煤的工业分析和元素分析修改.pptx

会计学1煤的工业分析和元素分析修改煤的工业分析和元素分析修改第三章第三章第三章第三章 煤的工业分析和元素分析煤的工业分析和元素分析煤的工业分析和元素分析煤的工业分析和元素分析3.1 3.1 煤的工业分析煤的工业分析 3.2 3.2 煤中硫的测定煤中硫的测定3.3 3.3 煤发热量测定煤发热量测定3.4 3.4 工业分析结果计算煤的发热量工业分析结果计算煤的发热量 第1页/共88页3.3.1 1 煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析n n一、常用的符号和基准一、常用的符号和基准n n二、水分的测定二、水分的测定 n n三、灰分的测定三、灰分的测定 n n四、挥发分产率的测定四、挥发分产率的测定 n n五、固定碳含量的计算五、固定碳含量的计算 n n六、不同基准分析结果的换算六、不同基准分析结果的换算 第2页/共88页一、常用的符号和基准一、常用的符号和基准一、常用的符号和基准一、常用的符号和基准 1分分析析项项目目的的名名称称及及表表示符号示符号表表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水分分灰灰分分挥挥发发分分固固定定碳碳发发热热量量矿矿物物质质符符号号MAVFCQMMC C、H H、O O、N N、S 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名称为代表符号。称为代表符号。ashvolatile compoundfixed carbonquantity of produced heatmineral mattermoisture第3页/共88页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高位低位恒容恒压符号finhtgrnetvpfreeinherence totalnethergross 第4页/共88页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n n基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分析基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分析基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分析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，所以基准又是用以计算试验，将得出不同的结果，所以基准又是用以计算试验，将得出不同的结果，所以基准又是用以计算试验，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。和表达测定值的主要依据之一。和表达测定值的主要依据之一。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干基（干基（d）dry干燥无灰基（干燥无灰基（daf）dry and ash free干燥无矿物质基（干燥无矿物质基（dmmf）dry and mineral matter free第5页/共88页收到基收到基收到基收到基（arararar）就其含义而言，是就其含义而言，是就其含义而言，是就其含义而言，是从收到的一批煤样中取出具从收到的一批煤样中取出具从收到的一批煤样中取出具从收到的一批煤样中取出具有代表性的煤样，有代表性的煤样，有代表性的煤样，有代表性的煤样，以此种状态的煤样测定的结以此种状态的煤样测定的结以此种状态的煤样测定的结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。果并以此基表示的值，称为收到基。果并以此基表示的值，称为收到基。果并以此基表示的值，称为收到基。空气干燥基（空气干燥基（adad）是是指指煤煤样样所所处处环环境境与与水水蒸蒸气气压压达达到到平平衡衡时时的的煤煤样样。在在新新标标准准中中规规定定：煤煤样样若若在在空空气气中中连连续续干干燥燥1 1小小时时后后质质量量变变化化不不超超过过0.10%0.10%，则则认认为为达达到空气干燥状态。到空气干燥状态。第6页/共88页干基干基干基干基（d d）以以以以无水状态无水状态无水状态无水状态的煤样为标准的分析结果表示方法。的煤样为标准的分析结果表示方法。的煤样为标准的分析结果表示方法。