煤质分析简介(Q、一般规定)

1、GB/T4832007 煤炭分析试验方法一般规定煤炭分析试验方法一般规定 煤样：为确定某些特性而从煤中采取的有代表性 的一部分煤。商品煤机械化采样执行GB/T19494， 人工采样执行GB474，煤样制备执行GB475。 商品煤样：代表商品煤平均性质的煤样。 全水分煤样：为测定全水分而专门采取的煤样。 空气干燥煤样：达到空气干燥状态的煤样。 一般分析试验煤样：破碎到粒度小于0.2mm并达 到空气干燥状态的煤样。 一、常用的煤样术语及定义一、常用的煤样术语及定义 煤样的保存：水分煤样应装入不吸水、不透气 的密闭容器中；一般分析试验煤样应在达到空 气干燥状态后装入严密的容器。 存查煤样：存查煤样在

2、原始煤样制备的某一阶 段分取。存查煤样应尽可能少破碎、少缩分， 其粒度的质量应符合相关标准规定。一般存查 样粒度为3mm，对应留样量700克；或1mm， 对应留样量100克。 分析试验取样：取样前，应将煤样充分混匀； 取样时，应尽可能从煤样容器的不同部位，用 多点取样法取出。（混样一般用转瓶法） 二、常规煤质分析项目二、常规煤质分析项目 工业分析工业分析 全水分全水分 全硫全硫 发热量发热量 挥发份挥发份 灰分灰分 水分水分 固定碳固定碳 焦渣特性焦渣特性 恒容高位发热量恒容高位发热量 弹筒发热量弹筒发热量 恒容低位发热量恒容低位发热量 全水分：煤的外在水分、内在水分总和。 外在水分：指一定条

3、件下煤样与周围空气湿度达到平衡 时失去的水分。 内在水分：一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时 保持的水分。 工业分析：水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算。 水分：指一般分析试验煤样水分（Mad）,即空干基水分。 Mad是进行基准换算的基础。不同煤种，其Mad不一样， 年轻煤较年老煤大。1/3焦煤一般1-1.5%；气煤：2%左右。 灰分：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。 灰分来源于三个方面：原生矿物质、次生矿物质、外来 矿物质。原生矿物质即成煤植物中所含的无机元素；次 生矿物质指在成煤过程中外界混入或与煤伴生的矿物质 ；外来矿物质指煤炭开采和加工过程中混入的矿物质。 原生矿物质和

4、次生矿物质所形成的灰分叫内在灰分；外 来矿物质形成的灰分叫外来灰分。 挥发分：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。 Vdaf是表征煤的变质程度和煤分类的重要指标。中国煤炭 分类标准依据煤化程度把煤分成褐煤、烟煤（13小类）、 无烟煤三大类。烟煤部分按Vdaf10-20%、20-28%、28- 37%、37%四个阶段分为低、中、中高及高挥发份烟煤。 集团公司主要以气煤和1/3焦煤为主，气煤Vdaf37%，1/3 焦煤Vdaf28-37%。 焦渣特征(CB)：煤样在测定挥发分后残留物的粘结、结焦 性状分类：1-8。 固定碳FC：计算而得。FCad=100-Mad-Aad-V

5、ad 燃料比：煤的固定碳和挥发份之比。 弹筒发热量弹筒发热量QbQb：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，燃烧：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，燃烧 产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸硝酸和硫酸、液态水和固态灰时、液态水和固态灰时 所产生的热量。由实验室直接测得所产生的热量。由实验室直接测得QbQb,ad,ad。 恒容高位发热量恒容高位发热量QgrQgr：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧 ，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水及固，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二

6、氧化硫、液态水及固 态灰时放出的热量。数值上等于弹筒发热量减去硫酸校正热和硝酸生态灰时放出的热量。数值上等于弹筒发热量减去硫酸校正热和硝酸生 成热成热 Qgr,ad= Qb,ad-94.1Qgr,ad= Qb,ad-94.1* *St.ad-St.ad-* * Qb Qb,ad,ad 恒容低位发热量恒容低位发热量QnetQnet：单位质量的试样在恒容条件下，在过量氧气：单位质量的试样在恒容条件下，在过量氧气 中燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态中燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态 水及固态灰时放出的热量。数值上等于高位发热量减去水的（煤样中水及固

