煤分析基础知识

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。

煤质分析基础知识煤质及煤分析有关术语煤：植物遗体在覆盖地层下，压实，经复杂的生物化学和物理化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。

褐煤（HM）：煤化程度低的煤，外观多呈褐色，光泽暗淡，含有较高的内在水分和不同数量的腐植酸。

烟煤（YM）：煤化程度高于褐煤而低于无烟煤的煤，其特点是挥发分产率范围宽，单独炼焦时从不结焦到强结焦均有，燃烧时有烟。

无烟煤（WM）：煤化程度高的煤，挥发分低，密度大，燃点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟。

煤样：为确定煤的某些特性按规定方法采取的具有代表性的一部分试样。

采样：按规定方法采取有代表性煤样的过程。

一般分析煤样（空气干燥煤样）：将煤样按规定缩制到粒度小于0.2mm，并于周围空气湿度达到平衡，可用于进行大部分物理和化学特性测定的煤样。

标准煤样：具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样。

煤样缩分：在煤样制备中，将试样分成具有代表性的几部分，一份或多份留下来的过程。

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。

外在水分（M f）：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分。

内在水分（M inh）：在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分。

全水分（M t）：煤的外在水分和内在水分的总和。

一般分析煤样水分（M ad）：在一定条件下，一般分析煤样在实验室中与周围空气湿度达到大致平衡时所含有的水分。

灰分（A）：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。

挥发分（V）：煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失。

焦渣特性：煤样在测定挥发分后的残留物的粘结、结焦性状。

固定碳（FC）：从测定煤样的挥发分后的残渣中减去灰分后的残留物，通常用100减去水分、灰分和挥发分得出。

全硫（S t）：煤中无机硫和有机硫的总称。

弹筒发热量：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水及固态灰时放出的热量称为弹筒发热量。

煤炭分析化验知识一、矿物原料特点(一)煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。

它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。

包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。

其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。

煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。

1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。

呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。

2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。

一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。

煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。

3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。

呈浅棕色—黑色。

一般是煤化程度越高，粉色越深。

4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。

煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。

煤的容重是计算煤层储量的重要指标。

褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。

煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。

在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。

5.硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。

根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。

煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。

6.脆度是煤受外力作用而破碎的程度。

成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。

在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。

煤分析基础知识1．动力用煤的分类燃煤电厂发电用煤大体是：烟煤占90%，无烟煤占5%，褐煤占4%，其他煤占1%。

无烟煤是煤化程度最高的煤，挥发分含量最低，V daf <10%，密度最大，着火点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟。

烟煤的煤化程度高于褐煤而低于无烟煤，挥发分含量范围很宽，10%<V daf <60%，不同类别的烟煤粘结性差异较大，燃烧时冒烟，烟煤与无烟煤通称硬煤。

褐煤是经过成岩作用，没有或很少经过变质作用所形成的低煤化程度的煤。

外观多呈褐色，光泽暗淡，质地较软，含有较高的内在水分及不同程度的腐殖酸，挥发分含量较高，37%<V daf <70%。

2．煤的组成的表示方法2.1工业分析表示方法煤⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧固定碳挥发分有机物灰分内在水分外在水分水分无机物 煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定碳四项。

其中水分、灰分、挥发分是测出来的，而固定碳是计算出来的。

广义的工业分析还包括发测热量和测硫。

2.1.1煤中的水分按结合状态可分为游离水和化合水两大类。

游离水是以吸附、附着等机械方式与煤结合，如硫酸钙（CaSO 4.2H 2O ），高岭土（Al 2O3.2SiO 2.2H 2O ）中的结晶水。

煤的工业分析，只测定游离水，不测化合水。

游离水按其赋存状态又分为外在水分和内在内水。

煤的外在水分是指吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔穴中的水分，在实际测定中是指煤样达到空气干燥状态所失去的那部分水分。

煤的外在水分很容易蒸发，只要将煤放在空气中干燥，直到煤表面的水蒸气压和空气相对湿度平衡即可。

煤的内在水是指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中的水,在实际测定中指煤样达到空气干燥状态时保留下来的那部分水分。