的煤样为标准的分析结果表示方法。干燥无灰基（干燥无灰基（daf）v以假想的以假想的无水无灰状态无水无灰状态的煤为基准的分析结果表示的煤为基准的分析结果表示方法。方法。第7页/共88页二、水分的测定二、水分的测定二、水分的测定二、水分的测定 n n煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。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，因为煤中水分含量越多，煤的无用成分也越多，因为煤中水分含量越多，煤的无用成分也越多，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，不仅煤的有用成分减少，同时有大量水分存在，不仅煤的有用成分减少，同时有大量水分存在，不仅煤的有用成分减少，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蒸汽而且它在煤燃烧时要吸收大量的热成为水蒸汽而且它在煤燃烧时要吸收大量的热成为水蒸汽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。蒸发掉。所以煤的水分越低越好。蒸发掉。所以煤的水分越低越好。蒸发掉。所以煤的水分越低越好。（一）煤中水分的存在形态（一）煤中水分的存在形态（二）煤中全水分（二）煤中全水分（Mt）的测定）的测定（三）分析煤样的水分测定（三）分析煤样的水分测定 第8页/共88页（一）煤中水分的存在形态（一）煤中水分的存在形态（一）煤中水分的存在形态（一）煤中水分的存在形态n n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：化合水：化合水：以以以以化化化化合合合合方方方方式式式式和和和和煤煤煤煤中中中中矿矿矿矿物物物物质质质质结结结结合合合合的的的的水水水水，即即即即通通通通常常常常所所所所说说说说的的的的结结结结晶晶晶晶 水水水水，例例例例 如如如如 硫硫硫硫 酸酸酸酸 钙钙钙钙（CaSOCaSO4 4 2H2H2 2OO）、高高高高 岭岭岭岭 土土土土（AlAl2 2OO3 3 2SiO2SiO4 4 2H2H2 2OO）中中中中的的的的结结结结晶晶晶晶水水水水。结结结结晶晶晶晶水水水水要要要要在在在在200200以上才能分解析出以上才能分解析出以上才能分解析出以上才能分解析出。第9页/共88页2 2游离水游离水游离水游离水 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。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：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（Mf）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的外表及大毛细孔（直径煤的外表及大毛细孔（直径10cm）中的水分。）中的水分。内在水分（内在水分（Minh）内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔（直径（直径10cm）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。第10页/共88页（二）煤中全水分二）煤中全水分二）煤中全水分二）煤中全水分（MMt t或或或或MMar ar）的测定）的测定）的测定）的测定 煤中全水分的测定有三种方法煤中全水分的测定有三种方法煤中全水分的测定有三种方法煤中全水分的测定有三种方法:A A A A、B B B B、C C C C 方方方方法法法法A A A A仅仅仅仅适适适适用用用用于于于于烟烟烟烟煤煤煤煤和和和和无无无无烟烟烟烟煤煤煤煤，并并并并作作作作为为为为测测测测定定定定烟烟烟烟煤和无烟煤水分的仲裁测定方法；煤和无烟煤水分的仲裁测定方法；煤和无烟煤水分的仲裁测定方法；煤和无烟煤水分的仲裁测定方法；方方方方法法法法B B B B和和和和方方方方法法法法C C C C适适适适用用用用于于于于褐褐褐褐煤煤煤煤、烟烟烟烟煤煤煤煤和和和和无无无无烟烟烟烟煤煤煤煤，但但但但以方法以方法以方法以方法B B B B作为测定褐煤全水分的仲裁方法。作为测定褐煤全水分的仲裁方法。作为测定褐煤全水分的仲裁方法。作为测定褐煤全水分的仲裁方法。