煤的工業(yè)分析及熱值測定

1、煤的工業(yè)分析及熱值測定煤工業(yè)分析項(xiàng)目代表符號煤工業(yè)分析項(xiàng)目新舊符號對照表項(xiàng)目名稱新標(biāo)準(zhǔn) GB483 87舊標(biāo)準(zhǔn)GB483 81水分MW灰分AA揮發(fā)分VV固定碳FCCgd發(fā)熱量QQ最咼內(nèi)在水分MHC礦物質(zhì)含量MM煤質(zhì)分析項(xiàng)目細(xì)劃分新舊符號對照表項(xiàng)目名稱新標(biāo)準(zhǔn) GB483 87舊標(biāo)準(zhǔn)GB483 81外在或游離fWZ內(nèi)在inhNZ有機(jī)oYJ硫化鐵PLT硫酸鹽sLY恒容咼位gr, vGW （恒容）恒容低位n et, vDW （恒容）恒壓低位n et, pDW （恒壓）全tQ二、煤質(zhì)分析結(jié)果的基準(zhǔn)及其含義在煤的分析試驗(yàn)中，煤樣基準(zhǔn)的含義是表示分析結(jié)果是以什么 狀態(tài)的試樣為基礎(chǔ)得出的。由于不同狀態(tài)下的試樣

2、所包括的基礎(chǔ)物質(zhì) 不一樣，所以就有不同的試樣基礎(chǔ)。1.空氣干燥基（Xad）以煤中水分與空氣中的濕度達(dá)到平衡 （動態(tài)平衡）時的煤質(zhì)分析結(jié)果為基準(zhǔn)。2. 收到基（Xar）以收到狀態(tài)時的煤質(zhì)分析結(jié)果為基準(zhǔn)。3. 干燥基（Xd）以假想的無水狀態(tài)時的煤質(zhì)分析結(jié)果為基準(zhǔn)。4干燥無灰基（Xdaf）以假想的無水無灰狀態(tài)的煤質(zhì)分析結(jié)果為基準(zhǔn)三、煤質(zhì)分析項(xiàng)目不同基準(zhǔn)符合煤質(zhì)分析項(xiàng)目不同基準(zhǔn)新舊符號對照表新標(biāo)準(zhǔn)GB48387舊標(biāo)準(zhǔn) GB483 81項(xiàng)目名稱符號項(xiàng)目名稱符號空氣干燥基ad分析基f干燥基d干燥基g收到基ar應(yīng)用基y干燥無灰基daf可燃基r四、煤質(zhì)換算常用的基準(zhǔn)換算煤質(zhì)分析有關(guān)基準(zhǔn)的換算系數(shù)系數(shù)需求量已知

3、基空氣干燥基（X ad）收到基（X ar）干燥基（Xd）干燥無灰基（Xdaf）空氣干燥基（Xad）(100 - Mar )-(100-Mad )100-(100-Mad )100 -100 -(Mad+Aad )收到基（Xar）(100- Mad )-(100-Mar )100-(100-Mar )100 -100 -(Mar+Aar )干燥基（Xd）(100- Mad )100(100 - Mar )100100-( 100- Ad)干燥無灰基（Xdaf）100 -(Mad+Aad )100100 -( Mar+Aar )-100(100-Ad) - 100換算舉例：1. 由空氣干燥基(Xa

4、d)結(jié)果換算成干燥基結(jié)果Xd 二Xad X 100寧(100-Mad )某一煤樣Aad=19.75%, Mad=1.26%。按上述公式計(jì)算煤樣 Ad：Ad = 19.75X 100+( 100- 1.26) =20.002. 由空氣干燥基(Xad)結(jié)果換算成干燥無灰基(Xdaf)結(jié)果：Xdaf = X ad X 100+ 100 -( Mar+Aar )某一煤樣 Vdaf=7.20%, Mad=1.26%, Aad=19.75%:Vdaf= 7.20X 100 + 100-( 1.26+19.75 ) = 9.12五、煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析是了解煤質(zhì)特性的主要指標(biāo)，也是評價煤的基本依據(jù)。根據(jù)

5、煤的工業(yè)分析結(jié)果，可初步判斷煤的性質(zhì)、種類和煤的加工 利用效果及其工業(yè)用途。1. 水分的測定根據(jù)水在煤中存在的形態(tài)，分為游離水和化合水。游離水是以物 理吸附的方式存在于煤中的；化合水是以化合方式同煤中的礦物質(zhì)結(jié) 合的水，也叫結(jié)晶水。結(jié)合水需在 200C以上才能分解放出。煤的工 業(yè)分析測定的水分是游離水，不包括結(jié)晶水。只測定全水分、應(yīng)用煤 水分和分析煤樣水分。全水分是指進(jìn)廠煤的水分，應(yīng)用煤水分是指在 生產(chǎn)過程中使用的煤的水分，分析煤樣水分是進(jìn)行煤工業(yè)分析時，所測定的空氣干燥基煤樣水分。1) 全水分的測定取進(jìn)廠煤，粒度破碎至13mm以下，用已知質(zhì)量的淺盤（用薄鐵 板或鋁板制成，按大約每平方厘米 0

