元素分析推算工业分析计算过程(不需水分)

煤的元素分析与工业分析通过元素分析方法得出的煤的主要组成成分，称元素分析成分它包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分（A）、水分（M）。

其中碳、氢、硫是可燃成分。

硫燃烧后要生成SO2，及少量SO3，故它是有害成分。

煤中的水分和灰分也都是有害成分。

通过元素分析成分可以了解煤的特性及实用价值，燃烧计算也都使用元素分析数据。

但元素分析方法较为复杂。

发电厂常用较为简便的分析方法得到分析成分，用它可以基本了解煤的燃烧特性。

煤的分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分、挥发分、固定碳、灰分的百分组成。

一、煤的元素分析煤的元素分析是测定煤中碳（C）、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、磷（P）等元素的含量。

碳是煤中最主要的可燃元素，也是煤中最基本的成分，其含量约占40%~85%。

1KG碳完全燃烧生成二氧化碳，能放出约32825.56KJ热量。

1KG碳不完全燃烧生成一氧化碳，只能放出约9258.06KG的热量。

碳的燃烧特点是不易着火，燃烧缓慢，火焰短。

煤的碳化程度越深，即含碳量越多，则着火和燃烧越困难。

氢是煤中单位发热量最高的元素，但含量不多，约占3%~6%。

氢极容易燃烧，且燃烧速度快。

煤中的硫由有机硫、硫化铁和硫酸盐中的硫三部分组成。

前两种硫可以燃烧，构成所谓的挥发硫或可燃硫；后一种硫不能燃烧，将其并入灰分。

硫是煤中的有害元素。

氧是煤中的杂质，不能产生热量。

由于氧的存在，使得煤中可燃元素的含量相对降低。

煤中的氧有两部分，一部分是游离的氧，它能助燃；另一部分以化合物状态存在，不能助燃。

氮、磷是煤中的杂质，其含量很小，对煤的燃烧影响不大。

二、煤的工业分析煤的工业分析是对煤的水分、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。

（一）煤的水分煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。

已知煤中工业分析成分为水分（M）、灰分（A）、挥发份（V）、固定碳（FC）根据煤中测量得到的全元素分析数据C、H、O、N、S、Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si1、计算灰分（A）：因为灰分组成成分重要是Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2，一般这八种成分合占灰分的96%左右，根据测得的Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si元素浓度，同时根据Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si八种元素与O元素的原子量比值，可以配比出灰分中的O元素所占总重量，从而得到Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2八种成分的总重量，再除以系数0.96，得到灰分的重量。

以下为各种元素原子量：原子量：Mg 24.305Ca 40.08Na 22.98977Si 28.0855Al 26.98154Fe 55.847Ti 47.90K 39.0983C 12.011H 1.0079O 15.9994N 14.0067S 32.062、计算水分（M）和挥发分（V）：电厂燃用煤种绝大多数为烟煤，少数为无烟煤和褐煤，将电厂燃用煤种以烟煤为准计算挥发分中的成分，《火电厂煤质检测技术》中总结出，已知烟煤中挥发分主要成分如下：总共有C、H、O三种元素，按其原子量计算3种元素质量比值如下：C 6.187484848484848484848484848483H 2.476712947658402203856749311294O 2.644528925619834710743801652891除去相应的H2O的配比之后得到剩余C：H比值：H2O占2.977719008264462809917355371901C 6.187484848484848484848484848483 H 2.1435228650137741046831955922864因为煤中O 主要存在于水分（M ）、灰分（A ）和挥发分（V ）中，在计算灰分时候除去了灰分（V ）中的O 含量，剩余的O 先假设为水分（M ）中的H 2O 中所有，则将H:O 按2:1去掉，而煤中的H 主要存在于水分（M ）和挥发分（V ）中，将H:O 按2:1除去以后，剩余的就是挥发分中C:H 的比值，如下： C 6.187484848484848484848484848483 H 2.1435228650137741046831955922864则可根据H 、O 元素质量推算挥发分（V ）的质量：得到挥发分（V ）质量之后根据其中H 2O 所占2.977719008264462809917355371901，将事先假设的这部分H 2O 从水分中除去，于是得到挥发分（V ）和水分（M ）的质量含量。