按测定的速度来说按测定的速度来说按测定的速度来说按测定的速度来说:方法方法方法方法A A A A为常规测定法，方法为常规测定法，方法为常规测定法，方法为常规测定法，方法B B B B、C C C C为快速测定法。为快速测定法。为快速测定法。为快速测定法。第11页/共88页结果计算结果计算结果计算结果计算 式中式中 M Mt t煤样的全水分；煤样的全水分；m m煤样的质量，煤样的质量，g g；m m1 1煤样干燥后减轻的质量，煤样干燥后减轻的质量，g g。第12页/共88页全水份测定注意问题全水份测定注意问题全水份测定注意问题全水份测定注意问题 1.1.1.1.在测定煤样的全水分以前，应仔细检查贮存煤在测定煤样的全水分以前，应仔细检查贮存煤在测定煤样的全水分以前，应仔细检查贮存煤在测定煤样的全水分以前，应仔细检查贮存煤样的容器密封情况，擦净容器表面，称量，并与容样的容器密封情况，擦净容器表面，称量，并与容样的容器密封情况，擦净容器表面，称量，并与容样的容器密封情况，擦净容器表面，称量，并与容器标签上所注明的质量进行核对。器标签上所注明的质量进行核对。器标签上所注明的质量进行核对。器标签上所注明的质量进行核对。如如果果煤煤样样在在运运送送过过程程中中水水分分有有损损失失，则则可可按按下下式式求出补正后的煤样全水分：求出补正后的煤样全水分：M1为煤样在运送过程中水分的损失量（为煤样在运送过程中水分的损失量（%）第13页/共88页全水份测定注意问题全水份测定注意问题全水份测定注意问题全水份测定注意问题 2.2.全水分测定结果的允许误差全水分测定结果的允许误差表表3 3 平行测定全水分的允许误差平行测定全水分的允许误差全水分全水分（Mt，%）平行测定结果的平行测定结果的允许误差（允许误差（%）10100.400.50*在同一化验室进行全水分测定时在同一化验室进行全水分测定时 第14页/共88页（三）分析煤样的水分测定三）分析煤样的水分测定三）分析煤样的水分测定三）分析煤样的水分测定 分析煤样的水分就是空气干燥基水分分析煤样的水分就是空气干燥基水分MMadad ，测定方，测定方法分为法分为常规方法、快速方法和蒸馏方法常规方法、快速方法和蒸馏方法三种。三种。Mad分析煤样水分分析煤样水分 ；m1分析煤样干燥后失去的质量，分析煤样干燥后失去的质量，g；m分析煤样的质量，分析煤样的质量，g。第15页/共88页三、灰分的测定三、灰分的测定三、灰分的测定三、灰分的测定 n n煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质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，（除水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，（除水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，（除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残渣，用符号经一系列复杂化学反应以后所剩下的残渣，用符号经一系列复杂化学反应以后所剩下的残渣，用符号经一系列复杂化学反应以后所剩下的残渣，用符号A A A A表示。表示。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中原有矿物质，因此煤的灰分应称为“灰分产率灰分产率”。第16页/共88页 测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以及确定其使用价值也有重要意义。及确定其使用价值也有重要意义。及确定其使用价值也有重要意义。及确定其使用价值也有重要意义。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。虽然煤灰是煤中有害物，但进行综合利用越低也就越好。虽然煤灰是煤中有害物，但进行综合利用越低也就越好。虽然煤灰是煤中有害物，但进行综合利用越低也就越好。虽然煤灰是煤中有害物，但进行综合利用后，也会变废为宝，为国家创造财富的。后，也会变废为宝，为国家创造财富的。后，也会变废为宝，为国家创造财富的。后，也会变废为宝，为国家创造财富的。第17页/共88页1 1 1 1仪器仪器仪器仪器 灰皿灰皿灰皿灰皿 长方形灰皿长方形灰皿第18页/共88页2 2 2 2测定过程测定过程测定过程测定过程 n n称称称称取取取取分分分分析析析析煤煤煤煤样样样样1 1 0.1g0.1g，于于于于已已已已经经经经在在在在815815 1010灼灼灼灼烧烧烧烧恒恒恒恒量量量量的的的的灰灰灰灰皿皿皿皿中中中中，轻轻轻轻微微微微振振振振动动动动，使使使使样样样样品品品品分分分分散散散散为为为为均均均均匀匀匀匀的的的的薄薄薄薄层层层层，置置置置温温温温度度度度低低低低于于于于100100的的的的高高高高温温温温炉炉炉炉中中中中。