原煤工业分析方法探讨汇总
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煤的工业分析方法1.1 意义煤质特性的主要指标,评价煤质的基本依据,初步判断煤种、煤的工业用途和加工利用效果1.2 内容三个测定和一个计算:水分、灰分和挥发分的测定固定碳的计算煤的工业分析是煤的水分(M)、灰分(A)、挥发分(V)三个项目的测定和一个固定碳(FC)计算共四个项目的总称。
根据煤的工业分析的结果可以初步判断煤的性质,特别是作为燃料的质量,利用干燥无灰基挥发分和焦渣特征可以大致判断煤的品种牌号。
根据工业分析的结果可以导出计算各种烟煤低位发热量的经验公式。
对于同一矿井的煤来说,这样的经验公式具有相当好的精确度,从而有很大的实用价值。
对于使用单一煤源的用户如电厂来说,这一点也很有意义。
2煤中水分的测定2.1 水分测定包含的项目狭义:空气干燥基水分Mad水分测定空气干燥基水分Mad广义全水分Mt最高内在水分MHC除了工业分析中测定的空气干燥基水分(Mad)以外,广义上的水分测定还包括全水分(Mt)和最高内在水分(MHC)的测定。
全水分是指煤中内在水分和外在水分之和。
最高内在水分是指煤粒内部毛细孔吸附的水分达到饱和状态时所含有的水(在环境温度为30℃,相对湿度为96%测定)。
由于煤内部的毛细孔的多少与煤化程度有一定的关系,所以这一指标能在很大程度上反映尤其是低煤化程度的煤的煤化程度。
2.2 煤中水分测定的意义▲煤炭分析试验中校正和换算的依据;▲煤中的水分含量与煤的变质程度有一定的关系,可以从水分含量大致推断煤的变质程度;▲煤中的水分含量对煤的各种工业利用途径都有不同程度的影响,可用于指导煤炭的加工利用。
▲贸易计价指标。
2.3 煤中水分存在形态及性质▲煤中水可以根据其结合状态分为化合水和游离水两大类。
化合水是指以化合形式与煤中矿物质相结合的水(结晶水)。
如:Al2O3·2SiO2 ·2H2O (高岭土)特点:稳定,在200ºC下很难失去煤中化合水的含量多少与煤中矿物质的含量和组成有关,与煤的煤化程度无关。
煤的工业分析方法1、分析基本知识一、煤和焦炭的组成煤是由一定地质年代生长的繁茂植物在适宜的地质环境下,经过漫长岁月的天然煤化作用而形成的生物岩,是一种包括许多有机和无机化合物的混合物。
通常讲的分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
煤炭产品有原煤、精煤和商品煤等.它们主要作为固体燃料,也可作为冶金、化学工业的重要原料.煤是由有机质、矿物质和水组成。
有机质和部分矿物是可燃的,水和大部分矿物是不可燃的。
煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成,其中碳和氢占有机质的95 % 以上。
煤燃烧时,主要是有机质中的碳、氢与氧化合而放热,硫在燃烧时也放热,但燃烧产生酸性腐蚀性有害气体― 二氧化硫。
矿物持主要是金属、碱土金属、铁、铝等的碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐及硫化物。
除硫化物外,矿物质不能燃烧,但随煤的燃烧过程,变为灰分。
它的存在使煤的可燃部分比例相应减少,影响煤的发热量。
煤中的水分,主要存在于煤的孔隙结构中.水分的存在会影响燃烧稳定性和热传导,本身不能燃烧放热,还要吸收热量汽化为水蒸气。
煤在隔绝空气的条件下,加热干馏,水及部分有机物裂解生成的气态产物挥发逸出,不挥发部分即为焦炭。
焦炭的组成和煤相似,只是挥发分的含量较低。
二、煤的分析方法为了确定煤的性质,评价煤的质量和合理利用煤炭资源,工业上最重要和最普通的分析方法就是煤的工业分析和元素分析。
1 、工业分析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。
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。
2 、元素分析煤的元素分析是指煤中碳、氢、氧、氮、硫五个项目煤质分析的总称。
其他技术【煤的工业分析】1. 水分(1) 外在水分(Wwz)外在水分是指煤在开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及大毛细孔(直径>10-5厘米)中的水。
