锅炉燃料-燃煤组成成分及性质（锅炉设备运行）

锅炉燃料认知02煤的元素分析成分及性质ELEMENTSANDPROPERTIESOFELEMENTALANALYSISOFCOAL煤的介绍Introductionofcoal煤是多种有机化合物和无机矿物质、水分组成的一种复杂物质。它来源于古代植物，由地壳变迁而形成的。煤煤的性质研究研究煤的性质有以下方法：01元素分析法02工业分析法全面测定煤中所含化学成分的分析法叫元素分析法煤的元素分析成分及性质ELEMENTSANDPROPERTIESOFELEMENTALANALYSISOFCOAL煤的元素分析(即化学分析)五种元素0102030405碳（C）氢（H）氧（O）氮（N）硫（S）两种成分0102水分（M）灰分（A）一般将燃料中不可燃矿物质都归入灰分可燃可燃部分可燃煤的元素分析成分及性质ELEMENTSANDPROPERTIESOFELEMENTALANALYSISOFCOAL碳（C）主要的可燃成分，其含量一般为40%~90%氢（H）氢的发热量比较高但含量较少（3%~6%）氢燃烧后生成H2O,其物态影响反应的发热量2H2+O2→2H2O(l)+143112KJ/Kg2H2+O2→2H2O(g)+120522KJ/Kg碳的燃烧反应固定碳的定义及固定碳的燃烧特性纯碳在完全燃烧发生化学反应生成CO2约放出32700kJ的热量；不完全燃烧时生成CO，放出少量的热。煤中的碳一部分与氢、氧、氮和硫结合成挥发性有机化合物，其燃点较低易着火；其余部分呈单质状态的称为固定碳，燃点高，不易着火，难燃尽，但发热量大。氢的燃烧特点及其对煤着火的影响氢是煤中发热量最高的可燃元素，它的发热量约为碳的3.7倍，它燃烧生成的水在随烟气一起排出锅炉时是蒸汽的形式。一般约为3%～6%。随着煤的碳化程度加深，氢的含量逐渐减少。含氢量多的煤着火及燃尽都较容易。煤的元素分析成分及性质ELEMENTSANDPROPERTIESOFELEMENTALANALYSISOFCOAL硫（S）煤中硫的组成：可燃硫（黄铁矿中的硫）和硫酸盐中的硫氧和氮实际上不可燃，氧的含量与煤的炭化程度有关，最多可达40%；氮的含量比较少，只有0.5%~2%。硫燃烧后生成SOx→低温腐蚀、大气污染煤中的硫化铁对磨煤部件的磨损氧的影响：使可燃元素相对减少，煤的发热量降低。氮的影响：在一定条件下生成NOx，对环境有害。煤的元素分析成分及性质ELEMENTSANDPROPERTIESOFELEMENTALANALYSISOFCOAL不可燃成分、有害成分，含量差别大（2%~60%）水分（M）全水分12降低发热量阻碍着火及燃烧影响煤的磨制及煤粉的输送烟气流过低温受热面产生堵灰及低温腐蚀对锅炉工作的危害表面水分（外在水分）Surfacemoisture(externalwater)固有水分（内在水分）Inherentmoisture(internalmoisture)煤的元素分析成分及性质ELEMENTSANDPROPERTIESOFELEMENTALANALYSISOFCOAL不可燃成分、有害成分，含量差别大(5%~50%)

灰分的定义：煤中所含的矿物杂质燃烧后形成的固体残留物灰分（A）降低发热量阻碍着火及燃烧产生结渣、积灰、磨损、腐蚀等有害现象对大气的污染对锅炉工作的危害煤的元素分析成分及性质ELEMENTSANDPROPERTIESOFELEMENTALANALYSISOFCOAL质量百分含量表示/Express燃烧计算、煤的分类作用/Function正式场合(设计、研究、设备鉴定等)应用/Application煤的元素分析法火电厂常见的脱硫脱硝工艺Commondesulfurizationanddenitrificationtechnologyinthermalpowerplants火电厂常见的脱硫脱硝工艺，一般来说分为燃烧前脱硫脱硝、燃烧中脱硫脱硝和燃烧后脱硫脱硝。火电厂常见的脱硫脱硝工艺Commondesulfurizationanddenitrificationtechnologyinthermalpowerplants随着科学技术的不断更新，脱硫脱硝的技术方法也越来越多。传统的石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术工作原理是通过二氧化硫与石灰石发生化学反应，将其吸收生成石膏(CaSO4•2H2O)，达到二氧化硫的最大吸收率，二氧化硫转化为亚硫酸钙，经空气氧化后最终吸收产物为硫酸钙晶体(石膏)浆液。