在在在在炉炉炉炉门门门门留留留留有有有有约约约约15mm15mm左左左左右右右右的的的的缝缝缝缝隙隙隙隙供供供供自自自自然然然然通通通通风风风风，控控控控制制制制加加加加热热热热速速速速度度度度，使使使使炉炉炉炉温温温温在在在在30min30min左左左左右右右右缓缓缓缓慢慢慢慢升升升升高高高高至至至至500500并并并并保保保保持持持持此此此此温温温温度度度度30min30min。然然然然后后后后，升升升升高高高高温温温温度度度度至至至至815815 1010，关关关关闭闭闭闭炉炉炉炉门门门门，在在在在此此此此温温温温度度度度下下下下继继继继续续续续灼灼灼灼烧烧烧烧1h1h。取取取取出出出出灰灰灰灰皿皿皿皿，于于于于干干干干燥燥燥燥器器器器中中中中冷冷冷冷至至至至室室室室温温温温（约约约约20min20min）称称称称量量量量，然然然然后后后后进进进进行行行行检检检检查查查查性性性性灼灼灼灼烧烧烧烧，每每每每次次次次进进进进行行行行20min20min，直直直直到到到到煤煤煤煤样样样样的的的的质质质质量量量量变变变变化化化化小小小小于于于于0.001g0.001g时时时时为为为为止止止止，取取取取最最最最后后后后一一一一次次次次质质质质量量量量计计计计算算算算。灰灰灰灰分分分分15%15%的的的的样样样样品品品品，可不必进行检查性灼烧。可不必进行检查性灼烧。可不必进行检查性灼烧。可不必进行检查性灼烧。第19页/共88页3.3.3.3.计算计算计算计算式中式中 m试料的质量，试料的质量，g；m1灼烧后残渣质量，灼烧后残渣质量，g。第20页/共88页4 4 4 4灰分测定的允许误差灰分测定的允许误差灰分测定的允许误差灰分测定的允许误差 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不同实验室室300.20.30.50.30.50.7第21页/共88页四、挥发分产率的测定四、挥发分产率的测定四、挥发分产率的测定四、挥发分产率的测定 n n 将煤放在与将煤放在与将煤放在与将煤放在与空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝的容器内，在高温下经的容器内，在高温下经的容器内，在高温下经的容器内，在高温下经一定时间加热后，煤中的一定时间加热后，煤中的一定时间加热后，煤中的一定时间加热后，煤中的有机质和部分矿物质有机质和部分矿物质有机质和部分矿物质有机质和部分矿物质分解分解分解分解为为为为气体气体气体气体释出，由减小的质量再减去水的质释出，由减小的质量再减去水的质释出，由减小的质量再减去水的质释出，由减小的质量再减去水的质量即为量即为量即为量即为煤的挥发分煤的挥发分煤的挥发分煤的挥发分。因因为为煤煤中中可可燃燃性性挥挥发发分分不不是是煤煤的的固固有有物物质质，而而是是在在特特定定条条件件下下，煤煤受受热热的的分分解解产产物物，而而且且其其测测定定值值受受温温度度、时时间间和和所所用用坩坩埚埚的的大大小小、形形状状等等不不同同而而异异，测测定定方方法法为为规规范范性性试试验验方方法法，因因此此所所测测的的结结果果应应称称为为挥挥发发分分产产率率，用用符号符号V V表示。表示。第22页/共88页主要指标主要指标 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灰基挥发分无灰基挥发分作为煤分类的一个主要指标。作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分是否合乎要求，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，煤性质和用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类的重要指标。也是煤分类的重要指标。第23页/共88页1 1仪器仪器 磨口坩埚磨口坩埚 高温炉高温炉 坩埚架坩埚架 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。第24页/共88页n n高温炉高温炉 n n带热电偶和调温器，炉壁留有一个排气孔。