-煤质分析ppt

即在400～600℃时，由于空气中氧的作用，发生了氧化反应。 但由于SO2和CaO发生反应生成CaSO4，使测定结果偏高。为使 反应完全，一般让煤样在500℃保温一段时间，使煤中的黄铁 矿硫和有机硫被完全氧化。
（4）当温度高于7００℃时：
当温度高于7００℃时，煤中的碱金属氧化物和氯化物部分发 生分解，待温度达到800 ℃时分解反应基本完成，因此，煤 的灰分测定温度规定为（810±10） ℃。
5cm，毛细孔中的水分，风干时失去（风干煤）。
2.内在水分(Minh） 也称烘干水分，吸附在孔径<10-5cm毛细孔 中的水分，烘干（105～110℃）时失去（干燥煤）。
全水分(Mt ) ＝外在水分＋内在水分 3.空气干燥煤样水分Mad：以空气干燥煤样在指定条件下，测 得的水分为Mad 。
（二）空气干燥煤样水分的测定（GB212-1991）
１.原生矿物质
煤的原生矿物质是成煤植物在生长过程中，从土壤中吸收的 碱金属和碱土金属的盐类，其含量一般为２﹪～３﹪。这类 盐类与煤的有机质结合紧密不易分离。
２.次生矿物质
在成煤过程中，由外界混到煤层中的矿物质而形成了次生 矿物质。次生矿物质在煤中的分布均匀，含量一般不高。原 生矿物质和次生矿物质总称为煤的内在矿物质。以内在矿物 质所形成的灰分称之为内在灰分。内在矿物质难以用洗选的 方法去除。
煤的元素组分
氮
氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～ 3%。 氧和氮在燃烧时不放热，称为惰性成分。
煤的元素组分
硫
硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素， 它在煤中含量的多少，与煤化程度的高低无 明显关系，其含量从最低的0.1到最高的10% 均有。 硫在燃烧时虽然放热，但燃烧产生酸性腐蚀 有害气体二氧化硫。
矿物质：碱金属、碱土金属、Al、Fe等的碳 酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫化物等。
水：外在水、内在水
煤的元素组分
主要为碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
碳
碳是组成煤大分子的骨架，在各元素 中最高，一般大于70%。随着煤化程度 的不断增高，煤中碳元素的含量也越高， 如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。
煤的元素组分
m-----煤样的质量，g
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方法A和方法B适用于所有煤种，在仲裁 分析中遇到有用空气干燥煤样水分进行基的 换算时，应用方法A测定空气干燥煤样的水 分
方法C适用于烟煤和无烟煤。
按测定的速度来说: 方法A为常规测定法，方法B、C为快速测 定法。
二、灰分的测定
煤样在规定的条件下完全燃烧后所得到的残留物，称为灰 分。由于灰分的组成和质量与煤的矿物质不完全相同，是矿 物质在空气中经过一系列复杂的化学反应后剩余的残渣，因 此，称之为“灰分产率”更为合理。煤的灰分来自煤中的矿 物质，包括如下几个部分：
⑵当温度在５００℃左右时：
ＣaCO3=CaO+CO2↑ FeCO3=FeO+CO2↑ 即煤中的碳酸盐在温度高于５００℃时，则发生分解反应， 生成氧化物和二氧化碳．
. ⑶当在温度在６００℃左右时：
４ＦeS2+11O2=2Fe2O3 + 8SO2 ↑
2CaO + 2SO2 + O2 = 2CaSO4
2FeO + O2 = 2Fe2O3
3 煤的工艺性质
• （1）煤的粘结性和结焦性指数
•
煤的粘结性：是煤粒在隔绝空气受热后能否粘结其本身或
惰性物质成焦块的性质。
• 结焦性：煤粒在隔绝空气受热后能否生成焦炭的性质。
• （2）煤的发热量和燃点
• 煤的发热量：是指单位质量的煤完全燃烧后所产生的热量。 （J/g）
•
燃点：煤加热到开始燃烧时的温度。也称着火点。
氢
氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量 分数为1～6%，越是年轻的煤，其含量也越高。
碳和氢是煤中有机质的主要组成元素，两者加在一起 占煤中有机质的９５﹪以上。煤中碳和氢的发热量最
大
煤的元素组分
氧
氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素， 越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发 热量常随氧元素含量的增高而降低，其含 量从1～30%均有。
• （3）煤的反应性 • （4）煤灰熔融性和结渣性 • 4 煤的物理性质 • 5 煤灰成分分析
第二节 煤的工业分析
一、煤中水分的测定
二、灰分的测定
三、挥发分的测定 四、固定碳的计算 五、各种基准的换算
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一、煤的水分测定
（一）、煤中水分分类
内在水 游离水
外在水
结晶水 （煤的工业分析中不考虑）
1.外在水分(Mf ) ：也称风干水分，指煤表面水膜及孔径>10-
煤炭： 天然存在：泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤 人工产品：木炭、焦炭、煤球
C 1 7 H 2 0 O 1 0 - - 3 C H O 2 O 2 C 1 6 H 1 8 O 5 - 2 H 2 O C 1 6 H 1 4 O 3 - C O 2 C 1 5 H 1 4 O - - 2 H C 2 H O 4 C 1 3 H 4
③ 从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却 至室温后，称量。
④ 进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样质 量的减少不超过0.001g。
（4）结果计算
Mad

