煤的工业分析及热值测定

1、煤的工业分析及热值测定煤工业分析项目代表符号煤工业分析项目新旧符号对照表项目名称新标准 GB483 87旧标准GB483 81水分MW灰分AA挥发分VV固定碳FCCgd发热量QQ最咼内在水分MHC矿物质含量MM煤质分析项目细划分新旧符号对照表项目名称新标准 GB483 87旧标准GB483 81外在或游离fWZ内在inhNZ有机oYJ硫化铁PLT硫酸盐sLY恒容咼位gr, vGW （恒容）恒容低位n et, vDW （恒容）恒压低位n et, pDW （恒压）全tQ二、煤质分析结果的基准及其含义在煤的分析试验中，煤样基准的含义是表示分析结果是以什么 状态的试样为基础得出的。由于不同状态下的试样

2、所包括的基础物质 不一样，所以就有不同的试样基础。1.空气干燥基（Xad）以煤中水分与空气中的湿度达到平衡 （动态平衡）时的煤质分析结果为基准。2. 收到基（Xar）以收到状态时的煤质分析结果为基准。3. 干燥基（Xd）以假想的无水状态时的煤质分析结果为基准。4干燥无灰基（Xdaf）以假想的无水无灰状态的煤质分析结果为基准三、煤质分析项目不同基准符合煤质分析项目不同基准新旧符号对照表新标准GB48387旧标准 GB483 81项目名称符号项目名称符号空气干燥基ad分析基f干燥基d干燥基g收到基ar应用基y干燥无灰基daf可燃基r四、煤质换算常用的基准换算煤质分析有关基准的换算系数系数需求量已知

3、基空气干燥基（X ad）收到基（X ar）干燥基（Xd）干燥无灰基（Xdaf）空气干燥基（Xad）(100 - Mar )-(100-Mad )100-(100-Mad )100 -100 -(Mad+Aad )收到基（Xar）(100- Mad )-(100-Mar )100-(100-Mar )100 -100 -(Mar+Aar )干燥基（Xd）(100- Mad )100(100 - Mar )100100-( 100- Ad)干燥无灰基（Xdaf）100 -(Mad+Aad )100100 -( Mar+Aar )-100(100-Ad) - 100换算举例：1. 由空气干燥基(Xa

4、d)结果换算成干燥基结果Xd 二Xad X 100宁(100-Mad )某一煤样Aad=19.75%, Mad=1.26%。按上述公式计算煤样 Ad：Ad = 19.75X 100+( 100- 1.26) =20.002. 由空气干燥基(Xad)结果换算成干燥无灰基(Xdaf)结果：Xdaf = X ad X 100+ 100 -( Mar+Aar )某一煤样 Vdaf=7.20%, Mad=1.26%, Aad=19.75%:Vdaf= 7.20X 100 + 100-( 1.26+19.75 ) = 9.12五、煤的工业分析煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标，也是评价煤的基本依据。根据

5、煤的工业分析结果，可初步判断煤的性质、种类和煤的加工 利用效果及其工业用途。1. 水分的测定根据水在煤中存在的形态，分为游离水和化合水。游离水是以物 理吸附的方式存在于煤中的；化合水是以化合方式同煤中的矿物质结 合的水，也叫结晶水。结合水需在 200C以上才能分解放出。煤的工 业分析测定的水分是游离水，不包括结晶水。只测定全水分、应用煤 水分和分析煤样水分。全水分是指进厂煤的水分，应用煤水分是指在 生产过程中使用的煤的水分，分析煤样水分是进行煤工业分析时，所测定的空气干燥基煤样水分。1) 全水分的测定取进厂煤，粒度破碎至13mm以下，用已知质量的浅盘（用薄铁 板或铝板制成，按大约每平方厘米 0

6、.8g煤样的比例，可容纳500g煤 样）称取500g （准确到1g）煤样，并将其摊平。将装有煤样的浅盘放入预先鼓风并加热到105110C的干燥箱中，在不断鼓风的条件下烟煤干燥22.5h,无烟煤干燥33.5h（褐煤 在145士 5C干燥1.5h）。从干燥箱中取出浅盘，趁热称量。然后进行 检查性试验，每次0.5h,直到煤样的减量不超过1g,或者质量增加 为止。在后一种情况下，应采用增量前的一次质量作为计算依据。全水分（Mi）的质量百分数按下式计算：Mi = （m mi） / m x 100式中 m 干燥前试样重量，（g）;mi干燥后试样重量，（g）。2）应用煤水分的测定取生产工艺过程中使用的煤，粒