它以机械方式与煤相连结着,较易蒸发,其蒸汽压与纯水的蒸汽相等.在空气中放置时,外在不分不断蒸发,直至煤中水分的蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡时为止,此时失去的水分就是外在水分.含有外在水分的煤称为应用煤, 失去外在水分的煤称为风干煤.外在水分的多少与煤粒度等有关,而与煤质无直接关系.(2)内在水分(Wnz)吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔(直径〈10-5厘米〉中的水,称为内在水分.内在水分指将风干煤加热到105~110时所失去的水分,它主要以物理化学方式(吸附等)与煤相连结着,较难蒸发,故蒸气压小于纯水的蒸汽压. 失去内在水分的煤称为绝对干燥或干煤.2. 分灰1).灰分的来源和种类煤灰几呼全部来源于煤中的矿物质,但煤在燃烧时,矿物质大部分被氧化,分解,并失去结晶水,因此,煤灰的组成和含量与煤中矿物质的组成和含量差别很大.我们一般说的煤的灰分实际上就是煤灰产率,煤中矿物质和灰分的来源,一般可分三种.(1)原生矿物质它是原来存在于成煤植物中的矿物质,质紧密地结合在一起,极难用机械的方法将其分开.它燃烧后形成母体灰分,这部分数量很小(2)次生矿物质当死亡植质堆积和菌解时,由风和水带来的细粘土,砂粒或由水中钙,镁,铁等离子生成的腐植酸盐及FeS2等混入而成,在煤中成包裹体存在.用显微镜观察煤的光片或薄片时,如它们均匀分布在煤中,并且颗粒很细,则很难与煤分离;如它们颗粒较大,比重与差很大,并在煤中分布不均, 则把煤破啐后尚可能将它们洗选掉.煤中的原生矿物质和次生矿物质合称为内在矿物质.来自于内在矿物质的灰分,称为内在灰分.一般次生矿物质在煤中的含量也不多,仅有少数煤层中次生矿物质较多,如迁移堆积抽形成的煤层即如此.(3)外来矿物质这种矿物质原来不含于煤层中,它是由在采煤过程中混入煤中的顶,底板和夹矸层中的矸石所形成的.其数量多少,根据开采条件在很大的范围里波动.它的主要成分为SiO2,A12O3,也有一些CaSO3,CaSO4,FeS2等。
煤炭的工业分析工业分析的煤炭特性用水份、挥发份、固定碳和灰份四个总计为100%的重量份额来表示。
工业分析中的水份和灰份值与元素分析值是相同的。
水份:煤炭中按水的存在状态一般可分为外在水份(表面)、内在水份(吸附)和结晶水三部分。
煤炭中的水份既不具可供利用的热量,又需在燃烧过程中吸收汽化潜热,并最终以蒸汽的形态排出炉外,使炉内温度水平下降,引风机电耗与排烟损失增大,引起低温受热面积灰和腐蚀。
在煤粉燃烧中,除前述问题之外,还容易因煤炭的水份较高而导致输煤系统阻塞、煤斗搭桥、制粉系统出力下降、煤粉管道粘积,以及燃烧器出口煤粉气流着火滞后等一系列问题,从而煤炭的水份总是以低为好。
灰份:灰份是这样定义的,称取一定重量的煤样,放置在箱形电炉中灰化,然后在850±10℃下烧灼到恒重,并在冷却到室温后称重。
以残留物的重量占煤样重量的百分数作为灰份数值。
煤炭中的灰份来自于成煤植物的本身,成煤过程中的夹杂沉积,以及采掘运输过程中的掺杂。
灰份通常理解为煤炭燃烧过程的残留物或不可燃物质。
煤炭中的灰份以及灰份的组成对于煤炭的使用价值有很大的影响。
灰份增加,煤炭的发热量会降低,单位热量的煤炭运输工作量和灰的处理工作量增大,单位发热量的煤炭的处理和制粉工作量增加,使电厂的厂用电耗增加,受热面和引风机等的磨耗及维修工作量增加。
所以说原煤灰份增加,使用价值将降低。
灰份的变化影响到受热面的结渣、积灰,从而影响到整个锅炉的设计布置和运行可靠性。
可以说锅炉的不少辅机都是因灰份而存在的,锅炉正常的连续运行期限在很大的程度上也是受燃料灰份的多寡影响的。
除煤炭的含灰量之外,灰的组分同样是煤质资料中的重要一项。
关于灰份的定义还应该特别指出的一点是:工业分析中的灰份的值只是在特定的条件下(实验室内用固定条件燃烧的方式)的结果,它既不代表煤炭中原生灰份和组份,又因锅炉内的燃烧过程远高于试验的815℃,使这些灰份还将经历进一步的转变,从而也不代表产生于炉内燃烧过程中的具体的灰份组分。
煤的工业分析原理
煤的工业分析原理是通过一系列的化学分析和实验方法来确定煤的化学成分和物理性质。
以下是常用的几种煤的工业分析原理:
1. 制备样品:首先需要从矿井或煤炭储存地点获取煤样,并将其分成不同的颗粒大小。
通常会使用机械粉碎或切割来获得符合要求的煤样。
2. 煤的质量分析:通过测定煤的总水分、挥发分、固定碳和灰分等质量指标来评估煤的燃烧性能。