煤的分类及工业分析一、煤的种类(具体分类详见附录)按国标《煤的分类标准》煤可分为14类。

水泥厂用煤一般是:1.无烟煤：干燥无灰基挥发份小于10%的煤，含碳高，着火温度在600～700℃，燃烧火焰短，是水泥立窑的主要燃料。

2.烟煤：干燥无灰基挥发份15%～40%的煤，着火温度在400～500℃，燃烧火焰长，是水泥回转窑的主要燃料。

二、煤的分析方法1.元素分析法：按照煤的主要元素（包括碳、氢、氧、氮、硫等）的百分含量来表达。

这种方法主要是用做科研分析或十分精确的计算。

2.工业分析法：测量煤的挥发份、灰份、水份、固定碳四组份，四组份合量为100%。

其精度比元素分析法稍差，但工业分析能很好的反应窑、炉中煤的燃烧状况，所以企业一般只做工业分析。

三、煤工业分析的基准（前提条件）：1.收到基（应用基）：代号ar(y)，工厂实际收到煤的组成。

2.空气干燥基（分析基）：代号ad(f),煤样在分析室按规定条件先空气干燥再进行分析的结果。

3.干燥基（干燥基）：代号d(g)，不含任何水分的煤的分析结果。

4.干燥无灰基（可燃基）：代号daf(r)，不含水份和灰份的煤的分析结果。

四、煤的工业分析1.工业分析依据国标：GB/T212－20012.工业分析的内容：1）挥发份（V）：煤在干馏时分馏出可以燃烧的气体，如甲烷、乙烯、一氧化碳等。

挥发份高的煤容易燃烧，燃烧速度快，形成的火焰长。

2）固定碳（Fc）：挥发份挥发后剩下的可燃固体。

3）灰份（A）：固定碳燃烧后剩下的灰渣，灰份越高，发热量越低。

4）水份（M）：煤中水的含量。

水份含量高会降低煤的发热量。

3.工业分析过程（空气干燥基）：1）水份：①称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1±0.1g（精确至0.0002g），平摊在预先干燥并已称量过的称量瓶中；②打开瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105～110℃的烘干箱内，烘干1小时；③从烘干箱中取出称量瓶立即盖上盖，放至干燥器中冷却至室温（约20分钟）后称量。

实验二煤的国标法工业分析在国家标准中，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。

煤中分析水分的测定一、实验目的○1学习和掌握煤中水分的测定方法及原理。

○2了解水分测定的用途。

二、实验原理称取一定量的空气干燥煤样，置于105～110℃干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒定。

然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。

三、实验试剂和仪器设备（１）鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在105～110℃范围内。

（２）玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并带有严密的磨口盖。

（３）干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。

（４）分析天平：感量0.1mg。

四、实验前的准备事先经过鼓风干燥箱充分干燥过的玻璃称量瓶。

五、实验步骤本实验使用空气干燥法：（实验是对烟煤进行测试）（１）在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1±0.1）ｇ，称准至0.0002g，平摊在称量瓶中。

（２）打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105～110℃的干燥箱中。

在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h，无烟煤干燥1～1.5h。

（注：预先鼓风是为了使温度均匀。

将装有煤样的称量瓶放入干燥箱前3～5min就开始鼓风。

）（３）从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。

（４）进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g或质量增加时为止。

在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。

水分在2.00％以下时，不必进行检查性干燥。

六、实验记录和结果计算空气干燥煤样的水分＝煤样干燥后失去的重量÷称取的煤样重量七、注意事项进行检查性干燥过程，每次30min，直到两次连续的干燥煤样质量减少不超过0.0010g,或质量增加是为止在后一种情况下，以质量增加前一次的质量为准，水分在2.00%以下时不必进行干燥性检查。

