电子课件第四章_第一节煤质分析.ppt

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电子课件第四章_第一节煤质分析一、煤的工业分析一、煤的工业分析煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤质的基本依据。质的基本依据。它包括煤的水分、灰分它包括煤的水分、灰分、挥发分产挥发分产率和固定碳率和固定碳四个项目的测定。四个项目的测定。通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。有时也将上述四个测定项目叫做有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析半工业分析，再加，再加上煤的上煤的发热量发热量和煤中全硫的测定，和煤中全硫的测定，则称为全工业分则称为全工业分析。析。电子课件第四章_第一节煤质分析煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。如如水分和灰分高水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，的煤，它的有机质含量就少，发热量发热量低，低，经济价值就小经济价值就小。根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标，根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标，就可以比较可靠地算出煤的就可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量高位发热量和低位发热量。煤中全硫煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标分是确定炼焦用烟煤的重要指标。对于合成氨工业，空气干燥基的对于合成氨工业，空气干燥基的固定碳含量固定碳含量（FCad）是评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价值是评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价值的一个重要指标。的一个重要指标。煤的煤的外在水分和全水分外在水分和全水分，不仅影响动力用煤的低位发热，不仅影响动力用煤的低位发热量，而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。量，而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。电子课件第四章_第一节煤质分析（一）（一）（一）（一）常用的符号和标准常用的符号和标准常用的符号和标准常用的符号和标准表表1 1 分析试验项目及符号分析试验项目及符号项项目目水分水分灰分灰分挥发挥发分分固定固定碳碳发热发热量量矿物矿物质质符符号号MAVFCQMMC、H、O、N、S及及煤煤灰灰中中化化学学成成分分等等仍仍以以元元素素名称为代表符号。名称为代表符号。ashvolatile compoundfixed carbonquantity of produced heatmineral mattermoisture1 1 1 1、分析项目的名称及表示符号、分析项目的名称及表示符号、分析项目的名称及表示符号、分析项目的名称及表示符号电子课件第四章_第一节煤质分析2 2 2 2存在形态或操作情况指标及符号存在形态或操作情况指标及符号存在形态或操作情况指标及符号存在形态或操作情况指标及符号表表2 2 常用指标及符号常用指标及符号项目外在或游离内在全部恒容高位恒容低位有机恒压低位符号finhtgr,vnet,vonet,p项目硫酸盐硫铁矿弹筒符号spb电子课件第四章_第一节煤质分析3 3 3 3各种基准的表示符号各种基准的表示符号各种基准的表示符号各种基准的表示符号基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分析试验，将得出不同的结果，所以基准样分析试验，将得出不同的结果，所以基准又是用以计算和表达测定值的主要依据之一。又是用以计算和表达测定值的主要依据之一。