这些指标通常使用烘干和称重法、热重分析法等来测定。
3. 煤的元素分析:通过测定煤中的元素含量来评估其化学成分,并同时分析煤中的有害物质含量。
常用的元素分析方法有光谱法、元素分析仪等。
4. 煤的热值分析:测定煤的高位发热量是评估其燃烧能力的重要参数。
煤的热值分析通常使用燃烧热量测定仪等仪器来测定。
5. 煤的物理性质分析:除了化学成分的分析外,还需要评估煤的物理性质,如粒度分布、孔隙结构等。
常用的物理性质分析方法有筛分、比表面积测定仪等。
6. 煤的矿物组分分析:通过显微镜观察和化学分析等方法,确定煤中的矿物组成和矿物相对含量。
通常使用显微镜、X射线衍射仪等仪器来进行分析。
7. 煤的燃烧特性分析:通过热学性能测试,评估煤的燃烧特性,如热解特性、燃烧反应过程等。
煤的燃烧特性分析通常使用热分析仪、差热分析仪等仪器来进行测试。
以上是常用的几种煤的工业分析原理,通过这些原理可以全面评估煤的化学成分、物理性质和燃烧特性,为煤的工业应用提供依据。
实验一燃煤的工业分析一、实验目的煤矿的工业分析又叫煤矿的实用分析。
它通过规定的实验条件测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳等质量含量的百分数,并观察评判焦炭的粘结性特征。
煤的工业分析是锅炉设计、灰渣系统设计和锅炉燃烧调整的重要依据。
通过煤的工业分析实验,可进一步巩固煤的工业分析成分概念,学会煤的工业分析方法与有关仪器、设备的使用知识。
煤的工业分析采用分析试样,其成分质量百分数在上角用分析基f表示。
二、煤工业分析的基本原理煤中的水可分为游离水和化合水。
游离水以附着、吸附等物理现象同煤结合;化合水以化学方式与煤中某些矿物质结合,又称结晶水(如硫酸钙结晶水CaSO4·H2O、高岭土结晶水Al2O3·2SiO2·H2O 等)。
煤中游离水称为全水分。
其中一部分附着在煤表面上,称外部水分,其余部分吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中,称内部水分。
煤中的全水分在稍高于100℃以下,经过足够的时间,可全部从煤中脱出。
煤的工业分析测定的是煤的全水分。
根据煤样的不同,又分原煤样的全水分(应用基水分W y)和分析煤样水分W y。
在实验室条件下,去除煤外部水分后的试样称为煤分析试样。
制取分析试样的方法是先将3mm以下的0.5kg原煤倒入方形浅盘中,使煤层厚度不超过4mm。
然后,把煤盘放在70~80℃烘箱中干燥1.5h。
取出煤盘,将煤粉碎到0.2mm以下,在实验室的温度下冷却并自然干燥24h。
煤的灰分是指煤完全燃烧后留下的残渣。
它与煤中存在的矿物质不完全相同,这是因为在燃烧过程中矿物质在一定的温度下发生一系列的氧化、分解和化合等复杂反应。
煤的挥发分是煤在隔绝空气条件下受热分解的产物。
它的产生量、成分结构等与煤的加热升温速度、温度水平等有关。
挥发分不是煤中的现存成分。
由上述可知,煤工业分析必须规定明确的实验条件,测定的水分、灰分、挥发分等含量是在一定实验条件下得到的,是一种相对的鉴别煤工业特性的成分数据。
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。
煤的工业分析煤中水分、灰分、挥发分、和固定碳四个项目分析的总称。
全水分的测定(空气干燥法):分析步骤:1、在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于6mm的煤样10~12g,称准至0.01g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2h,无烟煤干燥3h。
3、从干燥箱中取出称量瓶,立即盖上盖,在空气中冷却约5min。
然后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0.01g或质量增加为止。
在后一种情况下,采取质量增加前一次的质量为依据。
水分在2.00﹪以下时,不必进行检查性干燥。
.全水分的测定(微波干燥法):分析步骤:1、按微波干燥水分测定仪说明书进行准备和状态调节。
2、在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于6mm的煤样10~12g,称准至0.01g平摊在称量瓶中。
