第四章 煤中水分2015

1、 第三部分第三部分 煤的岩相组成煤的岩相组成 煤的化学组成 煤的族组成煤的族组成（一）煤中水分的来源和水分种类（一）煤中水分的来源和水分种类1、来源、来源（1）成煤过程中：成煤植物遗体堆积在沼泽）成煤过程中：成煤植物遗体堆积在沼泽或湖泊中，水随着成煤过程的进行进入煤或湖泊中，水随着成煤过程的进行进入煤中。中。（2）煤层形成后：地下水进入煤层的裂隙、）煤层形成后：地下水进入煤层的裂隙、孔隙中。孔隙中。（3）开采、洗选和运输过程带入水：运输接）开采、洗选和运输过程带入水：运输接触雨、雪和潮湿的空气进入水。触雨、雪和潮湿的空气进入水。（1）游离水：与煤呈物理态结合的水，吸附）游离水：与煤呈物理态结合

2、的水，吸附在煤的外表面和内部空隙中。在煤的外表面和内部空隙中。 外在水分：吸附在煤的外表面和较大的毛外在水分：吸附在煤的外表面和较大的毛细孔隙中。细孔隙中。 内在水分：吸附或凝聚在煤粒内部较小孔内在水分：吸附或凝聚在煤粒内部较小孔隙中的水分。隙中的水分。水分在煤中存在形水分在煤中存在形式式煤粒表面，煤粒表面，大毛细管大毛细管水分水分(r(r1010-5-5cm)cm)小毛细管水分（小毛细管水分（r r1010-5-5cmcm）一定温度下，蒸气一定温度下，蒸气压变化压变化不变，等于不变，等于纯水蒸气压纯水蒸气压取决于毛细管大小取决于毛细管大小r r1 1r r2 2r r3. 3. r4r4蒸气

3、压蒸气压 P P1 1P P2 2 P P3 3 P P4 4内在水分内在水分和和外在水分外在水分区别区别空气中空气中蒸气压蒸气压等于等于P P3 3外在水分（外在水分（M Mf f）内在水内在水M Minhinh空气中空气中蒸气压蒸气压等于等于P P2 2时时外在水分（外在水分（M Mf f）内在水内在水M Minhinh（2）结晶水：以化合物形式与煤中的矿物质相结合的）结晶水：以化合物形式与煤中的矿物质相结合的水分，以及矿物质中所含的氢、氧在热分解过程中以水分，以及矿物质中所含的氢、氧在热分解过程中以水分子形态析出的部分。水分子形态析出的部分。石膏：石膏：CaSO42H2O 高岭土：高岭土

4、：Al4(Si4 O10)(OH)8 1 1、应用煤样：按照一定的采样标准从商品、应用煤样：按照一定的采样标准从商品煤堆、商品煤运输工具或用户煤场等处所煤堆、商品煤运输工具或用户煤场等处所采煤样。采煤样。 2 2、收到煤样：将应用煤样送到化验室后成、收到煤样：将应用煤样送到化验室后成为收到煤样。为收到煤样。 3 3、收到基全水分：收到煤样含有的水分占、收到基全水分：收到煤样含有的水分占收到煤样质量的百分数称为煤的全水分或收到煤样质量的百分数称为煤的全水分或收到基全水分。收到基全水分。用用M Mt t或或M Marar4 4、收到基外在水分：应用煤放置在空气中，、收到基外在水分：应用煤放置在空气

5、中，水分蒸发至煤中水的蒸汽压与大气中水的蒸水分蒸发至煤中水的蒸汽压与大气中水的蒸汽压平衡时，所失去的水分占收到基煤样质汽压平衡时，所失去的水分占收到基煤样质量的百分数。简称外在水分量的百分数。简称外在水分M Mf f5 5、风干煤样或空气干燥煤样：失去外在水分、风干煤样或空气干燥煤样：失去外在水分的煤样。的煤样。6 6、空气干燥基内在水分：残留在风干煤样中、空气干燥基内在水分：残留在风干煤样中的水分质量占风干煤样质量的百分数。也称的水分质量占风干煤样质量的百分数。也称空气干燥基水分或分析基水分。简称内在水空气干燥基水分或分析基水分。简称内在水分。分。 M Madad表示，它的大小与表示，它的大

6、小与M Minhinh相同。相同。 8 8、最高内在水分：煤样在、最高内在水分：煤样在3030、相对湿度达、相对湿度达到到96%96%的条件下吸附水分达到饱和时测得的的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分。水分。MHCMHC100100.ffraMMinhMM1、加热干燥法（干燥失重法和直接重量法）、加热干燥法（干燥失重法和直接重量法） 将煤样加热到将煤样加热到105110并保持恒温直至并保持恒温直至恒重后，煤样失去的质量占煤样干燥前质恒重后，煤样失去的质量占煤样干燥前质量的百分数。量的百分数。2、共沸蒸馏法：、共沸蒸馏法：将煤样与甲苯共同煮沸，分馏将煤样与甲苯共同煮沸，分馏出的液体分层，量出水

