A. 煤的工业分析技术论文
对于煤的工业分析而言,它可以确定出煤的整体组成部分,下面是由我整理的煤的工业分析技术论文,谢谢你的阅读。
浅谈煤的工业分析
摘要 :文章浅谈了煤的工业分析方法的要点、原理及测定过程中的注意事项,并对测试结果在实际工作中的应用作了简单的介绍。
关键字 :水分 灰分 挥发分 固定碳
Abstract: the article briefly discusses the coal instrial analysis method, principle and the main points of the matters needing attention in the process of measurement, and its application in the practical work of the result of the test made a simple introction.
The keyword volatile moisture ash fixed carbon
中图分类号:TQ52文献标识码:A
正文:
煤的工业分析也称煤的技术分析或实用分析,在国家标准中,煤的工业分析是指包括煤的水分(M )、灰分(A )、挥发分(V )和固定碳(Fc )四个分析项目指标的测定的总称。煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据。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。工业分析是一种规范性很强的定量分析方法,是在特定条件下所测得的各项数值。
1、煤的水分
煤的水分,是煤炭计价中的一个最基本指标。煤是多孔性固体,含有一定的水分。水分是煤中的无机组分,其含量和存在状态与煤的内部结构及外界有关。一般而言,水分的存在不利于煤的加工利用。
煤的水分按照它的存在状态及物理化学性质,可分为外在水分、内外水分及化合水三种类型。
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。
煤中水分按存在形态的不同分为两类,既游离水和化合水。煤的工业分析中只测试游离水,不测结晶水。
煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。煤的全水分,是指煤质全部的游离水分,既煤中外在水分和内在水分之和,简记符号Mt。
煤的全水分测定可采用四种方法,即通氮干燥法、空气干燥法、微波干燥法及空气干燥的一步法和两步法。在我们实际的工作中用的是空气干燥法,即称取一定量粒度小于6mm的煤样,在空气流中,于105-110℃干燥至质量恒定,然后根据煤样的质量损失计算全水分的含量。
2、煤的灰分
煤的灰分不是煤中固有的成分,而是煤在规定条件下完全燃烧后的残留物,灰分简记符号为A,也表示灰分的质量分数。即煤中矿物质在一定条件下经一系列分解、化合等复杂反应而形成的的,是煤质矿物质的衍生物。灰分全部来自矿物质,组成和质量又不同于矿物质,煤的灰分和煤中的矿物质关系密切,对煤炭利用都有直接影响,工业上常用灰分产率估算煤中矿物质的含量。
煤的灰分可用来表示煤中矿物质的含量,通过测定煤中灰分产率,可以研究煤的其他性质,如含碳量、发热量、结渣性等,用以确定煤的质量和使用价值。
中国标准GB/T212-2001规定,灰分测定方法包括缓慢灰化法和快速灰化法两种。其中缓慢灰化法为仲裁法。
缓慢灰化法测定时,称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样(1±0.1)g(称准至0.0002g),均匀地摊平于灰皿中,放入马弗炉中,以每分钟不大于2cm的速度把灰皿推入炉内的炽热部位,即恒温区(若煤样着火发生爆燃,则实验作废),关上炉门,在(815±10)℃温度下灼烧40min。从炉中取出灰皿,冷却5min左右,移入干燥器中冷却至室温后称量并进行检查性灼烧。如遇检查性灼烧时结果不稳定,应改用缓慢灰化法重新测定。灰分低于15.00%时,不必进行检查性灼烧。
3、煤的挥发分和固定碳
(1)煤的挥发分
挥发分的概念 煤样在规定的条件下,隔绝空气加热,并进行水分校正后的挥发物质产率称为挥发分,简记符号为V。煤的挥发分主要是由水分、碳、氢的氧化物和碳水化合物(以CH4为主)组成,但不包括物理吸附水和矿物质中的二氧化碳。可以看出,挥发分不是煤中固有的挥发性物质,而是煤在特定条件下的热分解产物,所以煤的挥发分称为挥发分产率更确切。挥发分测定结果随加热温度、加热时间、加热速度以及实验设备的形式、试样容器的材质、大小不同而有所差异。因此说挥发分的测定是一个规范性很强的实验项目,只有采用合乎一定规范的条件进行分析测定,所得挥发分的数据才有可比性。
挥发分的测定 按国家标准GB/T212-2001的规定,挥发分的测定方法要点为:称取一定量的空气干燥煤样,放在带盖的瓷坩埚中,在(900±10)℃下,隔绝空气加热7min,以减少的质量占煤样质量百分数减去该煤样的水分的质量分数(Mad)作为煤样的挥发分
(2)煤的固定碳
煤的固定碳的概念 从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物称为固定碳,简记符号为FC。固定碳和挥发分一样不是煤中固有的成分,而是热分解产物。在组成上,固定碳除含有碳元素外,还包含氢、氧、氮和硫等元素。因此,固定碳与煤中有机质的碳元素含量是两个不同的概念,绝不可混淆。一般而言,煤中固定碳含量小于碳元素含量,只有在高煤化程度的煤中两者才比较接近。
固定碳的计算 煤的工业分析中,固定碳一般不直接测定,而是通过计算获得。在空气干燥煤样测定水分、灰分和挥发分后,由下式计算没的固定碳的质量分数
Wad(FC)=100-(Mad+Aad+Vad)