3、打开称量瓶盖,放入测定仪的旋转盘的规定区内。
4、关上门,接通电源,仪器按预先设定的程序工作,直到工作程序结束。
5、打开门,取出称量瓶,盖上盖,立即放入干燥器中冷却至室温(约20min)后称量。
如果仪器有自动称量装置,则不必取出称量。
分析水分的测定(空气干燥法):分析步骤: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±0.1g),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1.5h。
(预先鼓风是为了使温度均匀)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或质量增加为止。
在后一种情况下,采取质量增加前一次的质量为依据。
水分在2.00﹪以下时,不必进行检查性干燥。
煤的工业分析实验煤是一种重要的化石能源,广泛用于工业和生活领域。
为了了解煤的质量和用途,常常需要进行煤的工业分析实验。
煤的化学成分分析是煤的工业分析的重要一环。
常用的化学成分分析方法包括元素分析、有机质含量分析和灰分含量分析。
元素分析可以测定煤中的主要元素含量,如碳、氧、氢、氮等。
有机质含量分析可以测定煤中有机质的含量,是评价煤的能源价值的一个指标。
灰分含量分析可以测定煤中的无机灰分含量,也是评价煤质的重要指标。
煤的物理性质分析也是煤的工业分析的重要一环。
常用的物理性质分析方法包括煤的密度测定、挥发分含量测定、固定碳含量测定和焦渣特性分析。
煤的密度是煤的一个重要的物理属性,可以反映煤样的紧密程度。
挥发分含量测定可以测定煤中的挥发分含量,是评价煤的可燃性和燃烧性能的一个指标。
固定碳含量测定可以测定煤中的固定碳含量,也是评价煤燃烧性能的一个指标。
焦渣特性分析可以测定煤在高温下的膨胀和收缩特性,是评价煤的焦化性能的一个指标。
煤的热值分析是煤的工业分析的重要一环。
煤的热值是煤的一个重要的能源评价指标,常用的热值分析方法包括全水基热值分析、干基热值分析和空气干燥基热值分析。
全水基热值是指煤中全部含水的热值,干基热值是指煤中除去水分后的热值,空气干燥基热值是指煤中连同水分在内的非灰分部分的热值。
煤的工业分析实验还包括煤的化学反应性分析。
煤在燃烧、气化和焦化等工艺过程中,会发生一系列的化学反应。
煤的化学反应性分析可以通过实验方法评价煤的燃烧性能、热解性能和焦炭性能等。
常用的化学反应性分析实验包括煤的燃烧特性分析、煤的热解特性分析和煤的焦化特性分析。
综上所述,煤的工业分析实验主要包括煤的化学成分分析、物理性质分析、热值分析和化学反应性分析等。
这些实验可以帮助我们全面了解煤的质量和用途,为煤矿开采、燃烧和利用提供科学依据,对于促进能源结构调整和减少环境污染具有重要意义。
煤的工业分析方法首先,物理性能分析是对煤的物理特性进行测试和分析。
其中包括颗粒度分析、密度分析、孔隙结构分析等。
颗粒度分析是通过筛分方法对煤样进行颗粒度分布测试,可以了解煤的颗粒大小及分布情况,为煤的选煤和煤的燃烧提供依据。
密度分析是通过密度计对煤的密度进行测试,可以了解煤的密度情况,为煤的选煤和煤的运输提供依据。
孔隙结构分析是通过氮气吸附法对煤的孔隙结构进行测试,可以了解煤的孔隙结构及孔隙度情况,为煤的气体吸附和储层特征分析提供依据。
其次,化学成分分析是对煤的化学成分进行测试和分析。
其中包括元素分析、有机组分分析、硫分析等。
元素分析是通过元素分析仪对煤的主要元素含量进行测试,可以了解煤的主要元素含量情况,为煤的利用和煤的资源评价提供依据。
有机组分分析是通过有机元素分析仪对煤的有机组分进行测试,可以了解煤的有机组分情况,为煤的燃烧和煤的转化提供依据。
硫分析是通过硫分析仪对煤的硫含量进行测试,可以了解煤的硫含量情况,为煤的燃烧和煤的环保利用提供依据。
最后,热学性能分析是对煤的热学特性进行测试和分析。
其中包括发热量分析、燃烧特性分析、热解特性分析等。
发热量分析是通过热量计对煤的发热量进行测试,可以了解煤的燃烧热值情况,为煤的燃烧利用提供依据。
燃烧特性分析是通过热重分析仪对煤的燃烧特性进行测试,可以了解煤的燃烧特性,为煤的燃烧过程控制提供依据。
热解特性分析是通过热解仪对煤的热解特性进行测试,可以了解煤的热解特性,为煤的热解利用提供依据。
总之,煤的工业分析方法对于煤炭资源的开发利用具有重要意义,通过对煤的物理性能、化学成分和热学性能进行分析,可以全面了解煤的特性,为煤的利用和煤的资源评价提供科学依据。
