.1855J 1956年伦敦第误解蒸汽性质国际会议上通过的国际蒸汽表卡的温度比15Ccal还低，其定义如下： 1cal=4.1866

45、J 从上看出，15Ccal中，每卡所含热能比20Ccal还高。 英、美等国家目前仍采用英制热量单位（Btu），其定义是：1磅纯水从32F加热到212F时，所需热量的1/180。 焦耳、卡、Btu之间的关系 1Btu=1055.79J(1.0551000J) 1J=9471.5810的负7次方Btu 20Ccal/g与Btu/1b的换算公式： 因为1Btu=1055.79J,1B=453.6g 所以1Btu/1b=1/1.8cal/g1cal/g=1.8Btu/1b 由于cal/g的热值表示因15Ccal或20Ccal等的不同而不同，所以国际贸易和科学交往中，尤其是采用进口苯甲酸（标明其cal/

46、g）作为热量计的热容量标定时，一定要了解是什莫温度（C）或条件下的热值（cal/g）,否则将会对燃烧的热值产生系统偏高或偏低。 为了使热量单位在国内外统一，不须以J取代cal作为煤的发热量表示单位。 2）煤的各种发热量名称的含义 a.煤的弹筒发热量（Qb）煤的弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（2535个大气压左右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25C）。 由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反应。如：煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮，在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却生成N2O5或NO2等氮氧

47、化合物。这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这一化学反应是放热反应。另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成SO2气体逸出，而在弹筒中燃烧时却氧化成SO3，SO3溶于弹筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放热反应。所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。为此，实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。 b.煤的高位发热量（Qgr）煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。 应该指出的是，煤的弹筒发热量是在恒容（弹筒内煤样燃烧室容积不变）

48、条件下测得的，所以又叫恒容弹筒发热量。由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。而煤在空气中大气压下燃烧的条件湿恒压的（大气压不变），其高位发热量湿恒压高位发热量。恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。一般恒容高位发热量比恒压高位发热量低8.420.9J/g,实际中当要求精度不高时，一般不予校正。煤炭基础知识之煤的工艺性 十三、煤的工艺性1.煤的粘结性和结焦性煤的粘结性和结焦性，是两个有联系、有区别，又难以严格区别开来的概念。煤的粘结性是煤粒（d0.2mm）在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质（即无粘结力的物质）成焦块的性质；煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后能否生

49、成优质焦炭的性质。两者都是炼焦煤的重要特性之一。煤在干馏结焦过程中，一般要经过软化、熔合、膨胀、固化和收缩几个阶段，最后生成品质不同的焦炭。当温度等于或高于煤的软化点（一般为315350c）时，煤都软化成胶质体。当温度等于或高于煤的固化点（一般为420c450c）时，煤都结成半焦。从软化到固化的时间愈长，煤就熔化得愈好，焦炭结构愈均匀。为了了解煤的结焦性，人们设计了许多实验室方法，直接测试模拟工业焦化条件下所得焦炭品质（2200Kg小焦炉试验）；或测试上述胶质体的某一性质也有的直接观察实验室所得焦块的性质，表征煤的结焦性。1）煤的胶质层指数煤的胶质层指数，又称煤的胶质层最大厚度，或Y值。它是原

50、苏联、波兰等国家煤的分类指标之一，也是我国煤的现行分类中区分强粘结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。煤的胶质层指数，是原苏联列.姆.萨保什尼可夫和列.帕.巴齐列维奇提出的。它的测试要点是根据不同结焦性的煤在干馏过程中胶质层的厚度、收缩情况和膨胀曲线的不同，测试胶质层的最大厚度（Y值）、最终收缩度（X值）和体积曲线，来表征煤的结焦性。其中，Y值应用的最广。Y值是通过测试胶质层的上部层面高度和下部层面高度得出的（一般出现在520630C之间），X值是曲线终点与零点线间的距离。Y值、X值和体积曲线都是通过胶质层指数测试仪上的记录转筒和记录笔记记录下来的。胶质层曲线类型如图胶质层指数测试曲线胶质层指数测