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定在保证炉内温度能恒定在900900 1010范围内。范围内。第25页/共88页坩埚坩埚架架 用镍铬丝制成，用镍铬丝制成，用镍铬丝制成，用镍铬丝制成，其规格以能放置其规格以能放置其规格以能放置其规格以能放置6 6 6 6个坩埚为好，个坩埚为好，个坩埚为好，个坩埚为好，大小应与炉内大小应与炉内大小应与炉内大小应与炉内900900900900 10101010稳定稳定稳定稳定温度区相适应，温度区相适应，温度区相适应，温度区相适应，放在架上的坩埚放在架上的坩埚放在架上的坩埚放在架上的坩埚底部应与炉堂底底部应与炉堂底底部应与炉堂底底部应与炉堂底距离距离距离距离2020202030mm30mm30mm30mm。第26页/共88页2 2测定过程测定过程测定过程测定过程 称称取取分分析析煤煤样样1 1 0.01g0.01g，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。第27页/共88页3.3.3.3.计算计算计算计算式中式中 m试料的质量，试料的质量，g；m1样样品品加加热热后后减减少少的的质质量量，g。第28页/共88页4 4 4 4注意事项注意事项注意事项注意事项 当当打打开开炉炉门门，推推入入坩坩埚埚架架时时，炉炉温温可可能能下下降降，但但是是在在3min3min内内 必必 须须 使使 炉炉 温温 达达 到到900900 1010，否则试验作废。，否则试验作废。从从加加热热至至称称量量都都不不能能揭揭开开坩坩埚埚盖盖，以以防防焦焦渣渣被被氧氧化化，造造成测定误差。成测定误差。每次测定后，坩埚内常附每次测定后，坩埚内常附着一层黑色碳烟，应灼烧除去着一层黑色碳烟，应灼烧除去后再使用后再使用。第29页/共88页5 5 5 5测定挥发分产率的允许误差测定挥发分产率的允许误差测定挥发分产率的允许误差测定挥发分产率的允许误差 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挥发分产率产率（%）平行测定结平行测定结果的允许误果的允许误差（差（%）不同化验室同一煤不同化验室同一煤样的测定结果的允样的测定结果的允许误差（许误差（%）450.30.51.00.51.01.5第30页/共88页五、固定碳含量的计算五、固定碳含量的计算五、固定碳含量的计算五、固定碳含量的计算 固定碳固定碳 是指除去水分、灰是指除去水分、灰分和挥发分后的残留物，用符分和挥发分后的残留物，用符号号FCFCadad表示。表示。固固定定碳碳的的化化学学组组分分，主主要要是是C C元元素素，另另外外还还有有一一定定数数量量的的H H、O O、N N、S S等其它元素等其它元素。第31页/共88页说说 明明 1.从煤的工业分析指标来看，从煤的工业分析指标来看，发热量主要是煤中固定碳燃烧发热量主要是煤中固定碳燃烧产生的产生的，因此国际上利用工业，因此国际上利用工业分析结果计算发热量的公式，分析结果计算发热量的公式，即以煤的固定碳作为发热量的即以煤的固定碳作为发热量的主要来源，主要来源，2.FCdaf煤的变质程度的一个参数煤的变质程度的一个参数 煤的干燥无灰基固定碳含量与挥发分一样，也煤的干燥无灰基固定碳含量与挥发分一样，也是表示煤的变质程度的一个参数，是表示煤的变质程度的一个参数，即煤中固定即煤中固定碳含量随煤的变质程度的增高而增高碳含量随煤的变质程度的增高而增高，因此有，因此有些国家（如日本、美国）的煤炭分类即以干燥些国家（如日本、美国）的煤炭分类即以干燥无灰基固定碳含量无灰基固定碳含量FCdaf作为分类指标之一。作为分类指标之一。第32页/共88页说说 明明 3.3.空气干燥基固定碳含量是某空气干燥基固定碳含量是某些工业用煤的一个重要指标，些工业用煤的一个重要指标，如对合成氨用煤，要求如对合成氨用煤，要求FCFCadad65%65%。4.4.固定碳含量，一般不直接测定，而是固定碳含量，一般不直接测定，而是通过计算得到。通过计算得到。第33页/共88页计计 算算n nFCFCadad=100%-=100%-MMadad-A Aadad V Vadadn n FCFCd d=100%-=100%-A Ad d V Vd dn n FCFCd dafaf=100%-=100%-V Vdafdaf第34页/共88页六、不同基准分析结果的换算六、不同基准分析结果的换算六、不同基准分析结果的换算六、不同基准分析结果的换算干基=空气干燥基-空气干燥基水分干燥无灰基=空气干燥基-空气干燥基水分-空气干燥基灰分第35页/共88页换算关系换算关系 煤的干燥无灰基煤的干燥无灰基组成不受组成不受水分和灰分的影响。