煤的工业分析方法1.煤样的采取:入厂的每一批煤炭,取一总样,总样由若干子样组成。
批样小于100吨,取子样20个;小于200吨取30个子样;小于1000吨取60个子样。
大于1000吨,可按公式1/2N=n (m/1000)N:实际采样个数/个m:实际被采样煤量/吨n=60子样的采取个数,各单位可根据自己的实际情况来调配,但一般应按照上述来取。
1.汽车采样按汽车车厢的对角线方向,3点法采集子样。
首尾两点距离车角0.5米,另一点为中心,下挖0.4米,取3个子样。
另外,如果煤质稳定均匀,可以按3点循环法来取样,即每辆车取一个样。
3点法取样可操作性强,煤样更具有代表性。
汽车装卸时,如果量比较大,可以一个汽车采一个子样或几个汽车采一个子样,如果批量比较小,可以一个汽车采一个子样,或一个汽车采2个子样。
2.船采样由于船的装载量特别大,而且装载的煤不一定是同一批煤,所以装船时按不同煤种或不同批次,作为一个采样单元。
装船时最好从装煤皮带上采样,卸船时也最好从卸煤皮带上采样。
如果在皮带上采样不可能,那么可以直接上船进行人工采样,采取边装煤边采样的方法,事先应估算好装煤时间,确定采样间隔。
卸船时也可以直接上船进行人工采样,那就相当于煤堆采样。
3.煤堆采样小煤堆的采样根据煤量确定子样数,然后在煤堆中均匀布点采样。
大煤堆的采样,应该在煤堆装卸过程中进行。
可以按煤堆堆卸进行分层均匀布点采样,即堆一层均匀布点采样,取一层煤均匀布点采样,采样时,一定要保证子样数。
关于对大块煤(大于150mm的煤或矸石)的取样问题。
原煤中颗粒度大于150mm的大块,若含量超过5%,则采样不再采入,而按大于150mm的块的百分比,以筛分试验时块的发热量进行加权平均。
2.煤样的制备(1)收到煤样后,须按来样标签逐项核对。
并应将煤种、粒度、采样地点、包装情况、煤样重量、收样和制备时间等项详细地登记在煤样记录本上,并进行编号,如系商品煤样,还应登记车号和发运吨数。
原煤工业分析方法探讨摘要:煤的工业分析也称煤的技术分析或实用分析,是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据。
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、挥发分是直接测出的,而固定碳是用差减法计算出来的。
通过运用全自动工业分析仪与鼓风干燥箱、马弗炉分别对原煤的水分、灰分、挥发分进行测试对比,建立用全自动工业分析仪进行原煤工业分析的方法。
关键词:煤的工业分析,水分,灰分,挥发分,固定碳前言:煤炭被人们称为“太阳石”、“工业的粮食”,它在为我们带来光明、温暖、凉爽等美好生活的同时,又给我们赖以生存的土地、水源、空气等造成了巨大的破坏。
随着人们对环境保护认识的不断提高,煤炭的生产与消费对环境造成的影响显而易见,在生产生活中使用优质煤,减少对环境的污染程度是我们每个公民的义务。
为了确定煤的各种性质,合理利用煤炭资源,通常先对大批量的煤进行采样和制备,获得具有代表性的煤样,然后再进行煤质分析。
工业上最简单和最重要的分析方法就是煤的工业分析和元素分析。
煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定碳四项,广义上说工业分析还应包括发热量和硫,但一般将这两项单独列出。
因此煤的工业分析为我们评价煤的质量提供了基本的数据,从而保证了选用优质煤的依据。
其中固定碳的结果为计算得出,而灰分和挥发份是按照国标要求利用马弗炉进行灼烧和隔绝空气加热,水分是利用鼓风干燥箱烘干,然后再称量计算。
这种方法耗时长、操作繁琐,容易出现偶然误差。
本单位今年购进一台YX-GYFX7705全自动工业分析仪,经反复试验论证符合GB/T 212-2008《煤的工业分析方法》标准要求。
用鼓风干燥箱、马弗炉测试时要使用电子天平、鼓风干燥箱、马弗炉三种仪器设备,在特定的气氛条件、规定的温度、规定的时间内对煤样进行干燥、灼烧,冷却并恒重后称量,以此计算出煤样的水分、灰分及挥发份的试验数据。
YX-GYFX7705全自动工业分析仪由YX-GYFX7705A水灰仪、YX-GYFX7705B挥发份仪和计算机系统三部分组成,采用复式炉测试,将加热设备、电子天平结合在一起,测试时通过模拟国标规定的气氛条件、温度及测试时间,单独或是任意组合对水分、灰分、挥发份同时进行测试,通过计算机系统进行数据处理,报出各项测试数据。