1.什么是煤的元素分析与工业分析？答：元素分析法就是研究煤的主要组成成分。

煤的主要组成成分包括碳(C)，氢(H)，氧(O)，氮(N)，硫(S)，灰分(A)，水分(M).其中碳、氢、硫是可燃成分。

硫燃烧后生成SO2及少量SO3，是有害成分。

煤中的水分和灰分也都是有害成分。

通过元素分析可以了解煤的特性及实用价值。

但元素分析法较复杂。

发电厂常用较用简便的工业分析法，可以基本了解煤的燃烧特性。

煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分，挥发分，固定碳，灰分的百分组成.2.链条锅炉炉拱的作用是什么？答：链条锅炉的炉拱分为前拱和后拱，与炉排一起构成燃烧空间。

前拱（辐射拱）：位于炉排的前部，主要起引燃作用。

吸收来自火焰和高温烟气的辐射热，并辐射到新煤上，使之升温、着火。

后拱: 位于炉排后部，主要作用是引导高温烟气，属对流型炉拱。

后拱具体作用如下：1）引燃：从引燃看，前拱是主要的；后拱通过前拱起作用，是辅助的。

2）混合：后拱输送富氧的烟气至前拱区，使之与那里的可燃气体相混合。

前拱一般短，后拱的输气路程较长。

后拱烟气的流动速度高，所产生的扰动混合大。

从混合上看，后拱的作用是主要的。

3）保温促燃：后拱可有效地防止炉排面向炉膛上部放热，能有效地提高炉排后部的炉温，起保温促燃作用。

3.什么是自然水循环？自然水循环是怎样形成的？答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差进行的水循环，称为自然水循环。

在自然循环锅炉中，下降管一般在炉外不受热，而上升管是在炉内受热，水在上升管中吸收热量后，逐渐成为汽水混合物，其密度减小。

这样，下降管与上升管工质之间就产生了密度差，密度差所产生的压差作为推动力，推动工质在循环回路中流动。

这种循环流动，没有依靠外力，只靠工质本身状态变化后所产生的密度差，作为推动工质循环流动的动力，所以称为自然水循环。

4.简述自然水循环的工作过程。

答：自然循环回路由上升管、下降管、汽包和下集箱组成。

《工业分析》教学大纲本大纲是根据《化学检验工职业鉴定规范》和《化学检验工国家标准》（劳社厅发〔2002〕1号）编写，适用于两年制化学分析检验专业。

一、说明1．课程性质和内容《工业分析》课程是根据“化学检验专业教学计划”的要求，为培养化两年制化学分析检验专业而开设的一门实践性很强的专业课。

主要内容包括：试样的采取与制备、水质分析、煤质分析、硅酸盐分析、钢铁分析、肥料分析、气体分析、化工产品分析、农药分析和物质物理常数和物理特性的测定。

同时还适当介绍了现代工业分析化学的新发展，新特点及研究新方法。

2．课程的任务和要求本课程的目的和任务是：通过《工业分析》课程的学习，培养学生将化学分析和仪器分析的基础知识、基本理论、基本计算技巧和实验技术综合运用于工业生产的原材料、中间产品、产品、副产品及生产过程中产生的各种废物的分析测试能力；要求学生掌握将个别孤立物质的分析方法应用于复杂多变的实际样品分析的方法技巧，从而较全面、系统地认识工业分析的本质和规律；要求学生熟练掌握进行工业样品分析的基本实验操作技能和方法；具有进行分析方法研究的基本知识和基本能力。

为生产实习、毕业实习和日后的分析测试工作奠定扎实的基础。

其主要任务是向学生系统讲授样品的采集、制备和分解方法，各类样品中组分或元素的测定方法以及分析结果的计算方法和审查方法，同时进行实际样品的分析测定操作训练，使学生掌握获得正确分析数据的基本过程和基本方法，切实培养他们分析问题和解决问题的能力。