一般同一水分和灰分的影响。一般同一矿井的煤，它的干燥无灰基组矿井的煤，它的干燥无灰基组成不会发生很大的变化，因此成不会发生很大的变化，因此煤矿的煤质资料常以此基组成煤矿的煤质资料常以此基组成表示。也就是说煤矿一般给的表示。也就是说煤矿一般给的是干燥无灰基组成，而实际使是干燥无灰基组成，而实际使用时则为收到基。因此，不同用时则为收到基。因此，不同基准时的组成需要进行换算基准时的组成需要进行换算.第36页/共88页第37页/共88页换算系数是由物料平衡关系计算得到的换算系数是由物料平衡关系计算得到的换算系数是由物料平衡关系计算得到的换算系数是由物料平衡关系计算得到的 例如收到基与干燥无灰例如收到基与干燥无灰基的转换基的转换 :设已知设已知FCFCdafdaf、M Marar、A Aarar，求，求FCFCarar。解解：计计算算基基准准：100kg的的收收到到基基煤煤折折合合成成干干燥燥无无灰灰基基煤煤 100-（Mar+Aar）kg，但但含含固固定定碳碳的的绝绝对对量相等，量相等，即：收到基含碳量即：收到基含碳量=干燥无灰基含碳量干燥无灰基含碳量故：故：100FCar=100-(Mar+Aar)FCdaf FCar=FCdaf 100-（Mar+Aar）100第38页/共88页 例：煤的工业分析结果如下：例：煤的工业分析结果如下：例：煤的工业分析结果如下：例：煤的工业分析结果如下：空气干燥基的水分空气干燥基的水分空气干燥基的水分空气干燥基的水分M M M Madadadad=1.76%=1.76%=1.76%=1.76%，灰分灰分灰分灰分A A A Aadadadad=23.17%=23.17%=23.17%=23.17%，挥发分，挥发分，挥发分，挥发分V V V Vadadadad=8.59%=8.59%=8.59%=8.59%计算：计算：计算：计算：（1 1 1 1）干基的灰分）干基的灰分）干基的灰分）干基的灰分A A A Ad d d d=?=?=?=?（2 2 2 2）干燥无灰基的挥发分）干燥无灰基的挥发分）干燥无灰基的挥发分）干燥无灰基的挥发分V V V Vdafdafdafdaf=？第39页/共88页n n解：解：第40页/共88页一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.碳是组成碳是组成煤大分子的骨架煤大分子的骨架，在各元素，在各元素中最高，一般大于中最高，一般大于70%。随着煤化程度。随着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可超过如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。碳碳3.2 煤的元素分析煤的元素分析 第41页/共88页一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氢是煤中第二个重要的组成元素，它占氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量分数为煤的质量分数为16%，越是年轻的煤，越是年轻的煤，其含量也越高。其含量也越高。氢氢3.2 煤的元素分析煤的元素分析 第42页/共88页一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氧元素是组成煤氧元素是组成煤有机质有机质的十分重要的元素，的十分重要的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发热量常随氧元素含量的增高而降低，其含热量常随氧元素含量的增高而降低，其含量从量从130%均有。均有。氧氧3.2 煤的元素分析煤的元素分析 第43页/共88页一、煤的元素组一、煤的元素组一、煤的元素组一、煤的元素组分分分分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氮元素在煤中的比例较少，一般为氮元素在煤中的比例较少，一般为0.53%。氮氮3.2 煤的元素分析煤的元素分析 第44页/共88页一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分一、煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.