返回实验1 煤的工业分析一、实验目的1.掌握煤的工业分析方法.2.了解煤的使用性能及煤种的判断方法。
3.学会用经验公式计算煤的低发热量。
二、实验原理固体燃料煤是由极其复杂的有机化合物组成的,通常包含碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)五种元素及部分矿物杂质(灰分A)和水分M。
对煤进行成分分析,常采用元素分析和工业分析两种方法。
其中元素分析可参照GB476—79《煤的元素分析方法》进行;而工业分析则是我国工矿企业中采用的一种简易分析方法,即通过对实验室中的空气干燥基煤样所含挥发分V、固定碳FC、灰分A和水分M进行测定以得到煤的工业分析成分的方法。
若分别以Vad、FCad、Aad和Mad,表示空气干燥基下煤样中挥发分、固定碳、灰分和水分的重量百分含量,则有:Vad+Fcad+Aad+Mad=100工业分析方法由于比较简单,一般工厂都可进行,且对于了解固体燃料的使用性能已能满足要求,因而得到广泛应用.实验中所遵循的原理为热解重量法,即根据煤样中各组分的不同物理化学性质控制不同的温度和时间,使其中的某种组分发生分解或完全燃烧,并以失去的重量占原试样重量的百分比作为该组分的重量百分含量。
其中对水分的分析采用常规测定的方法进行。
鉴于空气干燥基下煤样中的水分为内在水分较难蒸发,故置于105~110℃的鼓风干燥箱中干燥,并进行检查,直至重量变化小于±0.001g为止;对煤的灰分的,分析采用快速灰化法,即将煤样置于815℃的马弗炉中灼烧40分钟,并检查其燃烧完全程度,直至重量变化小于±0.001g为止;而对于挥发分,由于它是煤炭分类的重要指标之一,且是煤样在特定的条件下受热分解的产物,故采取将煤样放入带盖的瓷坩埚中,置于900±10℃的马弗炉中隔绝空气加热7分钟,冷却后称重,以失重减去水分即为挥发分重量.上述各组分的计算式为:水分: Mad=(失重/样品重)×100灰分: Aad=(灰重/样品重)×100挥发分: Vad=(失重/样品重)×100-Mad各组分的测定允许误差列于附录中。
原煤工业分析方法探讨摘要:煤的工业分析也称煤的技术分析或实用分析,是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据。
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、挥发分是直接测出的,而固定碳是用差减法计算出来的。
通过运用全自动工业分析仪与鼓风干燥箱、马弗炉分别对原煤的水分、灰分、挥发分进行测试对比,建立用全自动工业分析仪进行原煤工业分析的方法。
关键词:煤的工业分析,水分,灰分,挥发分,固定碳前言:煤炭被人们称为“太阳石”、“工业的粮食”,它在为我们带来光明、温暖、凉爽等美好生活的同时,又给我们赖以生存的土地、水源、空气等造成了巨大的破坏。
随着人们对环境保护认识的不断提高,煤炭的生产与消费对环境造成的影响显而易见,在生产生活中使用优质煤,减少对环境的污染程度是我们每个公民的义务。
为了确定煤的各种性质,合理利用煤炭资源,通常先对大批量的煤进行采样和制备,获得具有代表性的煤样,然后再进行煤质分析。
工业上最简单和最重要的分析方法就是煤的工业分析和元素分析。
煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定碳四项,广义上说工业分析还应包括发热量和硫,但一般将这两项单独列出。
因此煤的工业分析为我们评价煤的质量提供了基本的数据,从而保证了选用优质煤的依据。
其中固定碳的结果为计算得出,而灰分和挥发份是按照国标要求利用马弗炉进行灼烧和隔绝空气加热,水分是利用鼓风干燥箱烘干,然后再称量计算。
这种方法耗时长、操作繁琐,容易出现偶然误差。
本单位今年购进一台YX-GYFX7705全自动工业分析仪,经反复试验论证符合GB/T 212-2008《煤的工业分析方法》标准要求。
用鼓风干燥箱、马弗炉测试时要使用电子天平、鼓风干燥箱、马弗炉三种仪器设备,在特定的气氛条件、规定的温度、规定的时间内对煤样进行干燥、灼烧,冷却并恒重后称量,以此计算出煤样的水分、灰分及挥发份的试验数据。
YX-GYFX7705全自动工业分析仪由YX-GYFX7705A水灰仪、YX-GYFX7705B挥发份仪和计算机系统三部分组成,采用复式炉测试,将加热设备、电子天平结合在一起,测试时通过模拟国标规定的气氛条件、温度及测试时间,单独或是任意组合对水分、灰分、挥发份同时进行测试,通过计算机系统进行数据处理,报出各项测试数据。