收到基（收到基（ar）as received空气干燥基（空气干燥基（ad）air dry basis干燥基（干燥基（d）dry basis干燥无灰基（干燥无灰基（daf）dry ash-free干燥无矿物质基（干燥无矿物质基（dmmf）dry mineral matter-free basis恒湿无灰基（恒湿无灰基（maf）电子课件第四章_第一节煤质分析3.13.1收到基（收到基（arar）就其含义而言，就其含义而言，是从收到的一批煤样中取出具有代表性的煤是从收到的一批煤样中取出具有代表性的煤样样，以此种状态的煤样测定的结果并以此基表示的值，称为，以此种状态的煤样测定的结果并以此基表示的值，称为收到基。在煤炭运销中使用较多，一般用户都要求以收到基收到基。在煤炭运销中使用较多，一般用户都要求以收到基表示分析结果。计算物料平衡、热平衡时，也须采用收到基。表示分析结果。计算物料平衡、热平衡时，也须采用收到基。3.23.2空气干燥基（空气干燥基（ad ad）是指煤样所处环境与空气湿度达到平衡时的煤样。在新标准是指煤样所处环境与空气湿度达到平衡时的煤样。在新标准中规定：煤样若在室温下连续干燥中规定：煤样若在室温下连续干燥1 1小时后质量变化不超过小时后质量变化不超过0.10%0.10%，则认为达到空气干燥状态。，则认为达到空气干燥状态。3.33.3干基（干基（d d）以以无水状态无水状态的煤样为标准的分析结果表示方法。一般在生产的煤样为标准的分析结果表示方法。一般在生产中用煤的灰分、硫分、发热量来表示煤的质量时，应采用干中用煤的灰分、硫分、发热量来表示煤的质量时，应采用干燥基。燥基。电子课件第四章_第一节煤质分析3.4干燥无灰基（干燥无灰基（daf）v它是以假想的无水无灰状态的煤为基准的分析结果表示方法。它是以假想的无水无灰状态的煤为基准的分析结果表示方法。v在研究煤的有机质特性时，常采用干燥无灰基。在研究煤的有机质特性时，常采用干燥无灰基。3.5干燥无矿物质基干燥无矿物质基(dmmf)(dmmf)指以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。指以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。3.6恒湿无灰（恒湿无灰（maf maf）指相对湿度指相对湿度96%96%的环境中，在（的环境中，在（300.1300.1）条件下，使充分条件下，使充分 湿润的煤样与饱和硫酸钾溶液的气相达到平衡、无灰状态的湿润的煤样与饱和硫酸钾溶液的气相达到平衡、无灰状态的 煤为基准。煤为基准。u由实验室直接测定出的结果一般均是空气干燥基结果，可根据需要换算为其它标准。电子课件第四章_第一节煤质分析4 4 4 4、符号书写要求、符号书写要求、符号书写要求、符号书写要求u 先写分析项目符号，如先写分析项目符号，如M M 、A A 、V V 、FCFC。u 将存在状态或操作条件所表示的符号写在分析项将存在状态或操作条件所表示的符号写在分析项目符号的右下角。如，全水分目符号的右下角。如，全水分Mt Mt 、有机硫、有机硫So So 、弹筒发热量弹筒发热量QbQb。u 基准符号也写在右下角，并用逗号与下标符号隔基准符号也写在右下角，并用逗号与下标符号隔开。如空气干燥基全硫开。如空气干燥基全硫StSt，adad。电子课件第四章_第一节煤质分析（二）（二）（二）（二）水分的测定水分的测定水分的测定水分的测定煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。因为煤中水分煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。因为煤中水分含量越多，煤的无用成分也越多，同时有大量水分存在，不仅含量越多，煤的无用成分也越多，同时有大量水分存在，不仅煤的有用成分减少，而且它在煤燃烧时要吸收大量的热成为水煤的有用成分减少，而且它在煤燃烧时要吸收大量的热成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。1 1、煤中水分的存在形态、煤中水分的存在形态 2 2、煤中水分与煤质的关系、煤中水分与煤质的关系 3 3、煤中全水分（、煤中全水分（M Mt t）的测定）的测定 4 4、空气干燥煤样水分的测定、空气干燥煤样水分的测定 5 5、最高内在水分的测定、最高内在水分的测定 6 6、煤中水分对工业加工利用的影响、煤中水分对工业加工利用的影响 电子课件第四章_第一节煤质分析1 1、煤中水分的存在形态、煤中水分的存在形态分为两类分为两类 :化合水、游离水化合水、游离水 （1 1）化合水：化合水：以以化化合合方方式式和和煤煤中中矿矿物物质质结结合合的的水水，即即通通常常所所说说的的结结晶晶 水水，例例 如如 硫硫 酸酸 钙钙（CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O）、高高 岭岭 土土（AlAl2 2O O3 3 2SiO2SiO4 4 2H2H2 2O O）中中的的结结晶晶水水。