工业分析第四章煤和焦炭分析

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。

煤的工业分析及其指标关系煤是一种重要的能源资源，广泛用于工业生产、发电、供暖等领域。

煤的工业分析及其指标关系对于了解煤的特性、优化生产工艺、提高能源利用效率具有重要意义。

本文将就煤的工业分析及其指标关系进行探讨，并分析对煤的工业利用具有重要意义的关键指标。

一、煤的工业分析1. 煤的成分分析：煤是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的矿物质。

其成分的多少对煤的工业利用具有重要的影响。

煤可以分为无烟煤、烟煤、褐煤、石煤、泥炭等不同种类，其成分也有所不同。

在煤的成分分析中，主要关注碳含量、挥发分、灰分和硫分等指标。

2. 煤的热值分析：煤的热值是指单位质量煤燃烧时释放的热量，通常以千焦或千卡为单位。

热值是衡量煤质优劣的重要指标之一，是评价煤的工业利用性能的重要依据。

3. 煤的燃烧特性分析：煤的燃烧特性主要包括点火温度、燃烧速率、燃烧过程中的气味、烟气等。

燃烧特性对于煤的工业利用过程中燃烧效率、环保要求等具有重要的影响。

4. 煤的化学性质分析：煤的化学性质主要包括挥发物含量、固定碳含量、灰分含量、硫分含量等。

这些指标对于煤的燃烧特性、煤气化、液化等工艺具有重要的影响。

二、煤的指标关系分析1. 碳含量与热值的关系：煤的热值主要与其碳含量有关，碳含量越高，热值越高。

通过煤的碳含量指标可以初步判断其燃烧性能。

2. 挥发分与燃烧速率的关系：煤的挥发分含量越高，燃烧速率越快。

这意味着，在燃烧过程中，挥发分含量高的煤更容易燃烧，可以提高燃烧效率。

3. 硫分含量与环保要求的关系：煤中的硫分含量高，燃烧过程中容易产生二氧化硫等有害气体，对环境造成污染。

而高硫煤的工业利用需要进行脱硫处理，增加生产成本。

4. 煤的化学性质与工业利用的关系：煤的化学性质直接影响其工业利用中的燃烧特性、气化特性、液化特性等。

不同种类的煤可以通过不同的工艺进行利用，因此对其化学性质进行分析具有重要的意义。

1. 煤的工业分析在煤矿开采中具有重要意义。

通过对煤的成分、热值、化学性质等指标的分析，可以确定煤矿的资源储量、煤质优劣，为煤矿的生产经营提供科学依据。

《工业分析》课程教学大纲【课程编号】ZJ02008【学时学分】64学时；4 学分【开课模式】必修【实验学时】8学时【上机学时】【课程类型】专业课【考核方式】考试【先修课程】分析化学、仪器分析【开课单位】石油化工学院【授课对象】中职(3年制) 工业分析与检验专业一、教学目的与任务工业分析课程是工业分析与检测专业的一门专业课程，是分析化学和仪器分析理论在工业生产中对产品的质量、原材料及中间产品进行分析测定的具体应用。

本课程开课的目的是在学生基本掌握了系统的分析化学理论和实验技术的基础上，从工业产品、原材料的分析入手，让学生接触实物分析的全过程，进一步拓宽学生知识的深度和广度，给学生充分的独立思考和动手的机会，训练学生的实验操作能力，动手能力、团结精神以及分析问题、解决问题的能力。

二、课程的性质、特点和基本要求课程的特点与性质：本课程是具有应用型特点的工业分析与检测专业的专业课程。

基本要求：1．了解工业分析方法标准化的原理和作用；2．熟悉分析实验室的安全知识，分析实验室的工作规程；3．掌握固态、液态试样的采样方法和试样的制备方法；4．掌握水质、大气、煤炭、硅酸盐、钢铁、肥料、石油产品的主要分析方法的原理和操作技术及有机农药的质量测定。

三、课程主要教学内容及说明：绪论（2学时）1.了解工业分析的任务、特点和方法分类。

第一章：试样的采取（6学时）1、掌握固态、液态、气态样品的采取方法和制备方法。

2、掌握采样方案的制定原则。

3、理解采样的目的和意义。

第二章：煤和焦炭分析（14学时——包括实验学时）1、掌握煤中水分、灰分、挥发分的测定原理和固定碳的计算方法。

2、掌握各种基准含量的换算关系。

3、了解煤的组成及分析方法类型。

4、了解煤中总硫的测定原理和计算。

5、实验内容（2学时）1．煤质水分的测定（2学时）第三章：食品分析（4学时）1、掌握食品分析的性质任务和作用2、掌握食品总酸度的测定3、食品中亚硝酸盐的测定第四章：硅酸盐分析（12学时——包括实验学时）1、了解硅酸盐的分类、组成。