硫硫元元素素也也是是组组成成煤煤的的有有机机质质的的一一种种常常见见元元素素，它它在在煤煤中中含含量量的的多多少少，与与煤煤化化程程度度的的高高低低无无明明显显关关系系，其其含含量量从从最最低低的的0.1到最高的到最高的10%均有。均有。硫硫3.2 煤的元素分析煤的元素分析 第45页/共88页煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性质的不同而且也直接表征出煤性质的不同而且也直接表征出煤性质的不同而且也直接表征出煤性质的不同。如碳含量低、氧含量高的煤，如碳含量低、氧含量高的煤，多是黏结性很差或是没有黏结多是黏结性很差或是没有黏结性的年轻煤；碳含量高、氧含性的年轻煤；碳含量高、氧含量低的煤则常是一些无黏结性量低的煤则常是一些无黏结性的年老煤，只有碳含量在的年老煤，只有碳含量在848488%88%，氢含量在，氢含量在5%5%以上的中等变以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。的炼焦用煤。第46页/共88页二、二、煤中硫的测定煤中硫的测定 煤中的硫根据其存在的形态煤中的硫根据其存在的形态分类：分类：有机硫有机硫 无机硫无机硫 单质硫单质硫 根据燃烧性分类：根据燃烧性分类：可燃硫：有机硫、硫铁矿硫和单质硫可燃硫：有机硫、硫铁矿硫和单质硫 不可燃硫（固定硫不可燃硫（固定硫 ）：硫酸盐硫）：硫酸盐硫 3.2 煤的元素分析煤的元素分析 第47页/共88页硫是煤中的有害元素之一硫是煤中的有害元素之一硫是煤中的有害元素之一硫是煤中的有害元素之一n n燃料用煤中的硫在煤燃烧过程燃料用煤中的硫在煤燃烧过程中形成中形成SOSO2 2。SOSO2 2不仅腐蚀金属设不仅腐蚀金属设备，而且还会造成空气污染。备，而且还会造成空气污染。n n炼焦用煤中的硫直接影响钢铁炼焦用煤中的硫直接影响钢铁质量，钢铁含硫大于质量，钢铁含硫大于0.07%0.07%，就，就会使钢铁热脆而成为废品。脱会使钢铁热脆而成为废品。脱除煤中的硫是煤炭利用的一个除煤中的硫是煤炭利用的一个重要问题。重要问题。第48页/共88页全硫全硫 n n煤煤中中各各种种形形态态硫硫的的总总和和叫叫做做全全硫硫，记记作作St，全全硫硫通通常常就就是是煤煤中中的的硫硫酸酸盐盐硫硫（记记作作Ss）、硫硫铁铁矿矿硫硫（记记作作Sp）和和有有机机硫硫（记作（记作So）的总和，即）的总和，即n n St=Ss+Sp+So如果煤中有单质硫（记作如果煤中有单质硫（记作S），也应包含在全硫中。），也应包含在全硫中。一般工业分析中只测全硫，全硫的测定方法有：艾士卡一般工业分析中只测全硫，全硫的测定方法有：艾士卡质量法、燃烧法、弹筒法等。燃烧法是快速方法，而艾质量法、燃烧法、弹筒法等。燃烧法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公认的标准方法，士卡法至今仍是全世界公认的标准方法，第49页/共88页艾士卡质量法艾士卡质量法 1 1 1 1方法要点方法要点方法要点方法要点 本法是用本法是用艾士卡试剂艾士卡试剂（NaNa2 2COCO3 3和和MgOMgO以质量比以质量比1:21:2的混和物）作为的混和物）作为熔剂，所以称为艾士卡质量法。熔剂，所以称为艾士卡质量法。方法包括煤样的方法包括煤样的半熔反应半熔反应、用水、用水浸取、硫酸钡的沉淀、过滤、洗浸取、硫酸钡的沉淀、过滤、洗涤、干燥、灰化和灼烧等过程。涤、干燥、灰化和灼烧等过程。第50页/共88页2 2 2 2基本原理基本原理基本原理基本原理 熔样：熔样：煤样和艾士卡试剂均匀混合煤样和艾士卡试剂均匀混合后在高温下进行半熔反应，使各后在高温下进行半熔反应，使各种形态的硫都转化成可溶于水的种形态的硫都转化成可溶于水的硫酸盐。煤样在空气中燃烧时，硫酸盐。煤样在空气中燃烧时，可燃硫首先转化为可燃硫首先转化为SO2，继而在，继而在有空气存在下，和艾士卡试剂作有空气存在下，和艾士卡试剂作用形成可溶于水的硫酸盐用形成可溶于水的硫酸盐：煤煤+空气空气 =CO2 +H2O+SO2+SO3+N2 2SO2+O2+2Na2CO3 =2Na2SO4+2CO2 SO3+Na2CO3 =Na2SO4+CO2 第51页/共88页MgO 作用作用？艾士卡试剂中的艾士卡试剂中的艾士卡试剂中的艾士卡试剂中的MgOMgO能能能能疏松反应物疏松反应物疏松反应物疏松反应物，使空，使空，使空，使空气能进入煤样，同时也能与气能进入煤样，同时也能与气能进入煤样，同时也能与气能进入煤样，同时也能与SOSO2 2和和和和SOSO3 3发生发生发生发生反应。反应。反应。反应。