煤炭工业分析指标

1、煤炭工业分析指标第1页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月1 煤质分析指标的意义及作用 煤是世界上少有的复杂物质，是一 种混合物 煤的成因很复杂，每种成因对应一定 的指标 每种指标只能表征一部分特征 煤炭分类应用的需要 煤质评定的需要第2页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月2 煤质分析指标的分类及内容工业分析与元素分析煤的工艺性质指标水分、灰分、挥发分、固定炭含量、元素分析粘结性、结焦性、可选性、低温干馏性质、可磨性、发热量岩相组成及性质物理性质及固态胶体性质宏观煤岩组成、显微组成，反射率、荧光特性密度、

2、机械性质，热性质、光性质、电性质、磁性质、固态胶体性质煤质分析指标第3页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月 工业分析指标介绍提纲1 工业分析的定义2 煤中的水分3 煤中的矿物质及灰分4 煤的挥发分产率5 固定炭6 煤质分析结果的基准及换算第4页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月1 工业分析：也称为实用分析或技术分析。第5页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月2 煤中的水分【全水分（外在水分内在水分）化合水分】全水分：Total Mositure，Mt。2.1

3、外在水分（Free Moisture;Surface Moisture）定义：开采、运输、储存、洗选过程中带入的、附着在煤的表面和直径大于105cm 孔径中的水分。特点：以物理机械的作用与煤的表面相结合，其蒸汽压与纯水的相同，易蒸发。室 温放置足够时间，与空气的湿度达到平衡，可以完全蒸发掉。意义：含有外在水分的煤，其计算基准称为“收到基（ar）”；脱去外在水分的煤， 其计算基准称为“空气干燥基（ad）”。2 煤中的水分第6页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月2.2 内在水分（Moisture in air-dried coal;Inherent M

4、oisture）定义：是煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分，简记为，Minh.特点：以物理化学方式与煤相结合，以吸附或凝聚的方式存在于煤中直径小于 105cm的孔径中。其蒸汽压低于纯水，要在较高的温度（105110 oC） 下才能蒸发。意义：将空气干燥基的煤加热至105110 oC所失去的水分为内在水分。失去内 在水分的煤样为干燥基煤样（d）。影响因素：受煤的内表面积和毛细孔的影响。其它：最高内在水分（相对湿度96，30 oC下测试 ）。第7页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月2.3 化合水（Water of Constitution）定

5、义：煤的化合水是指以化学方式与矿物质结合的，在全水分测定后仍 保留下来的水分，即结晶水和结合水。特点：与矿物质相结合的结晶水或结合水，化合水含量少，而且必须在 更高的温度下除去。 CaSO42H2O 在163 oC 脱水 Al2O3 SiO2 2H2O 在450 oC600 oC脱水。意义：在煤的工业分析中一般不予考虑。第8页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月3 煤中的矿物质（Mineral Matter，简写为：MM） 和煤的灰分产率(Ash,简写为A)。定义：煤中的矿物质除水外所有无机物质的总称。主要有黏土、 高岭石、黄铁矿和方解石等。 煤 的

6、 灰 分 煤中所有可燃物质完全燃烧后，煤中的矿物 质在一定温度下经过一系列分解、化合等复 杂反应后剩下的残渣，其实指的是灰分产率。 煤中的矿物质 煤的灰分第9页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月矿物质来源：1 原生矿物质：主要是碱金属和碱土金属盐类，参与煤的分子结构 形成，在煤中呈现细分散分布，难以用机械方式洗掉。 含量少，仅12。2 次生矿物质：成煤过程中，由外界混入煤层中的矿物质。分布形态各异。 煤中的高岭土、方解石、黄铁矿等由胶体溶液沉淀形成；石英、长石、 云母等，经风力、水力作用与泥炭同时沉积形成；煤层形成后，由于 地下水的淋滤作用，方解石

7、、石膏等填充于煤层缝隙中。3 外来矿物质：开采过程中混入煤中的矿物质，主要来自于煤层顶、底板 的岩石和夹矸层中的矸石，主要有SiO2，Al2O3,CaCO3, CaSO4和FeS2等。第10页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月煤中灰分的来源： 煤高温燃烧时，大部分矿物质发生分解和化学变化得到的最终产物。 (1)脱结晶水 CaSO42H2O 163 oC 脱水 CaSO4 + 2H2O Al2O3 SiO2 2H2O 450 oC600 oC Al2O3 SiO2 （2）碳酸盐分解 CaCO3 CaOCO2； FeCO3 FeOCO2 （3）硫化物矿

8、物或热分解产物发生氧化反应4FeS2 11O2 2Fe2O38SO2；2CaO+2SO2+O2 2CaSO4； 4FeOO2 2Fe2O3 （4）碱金属氧化物和氯化物的挥发。第11页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月矿物质和灰分产率之间的关系：MM1.08A+0.55St (派尔公式)MM1.10A+0.5Sp (克雷姆公式)MM1.13A+0.47Sp+0.5Cl (吉文公式)MM1.06A+0.67St+0.66CO2-0.30 (费莱台公式)第12页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月 定义： 煤在

9、规定的条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为 挥发分（Volatile Matter）。 挥发分 有机质热解产物碳酸盐分解生成的CO2水分 是煤在特定条件下产生的产物。 Vadm1/m*100-Mad 如果煤中碳酸盐形式的CO2含量大于或等于212时，应扣除之。 Vad=Vad-(CO2)ad 应用：表征煤的变质程度。4 煤的挥发分第13页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月5 煤中的固定炭固定炭的概念 从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物。 是煤中的有机质在一定的加热制度下产生的热解固体产物， 属于焦渣的一部分。 从元素组成上，固定炭

10、由C、H、O、N几种元素组成， 所以固定炭与元素分析上的炭含量不是一个概念，数值也不 会相同。 煤中的干燥无灰基固定炭FCdaf随煤化程度的增加而增加，实际 上与Vdaf是一个事情的两个方面。第14页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月 固定炭的计算 第15页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月6 煤质分析结果的基准及换算第16页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四纯煤第17页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11 月（1）收到基（aras rece

11、ived basis）：以收到状态的煤为基准； Var+Fcar+Aar+Mar=100（2）空气干燥基（ad-air dried basis）：以达到空气干燥状态的煤为基准； Vad+FCad+Aad+Mad=100（3）干燥基（dry basis）：以假想无水状态下的煤为基准； VdFCdAd100（4）干燥无灰基（dafdry ash-free basis）：以假想无水、无灰状态的 煤为基准； Vdaf+FCdaf=100（5）干燥无矿物质基（dmmfdry mineral matter free basis）：以假想 无水无矿物质状态的煤为基准； VdmmfFCdmmf1006.1 各计算基准的定义第18页，共21页，2022年，5月20日，14点42分，星期四 2006 年 11