7、的体积，并查出实际体积出的液体分层，量出水的体积，并查出实际体积3、微波加热法：、微波加热法：在微波作用下，将水蒸发出来，在微波作用下，将水蒸发出来，根据煤样的失重计算水分。根据煤样的失重计算水分。1、应用煤全水分（、应用煤全水分（Mar） （1）测定：）测定： 最大粒度为最大粒度为313mm煤样全水分测定。煤样全水分测定。 第一步：外在水分的测定。将煤样混合均匀后，第一步：外在水分的测定。将煤样混合均匀后，称取称取500g，在，在7080下干燥至恒重，称取煤下干燥至恒重，称取煤样重量。样重量。 第二步：内在水分的测定。将上述空气干燥状态第二步：内在水分的测定。将上述空气干燥状态的煤样，破碎到

8、的煤样，破碎到3mm以下，称取煤样以下，称取煤样1015g，在在105110下干燥至恒重，称取煤样重量。下干燥至恒重，称取煤样重量。%1001GGMfG1煤样干燥后减轻的重量gG煤样重量g内在水分：内在水分：%10023GGMinh 外在水分外在水分G3风干煤样干燥后减轻的重量gG2风干煤样重量g内在水分应换算成以应用煤样为基准内在水分应换算成以应用煤样为基准%则则100h100MinMXfxMMMfxinhinh即%100100%100100inhfffarMMMxMM方法：称取煤样方法：称取煤样1015g，在，在105110下干燥到下干燥到恒重，所失去的重量占煤料原重量的百分数。恒重，所失

9、去的重量占煤料原重量的百分数。(%)1001GGMarG试样原重试样原重g G1试样干燥后减轻的重试样干燥后减轻的重g例：例： 应用煤应用煤1000.0g 风干后风干后900.0g，用风干，用风干煤样测定内在水分，两个平行结果如下：煤样测定内在水分，两个平行结果如下： 煤样煤样 煤样煤样煤样重量，煤样重量，g： 10.000 10.000105干燥后煤样重量，干燥后煤样重量，g 9.512 9.484求应用煤样的全水分是多少？求应用煤样的全水分是多少？解：（解：（1）求）求Mf：%10%1000 .10000 .9000 .1000%1001GGMf(2)求求Minh%88. 4%10000.

10、10512. 9000.101Minh%16. 5%10000.10484. 900.102Minh(3)求求Mar100100.ffraMMinhMM%66.141000 .1010002. 510 粒度粒度3mm或或1mm经经50部分干燥并破碎部分干燥并破碎0.2mm的分析煤样的分析煤样,仍然含有一定水分仍然含有一定水分,用此用此煤样测得的水分煤样测得的水分Mad。 方法：称取一定量的分析煤样方法：称取一定量的分析煤样,在在105110下干燥至恒重下干燥至恒重,此时分析煤样减少的此时分析煤样减少的重量占分析煤样重量的百分数。重量占分析煤样重量的百分数。 干燥箱：带有自动干燥箱：带有自动控制

11、装置，内装有控制装置，内装有鼓风机，并能保持鼓风机，并能保持温度在温度在105110范围内。范围内。干燥器：内装有变色干燥器：内装有变色硅胶或粒状无水氯化钙。硅胶或粒状无水氯化钙。玻璃称量瓶：直径玻璃称量瓶：直径40mm，高，高25mm，并带，并带有严密的磨口盖。有严密的磨口盖。分析天平：感量分析天平：感量0.0001g%1001mmMadm1煤样干燥后失去的质量煤样干燥后失去的质量gm煤样的质量煤样的质量g水分（水分（Mad）% 平行测定结果允许误差，平行测定结果允许误差，% 10 0.4全水分全水分Mar% 平行测定结果允许误差，平行测定结果允许误差， % 20 0.4 20 0.5 1、

12、内在水分：、内在水分： （1）温度和湿度不变时，内在水分与煤化）温度和湿度不变时，内在水分与煤化程度有关。程度有关。 煤化程度煤化程度，内在水分，内在水分无烟煤略有上升，缩无烟煤略有上升，缩合芳香环结构合芳香环结构 MHC,% 年轻褐煤的最高内年轻褐煤的最高内在水分多在在水分多在25%以上，以上，少数的如云南弥勒褐煤少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达最高内在水分达31%。最高内在水分小于最高内在水分小于2%的的烟煤，几乎都是强粘结烟煤，几乎都是强粘结性和高发热量的肥煤和性和高发热量的肥煤和主焦煤。无烟煤的最高主焦煤。无烟煤的最高内在水分比烟煤有所提内在水分比烟煤有所提高。高。 （2）与外界条件有关：温度、温度变化、内在水）与外界条件有关：温度、温度变化、内在水分变化分变化2、外在水分、外在水分（1）与煤化程度：煤化程度）与煤化程度：煤化程度，外在水分含量，外在水分含量（2）与周围环境有关：温度，湿度）与周围环境有关：温度，湿度外在水分外在水分3、结晶水：不影响内在水、外在水含量，、结晶水：不影响内在水、外在水含量，200以上才能分解析出。以上才能分解析出。1、运输上造成浪费：增加了无效运输量和运输成、运