式中 Wad(FC) ——空气干燥煤样的固定碳的质量分数,%
Mad ——空气干燥煤样的水分的质量分数,%
Aad ——空气干燥煤样的灰分的质量分数,%
Vad ——空气干燥煤样的挥发分的质量分数,%
结论: 随着煤的煤化程度的增加,煤中水分开始下降很快,以后变化则不大;固定碳含量逐渐增加;挥发分产率则先增加后降低。若以干燥无灰基计算,挥发分产率随煤化程度增加呈线性关系下降。
参考文献
【1】 朱银惠《 煤化学 》 化学工业出版社 2004年8月
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B. 煤如何化验
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煤的工业分析1
[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105~110C的温度下经过1~2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。
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,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。a.煤中全水分的含义。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。b.煤的全水分测试方法要点见GB212-91。
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1~2%;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。
(4)煤的灰分测定见GB212-91。
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。
(1)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40~60%,烟煤一般为10~50%,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以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。
(2)煤的挥发分测试要点见GB212-91。
煤的工业分析2
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-(Mad+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-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4~6%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0~80%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,以促进煤碳洗选加工的发展和洁净煤技术的应用。
(3)煤中的测试要点
煤中硫的测试包括煤的全硫、硫铁矿硫和硫酸盐硫的测试。见GB214-83。
煤的工业分析3
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20.9~25.1MJ/Kg,成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到25~31MJ/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×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==4.1866J
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(≈1.055×1000J)
1J=9471.58×10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/g
1cal/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/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(25~35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)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8.4~20.9J/g,实际中当要求精度不高时,一般不予校正。
c.煤的低位发热量(Qnet)
煤的低位发热量,是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量,扣除煤中水分(煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水,以及煤中的游离水和化合水)的汽化热(蒸发热),剩下的实际可以使用的热量。
同样,实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量,也叫恒容低位发热量,它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。
d.煤的恒湿无灰基高位发热量(Qmaf)
恒湿,是指温度30C,相对湿度96%时,测得的煤样的水分(或叫最高内在水分)。煤的恒湿无灰基高位发热量,实际中是不存在的,是指煤在恒湿条件下测得的恒容高位发热量,除去灰分影响后算出来的发热量。