结结晶晶水水要要在在200200以以上上才能分解析出。才能分解析出。（2 2）游离水：）游离水：以物理状态（如附着、吸附等形式）和煤结合的水。以物理状态（如附着、吸附等形式）和煤结合的水。根据存在的不同结构状态，分为以下两种：根据存在的不同结构状态，分为以下两种：外在水分（外在水分（M Mf f）是是指指煤煤在在开开采采、运运输输、储储存存和和洗洗选选过过程程中中润润湿湿在在煤煤的的外外表表及及大毛细孔（直径大毛细孔（直径1010-5-5cmcm）中的水分。）中的水分。电子课件第四章_第一节煤质分析内在水分（内在水分（M Minhinh）内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔（直径内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔（直径1010-5-5cmcm）中的水分。这部分水分较难蒸发。）中的水分。这部分水分较难蒸发。u煤的工业分析中，一般不考虑化合水，只测定游离水。电子课件第四章_第一节煤质分析2 2、煤中水分与煤质的关系、煤中水分与煤质的关系 由煤的水分含量大致推断煤的变质程度，其中内在水分与由煤的水分含量大致推断煤的变质程度，其中内在水分与煤化程度的关系见表煤化程度的关系见表4-14-1。表4-1煤中内在水分与煤的变质程度的关系煤种内在水分（Minh）/%煤种内在水分（Minh）/%泥炭褐煤长焰煤气煤肥煤525525312150.33焦煤瘦煤贫煤无烟煤年老无烟煤0.51.50.52.00.52.50.7329.5从泥炭褐煤烟煤年轻无烟煤，内在水分逐渐减小，而从年轻无烟煤年老无烟煤，水分又有所增加。电子课件第四章_第一节煤质分析煤的最高内在水分与煤化度的关系与内在水分基本相同，煤的最高内在水分与煤化度的关系与内在水分基本相同，表现出明显的规律性。见图表现出明显的规律性。见图4-1.4-1.MHC与Vdaf的关系挥发分（Vdaf）为（255）%时，最高内在水分（MHC）1%，为最小值；对于高挥发分（Vdaf30%）的低煤化度煤，最高内在水分随着挥发分的增加而增加；Vdaf40%时，最高内在水分增加较快，且多超过5%；最高可达20%30%；对于低挥发分（Vdaf20%）的高煤化度煤，最高内在水分随着挥发分的降低又略有增高，到无烟煤时有的可达10%以上。因此最高内在水分可以作为低煤化度煤的一个分类指标。电子课件第四章_第一节煤质分析3 3、煤中全水分的测定、煤中全水分的测定（1 1）测定原理国家标准）测定原理国家标准GB/T 211-2007GB/T 211-2007规定，煤中全水分规定，煤中全水分测定可采用三种方法：测定可采用三种方法：方法代号方法代号方法名称方法名称方法摘要方法摘要适用范适用范围围方法A（两步法）方法A1（在氮气流中干燥）将粒度小于13mm的煤样，在温度不高于40的环境下干燥到质量恒定，再将煤样破碎到粒度小于3mm，于105110下在氮气（或空气）流中干燥到质量恒定，根据煤样两步干燥后的质量损失计算出全水分对各种煤种均可适用 方法A2（在空气流中干燥）适用于烟煤及无烟煤方法B（一步法）方法B1（在氮气流中干燥）将粒度小于6mm的煤样，于105110下在氮气流中干燥到质量恒定，根据煤样干燥后的质量损失计算出全水分对各种煤种均可适用 方法B2（在空气流中干燥）将粒度小于13mm（或小于6mm）的煤样，于105110下在空气流中干燥到质量恒定，根据煤样干燥后的质量损失计算出全水分适用于烟煤及无烟煤方法C微波干燥法将粒度小于6mm的煤样，置于微波炉内，煤中水分子在微波发生器的交变场左右下，高速振动产生摩擦热，使水分迅速蒸发，根据煤样干燥后的质量损失计算出全水分适用于褐煤和烟煤水分的快速测定电子课件第四章_第一节煤质分析（2 2）结果计算，测定值保留小数点后两位，报告值修约至）结果计算，测定值保留小数点后两位，报告值修约至小数点后一位。小数点后一位。电子课件第四章_第一节煤质分析全水分应等于外在水分和内在水分之和，但外在水分以收全水分应等于外在水分和内在水分之和，但外在水分以收到基为基准，而内在水分以空气干燥基为准，因基准不同，到基为基准，而内在水分以空气干燥基为准，因基准不同，不能直接相加，必须经过换算，将空气干燥基内在水分换不能直接相加，必须经过换算，将空气干燥基内在水分换算成收到基内在水分，才能与收到基外在水分相加得出全算成收到基内在水分，才能与收到基外在水分相加得出全水分，即收到基全水分。