1 实验部分1.1 仪器设备1.1.1 鼓风干燥箱。
1.1.2 马弗炉。
1.1.3 玻璃称量瓶。
1.1.4 灰皿。
1.1.5 挥发分坩埚。
1.1.6 干燥器。
1.1.7 秒表。
1.1.8 分析天平。
1.1.9 全自动工业分析仪。
1.1.10 灰分坩埚(刚玉)。
1.1.11 挥发分坩埚(刚玉)。
1.2 实验原理1.2.1 水分:称取一定量的一般分析试验煤样,在(105~110)℃温度下干燥到质量恒定,根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。
1.2.2 灰分:称取一定量的一般分析试验煤样,在(815±110)℃温度下灰化并灼烧至质量恒定,以残留物的质量占煤样质量的质量分数作为煤样的灰分。
1.2.3 挥发分:称取一定量的一般分析试验煤样,放在带盖的瓷坩埚中,在(900±110)℃温度下,隔绝空气加热7min,以减少的质量占煤样质量的质量分数,减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发份。
1.2.4 固定碳:煤的工业分析中,固定碳一般不直接测定,而是通过测定水分、灰分、挥发分后计算获得。
1.3 分析步骤1.3.1 水分分析步骤(鼓风干燥箱):在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样(1±0.1)g,称准至0.0002g,平摊在称量瓶中。
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1.5h。
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。
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。
水分小于2.00%时,不必进行检查性干燥。
1.3.2 灰分分析步骤(马弗炉):在预先灼烧至质量恒定的灰皿中,称取粒度小于0.2mm 的一般分析试验煤样(1±0.1)g,称准至0.0002g,均匀地摊平在灰皿中,使其每平方厘米的质量不超过0.15g。
将灰皿送入炉温不超过100℃的马弗炉恒温区中,关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙。
在不少于30min的时间内将炉温缓慢升至500℃,并在此温度下保持30min。
继续升温到(815±10)℃,并在此温度下灼烧1h。
从炉中取出灰皿,放在耐热瓷板或石棉板上,在空气中冷却5min左右,移入干燥器中冷却至室温(约20min)后称量。
进行检查性灼烧,温度为(815±10)℃,每次20min,直到连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0010g为止。
以最后一次灼烧后的质量为计算依据。
灰分小于15.00%时,不必进行检查性灼烧。
1.3.3 挥发分分析步骤(马弗炉):在预先于900℃温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚中,称取粒度小于0.2mm 的一般分析试验煤样(1±0.01)g ,称准至0.0002g ,然后轻轻振动坩埚,使煤样摊平,盖上盖,放在坩埚架上。
将马弗炉预先加热至920℃左右。
打开炉门,迅速将放有坩埚的坩埚架送人恒温区,立即关上炉门并计时,准确加热7min 。
坩埚及坩埚架放入后,要求炉温在3min 内恢复至(900±10)℃,此后保持在(900±10)℃,否则此次试验作废。
加热时间包括温度恢复时间在内。
从炉中取出坩埚,放在空气中冷却5min 左右,移入干燥器中冷却至室温(约20min )后称量。
1.3.4 全自动工业分析仪分析水分、灰分、挥发分分析步骤:打开“全自动工业分析仪7705”测量系统中“水[灰分]仪”测试程序和“挥发分仪”测试程序,设备初始化成功后,在“水[灰分]仪”测试程序和“挥发分仪”测试程序中,点击“试验”,进入测试界面。
点击【放样】按钮,开始试验前的放样工作。
先称取空坩埚重量,再在坩埚中称取粒度小于0.2mm 的空气干燥基煤样1g ±0.1g ,称准至0.0002g 。