煤的外在水分和内在水分的总和,称为全水分。

工业分析中测定的水分有原煤样的全水分和分析煤样的水分两种。

2.1.2煤的灰分不是煤中的固有成分，而是煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。

煤分析基础‎知识1．动力用煤的‎分类燃煤电厂发‎电用煤大体‎是：烟煤占90‎%，无烟煤占5‎%，褐煤占4%，其他煤占1‎%。

无烟煤是煤‎化程度最高‎的煤，挥发分含量‎最低，V daf <10%，密度最大，着火点高，无粘结性，燃烧时多不‎冒烟。

烟煤的煤化‎程度高于褐‎煤而低于无‎烟煤，挥发分含量‎范围很宽，10%<V daf <60%，不同类别的‎烟煤粘结性‎差异较大，燃烧时冒烟‎，烟煤与无烟‎煤通称硬煤‎。

褐煤是经过‎成岩作用，没有或很少‎经过变质作‎用所形成的‎低煤化程度‎的煤。

外观多呈褐‎色，光泽暗淡，质地较软，含有较高的‎内在水分及‎不同程度的‎腐殖酸，挥发分含量‎较高，37%<V daf <70%。

2．煤的组成的‎表示方法2.1工业分析‎表示方法煤⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧固定碳挥发分有机物灰分内在水分外在水分水分无机物 煤的工业分‎析包括水分‎、灰分、挥发分和固‎定碳四项。