水分，即收到基全水分。电子课件第四章_第一节煤质分析当当M1M1大于大于1%1%时，表明煤样在运送过程中可能受到意外损时，表明煤样在运送过程中可能受到意外损失，则不可补正。但测得的水分可作为试验室收到煤样的失，则不可补正。但测得的水分可作为试验室收到煤样的全水分。在报告结果时，应注明全水分。在报告结果时，应注明“未经补正水分损失未经补正水分损失”，并，并将煤样容器标签和密封情况一并报告。将煤样容器标签和密封情况一并报告。（3 3）全水分分级）全水分分级序号级别名称代号全水分Mt/%123456特低全水分煤低全水分煤中等全水分煤中高全水分煤高全水分煤特高全水分煤SLMLMMMMHMHMSHM6.06.08.08.012.012.020.020.040.040.0我国煤以低水分煤和中等水分煤为主，二者共占我国煤以低水分煤和中等水分煤为主，二者共占61.9061.90；特低；特低水分煤次之，约占水分煤次之，约占22%22%；其它水分级别的煤所占比例很小；其它水分级别的煤所占比例很小 电子课件第四章_第一节煤质分析例题4-1例题4-2电子课件第四章_第一节煤质分析4 4空气干燥煤样水分的测定空气干燥煤样水分的测定电子课件第四章_第一节煤质分析 空气干燥基水分的测定空气干燥基水分的测定预先干预先干燥并称燥并称量量称取粒度称取粒度0.2mm0.2mm的分析煤的分析煤样（样（10.110.1）g放入预先加热到放入预先加热到（105105110110）的的干燥箱内，鼓风干燥箱内，鼓风干燥干燥1h.1h.取出，盖上盖子，放入干燥器中冷却到室温后称量电子课件第四章_第一节煤质分析空气干燥基水分的测定空气干燥基水分的测定空气干燥煤样的水分计算：Mad=式中：Mad空气干燥煤样的水分，单位为5;m称取的空气干燥煤样的重量，单位为g;m1煤样干燥后的质量损失，单位为g.电子课件第四章_第一节煤质分析5 5最高内在水分的测定最高内在水分的测定 煤的最高内在水分测定方法有常压法和减压法两种，我国标准煤的最高内在水分测定方法有常压法和减压法两种，我国标准GB/T 4632-GB/T 4632-20082008采用采用充氮常压法充氮常压法。测定原理测定原理，将饱浸水分的煤样用恒湿纸除去大部分外在水分并平铺于样皿中，将饱浸水分的煤样用恒湿纸除去大部分外在水分并平铺于样皿中，再将其放入温度为再将其放入温度为3030，相对湿度为，相对湿度为96%97%96%97%的充氮调湿器内，在常压和不的充氮调湿器内，在常压和不断搅动气氛中使其达到吸湿平衡。再在断搅动气氛中使其达到吸湿平衡。再在105110105110的通氮干燥箱内干燥，以的通氮干燥箱内干燥，以其质量损失百分数表示煤的最高内在水分。其质量损失百分数表示煤的最高内在水分。测定方法测定方法，最高内在水分的测定分为煤样的预处理、湿度调节、水分测定几，最高内在水分的测定分为煤样的预处理、湿度调节、水分测定几个过程。个过程。所测煤样的最高内在水分为：所测煤样的最高内在水分为：（4-74-7）式中式中MHCMHC煤样的最高内在水分，煤样的最高内在水分，%；m1m1称量瓶及其盖的质量，称量瓶及其盖的质量，g g；m2m2湿度平衡后煤样、称量瓶及其盖的质量，湿度平衡后煤样、称量瓶及其盖的质量，g g；m3m3干燥后煤样、称量瓶及盖的质量，干燥后煤样、称量瓶及盖的质量，g g。电子课件第四章_第一节煤质分析6.6.煤中水分对工业加工利用的影响煤中水分对工业加工利用的影响（1）造成运输浪费（2）引起贮存负担（3）增加机械加工的困难（4）延长炼焦周期（5）降低发热量 电子课件第四章_第一节煤质分析(三三三三)煤中的灰分煤中的灰分煤中的灰分煤中的灰分煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质（除煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质（除水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，经一水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，经一系列复杂化学反应以后所剩下的系列复杂化学反应以后所剩下的残渣残渣，用符号，用符号A A表示。表示。灰分全部来自矿物质，但其组成和数量又不同于煤中灰分全部来自矿物质，但其组成和数量又不同于煤中原有矿物质，因此煤的灰分应称为原有矿物质，因此煤的灰分应称为“灰分产率灰分产率”。