试样称量完毕,点击试验界面上的【测试】按钮,试验开始。
试验结束后在“全自动工业分析仪7705”测量系统中自动显示测试结果,点击“数据查询”即可查找Mad ,Aad ,Ad ,Vad ,Vd 值。
1.3.5 水分、灰分、挥发分测定结果的精密度见表1-表3。
表1 水分测定结果的重复性限表3 挥发分测定的精密度1.4 分析结果的表述1.4.1 按式(1)计算一般分析试验煤样的水分:1001⨯=m mM ad ………………………………… (1) 式中 :adM —般分析试验煤样水分的质量分数,%;m —称取的一般分析试验煤样的质量,单位为克(g );1m —煤样干燥后失去的质量,单位为克(g )。
1.4.2 按(2)计算煤样的空气干燥基灰分:1001⨯=m mA ad (2)式中 :adA —空气干燥基灰分的质量分数,%;m —称取的一般分析试验煤样的质量,单位为克(g );1m —灼烧后残留物的质量,单位为克(g )。
1.4.3 按(3)计算煤样的空气干燥基挥发分:1001⨯=m mV ad ad M- … ………………………… (3) 式中 :adV —空气干燥基挥发分的质量分数,%;m —称取的一般分析试验煤样的质量,单位为克(g );1m —煤样加热后减少的质量,单位为克(g )。
adM —般分析试验煤样水分的质量分数,%;1.4.4 按式(4)计算空气干燥基固定碳)100ad ad ad ad V A M FC ++-=( (4)式中 : adFC —空气干燥基固定碳的质量分数,%; adM —般分析试验煤样水分的质量分数,%; adA —空气干燥基灰分的质量分数, %; adV —空气干燥基挥发分的质量分数,%。
计算结果保留至小数点后两位,数值修约按GB/T 8170规定进行修约。
2 结果与讨论2.1 影响原煤工业分析准确度的因素影响原煤工业分析准确度的因素主要有玻璃称量瓶、灰皿、挥发分坩埚的质量恒重及加热灼烧后的质量恒重,样品质量、测定温度、测定时间、恒重时间等。
(1)玻璃称量瓶、灰皿、挥发分坩埚的质量恒重:玻璃称量瓶、灰皿、挥发分坩埚的质量未恒重,影响样品质量不准,影响水分、灰分、挥发分分析结果的准确度(2)加热灼烧后的质量恒重:加热灼烧后的质量未恒重,影响水分、灰分、挥发分分析结果偏低或偏高。
(3)样品质量:样品质量过大,造成加热灼烧不完全,影响水分、灰分、挥发分分析结果的准确度。
(4)测定温度:测定温度偏低,直接影响水分、灰分、挥发分分析结果偏低;测定温度偏高,对水分、灰分、挥发分分析结果影响不大。
(5)测定时间:测定时间短,影响水分、灰分、挥发分分析结果偏低;测定时间长,对水分、灰分分析结果影响不大但对挥发分分析结果影响大。
(6)恒重时间:恒重时间过长过短都会影响水分、灰分、挥发分分析结果的准确度。
由上可知:影响原煤工业分析测定结果的因素很多,主要原因有玻璃称量瓶、灰皿、挥发分坩埚的质量恒重及加热灼烧后的质量恒重,样品质量、测定温度、测定时间、恒重时间。
玻璃称量瓶、灰皿、挥发分坩埚的质量恒重及加热灼烧后的质量恒重、恒重时间虽有影响,但是可以通过提高操作技能规范操作过程消除误差;使用检定合格的分析天平样品质量的影响也可以消除;测定时间的影响对鼓风干燥箱、马弗炉配有闹钟;对全自动工业分析仪时间可以设定,这些因素对分析结果的影响基本都可以控制,通常影响不大,影响可以忽略。
测定温度对原煤工业分析各项测定结果影响很大,所以我们通过实验来确定测定温度的最佳操作条件。
2.2 通过实验数据选择煤的工业分析最佳温度操作条件2.2.1 温度对水分测定结果的影响用已知水分为2.16%的原煤样品,玻璃称量瓶恒重,样品质量(1±0.1)g;在相同的恒重时间25min、加热时间60min内不同温度下分别进行12次测量,水分测定结果如表4。
表4 不同温度下的水分测定结果曲线示意图讨论:从表4可以看出,测定温度<100℃时,随着温度的升高,水分结果逐渐增大;测定温度对水分分析结果影响大;从温度与水分曲线可以看出当测定温度(100~125)℃时水分结果逐渐趋于恒定;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。
原煤的水分即内在水分,是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分,需在100℃以上的温度经过一定时间才能蒸发;而结晶水通常要在200C 以上才能分解析出。