51、试的允许误差。同一煤样平行测试结果的允许误差为：Y值20mm 误差1mm；Y值20mm 误差2mm；X值 误差3mm。胶质层指数报出结果。应选取在允许误差范围内的各结果的平均值。a.气煤一般弱粘结性气煤们质层薄，粘度小，气体易透过，因此对压塞不呈现大的压力，且煤的收缩量X很大，曲线均匀下降。焦炭粘结，熔融，气孔壁薄，纵裂纹多。b.肥煤 因胶质体厚,粘度也不算小,且不透气性和热稳定性较高,故气体不能通过胶质层由冷侧析出;当半焦尚未形成裂纹时,胶质层下面和胶质层中的气体跑不出去,给压塞以向上的推力,使曲线成大山形.当半焦产生裂纹和胶质体固化后,气体就由热侧中逸出,曲线就向下了.c.焦煤 胶质层比肥

52、煤薄,但粘度比肥煤大.各层煤形成胶质体后,最初也象肥煤那样,因气体不能由上下两侧逸出,而向上推压塞,曲线就向上了.随后一部分胶质体固化,半焦进一步收缩,形成网状裂纹,使气体逸出,压力降低,曲线下降.随即上面的胶质层下降将半裂裂纹由热侧堵塞,并又有胶质层形成,这样上述压上升,下降的情况又重复,故形成锯齿形曲线,焦炭则为多层组织.气体由冷热侧析出各半.焦炭致密,坚实,裂纹少.d.瘦煤胶质层薄,但粘度大,流动性差,因此不能将加热后变形粒子之间的空隙完全充满,故气体能从空隙逸出,曲线一般平滑下降。不过形成胶质层的温度比气煤高得多，并且收缩量X也小。焦炭粘结，熔融差，不耐磨，但裂纹少，块度大。胶质层厚度

53、Y值只能表明胶质体的数量，而且还受膨胀的影响。若膨胀大，测得的Y值就偏高。因为Y值不能表明煤在胶体状态下的主要性质，所以不少具有相同Y值的煤，在相同的炼焦条件下，却可能炼出不同质量的焦炭。此外Y值的测定法主观因素的影响较大，仪器的规范性很强，且对Y值小于5毫米的煤很难测定，对于具有锯齿形体积曲线的煤也难于测准。胶质层指数表征煤的结焦性的最大优点是Y值有可加性。这种可加性可以从单煤Y值计算到配煤Y值，可以估算配煤炼焦Y值的较佳方案。在地质勘探中可以通过加权平均计算出几个煤层的综合Y值。它的缺点一是规范性强，煤样粒度、升温速度、压力、煤杯材料、炉转耐火材料等都能影响测试结果。所以必须使仪器、制样和

54、操作等都符合严格规定；二是用样量大，一次平行测试需要煤样200克，在地质勘探中常常由于煤芯煤样数量不足而无法测试；三是胶质层指数能反映胶质层的最大厚度，但不能反映出胶质层的质量。2）煤的罗加指数罗加指数（R.1），是波兰煤化学家罗加教授1949年提出的测试烟煤粘结力的指标。现已为国际硬煤分类方案所采用。我国1985年颁发了烟煤罗加指数测试的国家标准（GB5549-85）,但在我国现行煤的分类中，罗加指数不作为分类指标。 罗加指数的测试要点：将1克煤样和5克标准无烟煤样（宁夏汝箕沟矿专用无烟煤标样，下同）混合均匀，在规定的条件下焦化，然后把所得焦渣在特定的转鼓中转磨3次，测试焦块的耐磨强度，规定为罗加指数。其计算公式如下： R.1=(a+d)/2+b+c/3Q100 式中： a焦渣过筛，其中大于1mm焦渣的重量，g； b第