其中水分、灰分、挥发分是测‎出来的，而固定碳是‎计算出来的‎。

广义的工业‎分析还包括‎发测热量和‎测硫。

2.1.1煤中的水‎分按结合状‎态可分为游‎离水和化合‎水两大类。

游离水是以‎吸附、附着等机械‎方式与煤结‎合，如硫酸钙（CaSO4‎.2H 2O ），高岭土（Al2O3‎.2SiO2‎.2H 2O ）中的结晶水‎。

煤的工业分‎析，只测定游离‎水，不测化合水‎。

游离水按其‎赋存状态又‎分为外在水‎分和内在内‎水。

煤的外在水‎分是指吸附‎在煤颗粒表‎面上或非毛‎细孔穴中的‎水分，在实际测定‎中是指煤样‎达到空气干‎燥状态所失‎去的那部分‎水分。

煤的外在水‎分很容易蒸‎发，只要将煤放‎在空气中干‎燥，直到煤表面‎的水蒸气压‎和空气相对‎湿度平衡即‎可。

煤的内在水‎是指吸附或‎凝聚在煤颗‎粒内部毛细‎孔中的水,在实际测定‎中指煤样达‎到空气干燥‎状态时保留‎下来的那部‎分水分。

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。

煤化验基础知识煤质化验是煤炭科学研究和工业应用中一个不可或缺的环节，它对于提高煤炭利用率、节约能源、减少环境污染等方面具有重要意义。

通过对煤炭进行化验分析，我们可以了解煤炭的化学组成、性质和特征，为煤炭的合理选用、配煤、洗选加工、燃烧、气化、液化等提供科学依据。

同时，煤质化验也是煤炭贸易中重要的质量评估手段，保证公平、公正的交易。

煤质化验的主要指标包括煤的水分、灰分、挥发分、硫分、低位热值等。

这些指标反映了煤炭的不同方面特征，对于评价煤炭的质量和工业应用价值具有重要作用。

水分（M）：是煤中存在的水分，以百分数表示。

水分对煤的燃烧和气化都有一定影响，同时也会增加运输成本。

灰分（A）：是煤在高温下燃烧后残留的矿物质，以百分数表示。

灰分会影响煤的燃烧性能和热值，同时也是造成环境污染的一个因素。

挥发分（V）：是煤在高温下加热时释放出的可燃性气体，以百分数表示。

挥发分是评价煤的燃烧性能的重要指标，也是配煤和洗选加工的重要参考。

硫分（S）：是煤中含有的硫元素，以百分数表示。

硫分过高会导致燃烧产生二氧化硫等有害气体，对环境造成污染。

低位热值（Q）：是煤在完全燃烧时释放出的热量，以千焦/千克为单位表示。

低位热值是评价煤作为燃料或气化原料的重要指标。

煤质化验的流程一般包括采样、制样、化验和分析等环节。

采样：从大量的煤炭中采取具有代表性的部分作为样品，以便进行后续的分析化验。

制样：将采集的样品进行破碎、混合、缩分等操作，将其加工成适合化验分析的样品。

化验：对制备好的样品进行化学分析、物理测试等，获取各项指标的测试结果。

分析：对测试结果进行综合分析，评价煤炭的质量和工业应用价值，提出相应的建议和措施。

严格按照国家标准和规定进行采样、制样和化验操作，确保测试结果的准确性和可靠性。

保证实验室内的仪器设备清洁、准确，试剂质量符合要求，避免样品污染和误差产生。

对实验数据进行及时记录和处理，确保数据的真实性和完整性。

在实验过程中要注意安全，避免产生意外事故。

第一章煤质化验的基础知识1.1煤的工业分析组成1.2煤的元素分析组成1.3燃煤分析常用基准a、收到基（旧称应用基——y）计算煤中全部成分的组合称为收到基，用ar表示。

b、空气干燥基（旧称分析基——f）不计算外在水分的煤，其余成分的组合（内在水分、灰分、挥发分、固定碳）称空气干燥基，用ad 表示。

c、干燥基（旧称干燥基——g）不计算水分的煤，其余成分的组合（灰分、挥发分、固定碳）称干燥基，用d表示。

d、干燥无灰基（旧称可燃基——r）不计算分（水分、灰分）的煤，其余成分的组合（挥发分、固定碳）称干燥无灰基，用daf表示。

1.4四种基准与工业分析成分或元素分析成分之间的关系：Fc—固定碳V—挥发分A—灰分M—水分C—碳N—氮So—有机硫Sp—硫化铁硫H—氢O—氧Ss—硫酸盐硫Minh—内在水分Mf—外在水分1.5燃烧条件与燃烧产物种类及其相态的关系：注：g—气态I—液态1.6基准的换算a、换算公式 : Y= KXX—按原基准计算的煤的同一成分的百分含量Y—按新基准计算的煤的同一成分的百分含量K—比例系数b、基准换算比例系数1.7误差的表示方法a、绝对误差实测值与真实值之差，称为绝对误差，简称误差。

E=X－uE－误差X—实测值u—真值b、相对误差绝对误差在真值中所占百分比，称为相对误差。

RE=u uX×100%1.8误差的种类a、系统误差1、定义：由于在测定过程中某种固定原因，导致测定结果经常性偏高或偏低，出现比较恒定的正误差或负误差，称为系统误差。

2、产生的原因A .测定方法不完善B .仪器设备的缺陷C .计量器具不准确D .试剂纯度不够E .人为读数的偏差3、修正方法A .测定结果加上一修正值B .测定结果乘上一个修正系数b 、随机误差随机误差又称偶然误差，它是由一些难以控制的偶然因素所引起的。

c 、过失误差过失误差又称粗大误差，它是由于人为的差错如称错、记错、算错、使用不合格的计量器具或过大的环境干扰情况所引起的。

煤质分析基础知识目录1. 煤炭基本组成 (2)1.1 煤炭主要成分及其含量 (3)1.2 固体、液体和气相成份 (4)1.3 矿物组分 (4)1.4 煤炭的物理性质 (6)1.5 煤炭的灰分、挥发分、固定碳及热值含量 (7)2. 煤质分析方法 (8)2.1 采样及准备 (9)2.2 挥发分分析 (10)2.3 灰分分析 (11)2.4 固定碳分析 (12)2.5 水分分析 (13)2.6 高低位热值分析 (14)2.7 proximate和ultimate分析 (15)2.8 その他分析方法 (17)2.8.1 元素分析(C, H, N, S, O) (18)2.8.2 炭素类型分析 (19)2.8.3 形态学分析(体积、孔隙率) (20)3. 煤炭品质评估指标 (21)3.1 影响煤质的因素 (23)3.2 高低位热值 (24)3.3 挥发分 (25)3.4 灰分及焦化特性 (27)4. 煤炭的使用 (28)4.1 不同用途的煤炭品质要求 (29)4.2 煤炭利用效益及优化 (30)5. 相关标准和规范 (30)1. 煤炭基本组成煤炭主要由碳（C）组成，通常占煤炭干重的70至80。