测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以及确定其使用价测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以及确定其使用价值也有重要意义。值也有重要意义。因为煤中灰分是有害物质，所以各种用途的煤，灰分因为煤中灰分是有害物质，所以各种用途的煤，灰分越低也就越好。越低也就越好。电子课件第四章_第一节煤质分析（1 1）原生矿物质）原生矿物质 指成煤植物中所含的无机元素，主要包括碱金属和碱土金指成煤植物中所含的无机元素，主要包括碱金属和碱土金属盐，此外还有铁、硫、磷以及少量的钛、钒、氯等元素。属盐，此外还有铁、硫、磷以及少量的钛、钒、氯等元素。它参与成煤，含量一般为它参与成煤，含量一般为1%1%2%2%，不能用机械方法选。，不能用机械方法选。（2 2）次生矿物质）次生矿物质 它是指煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质。如煤中的它是指煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质。如煤中的高岭土、方解石、黄铁矿、石英、长石、云母、石膏等。高岭土、方解石、黄铁矿、石英、长石、云母、石膏等。(3)(3)外来矿物质外来矿物质 它指在煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。如煤层的顶它指在煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。如煤层的顶板，底板岩石和夹矸层中的矸石。主要成分为板，底板岩石和夹矸层中的矸石。主要成分为SiOSiO2 2、Al2OAl2O3 3、CaCOCaCO3 3、CaSOCaSO4 4和和FeSFeS2 2等。等。1 1矿物质的来源矿物质的来源电子课件第四章_第一节煤质分析2 2矿物质含量的计算与测定矿物质含量的计算与测定分为直接测定方法和计算方法两种。分为直接测定方法和计算方法两种。（1 1）直接测定方法）直接测定方法（分为酸抽取法及低温灰化法）（分为酸抽取法及低温灰化法）酸抽取法。酸抽取法。煤样用盐酸和氢氟酸处理，脱除煤中部分矿物质（在此条件下，煤样用盐酸和氢氟酸处理，脱除煤中部分矿物质（在此条件下，煤中有机质不发生变化），然后测定经酸处理后残留物中的矿煤中有机质不发生变化），然后测定经酸处理后残留物中的矿物质，并将部分脱除矿物质的煤灰化以测定水溶解的那部分矿物质，并将部分脱除矿物质的煤灰化以测定水溶解的那部分矿物质，二者相加即为煤中矿物质的含量。物质，二者相加即为煤中矿物质的含量。低温灰化法（简称低温灰化法（简称LTALTA法）。法）。低温下（低温下（150150），煤中除石膏中的结晶水外，其他矿物质基本），煤中除石膏中的结晶水外，其他矿物质基本上无变化，在此条件下煤样用活化氧灰化，以除去煤中有机物上无变化，在此条件下煤样用活化氧灰化，以除去煤中有机物质，残留部分即为煤中矿物质含量。质，残留部分即为煤中矿物质含量。电子课件第四章_第一节煤质分析（2 2）计算方法）计算方法它是根据煤的灰分、硫分等来计算煤中矿物质含量。计算煤它是根据煤的灰分、硫分等来计算煤中矿物质含量。计算煤中矿物质含量的经验公式有：中矿物质含量的经验公式有：MM1.08A+0.55St（派尔公式）（4-8）MM1.13A+0.47Sp+0.5Cl（吉文公式）（4-9）MM1.10A+0.5Sp（克雷姆公式）（4-10）MM1.06A+0.67St+0.66CO20.30（费莱台公式）（4-11）式中MM煤中矿物质含量，%；A煤的灰分，%；Sp煤中硫化铁硫含量，%；St煤中全硫含量，%；Cl煤中氯的含量，%；CO2煤中CO2的含量，%；0.30经验常数。电子课件第四章_第一节煤质分析3 3灰分的来源灰分的来源灰分不是煤中固有的成分，它是在一定加热条件下，大多数矿灰分不是煤中固有的成分，它是在一定加热条件下，大多数矿物质经氧化分解后的残留物，它的产率由加热速度、加热时物质经氧化分解后的残留物，它的产率由加热速度、加热时间、通风条件等因素决定。煤在灰化过程中，矿物质将发生间、通风条件等因素决定。煤在灰化过程中，矿物质将发生以下变化：以下变化：（1 1）黏土、页岩和石膏等失去化合水）黏土、页岩和石膏等失去化合水（2 2）碳酸盐矿物受热分解）碳酸盐矿物受热分解 电子课件第四章_第一节煤质分析（3 3）硫化铁矿物及碳酸盐矿物的热分解产物发生氧）硫化铁矿物及碳酸盐矿物的热分解产物发生氧化反应化反应（4 4）碱金属氧化物和氯化物在温度为）碱金属氧化物和氯化物在温度为700700以上时以上时部分挥发故测定灰分的温度不宜太高，规定为部分挥发故测定灰分的温度不宜太高，规定为（8151081510）。