7、态灰时放出的热量。数值上等于高位发热量减去水的（煤样中 原有的水和原有的水和H H燃烧时生成的水）的汽化热。燃烧时生成的水）的汽化热。 Qnet,ad=(Qgr,ad-206Had)-23Qnet,ad=(Qgr,ad-206Had)-23* *MadMad Qnet,ar=(Qgr Qnet,ar=(Qgr,ad-206Had),ad-206Had)* *(100-Mt)/(100-Mad)-23(100-Mt)/(100-Mad)-23* *MtMt 全硫：煤中有机硫和无机硫的总和。全硫：煤中有机硫和无机硫的总和。 无机硫分为硫铁矿硫和硫酸盐硫无机硫分为硫铁矿硫和硫酸盐硫、少量单质硫。、少

8、量单质硫。 有机硫：与煤中有机质相结合的硫。有机硫：与煤中有机质相结合的硫。 硫铁矿硫：煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫。硫铁矿硫：煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫。 硫酸盐硫：煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫。硫酸盐硫：煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫。 真相对密度：在真相对密度：在20时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同 体积水的质量之比。体积水的质量之比。 视相对密度视相对密度(ARD)：在：在20时煤（包括煤的孔隙）的质量时煤（包括煤的孔隙）的质量 与同体积水的质量之比。与同体积水的质量之比。 三、溶液及其浓度三、溶液及其浓度 溶液溶液 以其

9、他液体作溶剂的，如乙醇溶液以其他液体作溶剂的，如乙醇溶液 以水作溶剂的，称为水溶液（溶液）以水作溶剂的，称为水溶液（溶液） 溶液的浓度溶液的浓度 物质的量浓度：单位体积溶液中所含溶质物质的量。物质的量浓度：单位体积溶液中所含溶质物质的量。 单位单位mol/Lmol/L。 如如c c（CaCa2+ 2+） ）=1mol=1molL L 质量分数或体积分数：溶质与溶液的质量（体积）之比。质量分数或体积分数：溶质与溶液的质量（体积）之比。 一般用一般用%表示表示 质量浓度，如质量浓度，如g gL L或或mgmgL L 体积比或质量比，如（体积比或质量比，如（V V1 1+V+V2 2）或（）或（m

10、m1 1+m+m2 2） 例：物质量浓度计算 市售98%的浓H2SO4（密度为1.84g/ml），计算该溶液的物 质量浓度。如何配制500ml c(H2SO4)=0.5mol/L的稀硫酸溶 液? 解：1、以一升98%的浓H2SO4作计算对象。 C=1000*1.84*0.98/98/1=18.4mol/L 2、C1V1=C2V2 18.4*V1=0.5*500 V1=13.6ml 取13.6ml市售浓硫酸，沿烧杯壁缓缓倾入已盛有蒸馏水 的烧杯中，用玻璃棒搅匀，待溶液冷凉后，定溶至500ml。 四、煤炭分析试验结果表示四、煤炭分析试验结果表示 1 1、收到基（、收到基（arar）：以收到状态的煤

11、为基准）：以收到状态的煤为基准 2 2、空气干燥基（、空气干燥基（adad）：以与空气湿度达到平衡状态的煤为）：以与空气湿度达到平衡状态的煤为 基准。基准。 3 3、干燥基（、干燥基（d d）：以假想无水状态的煤为基准。）：以假想无水状态的煤为基准。 4 4、干燥无灰基（、干燥无灰基（dafdaf）：以假想无水无灰状态的煤为基准。）：以假想无水无灰状态的煤为基准。 5 5、干燥无矿物质基（、干燥无矿物质基（dmmfdmmf):):以假想无水无矿物质状态的煤以假想无水无矿物质状态的煤 为基准。为基准。 不同基的换算公式不同基的换算公式 已知基已知基 要要 求求 基基 空气干燥基空气干燥基 ad

12、收到基收到基 ar 干燥基干燥基 d 干燥无灰基干燥无灰基 daf 空气干燥基空气干燥基 ad 100Mar 100Mad 100 100Mad 100 100(Mad+Aad) 收到基收到基 ar 100Mad 100Mar 100 100Mar 100 100(Mar+Aar) 干燥基干燥基 d 100Mad 100 100Mar 100 100 100Ad 干燥无灰基干燥无灰基 daf 100(Mad+Aad) 100 100(Mar+Aar) 100 100Ad 100 各种基准的组成关系图各种基准的组成关系图 Mt(外水内水) V FC A ar ad d daf 注意事项注意事项