7、度破碎至 6mm以下，用已知质 量的浅盘（用薄铁板或铝板制成，按大约每平方厘米 0.8g煤样的比 例，可容纳50g煤样）称取50g （准确到0.1g）煤样，并将其摊平。将装有煤样的浅盘放入预先鼓风并加热到 105110C的干燥箱 中，在不断鼓风的条件下烟煤干燥22.5h,无烟煤干燥33.5h（褐煤 在145士 5C干燥1.5h）。从干燥箱中取出浅盘，趁热称量。应用煤水分（M/的质量百分数按下式计算：Mar = （ m mJ / m x 100式中 m 干燥前试样重量，（g）;mi干燥后试样重量，（g）。3）空气干燥样煤水分测定取粒度0.2mm以下的空气干燥煤样，用预先干燥至恒量的称量瓶， 称取

8、煤样1 士0.1g，精确至0.0002g,摊平在称量瓶中，打开瓶盖，放 入预先鼓风并加热到105110C的干燥箱中，在不断鼓风的条件下烟 煤干燥1h,无烟煤干燥11.5h （褐煤在145士5C干燥1h）。从干燥 箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器冷却至室温后，称量。再 收入干燥箱中，干燥30min，直到干燥煤样两次质量差不超过 0.001g 或质量增加时为止。在后一种情况下，应采用增量前的一次质量作为 计算依据。水分在2%以下时，不必进行检查性干燥。空气干燥煤样水分（Mad ）的质量百分数按下式计算：Mad = （m mi） / mx 100式中 m 干燥前试样重量，（g）;mi干燥后试样

9、重量，（g）。2. 灰分的测定煤的灰分是指煤完全燃烧后，煤中矿物质在一定温度下，经分解、 氧化、化合等一系列反应后所剩下的残渣。检测步骤：取粒度0.2mm以下的空气干燥煤样（所用试样与空气干燥煤样水 分相同）。用已灼烧至恒重的灰皿，称取煤样1 士0.1g,精确至0.0002g, 均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米不超过0.15g。打开已加入到850 C的高温炉的炉门，将盛有煤样的灰皿放入高温炉门口，待515min后煤样不再冒烟时，慢慢将灰皿推至炉内高温区。在815C的温度下，灼烧40min。从炉中取出灰皿，在空气中冷却5min移入干燥器中，冷却室温后，称量。然后进行检查性灼烧，每次20mi n

10、,直到两次灼烧质量变化不超过 O.OOIg为止，用最后一次灼烧质量为 计算依据。灰分低于15%时，不必进行检查性灼烧。空气干燥煤样灰分（Aad）的质量百分数按下式计算：Aad = mi/ m x 100式中 m 煤试样的重量，（g）;mi灼烧后残渣的重量，（g）。3. 挥发分的测定煤的挥发分是指煤样在隔绝空气下，在 900C加热7min并进行 水分校正后的挥发物质。剩余的不挥发物质称为焦渣。煤的挥发分测定是一项规范性很强的试验，其测定结果完全决定于人为规定的条件。试样的质量、焦化温度、加热速度和加热时间， 以及试验所用的挥发分坩埚托架等，其中任何一个条件均能在一定程 度上影响挥发分产率。测定步

11、骤：取粒度0.2mm以下的空气干燥煤样（所用试样与空气干燥煤样水分相同）。用已灼烧至恒重的挥发分坩埚，称取煤样1士 0.1g,精确至0.0002g,然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上坩 埚盖，放在坩埚架上（用镍铬丝制成），打开炉门，迅速将摆好坩埚 及托架送入已加热到920 C的高温炉的恒温区中，同时计时，关好炉 门，准确加热7mi n。坩埚及托架刚放入后，炉温会有所下降，但必须在3min内使炉温恢复至900士 10C，否则此试验作废。加热时间 包括温度恢复时间在内。从炉内取出坩埚，放在空气中冷却5min左右，然后移入干燥器中冷却至室温后，称重。空气干燥煤样中挥发分(Vad)的质量百分数按下式计

12、算：Vad = (m mi) / mx( 100-Mad)式中 Mad 空气干燥煤样水分，；mi 煤样加热后的质量；m 煤试样的质量，g。4. 焦渣特征分析测的挥发分所得的焦渣特征，按下述规定加以区分：1) 粉状一全部粉状，没有相互粘着的颗粒。2) 粘着一用手指轻碰即成粉状，或基本上是粉状，其中有较大的团块或团粒，轻碰即成粉块。3) 弱粘结一用手指轻压即碎成小块。4) 不熔融粘结一以手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光泽。5) 不膨胀熔融粘结一焦渣形成扁平的饼状，煤粒的界限不易分清，表面有明显银白色金属光泽，焦渣下表面银白色光泽更明显。6) 微膨胀熔融粘结一用手指压不碎，

13、在焦渣上下表面均有银白色金属光泽，但在焦渣的表面上，具有较小的膨胀泡(或小气泡)。7) 膨胀熔融粘结一焦渣上、下表面有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm。8）强膨胀熔融粘结一焦渣上、下表面有银白色金属光泽，但高度大于15mm。通常为了简便起见，可用上序列号作为各种焦渣特征代号。5. 固定碳的计算煤的固定碳含量是根据测定的水分、 灰分和挥发分，按下式计算得出：FCad=100 ( Mad + Aad + Vad)式中FCad 空气干燥煤样的固定碳含量，% ；Mad 空气干燥煤样水分含量，% ；Aad 空气干燥煤样灰分含量，%；Vad 空气干燥煤样挥发分含量,%。6.全硫的测定煤中全硫