恒湿无灰基高位发热量是低煤化度煤分类的一个指标。
(3)煤的弹筒发热量的测试要点见GB213-87。
(4)煤的高位发热量计算
煤的高位发热量计算公式为:
Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad
式中:
Qgr,ad——分析煤样的高位发热量,J/g;
Qb,ad——分析煤样的弹筒发热量,J/g;
Sb,ad——由弹筒洗液测得的煤的硫含量,%;
95——煤中每1%(0.01g)硫的校正值,J/g;
a——硝酸校正系数。 Qb,ad≤16700J/g,a=0.001
16700J/g<Qb,ad<25100J/g,a=0.0012
Qb,ad>25100J/g ,a=0.0016
当Qb,ad〉16700J/g,
或者12500J/g<Qb,ad<16700J/g,同时,Sb,ad≤2%时,
可用St,ad代替Sb,ad。
(5)煤的低位发热量的计算
Qnet,ad=Qgr,ad-0.206Had-0.023Mad
式中:
Qnet,ad——分析煤样的低位发热量,J/g;
Qgr,ad——分析煤样的高位发热量,J/g;
Had——分析煤样氢含量,%;
Mad——分析煤样水分,%。
(6)煤的各种基准发热量及其换算
a.煤的各种基准得发热量
如上所述,煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量和低位发热量,每一种发热量又有4种基准,所以 煤的不同基准的各种发热量有3×4=12种表示方法,即:
弹筒发热量4种表示方式:
Qb,ad——分析基弹筒发热量;
Qb,d——干燥基弹筒发热量;
Qb,ar——收到基弹筒发热量;
Qb,daf——干燥无灰基弹筒发热量。
高位发热量4种表示形式:
Qgr,ad——分析基高位发热量;
Qgr,d——干燥基高位发热量;
Qgr,ar——收到基高位发热量;
Qgr,daf——干燥无灰基高位发热量。
低位发热量4种表示形式:
Qnet,ad——分析基低位发热量;
Qnet,ar——收到基低位发热量;
Qnet,daf——干燥无灰基低位发热量。
b.煤的各种基准的发热量间的换算
煤的各种基准的发热量间的换算公式和煤质分析中各基准的换算公式相似。如:
Qgr,ad=Qgr,ad×(100-Mar)/(100-Mad)
Qgr,d=Qgr,ad×100/(100-Mad)
Qgr,daf=Qgr,ad×100/(100-Mad-Aad-CO2,d)
式中:
CO2,d——分析煤样中碳酸盐矿物质中CO2的含量(%),当CO2含≤2%时,此项可略去不计
Qgr,maf=Qgr,ad×(100-M)/(100-Mad-Aad-Aad×M/100)
式中:
Qgr,maf——恒温无灰基高位发热量;
M——恒湿条件下测得的水分含量,%。
C. 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。广义上讲,煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量。
煤的全工业分析:
1、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。
2、煤的灰分:是指煤燃烧后剩下的残渣。因为这个残渣是煤中可燃物燃烧,煤中矿物质(除水分外所有的无机质)在煤燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物。
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。
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。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。
5、煤的硫分: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。
D. 煤的工业分析的煤质分析
煤的工业分析也称煤的实用分析、近似分析或技术分析,包括煤的外在水分、内在水分、全水分、分析煤样水分、灰分、挥发分、固定碳、全硫和各种硫及发热量等项目。作为校正挥发分、发热量和元素成分碳含量等需用的,碳酸盐中二氧化碳含量也属工业分析范围。一般把煤的水分、灰分、挥发分和固定碳称作煤的半工业分析,如包括硫分和发热量等分析项目,就称作煤的全工业分析。
煤的工业分析是煤质分析中最基本的也是最重要的分析项目,因此凡是以煤为原料或燃料的工业部门都需要进行煤的工业分析。
煤质分析化验分为两类,一类是测定煤所固有的成分如碳、氢、氧、氮等,称为元素分析,其测定结果是作为对煤进行科学分类的主要依据,在生产上,是计算发热量、热平衡、物料平衡的依据;另一类是在人为规定的条件下,(鹤壁市华诺电子科技有限公司)根据技术需要测定煤经转化生成的物质或呈现的性质如灰分、挥发分等,称作技术分,
根据水分、灰分、挥发分和固定碳含量四项基本测定结果,对煤中有机质、无机质的含量、性质等有了初步了解,并可初步判断煤的种类、加工利用效果及工业用途等。
煤的工业分析是煤质分析中最基本的也是最重要的分析项目。
E. 煤质分析的步骤
煤质化验方法和步骤
第一步:取样(五点取样法)
第二步:化验全水分
第三步:烘干 制样
第四步:分析水(又称内水)做法
第五步:灰分
第六步:挥发份
固定碳的计算公式:
固定碳=100-(分析水+灰分+挥发份) 表示单位%
具体化验步骤鹤壁华诺煤炭化验设备随时为您分享
F. 煤的工业分析国标方法
煤的工业分析方法【国标】GB212—91。
