煤工业分析方法ppt课件

1、一一. 概述概述二二. 煤的工业分析煤的工业分析三三. 煤中全硫的测定煤中全硫的测定四四. 煤发热量的测定煤发热量的测定煤质分析煤质分析 1 煤的组成和分类煤的组成和分类一一 .概述概述1.1煤的组成煤的组成 煤是由有机质、矿物质和水三部分组成。煤是由有机质、矿物质和水三部分组成。 有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成碳和氢占有机有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成碳和氢占有机 质的质的95%以上。硫在熄灭时也放热，但熄灭的产物以上。硫在熄灭时也放热，但熄灭的产物SO2不但不但 腐蚀设备而且污染环境腐蚀设备而且污染环境矿物质主要是碱金属、碱土金属、铁、铝的碳酸盐、硫酸盐、矿物质主要是碱

2、金属、碱土金属、铁、铝的碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能熄灭，正磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能熄灭，正是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热量。量。1.2煤的分类煤的分类 常见的三类：褐煤、烟煤、无烟煤常见的三类：褐煤、烟煤、无烟煤2022-4-303(1)褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，熄灭时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低因产地煤级不同，发热量差别很大，熄灭时间短，需经常加煤。 (2)烟煤：普通为粒状、小块状，也有粉状的，多

3、呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，熄灭时上火快，火焰长，有大量黑烟，熄灭时间较长；大多数烟煤有粘性，熄灭时易结渣。(3)无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地严密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚熄灭时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，熄灭时间长，粘结性弱，熄灭时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。 2. “基的含义 煤炭分析实验的结果与煤样在分析实验时所处的形状直接相关，即同一煤样在一样的实验条件下，试验结果会因煤样的形状不同而不同

4、。这种“形状除粒度以外，主要指的是煤样的水分。所以，在提到某一项实验结果时，必需同时阐明这个结果是以何种状态的煤样为根底得到的，这样的结果才算完好科学。 煤炭分析实验中的“基，指的就是这种“形状。它含有“基准、“根底的意思。2.1 煤炭分析实验常用的基及其含义空气枯燥基( ad) 煤样的水分与空气湿度到达平衡的形状枯燥基d 假想的无水形状收到基ar 以实践收到时的煤为准的形状枯燥无灰基daf 假想的无水无灰形状枯燥无矿物质基dmmf 假想的无水无矿物质的煤所处的形状空气枯燥基下标符号为ad 表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的质量百分数总和， 是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。 Ca

5、d+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%收到基下标符号为ar 表示燃料中全部成分的质量百分数总和 是锅炉燃料熄灭计算的原始根据。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%枯燥无灰基下标符号为daf 表示在不含水分和灰分的条件下，枯燥无灰燃料各组成成分的质量百分数总和， 枯燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受水分和灰分变化的影响， 煤炭买卖。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%枯燥基下标符号为d 表示在不含水分的条件下枯燥燃料各组成成分的质量百分数总和 干基中各成分不受水分变化的影响 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=1

6、00%煤质分析结果基准的表示方法2022-4-3011二. 煤的工业分析1 水分的测定 煤的水分是评价煤炭经济价值的最根本的目的。由于煤中水分含量越多，煤的无用成分也越多，同时有大量水分存在，不仅煤的有用成分减少，而且它在煤熄灭时要吸收大量的热成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。 1.11.1煤中水分的存在形状煤中水分的存在形状 1 1、游离水、游离水 以物理吸附或附着方式与煤结合的水分称为游离水分，又以物理吸附或附着方式与煤结合的水分称为游离水分，又分为外在水和内在水。分为外在水和内在水。 外在水又成为自在水或外表水分。用外在水又成为自在水或外表水分。用MfMf表示。此类水分是表示。此类

7、水分是在开采、储存等过程中带入的，覆盖在煤粒外表上，其蒸汽压在开采、储存等过程中带入的，覆盖在煤粒外表上，其蒸汽压与纯水的一样，在空气中风干与纯水的一样，在空气中风干1 12 2天后，即可蒸发除去，又称天后，即可蒸发除去，又称风干水分，即在一定条件下煤样与周围空气湿度到达平衡时所风干水分，即在一定条件下煤样与周围空气湿度到达平衡时所失去的水分。失去的水分。2022-4-3012 内在水是指吸附或凝聚在煤粒内部直径小于内在水是指吸附或凝聚在煤粒内部直径小于10-5cm的毛细的毛细孔中的水分，用孔中的水分，用Minh表示。由于毛细孔的吸附作用，这部分水表示。由于毛细孔的吸附作用，这部分水分的蒸汽压

8、低于纯水的，所以难以蒸发除去，需求在水的正常分的蒸汽压低于纯水的，所以难以蒸发除去，需求在水的正常沸点以上才干除掉。在一定条件下煤样到达空气枯燥形状时所沸点以上才干除掉。在一定条件下煤样到达空气枯燥形状时所坚持的水分称为空气枯燥煤样水分坚持的水分称为空气枯燥煤样水分Mad) 。除去内在水分的。除去内在水分的煤称为枯燥煤。煤称为枯燥煤。 外在水分和内在水分的和称为全水分外在水分和内在水分的和称为全水分 用用Mt表示表示 。2 2、化合水、化合水 以化合的方式与煤中的矿物质结合的水，即通常说的结晶以化合的方式与煤中的矿物质结合的水，即通常说的结晶水。如石膏中的水，水。如石膏中的水，CaSO42H2