其他湿法脱硫工艺技术臭氧的氧化结合化学吸收法海水法双碱法亚钠循环法氧化镁法干法和半干法脱硫脱硝技术脉冲电晕同步脱硫脱硝电子束辐照烟气脱硫脱硝活性焦吸附法电催化氧化法流光放电等离子体法03小结briefsummaryofcontent本次任务主要内容Themaincontentofthistask五种元素“煤的元素分析法，包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素和灰分（A）、水分（M）两种成分。煤的元素分析及水分，灰分含量作为燃烧计算的依据灰分（A）两种成分水分（M）碳（C）氢（H）氧（O）氮（N）硫（S）锅炉燃料认知任务2.2煤的工业分析成分及性质煤的工业分析定义01煤的工业分析各成分02煤粉的焦结性03元素分析和工业分析的区别和联系0404元素分析和工业分析的区别和联系THEDIFFERENCEBETWEENELEMENTANALYSISANDINDUSTRIALANALYSIS灰分A碳CHONS水分M灰分A固定碳FC挥发分V水分M焦炭挥发性物质元素分析和工业分析的区别和联系灰分A=灰分A;水分M=水分M挥发分V=H+O+N+S+部分C固定碳FC=剩下不能挥发的部分C灰分A+固定碳FC=焦炭挥发分V+水分M=挥发性物质元素分析和工业分析的区别和联系Differencebetweenelementanalysisandindustrialanalysis元素分析水分、灰分工业分析挥发分C，H，O，N，S水分灰分固定碳锅炉燃料认知任务2.2煤的工业分析成分及性质煤的工业分析定义01煤的工业分析各成分02煤粉的焦结性03元素分析和工业分析的区别和联系0401煤的工业分析定义INDUSTRIALDEFINITIONANALYSISOFCOAL煤的工业分析定义Introductionofcoal01成分—水分（M）、挥发分（V）、固定碳（FC）、灰分（A）03作用—指导燃烧调整、改善燃烧工况；煤分类的主要依据；锅炉设计时的重要参数02方法—通过干燥、加热、灼烧得到水分、挥发分、固定碳和灰分煤的工业分析是利用煤在加热燃烧过程中的失重进行定量分析，测定煤的水分M、挥发分V、固定碳FC和灰分A的各成分的质量百分含量。定义煤的工业分析定义Introductionofcoal在煤的着火燃烧过程中各成分的变化01020304变化01将煤加热到一定温度时，首先水分被蒸发出来；02继续加热，H,O,N,S及部分C所组成的有机化合物被分解，变成气体挥发出来，这些气体成为挥发分。03挥发分析出后，剩下的是焦炭，焦炭包括固定碳和灰分。04M，V，和A是直接测量得到的,水分通过干燥法测出，灰分通过把煤能烧的烧完后不能烧的就是灰分，挥发分是在专门的容器中热解测量。而FC则是由差减法得到。02煤的工业分析各成分INDUSTRIALANALYSISOFCOAL煤的工业分析各成分Industrialanalysisofcoal将自然干燥后的煤样取1g放入预先加热到145℃的干燥箱干燥1小时后试样质量减轻的量占原质量的百分数即为空气干燥基水分1水分空气干燥法式中：—空气干燥煤样的水分含量，%；—煤样干燥后失去的质量，g；—煤样的质量，g。煤的工业分析各成分Industrialanalysisofcoal2挥发分特点01容易着火燃烧，含量是评定煤燃烧性能的一个重要指标02挥发分析出后会使焦炭变得比较松散而多孔，有利于燃烧过程的发展。含挥发分多的煤容易着火，燃烧反应快，火焰长测定方法组成可燃气体(H2、CO、CH4等)不可燃气体(O2、N2、CO2、H2O等)失去水分的煤样放入电炉中加热，冷却至室温后称重，可得挥发分，有机物质分解成各种气体，称为挥发分煤的工业分析各成分Industrialanalysisofcoal3灰分测定方法1.将煤样放在高温炉中，升温至815摄氏度，加热1h。2.冷却至室温后称重，剩余质量占原煤样的质量百分数即为空气干燥基灰分。空气干燥基煤样的灰分含量按下式计算：式中—空气干燥煤样的灰分含量，%；—煤样干燥后残留物的质量，g；—煤样的质量，g。水分，挥发份析出后剩下的就是焦碳，它包括固定碳及灰分。