电子课件第四章_第一节煤质分析国标国标GB/T 212-2008规定规定缓慢灰化法缓慢灰化法此法为仲裁法。称取一定量的空气干燥煤样，放入此法为仲裁法。称取一定量的空气干燥煤样，放入马弗炉中，以一定的速度加热到（马弗炉中，以一定的速度加热到（81510），灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为灰分产率。质量的百分数作为灰分产率。快速灰化法 此法较适用于例行分析，但在校核实验中仍需采用此法较适用于例行分析，但在校核实验中仍需采用缓慢灰化法。包括方法缓慢灰化法。包括方法A和方法和方法B两种方法。两种方法。4 4、灰分测定方法：、灰分测定方法：电子课件第四章_第一节煤质分析取出预先灼取出预先灼烧至质量恒烧至质量恒定的灰皿定的灰皿称取粒度称取粒度0.2mm0.2mm的一般分析煤样的一般分析煤样（10.110.1）g,g,均匀地摊平均匀地摊平在灰皿中在灰皿中 灰分的测定灰分的测定电子课件第四章_第一节煤质分析将灰皿放入炉温将灰皿放入炉温不超过不超过100100的马的马弗炉恒温区中弗炉恒温区中关上炉门并关上炉门并使炉门留有使炉门留有15mm15mm左右左右的的缝隙缝隙烟囱开关方烟囱开关方向与烟囱方向与烟囱方向平行向平行123电子课件第四章_第一节煤质分析在不少于在不少于30min30min的时间内将炉温缓慢的时间内将炉温缓慢升至升至500500，并在此温度下保持，并在此温度下保持30min30min继续升温到（继续升温到（81510)81510)，并，并在此温度下灼烧在此温度下灼烧1h.1h.从炉中取出灰皿，放在石棉板上，从炉中取出灰皿，放在石棉板上，在空气中冷却在空气中冷却5min左右，移入左右，移入干燥器重冷却至室温（约干燥器重冷却至室温（约20min)后称量后称量。电子课件第四章_第一节煤质分析（1）测定过程称称取取分分析析煤煤样样1 0.1g，于于已已经经在在815 10灼灼烧烧恒恒量量的的灰灰皿皿中中，轻轻微微振振动动，使使样样品品分分散散为为均均匀匀的的薄薄层层，置置温温度度低低于于100的的高高温温炉炉中中。在在炉炉门门留留有有约约15mm左左右右的的缝缝隙隙供供自自然然通通风风，控控制制加加热热速速度度，使使炉炉温温在在30min左左右右缓缓慢慢升升高高至至500并并保保持持此此温温度度30min。然然后后，升升高高温温度度至至815 10，关关闭闭炉炉门门，在在此此温温度度下下继继续续灼灼烧烧1h。取取出出灰灰皿皿，于于干干燥燥器器中中冷冷至至室室温温（约约20min）称称量量，然然后后进进行行检检查查性性灼灼烧烧，每每次次进进行行20min，直直到到煤煤样样的的质质量量变变化化小小于于0.001g时时为为止止，取取最最后后一一次次质质量量计计算算。灰灰分分15%的的样样品品，可可不不必必进进行检查性灼烧。行检查性灼烧。电子课件第四章_第一节煤质分析为何要在为何要在500停留停留30min?煤样如果不在500下停留30min,而直接送至815，则CaCO3分解出CaO与S生成的SO2生成固态CaSO4,CaSO4在1250后才会继续分解。故CaSO4残留在灰渣中，导致灰分产率变大。CaO+SO2+1/2O2CaSO4电子课件第四章_第一节煤质分析（2）灰分的计算）灰分的计算煤样的空气干燥基灰分：Aad=式中：Aad一般分析试样煤样的灰分，单位为百分（%）；m称取的一般分析试样煤样的质量，单位为（g）；m1灼烧后残留物的质量，单位为克（g）。电子课件第四章_第一节煤质分析（3）仪器 灰皿 长方形灰皿长方形灰皿电子课件第四章_第一节煤质分析（4 4）灰分）灰分测测定的允定的允许误许误差差 表表4 4 灰分测定的允许误差（灰分测定的允许误差（%）灰分（灰分（%）同一实验室同一实验室不同实验室不同实验室300.20.30.50.30.50.7电子课件第四章_第一节煤质分析（5）煤炭灰分分级表4-4煤炭灰分分级表（GB/T15224.1序 号级 别 名 称代 号灰分Ad 范围/%123456特低灰煤低灰分煤低中灰煤中灰分煤中高灰煤高灰分煤SLALALMAMAMHAHA5.005.0110.0010.0120.0020.0130.0030.0140.0040.0150.00观看灰分的测定视频电子课件第四章_第一节煤质分析5 5煤灰组分及熔融性煤灰组分及熔融性（1）煤灰组分及测定方法（2）煤灰的熔融性电子课件第四章_第一节煤质分析6.6.