9、OCaSO42H2O。游离水在。游离水在105 105 110110的的温度下，经过温度下，经过 h h即可蒸发掉，而结晶水要在即可蒸发掉，而结晶水要在200200以上以上才干除掉。才干除掉。 在煤的工业分析中常测定原煤样的全水分和空气枯燥煤在煤的工业分析中常测定原煤样的全水分和空气枯燥煤样水分，普通不测化合水。样水分，普通不测化合水。mmMt12022-4-30131.2 煤中全水分Mt的测定 国家规范国家规范GB/T211-2019GB/T211-2019中规定了煤中全水分测定的五中规定了煤中全水分测定的五种方法。通常采用以下方法：种方法。通常采用以下方法： 方法方法A A：通氮枯燥法，适

10、用于各种煤：通氮枯燥法，适用于各种煤 用预先枯燥并称量过的称量瓶迅速称取用预先枯燥并称量过的称量瓶迅速称取10 10 12g(12g(准确至准确至0.001g0.001g粒度小于粒度小于6mm6mm的煤样，平摊。翻开称量瓶盖，放入预先的煤样，平摊。翻开称量瓶盖，放入预先通入枯燥氮气并已加热到通入枯燥氮气并已加热到105 105 110110的通氮枯燥箱中，烟煤枯的通氮枯燥箱中，烟煤枯燥燥2h, 2h, 褐煤和无烟煤枯燥褐煤和无烟煤枯燥3h, 3h, 取出后立刻盖上盖子。在空气中取出后立刻盖上盖子。在空气中放置约放置约5min5min，然后放入枯燥器中冷却至室温后称量。进展检查，然后放入枯燥器中

11、冷却至室温后称量。进展检查性枯燥，每次性枯燥，每次30min,30min,直到延续两次枯燥后的质量减少或质量添直到延续两次枯燥后的质量减少或质量添加时为止。在后一种情况下，采用质量添加前一次的质量作为加时为止。在后一种情况下，采用质量添加前一次的质量作为计算根据。根据煤样的质量损失计算水分的含量。计算根据。根据煤样的质量损失计算水分的含量。结果计算 Mt Mt煤样的全水分；煤样的全水分； m m煤样的质量，煤样的质量，g g； m1 m1煤样枯燥后减轻的质量，煤样枯燥后减轻的质量，g g。 2022-4-3014 方法方法B B：空气枯燥法，适用于烟煤和无烟煤：空气枯燥法，适用于烟煤和无烟煤

12、将称量瓶放入预先通入鼓风并已加热到将称量瓶放入预先通入鼓风并已加热到105 105 110110的空气的空气枯燥箱中，在鼓风条件下烟煤枯燥枯燥箱中，在鼓风条件下烟煤枯燥2h, 2h, 无烟煤枯燥无烟煤枯燥3h3h。其它步。其它步骤同上。骤同上。 方法方法C C：微波枯燥法，适用于烟煤和褐煤：微波枯燥法，适用于烟煤和褐煤 煤样在微波炉内，利用微波发生器产生的交变电场作用，引煤样在微波炉内，利用微波发生器产生的交变电场作用，引起摩擦发热，使水分迅速蒸发。特点：受热均匀，水分蒸发快；起摩擦发热，使水分迅速蒸发。特点：受热均匀，水分蒸发快；不适用于无烟煤和焦炭等导电性较强的试样。不适用于无烟煤和焦炭等

13、导电性较强的试样。 方法方法D D：适用于外在水分高的烟煤和无烟煤：适用于外在水分高的烟煤和无烟煤 在预先枯燥并称量过的浅盘中迅速称取粒度小于在预先枯燥并称量过的浅盘中迅速称取粒度小于13mm13mm的煤样的煤样50050010g(10g(准确至准确至0.1g)0.1g)，均匀摊平，放入预先通入鼓风并已加热到，均匀摊平，放入预先通入鼓风并已加热到105 105 110110的枯燥箱中，烟煤枯燥的枯燥箱中，烟煤枯燥2h, 2h, 无烟煤枯燥无烟煤枯燥3h3h。将浅盘取。将浅盘取出，迅速称量。进展检查性枯燥，每次出，迅速称量。进展检查性枯燥，每次30min,30min,直到延续两次枯燥直到延续两次

14、枯燥后的质量减少不超越后的质量减少不超越0.5g0.5g或质量添加为止。在后一种情况下，采或质量添加为止。在后一种情况下，采用质量添加前一次的质量作为计算根据用质量添加前一次的质量作为计算根据. .2022-4-3015 1.3 空气枯燥煤样水分的测定 空气枯燥煤样水分又称空气枯燥基水分Mad) ，测定方法有三种。 A 通氮枯燥法适用于一切煤种 B 空气枯燥法适用于烟煤和无烟煤 C 微波枯燥法适用于褐煤和烟煤水分的快速测定) 。 空气枯燥法的测定步骤： (1).在预先枯燥并称量过的称量瓶内迅速称取粒度小于0.2mm的空气枯燥 煤样1.00.1g ，平摊在称量瓶中. (2)翻开称量瓶盖，放入预先