煤炭、焦炭分析基础知识目录一、煤炭分析基础 (3)1.1 煤炭分类与工业用途 (4)1.2 煤质特性及评价方法 (5)1.2.1 物理性质 (6)1.2.2 化学性质 (7)1.3 煤岩类型及煤层特征 (8)二、焦炭分析基础 (9)2.1 焦炭的定义与分类 (11)2.2 焦炭的质量要求与分级 (12)2.2.1 冶金焦质量标准 (13)2.2.2 高炉焦质量标准 (14)2.3 焦炭的物理化学性质 (15)2.3.1 密度与真密度 (16)2.3.2 灰分与固定碳含量 (17)2.3.3 氢气反应性与反应后强度 (18)三、煤炭与焦炭的工业分析 (18)3.1 水分与灰分含量测定 (20)3.2 氮含量与挥发分含量测定 (21)3.3 煤岩与煤层特征的获取方法 (22)四、煤炭与焦炭的元素分析 (23)4.1 碳、氢、氮、硫元素含量的测定 (24)4.2 磷、钙、镁、铁等元素含量的测定 (25)五、煤炭与焦炭的工艺性能分析 (26)5.1 煤的发热量与热稳定性 (28)5.2 焦炭的强度与反应性 (29)5.3 焦炭的筛分与耐磨性 (30)六、煤炭与焦炭的环保分析 (32)6.1 煤炭与焦炭燃烧产生的污染物 (33)6.2 废弃物处理与资源化利用 (34)七、实验技术与仪器 (36)7.1 化学分析常用仪器 (37)7.2 物理性质分析仪器 (39)7.3 工业分析仪器 (40)八、实验设计与数据处理 (41)8.1 实验方案设计 (42)8.2 数据处理与结果分析 (43)九、行业应用与前景展望 (45)9.1 煤炭与焦炭在电力、钢铁等行业的应用 (46)9.2 煤炭与焦炭产业的发展趋势与挑战 (48)一、煤炭分析基础煤岩类型与工业分类：根据煤岩组成和煤化程度，煤炭可分为镜煤、亮煤、暗煤等，并可按照工业用途分为炼焦煤、动力煤等。

煤质特性：煤炭的主要性质包括工业分析指标（如灰分、硫分、挥发分等）和物理性质（如密度、硬度、光泽等）。

煤的工业分析方法GB/T212-2008代替GB/T 212-2001，GB/T 15334-1994，GB/T 18856.7-20021 范围本标准规定了煤和水煤浆的水分、灰分和挥发分的测定方法和固定碳的计算方法。

本标准适用于褐煤、烟煤、无烟煤和水煤浆。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 218 煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法（GB/T 218-1996，eqv ISO 925：1980）GB/T 7560 煤中矿物质的测定方法（GB/T 7560-2001，eqv ISO 602：1983）GB/T 18510 煤和焦炭试验可替代方法确认准则GB/T 18856.1 水煤浆试验方法第1部分：采样3 水分的测定本章规定了煤的三种水分测定方法。

其中方法A适用于所有煤种，方法B仅适用于烟煤和无烟煤，微波干燥法（见附录A）适用于褐煤和烟煤水分的快速测定。

在仲裁分析中遇到有用一般分析试验煤样水分进行校正以及基的换算时，应用方法A测定一般分析试验煤样的水分。

3.1 方法A（通氮干燥法）3.1.1 方法提要称取一定量的一般分析试验煤样，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。

3.1.2 试剂3.1.2.1 氮气：纯度99.9%，含氧量小于0.01%.3.1.2.2 无水氯化钙（HGB 3208）：化学纯，粒状。

3.1.2.3 变色硅胶：工业用品。

3.1.3 仪器设备3.1.3.1 小空间干燥箱：箱体严密，具有较小的自由空间，有气体进、出口，并带有自动控温装置，能保持温度在（105~110）℃范围内。

第四章煤焦的工业分析测定目的：煤焦的工业分析方法包括水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算，通过分析可掌握它们的质量，以进行合理的成本核算，反应消耗情况，为提高煤气产量、质量提供有利条件。

1、水分测定的方法（1）称取一定量的试样，置于105—110℃的干燥箱中，干燥到质量恒定，然后根据试样质量的损失量，计算出水分的含量。

（2）仪器设备：干燥箱、干燥器、玻璃称量瓶、分析天平，精确到0.0001g（3）分析步骤a)用预先干燥并称量过（精确到0.0002g）的称量瓶称取粒度在0.2mm以下的空气干燥试样1±0.001g，平摊于称量瓶中。

b)打开称量瓶盖，放入预先鼓风以加热到105—110℃的干燥箱中，在一直鼓风的情况下，干燥1.5小时。

c)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20分钟）后称量。

d)进行检查性干燥，每次30分钟，直到连续两次称量质量减少不超过0.001g为止。

（4）分析结果的计算：式中：Mad—分析试样水分含量，%m1—干燥后分析试样的质量，gm—干燥前分析试样的质量，g2、灰分的测定（1）测定的方法：称取一定质量的试样，放入马弗炉中，加热到815±10℃，灰化并灼烧到质量恒定，以残留物的质量占试样的百分比数，作为灰分的含量。

（2）仪器与设备：马弗炉、瓷舟、干燥器、分析天平、灰器夹（由耐热金属丝制成，也可用坩锅夹）、石棉网。

（3）分析步骤a)用预先灼烧至质量恒定的瓷舟，称取粒度为0.2mm以下的试样1±0.001g。

精确到0.0002g，均匀地摊平在瓷舟中。

b)将放有试样的瓷舟放入温度不超过100℃，的马弗炉中，慢慢灰化（约40分钟后升至815±10℃）并在此温度下灼烧1.5小时。

c)用灰器夹或坩锅钳从炉中取出瓷舟，放在石棉网上，在空气中冷却5分钟左右，移入干燥器中，冷却至室温（约20分钟后）称量。

d)进行检查性灼烧，每次20分钟直到连续两次灼烧的质量变化不超过0.001g为止，用最后一次灼烧后的质量为计算依据。