煤的工业分析各成分Industrialanalysisofcoal4固定碳空气干燥基煤样的固定碳含量按下式计算：锅炉燃料认知任务2.3煤的成分分析基准及其换算煤的成分分析基准各种成分分析基准的换算四种基准的工业分析法02各种成分分析基准的换算CONVERSIONOFVARIOUSCOMPONENTSANALYSISDATUM各种成分分析基准的换算Conversionofvariouscomponentsanalysisdatum已知某煤空气干燥基灰分，要求收到基灰分含量。根据Aar =Aad×K，查表系数K=100-Mar/100-Mad，就可以求出同一种成分的收到基含量。其中Mad和Mar分别是收到基水分质量百分数和空气干燥基水分量。各种成分之间可以互相换算换算系数列于表中未知基准某成分的质量百分数原基准该成分的质量百分数换算系数（K）备注：Mad和Mar分别是收到基水分质量百分数和空气干燥基水分含量。Aad和Ad分别是干燥基和空气干燥基灰分含量。不同基准的换算系数K收到基空气干燥基干燥基干燥无灰基收到基1空气干燥基1干燥基1干燥无灰基1所求已知各种成分分析基准的换算Conversionofvariouscomponentsanalysisdatum03四种基准的工业分析法INDUSTRIALANALYSISEXPERIMENT煤的工业分析定义Industrialanalysisdefinitionofcoal收到基干燥无灰基空气干燥基干燥基01020304煤质基准符号FCar+Var+Aar+Mar=100FCad+Vad+Aad+Mad=100FCd+Vd+Ad=100FCdaf+Vdaf=10004小结BRIEFSUMMARY本次任务主要内容Themaincontentofthistask如上图：煤的成分及其与分析基准间的关系收到基空气干燥基干燥基无灰基基固体碳挥发分水分灰分焦炭挥发性物质A碳氢氧氨硫CHONSMfMad锅炉燃料认知任务2.3煤的成分分析基准及其换算煤的成分分析基准各种成分分析基准的换算四种基准的工业分析法01煤的成分分析基准INDUSTRIALDEFINITIONANALYSISOFCOAL煤的成分分析基准IntroductionofcoalC+H+O+N+S+M+A=100%水分和灰分的含量受开采、运输、储存和天气的影响而变化，从而使其他成分的质量百分含量发生变化0102成分分析基准用来表达成分含量所处状态和条件，可确切地反映煤的特性，使各种分析结果具有可比性。收到基用下标“ar”表示，用于设计与运行,为计算基准空气干燥基用下标“ad”表示，用于确定内在水分干燥基用下标“d”表示，用于确定灰分干燥无灰基用下标“daf”表示，用于煤的分类常用的分析基准01040203煤的成分分析基准Introductionofcoal收到基以无水状态的煤为基准计算煤中成分的组合称为干燥基，以下角标d表示。把煤中的水分去掉，由于已不受水分的影响，灰分含量百分数比较稳定，可用于比较两种煤的含灰量Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100%空气干燥基以与空气温度达到平衡状态的煤为基准，即供化验的煤样在实验室温度条件下，自然干燥，去除外在水分，燃料里面的水分和空气的湿度一样，此时计算煤的各成分的组合称为空气干燥基，以下角标ad表示0102Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100%煤的成分分析基准Introductionofcoal干燥基以收到状态的煤为基准计算煤中全部成分的组合称为收到基，其中包括煤中的全部水分。以下角标ar表示，以元素分析法为例，工业分析也可以应用这几种基准。Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥无灰基以无水、无灰状态的煤为基准计算煤中成分的组合称为干燥无灰基，去掉煤中的水，去掉煤中的灰，没水，没灰的状态，以下角标daf表示。0304Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%注意:01判断同一成分在两个不同基准之间的数值大小关系Cdaf>Cd>Cad>Car02在实验室煤质分析所使用的煤样是空气干燥基，但在锅炉设计，计算时，是按照收到基进行计算的。煤的成分分析基准Analysisdatumofcoalcomposition锅炉燃料认知锅炉是耗