15、通入鼓风并已加热到105 110的枯燥箱中，烟煤枯燥1h, 无烟煤枯燥1.5h。 3) 取出后盖上盖子，放入枯燥器中冷却至室温后称量，直到延续两次枯燥后的质量减少不超越0.0010g或质量添加时为止.根据煤样的质量损失计算水分的含量。当水分小于2.00%时，不用进展检查性枯燥。 结果计算： Mad 煤样的空气枯燥基水分； m煤样的质量，g； m1煤样枯燥后减轻的质量，g。 ； 煤的灰分不是煤中固有物质，而是煤在规定条件下，其中一切可燃物质完全熄灭后以及煤中矿物质在一定温度下经过一系列分解、氧化和化合等复杂反响所构成的残留物。用符号A表示。 煤的灰分几乎全部来自煤中的矿物质，但它的组成和性质与煤

16、中的矿物质不完全一样，是煤中矿物质的衍生物。 缓慢灰化法 仪器mmA1ad2022-4-30182.1测定过程 称取空气枯燥煤样1.00.1g，于曾经在81510灼烧恒量的灰皿中，均匀平摊，每cm2不超越0.15g，置温度低于100的高温炉中。在炉门留有约15mm左右的缝隙供自然通风，控制加热速度，使炉温在30min左右缓慢升高至500并坚持此温度30min。然后，升高温度至81510，封锁炉门，在此温度下继续灼烧1h。取出灰皿，于枯燥器中冷至室温约20min称量，然后进展检查性灼烧，每次进展20min，直到煤样的质量变化小于0.001g时为止，取最后一次质量计算。灰分24MJ/kg的为烟煤，

17、24MJ/kg为褐煤。划分为褐煤后，根据透光率PM=3050%为二号褐煤，30为1号褐煤。 煤的收到基低位发热量是评价动力煤质量的最主要的目的。在对外贸易中，动力煤常已收到基低位发热量为计价根据。2. 发热量测定意义3.1 何为弹筒、高位和低位发热量？ 煤炭在氧气中的熄灭是一种化学反响，煤熄灭放出的热量就是煤和氧气发生的化学反响的反响热。而化学反响的反响热不仅与参与化学反响的反响物组成与形状有关，还与产物的组成和形状有关，另外还与反响所处的压力等条件有关。所以提到所谓煤的发热量就该当阐明是什么形状的煤在什么条件下与氧气怎样熄灭反响，得到什么形状的什么产物所放出的热量，才算完好。3. 弹筒、高位

18、和低位发热量 在实验室条件下测定煤的发热量时，煤的状态和熄灭条件煤样到达空气枯燥形状、在充有过量的氧气的氧弹内完全熄灭都是固定的，可以变化的就是产物的组成和形状。因此，根据煤炭在充有过量的氧气的氧弹内完全熄灭后其产物的组成和形状不同，将煤的发热量区分为三种发热量。 弹筒发热量 Qb发热量 高位发热量 Qgr 低位发热量 Qnet发热量 熄灭产物弹 筒 O2、N2、CO2、HNO3、 H2SO4、液态水、固态灰高 位 O2、N2、CO2、 SO2、 液态水、 固态灰低 位 O2、N2、CO2、 SO2、 气态水、 固态灰 弹筒发热量是实验室测定发热量时直接从量热仪上测定的发热量； 高位发热量是由

19、弹筒发热量减去硝酸生成热和硫酸校正热后得到的发热量； 低位发热量是由高位发热量减去水的气化热后得到的发热量；2022-4-3044 取一定量的煤样在充溢高压氧气的弹筒浸没在装一定质量的水的容器俗称内筒内完全熄灭，生成的热被水吸收，水温升高，由水升高的温度，计算样品的发热量。 2、试剂和资料 点火丝：0.07mm镍铬丝；氧气：不应有氢和其它可燃物，制止运用电解氧；仪器公用的包纸；另预备50kg的蒸馏水放入不锈钢水桶中，与仪器在同一房间内恒温10小时以上备用。 3.2 发热量的测定方法WELL8000自动快速量热仪1、原理 3.测定步骤1) 称取粒度小于0.2mm 的空气枯燥煤样1g准确0.0002g，包于30-90毫克左右的纸中，放入氧弹芯的熄灭皿中。2) 把点火丝的一端卡在左边电极上，用点火丝将样品缠绕一圈后将另一端卡在右边电极上。3接通水泵电源，水桶内的水自动加到桶内的定量容器中，溢流时封锁电源，翻开放水阀将水全部放进量热仪的内筒。4把氧弹芯放入氧弹桶中，从内筒中取10毫升水参与氧弹中压严密封垫，套上钢圈，拧紧氧弹盖。 (5) 翻开氧气瓶阀门，氧弹头正对充氧器嘴下方，下压充气手柄充入氧气。氧