煤中矿物质和灰分对工业利用的影响煤中矿物质和灰分对工业利用的影响（1 1）煤中矿物质和灰分的不利影响）煤中矿物质和灰分的不利影响 对煤炭贮存和运输的影响。对煤炭贮存和运输的影响。对炼焦和炼铁的影响。对炼焦和炼铁的影响。对气化和燃烧的影响。对气化和燃烧的影响。对液化的影响。对液化的影响。造成环境污染。造成环境污染。（2 2）煤中矿物质及煤灰的利用）煤中矿物质及煤灰的利用 作为煤转化过程中的催化剂。作为煤转化过程中的催化剂。生产建筑材料和环保制剂。生产建筑材料和环保制剂。生产化肥和土壤改良剂。生产化肥和土壤改良剂。提取有用成分。提取有用成分。（3 3）煤中矿物质的脱除途径）煤中矿物质的脱除途径 电子课件第四章_第一节煤质分析（四）煤中的挥发分（四）煤中的挥发分（四）煤中的挥发分（四）煤中的挥发分 将煤放在与将煤放在与空气隔绝空气隔绝的容器内，在高温下经一定时的容器内，在高温下经一定时间加热后，煤中的间加热后，煤中的有机质和部分矿物质分解有机质和部分矿物质分解为为气体气体释释出，由减小的质量再减去水的质量即为出，由减小的质量再减去水的质量即为煤的挥发分煤的挥发分。因为煤中可燃性挥发分不是煤的固有物质，而是在因为煤中可燃性挥发分不是煤的固有物质，而是在特定条件下，煤受热的分解产物，而且其测定值受温特定条件下，煤受热的分解产物，而且其测定值受温度、时间和所用坩埚的大小、形状等不同而异，测定度、时间和所用坩埚的大小、形状等不同而异，测定方法为规范性试验方法，因此所测的结果应称为方法为规范性试验方法，因此所测的结果应称为挥发挥发分产率分产率，用，用符号符号V V表示。表示。电子课件第四章_第一节煤质分析主要指标主要指标 根根据据挥挥发发分分产产率率的的高高低低，可可以以初初步步判判别别煤煤的的变变质质程程度度、发发热热量量及及焦焦油油产产率率等等各各种种重重要要性性质质，而而且且几几乎乎世世界界各各国国都都采采用用干干燥燥无无灰灰基基挥挥发发分分作作为煤分类的一个主要指标。为煤分类的一个主要指标。工业生产上用煤也都首先需要了解挥发分是工业生产上用煤也都首先需要了解挥发分是否合乎要求，所以煤的挥发分是了解煤性质和否合乎要求，所以煤的挥发分是了解煤性质和用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类的重要指标。的重要指标。电子课件第四章_第一节煤质分析1仪器 磨口坩磨口坩埚埚 高温炉高温炉 坩坩埚埚架架 坩埚盖外缘坩埚盖外缘槽形，此槽槽形，此槽正好盖在坩正好盖在坩埚口的外缘埚口的外缘上，在盖内上，在盖内边有凹处，边有凹处，以备挥发释以备挥发释出。出。电子课件第四章_第一节煤质分析高温炉高温炉 带热电偶和调温器，炉壁留有一个排气孔。炉膛内必带热电偶和调温器，炉壁留有一个排气孔。炉膛内必须有一个温度稳定的恒温区，以保证炉内温度能恒须有一个温度稳定的恒温区，以保证炉内温度能恒定在定在900900 1010范围内。范围内。坩埚架坩埚架用镍铬丝制成，其规格以能放置用镍铬丝制成，其规格以能放置6 6个坩埚为好，个坩埚为好，大小大小应与炉内应与炉内900900 1010稳定温度区相适应，放在架上稳定温度区相适应，放在架上的坩埚底部应与炉堂底距离的坩埚底部应与炉堂底距离202030mm30mm。电子课件第四章_第一节煤质分析将马弗炉预先加热到将马弗炉预先加热到920920左右，打开炉门，左右，打开炉门，迅速将有坩埚的架子送入恒温区，立即关上炉温迅速将有坩埚的架子送入恒温区，立即关上炉温并计时，准确加热并计时，准确加热7min.7min.电子课件第四章_第一节煤质分析从炉中取出坩埚，放从炉中取出坩埚，放在空气中冷却在空气中冷却5min5min左左右，移入干燥器中冷右，移入干燥器中冷却到室温却到室温(约约20min)20min)后后称量称量电子课件第四章_第一节煤质分析2测测定定过过程程 称称 取取 分分 析析 煤煤 样样 1 1 0.010.01g g，于于 已已 在在900900 1010灼灼烧烧恒恒量量的的专专用用坩坩锅锅内内，轻轻敲敲坩坩埚埚使使试试样样摊摊平平，然然后后盖盖上上坩坩埚埚盖盖，置置于于坩坩埚埚架架上上，迅迅速速将将坩坩埚埚架架推推至至已已预预先先加加热热至至900900 1010的的高高温温炉炉的的稳稳定定温温度度区区内内，并并立立即即开开动动秒秒表表，关关闭闭炉炉门门。准准确确灼灼烧烧恰恰好好7min7min，迅迅速速取取出出坩坩埚埚架架，在在空空气气中中放放置置5 56min6min，再再将将坩坩锅锅置置于于干干燥燥器器中中冷冷却却至至室室温温，称量。计算挥发分产率。称量。计算挥发分产率。电子课件第四章_第一节煤质分析3.3.