3．教学中应注意的问题(])贯彻党的教育方针，明确专业培养目标和《国家职业标准》对两年制化学分析检验专业《工业分析》的要求，以及本课程的性质、任务和要求，正确处理基础知识、基本技能的教学与培养能力的关系。

(2)加强实验教学，重视技能训练，保证实验学时和质量。

二、学时分配表三、课程内容、内容及建议绪论（2学时，其中讲2学时）第一章试样的采取和制备（9学时，其中讲5学时，练习4学时）教学要求1、掌握试样的采取和制备在工业分析中的作用和一般要求．2、掌握固体、液体和气体试样的采取方法。

元素分析推算工业分析经验总结一、总体思路本模型的主要思路是：1、 首先由已知的空气干燥基元素百分含量计算出高位发热量，通过公式将干燥无灰基高位发热量,daf gr Q 转换成空气干燥基高位发热量,ad gr Q ；2、 然后利用实现假设的收到基水分ar M 和空气干燥基水分ad M 代入，计算出收到基灰分ad A ；3、 将ad A 代入由工业分析计算,ad gr Q 的经验公式中，反推算出'ad M ，将'ad M 与实现假设的ad M 相比较，如果'2||10ad ad M M --≤，则继续往下计算出ad V 和ad FC ,得出最后结果；如果'2||10ad ad M M -->，则将'()/2ad ad M M +代替ad M ，重复1、2步；流程图如下：二、具体计算步骤1、 已知空气干燥基元素百分含量ad C 、ad H 、ad O 、ad N 、ad S ，经过假设的ar M 和ad M 计算出不同基准间的换算系数K 列表如下：因为100ad ad ad ad ad ad ad A C H O N S M =------ 通过换算系数计算出daf C 、daf H 、daf O 、daf N 、daf S 和d A2、 通过中国煤炭科学院提出按煤种不同分别进行计算，已经推导出的利用元素分析值计算我国各种煤的干燥无灰基高位发热量的半经验公式如下： 无烟煤、贫煤 ,335134092()33(10)daf gr daf daf daf daf d Q C H S O A =++--- 烟煤,33512989210529(10)daf gr daf daf daf daf d Q C H S O A =++---3、 通过干燥无灰基高位发热量,daf gr Q 计算空气干燥基高位发热量,ad gr Q 的公式如下：,,100100ad adad gr daf grM A Q Q --=同时通过工业分析计算,ad gr Q 的公式如下：无烟煤,0335377ad gr ad ad Q K M A =-- 烟煤 （包括贫煤）,1[100()]25ad gr ad ad ad Q K M A A =-+-其中的0K 、1K 由下表查出：通过上式求出'ad M表2 无烟煤daf H 与0K 、'0K 的对应关系表3 烟煤的daf V 与1K 的对应关系因为对焦渣特性未知，所以在计算过程中将该表1～8焦渣特性的1K 值取平均，将上表简化如下：表4 烟煤的daf V 与1K 的简化对应关系4、 通过空气干燥基高位发热量,ad gr Q 计算空气干燥基低位发热量,ad net Q 公式如下：,,25(9)ad net ad gr ad ad Q Q H M =-+同时通过工业分析计算,ad net Q 的公式如下： 无烟煤',0360385100ad net ad ad ad Q K M A V =---烟煤（包括贫煤）'',11100(25)()13ad net ad ad ad Q K K M A V =-++-其中的0K 查表2得出，'1K 由下表查得：通过上式求出ad V表5 烟煤的daf V 与'1K 的对应关系因为对焦渣特性未知，所以在计算过程中将该表1～8焦渣特性的'1K 值取平均，将上表简化如下：表6 烟煤的daf V 与'1K 的简化对应关系5、 根据之前计算得到的'ad M 、ad V 、ad A 可计算得出ad FC'100ad ad ad ad FC M V A =---然后根据不同基准间的换算关系，计算得出ar FC 、ar V 、ar A ，再反推出'ar M'100ar ar ar ar M FC V A =---然后将'()/2ar ar M M +、'()/2ad ad M M +代替表1，计算出新的不同基准间的换算系数K 。