煤的工业分析是指包括煤的水分(M )、灰分(A )、挥发分(V )和固定碳(Fc )四个分析项目指标的测定的总称。煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据。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。根据分析结果,可以大致了解煤中有机质的含量及发热量的高低,从而初步判断煤的种类、加工利用效果及工业用途,根据工业分析数据还可计算煤的发热量和焦化产品的产率等。煤的工业分析主要用于煤的生产开采和商业部门及用煤的各类用户,如焦化厂、电厂、化工厂等。网页链接煤的工业分析及分类
G. 煤的工业分析
通过工业分析可大致了解煤的性质,又称技术分析,是指煤的水分、挥发返迅大分、灰分的测定以及固定碳的计算。
水分可分为游离水与化合水,其中游离水又分为外在水分和内在水分,化合水是以化合形式与煤中矿物质结合的水,以昌桥及矿物质中所含的氢氧在热分解过程中以水分子漏竖形态析出的部分。
外在水分为煤炭在开采、运输、储存及洗选过程中,附着在煤颗粒表面和大毛细孔中的水分。
内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水分,温度超过100℃时可将煤中内在水分完全蒸发出来。
灰分是指煤完全燃烧后残留的残渣量。灰分来自煤的矿物质。挥发分是指煤中有机质可挥发的热分解产物。
挥发分随煤化程度增高而降低,可用于初步估测煤种。
固定碳是指煤中有机质经隔绝空气加热分解的残余物,固定碳随变质程度的加深而增高,可作为鉴定煤变质程度的指标。
H. 煤炭成分如何分析
煤的成分分析分为两种,工业成分分析和化学成分分析。
工业成分分析:挥发分、固定碳、水分、灰分。
化学成分分析:碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分。
成分指标一般有:发热量(Qnet,ar)、全硫(St,d%)、灰分(Ad%)、挥发份(Vd%)、全水份(Mt%)、固定碳(Fc)、焦渣特征。
①挥发分。是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高,着火越容易。根据锅炉设计要求,供煤挥发分的值变化不宜太大,否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后,因火焰中心逼近喷燃器出口,可能因烧坏喷燃器而停炉;若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤,则会因着火过迟使燃烧不完碰肆肢全,甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量雹伍按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。
②灰分。灰分含量会使火焰传播速度下降,着火时间推迟,燃烧不稳定,炉温下降。
③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一,它在燃烧过程中吸收大量的热,对燃烧笑世的影响比灰分大得多。
④发热量。为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强,因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。
⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上,在这样高温下,煤灰大多呈软化或流体状态。
⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质,虽对燃烧本身没有影响,但它的含量太高,对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此,电厂燃用煤的硫分不能太高,一般要求最高不能超过2.5%。
I. 煤的工业分析成分有四种
煤的工业分析是把煤划分成四种组分,即水分、灰分、挥发分和固定碳。
煤是由植物遗体在特定的环境和地质条件下,经过漫长的时间形成的生物岩。煤的化学组成及大分子结构极其复杂,到目前为止,尚未完全弄清楚。为了应用方便,工业上常采用工业分析、元素分析等方法来确定煤的化学组成。
J. 煤炭化验有几种方法
1、全水:称取6毫米以下煤样10~12克精确至0.001克,放入事先升温至105~110度的鼓风干燥箱内,无烟煤烘干3小时,烟煤烘干2小时后取出。
2、分析水:称取0.2毫米以下煤样1克精确至0.0001克,放入事先升温至105~110度的鼓风干燥箱内,无烟煤烘干1.5小时,烟煤烘干1小时后取出。
3、灰分:打开高温炉电源,用灰皿称取0.2毫米以下煤样1克精确至0.0001克,打开炉门将试样放在炉门口,缓慢将试样推入炉膛中央的高温带。
4、挥发分:用挥发份坩埚称取0.2毫米以下煤样1克精确至0.0001克,打开炉门将试样放在炉门口,迅速将试样放入炉膛中央的高温带。取出后在空气中冷却约5分钟后放入干燥器15分钟后称量。
(10)工业分析法测定煤组成的具体方法扩展阅读
精煤化验的指标:
1、胶质层最大厚度:烟煤在加热到一定温度后,所形成的胶质层最大厚度是烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、F 层面差的最大值。它是煤炭分类的重要标准之一。动力煤胶质层厚度大,容易结焦;冶炼精煤对胶质层厚度有明确要求。
2、粘结指数:在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力,它是煤炭分类的重要标准之一,是冶炼精煤的重要指标。枯结指数越高,结焦性越强。
参考资料来源:网络-煤炭化验