13、数值大小排列数值大小排列 收到基收到基 空气干燥基空气干燥基 干燥基干燥基 3.3MPa，应释放氧气重新充氧。 3、点火最初20秒内不要将身体的任何部位伸到 热量计的上方，发免点火瞬间万一发生人身伤害 事故。 4、氧气瓶口不得沾有油污及其他易燃物，氧气 瓶附近不得有明火。 热容量的标定要求 1、精密度要求：一般进行五次重复试验，计算五次重复 试验结果平均值和相对标准差，相对标准差不超过0.2%， 若超过0.2%，再补做一次试验，取符合要求的五次结果 平均值，修约至1J/K，作为该仪器的热容量。 2、准确度要求：用标准煤样测试，结果与标准值之差在 不确定度范围内；或用苯甲酸五次反标，平均值与标准

14、热 值之差不超过50J/g。 3、稳定性要求：如果量热系统没有显著改变，重新标定 的热容量与前一次热容量值相差不应大于0.25%。 热容量有效范围确定 在使用新型热量计前，应确定其热容量的有效工作范围。 方法：苯甲酸质量0.7-1.3g（涵盖可能涉及的温升范围） 进行热容量标定（至少8次），在两个端点分别做两次重 复测定。以t为横坐标，热容量E为纵坐标，绘制关系图， 观察有无线性关系。或用附录E一元线性回归法求相关系 数 r，判断有无相关性。若无相关性，在该温升范围内热 容量可视为常数。否则，要根据实际温升用回归方程（或 查图）确定热容量。 例：对一新热量计进行标定的结果如下： t EJ/ 2

15、.012 10002 2.020 9994 2.385 10010 2.9045 10008 3.2005 9990 3.5023 9986 3.7503 10001 3.8911 10005 请判定t与E是否存在线性关系？本次标定是否有效？ 解：1、从所列数据可以看出，E没有随t增大（减小）而 增大（减小）趋势 ，因此二者无线性关系。 也可计算相关系数 r,r=-0.1618 r的绝对值远小于临界值r0.05,6，因此二者无线性关系。 （0.05:显著性水平；6：自由度，即数据对数目-变量个数） 2、 E均值为10000J/ ，标准差8.6 相对标准差:8.6/10000 *100%=0.0

16、9% 相对标准差0.2%,符合国标对热容量标定精密度要求， 本次标定有效。 发热量测定过程中如何处理难燃煤和易喷溅煤。 难燃煤难燃煤：包擦镜纸或掺苯甲酸。包纸要事先测出纸热 值。最后在计算结果时扣除擦镜纸或苯甲酸燃烧热。 纸热值的测定和煤样测定一样（抽几张纸团成团），测 出每克纸燃烧放出的热量。以后的测定中，只要称出包 纸的重量，即可算出擦镜纸燃烧热。 苯甲酸的标准热值则可从标准物质证书中查得。 易喷溅煤易喷溅煤：棉线或点火丝应与煤样保持一微小距离。 或包擦镜纸，再进行擦镜纸燃烧热校正。 发热量测试过程中如何进行点火热校正？ 棉线点火棉线点火 剪下n根合适长度的棉线，称出总重，计算每根棉线重量。 一根棉线点火热：一根棉线重量*棉线燃烧热 镍铬丝发出的电能热（点火电热能）=U*I*t 用万用表测出电压、电流，用秒表测出点火时间。 总点火热=棉线点火热+点火电热能 金属丝点火金属丝点火 剪下n根合适长度的点火丝，称重得G。 每根点火丝燃烧热=点火丝的标准燃烧值*G/ n 有关发热量的计算有关发热量的计算 例 某 矿 批 煤 报 出 结 果 如 下 ： M t = 4 . 4 % ， A d = 3 0 . 8 5 % , Qnet,ar=21.50MJ/kg，Hdaf=5.68% 局抽测其同批分析存查样，测值为：Mad=1.63%， St,ad=0.