还含有少量的氢（H）、氧（O）、氮（N）以及硫（S）等元素。

这些元素以化合物的形式存在，如碳酸盐、氧化物、硫化物和氮化物等。

煤炭中的碳水化合物主要包括淀粉、纤维素和半纤维素等。

这些物质在煤炭形成过程中，经过复杂的生物化学和物理化学变化，最终转化为煤中的有机组分。

胶结物是煤炭中的一种重要组分，主要由粘土矿物、石英、长石等矿物组成。

胶结物的存在对煤炭的孔隙结构和强度有重要影响。

煤炭的水分含量通常在3至10之间，灰分含量则在5至20之间。

水分和灰分的存在会影响煤炭的燃烧性能和加工利用。

煤炭中还含有一些微量元素，如硫、磷、钾、钙、镁等。

这些元素虽然在煤炭中的含量较低，但对煤炭的质量和燃烧特性有一定影响。

煤炭的矿物组成主要包括石英、长石、云母、绿泥石、褐铁矿等。

无烟煤是煤化程度最高的煤，挥发分含量最低，Vdaf≤10%，密度最大，着火点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟。

烟煤的煤化程度高于褐煤而低于无烟煤，挥发分含量范围很宽，Vdaf＞10%，不同类别的烟煤粘结性差异较大，燃烧时冒烟。

烟煤与无烟煤通称硬煤。

褐煤是经过成岩作用，没有或很少经过变质作用所形成的低煤化程度的煤。

外观多呈褐色，光泽暗淡，质地较软，含有较高的内在水分及不同程度的腐殖酸，挥发分含量较高，Vdaf＞37%。

1、工业分析表示方法煤中水分按结合状态可分为游离水和化合水两大类。

游离水以吸附、附着等机械方式与煤结合；而化合水则以化合方式同煤中的矿物质结合，是矿物质晶格的一部分，如硫酸钙（CaSO4·2H2O）高岭土（A L2O3.2S i O2.2H2O）中的结晶水。

煤的工业分析，只测定游离水。

游离水按其赋存状态又分为外在水分和内在水分。

煤的外在水分是指吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔穴中的水分，在实际测定中是煤样达到空气干燥状态所失去的那部分水分。

煤的外在水分很容易蒸发，只要将煤放在空气中干燥，直到煤表面的水蒸气压和空气相对湿度平衡即可。

煤的内在水分是指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中的水。

在实际测定中指煤样达到空气干燥状态时保留下来的那部分水。

煤的外在水分与内在水分的总和，称为全水分。

工业分析中测定的水分有原煤样的全水分和分析煤样水分两种。

煤的灰分不是煤中的固有成分，而是美中所有可燃物质完全燃烧以及煤种矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。

所以我们把所测的灰分称为煤的灰分产率。

煤的挥发分不是煤中固有的物质，而是在特定条件下煤受热分解的产物，为各种烃类所构成有机可燃成分，所以称为煤的挥发分产率。

煤的固定碳含量是不可测的，是指煤除去水分，灰分及挥发分后的组分。

水分、灰分是煤中的不可燃组分，挥发分和固定碳是煤中的可燃组分。

2、元素分析表示方法：碳是组成煤的最为重要元素。

在充足的氧气条件下，碳完全燃烧生成二氧化碳，每克碳可释放出34040J的热量；当氧气不足时，则燃烧生成一氧化碳，其释放的热量大为降低，仅为9910J热量。

煤质分析基准
一、“基”指化验结果是以什么状态或什么成分组合体的煤样为基础而得出的。

煤质分析中常用的“基’’有：
收到基——以收到状态的煤为基准。

表示符号为ar(as received)o
干燥基——以假想无水状态的煤为基准。

表示符号为d(dry basis)。

空气干燥基——以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。

表示符号为ad(air dry basis)。

干燥无灰基——以假想无水、无灰状态的煤为基准。

表示符号为daf(dry ash free)。

干燥无矿物质基——以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。

表示符号为dmmf(dry mineral matter free)。

二、基的组成：
收到基煤的组成：全水(外在水+内在水)+灰分+挥发分+固定碳=100%
空气干燥基煤的组成：内在水+灰分+挥发分+固定碳=100%
干燥基煤的组成：灰分+挥发分+固定碳=100%
干燥无灰基的组成：挥发分+固定碳=100%
干燥无矿物质基的组成：挥发分+固定碳=100%
三、基的换算（如图）。