m1 m
100%
Mad ---空气干燥煤样的水分含量，％，
m1 ----煤样干燥后失去的质量，g
m-----煤样的质量，g
3、方法C（空气干燥法）
（1）方法提要：称取一定质量的空气干燥煤样，置于 105～110℃干燥箱中，在空气中干燥至质量恒定，然后根 据煤样的质量损失计算出水分的含量。
（2）仪器、设备
（3）分析步骤 （4）结果计算
Mad

m1 m
100%
Mad ---空气干燥煤样的水分含量，％，
m1 ----煤样干燥后失去的质量，g
通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接 测定，而是用差减法进行计算。
有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析，再加上煤的发热 量和煤中全硫的测定，则称为全工业分析。
2.煤的元素分析：主要测定C、H、O、N、S 元素分析结果：为煤科学的分类，合理的利用和 工业设计提供数据。
工业分析主要用于煤的生产使用部门，元素 分析主要用于科研工作。
用微量滴定管准确量取0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、 10mL蒸馏水，分别放入蒸馏烧瓶中。每瓶各加80mL甲苯，按 上述方法进行蒸馏。根据水的加入量和实际蒸出的体积绘制回 收曲线。
（5）结果计算
Vd
Mad

100% m
Mad ---空气干燥煤样的水分含量，％； V--- 由回收曲线图上查出的水的体积，mL； d--- 水的密度,1.00g/mL m-----煤样的质量，g。
对工业用煤的要求
• 煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为 化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质 冶金用焦，对炼焦用煤有以下要求：
（1）有较强的结焦性或粘结性
（2）煤的灰分要低
（3）煤的硫分要低
（4）配合煤的挥发分要合适
二、煤的分析项目
1.煤的工业分析（也称为技术分析或实用分析） 主要测定项目：水分(M)、挥发分(A)、灰分(V)、固定 碳(FC)四项 分析结果：用来判断煤的种类，估量煤的利用价值评 价煤质。
煤的缺点：
煤的发热值比石油、天然气低得多，利用效率 低。
通常的采煤方法，开采率仅为60%左右。 运输比石油、天然气困难。 煤在燃烧过程中生成的SO2， SO3污染环境，是
引起酸雨的主要原因。
2.煤的组成：由有机质、矿物质、水三部分 组成
有机物：由C、H、O、N、S等元素组成，C、 H占 95%以上
煤质分析
第一节 概述 第二节 煤的工业分析 第三节 煤中全硫的测定 第四节 煤发热量的测定
第一节 概 述
一、煤的组成和分类 二、煤的分析项目
一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质
1.煤：是植物遗体覆盖在地层以下，经若干年生物化学、 物理化学作用转化为一种固体可燃性的有机沉积岩。
世界煤的储存量：约13万 亿吨 我国煤的储存量：约7300 亿吨
高温炉并灼烧
至恒重。根据灼烧后残留物（灰分）的质量与式样 试样质量，计算出灰分的含量。 煤的灰分测定包括缓慢挥发法和快速挥发法 （GB212-91）。缓慢挥发法为仲裁法；快速挥发法 为常规分析法。
测定过程
• 称取分析煤样10.1g，于已经在81510℃灼烧恒 量的灰皿中，轻微振动，使样品分散为均匀的薄 层，置温度低于100℃的高温炉中。在炉门留有约 15mm左右的缝隙供自然通风，控制加热速度， 使炉温在30min左右缓慢升高至500℃并保持此温 度30min。然后，升高温度至81510℃，关闭炉 门，在此温度下继续灼烧1h。取出灰皿，于干燥 器中冷至室温（约20min）称量，然后进行检查 性灼烧，每次进行20min，直到煤样的质量变化 小于0.001g时为止，取最后一次质量计算。灰分 <15%的样品，可不必进行检查性灼烧。
2.方法B：甲苯蒸馏法
（1）方法提要：根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于
其中易挥发组分沸点的原理，称取一定量的空气干燥煤样于圆 底烧瓶中，加入甲苯与煤样一起蒸馏，分馏出水分与甲苯，置 于测定管中并分层，量出水的体积，以水的质量占煤样质量的 质量分数作为水分含量。
（2）试剂和仪器
（3）测定步骤
① 称取25g、粒度为0.2mm以下的空气干燥煤样，精确至 0.001g，移入干燥的圆底烧瓶中，加入约80mL甲苯，安装蒸馏 装置。
植物
泥炭
褐煤
烟煤 无烟煤
19世纪以前，世界上能源消耗以煤炭为主。 20世纪60年代起，世界能源消耗中，石油与天