14、的测定方法主要有三种，即质量法（艾氏法），高温燃 烧中和法和库伦滴定法。其中质量法是我国国家标准 GB21483规 定的全硫测定仲裁法。质量法测定方法，是用艾氏混合剂（碳酸钠和氧化镁以质量比 1+2的混合物）与煤样均匀混合，在高温，通风的条件下灼烧进行烧 结，使各种硫都转化成可容与水的硫酸钠和硫酸镁，然后以氧化钡进行沉淀。测定步骤如下：称取1g粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（全硫含量超过 8%时 称取0.5g）和2g艾氏剂（每配制一批艾氏卡试剂或改换其他试剂时， 应在相同条件下进行空白试验。）于30mL坩埚内，仔细混合均匀， 再用1g艾氏剂覆盖。将装有煤样的坩埚放入通风良好的马弗炉中，在12

15、h内将马弗炉从室温逐渐升到800850C，并在该温度下加热12h。将坩埚从马 弗炉中取出，冷却到室温，在将坩埚中的灼烧物用玻璃棒仔细搅松捣 碎（如发现未烧尽的黑色颗粒，应在 800850C下继续灼烧半小时）。 然后放在400mL烧杯中，用热水冲洗坩埚内壁，将冲洗液加入烧杯 中，再加入100150mL煮沸过的蒸馏水。如果此时发现尚有为烧尽 的黑色颗粒漂浮在液面上，则本次测定作废。将烧杯中的煮沸物用中速过滤纸过滤，用热水仔细冲洗10次以上。洗液和过滤保持在 250300mL。向溶液中滴入23滴甲基橙指 示剂，然后加（1+1）盐酸至中性，再过量加入6mL。将溶液加热到 微沸，在不断搅拌下，滴加10m

16、L氯化钡溶液（100g/L）。放置4h或 过夜后用慢速滤纸过滤，并用热水洗至无氯离子为止（用硝酸银检 验）。将沉淀连同滤纸移入已知质量的坩埚中，先在低温下灰化过滤， 然后在温度为800850C的马弗炉中灼烧2040mi n,取出坩埚稍冷 后，放入干燥器中冷却至室温（约 2530min）,称量。测定结果按下式计算：Si = （m i m2） X 0.1374 m X 100式中0.1374由硫酸钡换算为硫的系数；S1空气干燥煤样中全硫的质量百分数；%； mi 硫酸钡质量，g;m2空白试验的硫酸钡质量，g；m空气干燥煤样试样的质量，go六、煤的发热量的测定煤的发热量（热值）是正确评价煤质量和企业计

17、算煤耗的重要指 示。煤的发热量可用热量计直接进行准确测定，也可采用间接法粗略算出。前者是用热计量直接测定出每单位质量煤样的弹筒发热量，换算高位发热量。后者是根据工业分析（或元素分析）所得各项数据， 按规定的经验公式间接计算出每单位质量煤样燃烧时放出的热量，是一般不具备热计量的企业计算煤的发热量的一种简易可行的办法。煤炭科学研究院煤化所推导出一套新的计算烟煤、无烟煤和褐煤 的低位发热量经验方式，注：我国过去惯用的热量单位为20 C卡，以下简称卡（cal）。1 cal（20C） =4.1816J。发热量测定结果以 MJ/kg（兆 焦/千克）表示。（1）无烟煤低位发热量的经验公式Qnet, ad =

18、 K 86Mad_ 92Aad 24Vad式中 Qnet, ad 空气干燥基低位发热量，（Cal/g）Mad 空气干燥煤样水分，；Aad 空气干燥煤样灰分，%；Vad 空气干燥煤样挥发分，%；式中K值与Vdaf校的对应值见下表无烟煤公式K值与Vdaf校的对应值表Vdaf 校/%< 335.55.58.0> 8.0K8200830084008500其中Vdaf的校正方法如下:Vdaf 校=0.08Vdaf-0.1 Ad(Ad30%40%)Vdaf 校=0.85Vdaf 0.1 Ad(Ad 25%30%)Vdaf 校=0.95Vdaf-0.1 Ad(Ad 20%25%)Vdaf 校=0.80Vdaf(Ad 15%20%)Vdaf 校=0.90Vdaf(Ad 10%15%)Vdaf 校=0.95Vdaf(AdV 10%)若有条件测定H值，可用由H值取K值的方法，计算结果精度 更高一些。无烟煤公式K值与Hdaf校的对应值表H daf/%w 0.6> 0.61.2> 1.21.5> 1.52.0K7700790080508200H daf/%> 2.02.5> 2.53.0> 3.03.5> 3.54.1K8300835084508550烟煤低位发热量的经验公式Qnet, ad = 100K ( K + 6) ( Mad