模块六 第五讲 煤元素分析及工业分析

模块六煤的元素分析第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系

一、不同类别煤的元素组成煤的元素组成与煤变质程度有关，煤化度越低的煤，其碳含量就越低，氢和氧含量越高，氮含量也越高。统计研究表明，中国各类煤的元素组成的分布情况如表5-7所示。二、煤元素分析指标间的关系碳含量越高的煤，其氢含量就必然越低。从图5-1可以看出，煤中碳含量总的趋势是随氢含量的降低而增高。尤其是在无烟煤阶段，氢含量随碳含量的增高而有明显的降低，当ωdaf(C)

92%~97%之间时，ωdaf(H)

由3.8%左右急剧降至0.5%左右。但低阶煤的氢含量随碳含量的降低而增高的趋势并不十分显著。如ωdaf(H)低于85%的年轻气煤、长焰煤和弱黏煤类，其氢含量高的可达到6%左右（如气煤），低的可到3.5%~4.0%左右（如不黏煤），其总的变化趋势是，当碳含量相同时，凡黏结性越强的煤，其氢含量也就越高。碳和氢含量的关系第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系表5-7中国各类煤的元素组成与分布煤类ωdaf(C)/%ωdaf(H)/%ωdaf(O)

/%ωdaf(N)

/%褐煤64~764.5~6.515.6~280.7~2.3长焰煤76.4~80.74.8~6.112.1~17.40.6~2.4弱黏煤79.9~894.5~5.25.0~13.00.8~1.4不黏煤77.6~85.23.8~5.09~150.6~1.4气煤、1/3焦煤79~875.0~6.44.0~9.00.9~2.5肥煤、气肥煤80~895.4~6.53.5~7.00.8~2.2焦煤87~904.8~5.53.0~5.51.0~2.0瘦煤、贫瘦煤88~924.4~5.02.0~5.01.0~2.0年轻无烟煤90~943.3~4.01.0~3.30.8~1.8典型无烟煤92~951.9~3.20.8~2.40.5~1.5年老无烟煤94.5~970.5~2.30.4~2.50.3~1.4第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系由中国数百个炼焦煤的试验结果，经回归分析之后，可以得出如式（5-16）所示的相关性方程式，可用于我国炼焦煤的碳和氢之间的相互推算。图5-1煤中碳含量与氢含量的关系图5-2煤中碳含量与氧含量的关系

（5-16）第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系中国无烟煤碳和氢含量可以用式（5-17）所示的回归式计算。

总体来说，碳含量低的煤氧含量高，碳含量高的氧含量低。由图5-2可见，煤中碳含量与氧含量的关系呈现规律性的反比关系。国内有人对大量烟煤样的碳和氧含量测定值进行了统计分析，发现两者的相关性很强，并得出了可用于相互计算的回归方程式，如式（5-18）所示。在褐煤和长焰煤等低阶煤阶段，其碳含量和氧含量的反比关系更加明显，可用于相互计算的回归方程式如式（5-19）所示。（5-17）（5-18）

（5-19）碳和氧含量的关系第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系

由于年轻煤的氧含量高，往往其氢含量也较高，而无烟煤的氧含量和氢含量均较低，所以，总的趋势是煤中氢含量随着氧含量的增高而增高。但在烟煤阶段，往往是氢含量高的煤，氧含量反而低，所以，总的趋势是褐煤、长焰煤、年轻气煤等低阶煤的氧和氢含量均高，而不黏煤则氧含量越高时其氢含量就越低，对炼焦阶段的煤，氢含量高时氧含量就低，无烟煤则氧含量越高氢含量就越低。大量试验结果表明，还原程度高的煤，其氢含量高，同时其氮含量也高。所以，总的趋势是煤中氮含量随着氢含量的增高而增高。氢和氧含量的关系氮和氧含量的关系第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系

三、煤工业分析和元素分析结果间的关系

图5-3表明，煤中碳含量总体上随挥发分的增高而降低，挥发分和碳含量的关系图5-3煤的挥发分和碳含量的关系第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系

煤中氢含量与挥发分之间呈二次曲变化趋势是氢含量随挥发分的增高而增大，如图5-4所示。

图5-4煤的挥发分与氢含量的关系挥发分和氢含量的关系第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系

尽管煤中氧含量是由其他元素含量的分析结果用差减法计算而来，其结果误差较大，但对年轻煤来说，daf(O)与Vdaf之间仍呈正比直线关系，即Vdaf越高的煤，其daf(O)也越高。对所有煤来说，总的趋势也是daf(O)随Vdaf的增高而增高。但对年老无烟煤阶段，随着挥发分的降低，其daf(O)反而有所增加。与其他的元素分析指标一样，对不同种类的煤，可以推导出daf(O)与Vdaf之间的互算关系式。不黏煤和弱黏煤因在相同挥发分条件下，有时其daf(O)值相差很大，无法用统一的公式计算其daf(O)值，但同一矿井的这些煤炭可以用线性回归式进行计算。挥发分和氧含量的关系第五讲煤元素分析及工业分析指标间的关系

煤中氮含量与挥发分成正比关系，即煤中的Ndaf随Vdaf的增高而增高。在烟煤阶段，