2SO2SO2 2+O+O2 2+2MgO =+2MgO =2MgSO 2MgSO4 4SO2+MgO+O2MgSO4第52页/共88页熔块浸取熔块浸取？n n经半熔反应后的熔块，用水浸经半熔反应后的熔块，用水浸取，取，NaNa2 2SOSO4 4都溶入水中。未作用都溶入水中。未作用完的完的NaNa2 2COCO3 3也进入水中，并部分也进入水中，并部分水解，因此水溶液呈碱性。水解，因此水溶液呈碱性。第53页/共88页酸性酸性 pH约约12n n滤渣经过洗涤，把洗液和滤液合并，调节滤渣经过洗涤，把洗液和滤液合并，调节溶液酸度，使其呈酸性（溶液酸度，使其呈酸性（pHpH约约1 12 2），），其其目的是消除目的是消除COCO3 32-2-的影响的影响，因其也会和，因其也会和BaBa2+2+在在中性溶液中形成碳酸钡沉淀。中性溶液中形成碳酸钡沉淀。第54页/共88页沉淀、洗涤、灼烧、恒量沉淀、洗涤、灼烧、恒量 加加入入BaBa2+2+后后，生生成成硫硫酸酸钡钡沉淀：沉淀：SOSO4 42-2-+BaBa2-2-=BaSOBaSO4 4 滤滤出出BaSOBaSO4 4沉沉淀淀，经经洗洗涤涤、烘烘干干、灰化、灼烧，即可称量。灰化、灼烧，即可称量。第55页/共88页3试剂试剂艾艾士士卡卡合合剂剂(MgONa2CO3质量比质量比2:1)；盐酸溶液（盐酸溶液（1:1）；）；氯化钡溶液（氯化钡溶液（100 g/L）；）；甲基橙指示剂（甲基橙指示剂（2 g/L）；）；硝酸银溶液（硝酸银溶液（10 g/L）。）。第56页/共88页4 4测定方法测定方法 n n称取煤样（粒度应小干称取煤样（粒度应小干0.2mm 0.2mm）1g1g，置于，置于30mL30mL瓷坩埚中，取艾士卡试剂瓷坩埚中，取艾士卡试剂2g2g，放在瓷，放在瓷坩埚内仔细混匀，上面再覆盖坩埚内仔细混匀，上面再覆盖1g1g艾士卡试艾士卡试剂，把坩埚推入高温炉内。在剂，把坩埚推入高温炉内。在2h2h内从室温内从室温升到升到850850，在，在850850下加热下加热2h2h，取出坩埚，取出坩埚，冷却到室温。用玻璃棒把熔块搅碎，熔块冷却到室温。用玻璃棒把熔块搅碎，熔块中应无残炭颗粒（如果有，则再送入炉中中应无残炭颗粒（如果有，则再送入炉中加热）。加热）。熔熔 样样 第57页/共88页熔块熔块浸取浸取 将熔块连同坩埚一并放入将熔块连同坩埚一并放入将熔块连同坩埚一并放入将熔块连同坩埚一并放入400mL400mL400mL400mL烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。加入烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。加入烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。加入烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。加入100100100100150mL150mL150mL150mL热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约5min5min5min5min（此时如果发（此时如果发（此时如果发（此时如果发现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶液表面，则此次试验报废）。用定现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶液表面，则此次试验报废）。用定现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶液表面，则此次试验报废）。用定现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶液表面，则此次试验报废）。用定性滤纸滤出不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹性滤纸滤出不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹性滤纸滤出不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹性滤纸滤出不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹洗时应注意每次加水要少些，多吹洗几次（约洗时应注意每次加水要少些，多吹洗几次（约洗时应注意每次