计计 算算式中式中 Vad空气干燥煤样的挥发分，空气干燥煤样的挥发分，%；m空气干燥煤样的质量，空气干燥煤样的质量，g；m1煤样加热后减少的质量，煤样加热后减少的质量，g；Mad空气干燥煤样的水分，空气干燥煤样的水分，%。4 4注意事注意事项项（1）当打开炉门，推入坩埚架时，炉温可能下降，但是在）当打开炉门，推入坩埚架时，炉温可能下降，但是在3min内必须使炉温达到内必须使炉温达到900 10，否则试验作废。，否则试验作废。（2）从加热至称量都不能揭开坩埚盖，以防焦渣被氧化，造成）从加热至称量都不能揭开坩埚盖，以防焦渣被氧化，造成测定误差。测定误差。（3）每次测定后，坩埚内常附着一层黑色碳烟，应灼烧除去后）每次测定后，坩埚内常附着一层黑色碳烟，应灼烧除去后再使用。再使用。电子课件第四章_第一节煤质分析5 5测测定定挥发挥发分分产产率的允率的允许误许误差差 表表5 5 挥发分产率测定的允许误差挥发分产率测定的允许误差挥发分产率挥发分产率（%）平行平行测测定定结结果的允果的允许误许误差（差（%）不同化不同化验验室同一煤室同一煤样样的的测测定定结结果果的允的允许误许误差（差（%）450.30.51.00.51.01.5当空气干燥煤样中碳酸盐的二氧化碳含量（当空气干燥煤样中碳酸盐的二氧化碳含量（CO2CO2）adad为为2%12%2%12%时时,挥发分产率按下式计算：挥发分产率按下式计算：（CO2CO2）adad空气干燥煤样中碳酸盐的二氧化碳含量空气干燥煤样中碳酸盐的二氧化碳含量（按（按GB/T 218GB/T 218测定），测定），%电子课件第四章_第一节煤质分析6 6焦渣特征分焦渣特征分类类（CRCCRC）测定挥发分后，坩埚中残留下来的不挥发物质称为焦渣。国标GB/T212-2008的规定，挥发分所得焦渣特征可分为以下八类：不粘结煤（1）粉状(1型）全部是粉末，没有相互黏着的颗粒。（2）黏着（2型）用手指轻碰即有粉末或基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末。弱粘结煤（3）弱黏结（3型）用手指轻压即成小块。（4）不熔融黏结（4型）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。电子课件第四章_第一节煤质分析较好粘结煤（5 5）不膨胀熔融黏结（）不膨胀熔融黏结（5 5型）型）焦渣形成扁平的焦渣形成扁平的块，煤粒的界线不易分清，焦渣表面上有明显银白块，煤粒的界线不易分清，焦渣表面上有明显银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。（6 6）微膨胀熔融黏结（）微膨胀熔融黏结（6 6型）型）用手指压不碎，用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表面具有较小的膨胀泡（或小气泡）。面具有较小的膨胀泡（或小气泡）。（7 7）膨胀熔融黏结（）膨胀熔融黏结（7 7型）型）焦渣上、下表面有焦渣上、下表面有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm15mm。（8 8）强膨胀熔融黏结（）强膨胀熔融黏结（8 8型）型）焦渣上、下表面焦渣上、下表面有银白色金属光泽，焦渣高度大于有银白色金属光泽，焦渣高度大于15mm15mm。焦渣特征分焦渣特征分类类（CRCCRC）观看挥发分测定视频电子课件第四章_第一节煤质分析3 3挥发挥发分指分指标标的的应应用用（1 1）表征煤的煤化程度作为煤的分类指标）表征煤的煤化程度作为煤的分类指标煤的挥发分随煤变质程度的加深而逐渐降低。煤化程度低的泥炭煤的挥发分随煤变质程度的加深而逐渐降低。煤化程度低的泥炭的挥发分可高达的挥发分可高达70%70%；褐煤一般为；褐煤一般为40%60%40%60%；变质程度稍高的烟煤；变质程度稍高的烟煤一般为一般为10%50%10%50%；变质程度高的无烟煤则小于；变质程度高的无烟煤则小于10%10%。可初步判断煤。可初步判断煤的煤化程度，估计煤的种类。我国和国的煤化程度，估计煤的种类。我国和国际煤炭分类方案中都以挥发分作为第一分类指标。际煤炭分类方案中都以挥发分作为第一分类指标。（2 2）确定煤的加工利用途径）确定煤的加工利用途径如煤化程度低、高挥发分的煤，干馏时化学副产品产率高，适于如煤化程度低、高挥发分的煤，干馏时化学副产品产率高，适于作低温干馏原料，也可作为气化原料；挥发分适中、固定碳含量作低温干馏原料，也可作为气化原料；挥发分适中、固定碳含量高的煤，黏结性较好，适于炼焦和做燃料。在配煤炼焦中，要用高的煤，黏结性