6、.8g煤樣的比例，可容納500g煤 樣）稱取500g （準(zhǔn)確到1g）煤樣，并將其攤平。將裝有煤樣的淺盤放入預(yù)先鼓風(fēng)并加熱到105110C的干燥箱中，在不斷鼓風(fēng)的條件下煙煤干燥22.5h,無煙煤干燥33.5h（褐煤 在145士 5C干燥1.5h）。從干燥箱中取出淺盤，趁熱稱量。然后進(jìn)行 檢查性試驗(yàn)，每次0.5h,直到煤樣的減量不超過1g,或者質(zhì)量增加 為止。在后一種情況下，應(yīng)采用增量前的一次質(zhì)量作為計(jì)算依據(jù)。全水分（Mi）的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：Mi = （m mi） / m x 100式中 m 干燥前試樣重量，（g）;mi干燥后試樣重量，（g）。2）應(yīng)用煤水分的測定取生產(chǎn)工藝過程中使用的煤，粒

7、度破碎至 6mm以下，用已知質(zhì) 量的淺盤（用薄鐵板或鋁板制成，按大約每平方厘米 0.8g煤樣的比 例，可容納50g煤樣）稱取50g （準(zhǔn)確到0.1g）煤樣，并將其攤平。將裝有煤樣的淺盤放入預(yù)先鼓風(fēng)并加熱到 105110C的干燥箱 中，在不斷鼓風(fēng)的條件下煙煤干燥22.5h,無煙煤干燥33.5h（褐煤 在145士 5C干燥1.5h）。從干燥箱中取出淺盤，趁熱稱量。應(yīng)用煤水分（M/的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：Mar = （ m mJ / m x 100式中 m 干燥前試樣重量，（g）;mi干燥后試樣重量，（g）。3）空氣干燥樣煤水分測定取粒度0.2mm以下的空氣干燥煤樣，用預(yù)先干燥至恒量的稱量瓶， 稱取

8、煤樣1 士0.1g，精確至0.0002g,攤平在稱量瓶中，打開瓶蓋，放 入預(yù)先鼓風(fēng)并加熱到105110C的干燥箱中，在不斷鼓風(fēng)的條件下煙 煤干燥1h,無煙煤干燥11.5h （褐煤在145士5C干燥1h）。從干燥 箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，放入干燥器冷卻至室溫后，稱量。再 收入干燥箱中，干燥30min，直到干燥煤樣兩次質(zhì)量差不超過 0.001g 或質(zhì)量增加時為止。在后一種情況下，應(yīng)采用增量前的一次質(zhì)量作為 計(jì)算依據(jù)。水分在2%以下時，不必進(jìn)行檢查性干燥?？諝飧稍锩簶铀郑∕ad ）的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：Mad = （m mi） / mx 100式中 m 干燥前試樣重量，（g）;mi干燥后試樣

9、重量，（g）。2. 灰分的測定煤的灰分是指煤完全燃燒后，煤中礦物質(zhì)在一定溫度下，經(jīng)分解、 氧化、化合等一系列反應(yīng)后所剩下的殘?jiān)?。檢測步驟：取粒度0.2mm以下的空氣干燥煤樣（所用試樣與空氣干燥煤樣水 分相同）。用已灼燒至恒重的灰皿，稱取煤樣1 士0.1g,精確至0.0002g, 均勻地?cái)偲皆诨颐笾?，使其每平方厘米不超過0.15g。打開已加入到850 C的高溫爐的爐門，將盛有煤樣的灰皿放入高溫爐門口，待515min后煤樣不再冒煙時，慢慢將灰皿推至爐內(nèi)高溫區(qū)。在815C的溫度下，灼燒40min。從爐中取出灰皿，在空氣中冷卻5min移入干燥器中，冷卻室溫后，稱量。然后進(jìn)行檢查性灼燒，每次20mi n

10、,直到兩次灼燒質(zhì)量變化不超過 O.OOIg為止，用最后一次灼燒質(zhì)量為 計(jì)算依據(jù)?；曳值陀?5%時，不必進(jìn)行檢查性灼燒。空氣干燥煤樣灰分（Aad）的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：Aad = mi/ m x 100式中 m 煤試樣的重量，（g）;mi灼燒后殘?jiān)闹亓?，（g）。3. 揮發(fā)分的測定煤的揮發(fā)分是指煤樣在隔絕空氣下，在 900C加熱7min并進(jìn)行 水分校正后的揮發(fā)物質(zhì)。剩余的不揮發(fā)物質(zhì)稱為焦渣。煤的揮發(fā)分測定是一項(xiàng)規(guī)范性很強(qiáng)的試驗(yàn)，其測定結(jié)果完全決定于人為規(guī)定的條件。試樣的質(zhì)量、焦化溫度、加熱速度和加熱時間， 以及試驗(yàn)所用的揮發(fā)分坩堝托架等，其中任何一個條件均能在一定程 度上影響揮發(fā)分產(chǎn)率。測定步

11、驟：取粒度0.2mm以下的空氣干燥煤樣（所用試樣與空氣干燥煤樣水分相同）。用已灼燒至恒重的揮發(fā)分坩堝，稱取煤樣1士 0.1g,精確至0.0002g,然后輕輕振動坩堝，使煤樣攤平，蓋上坩 堝蓋，放在坩堝架上（用鎳鉻絲制成），打開爐門，迅速將擺好坩堝 及托架送入已加熱到920 C的高溫爐的恒溫區(qū)中，同時計(jì)時，關(guān)好爐 門，準(zhǔn)確加熱7mi n。坩堝及托架剛放入后，爐溫會有所下降，但必須在3min內(nèi)使?fàn)t溫恢復(fù)至900士 10C，否則此試驗(yàn)作廢。加熱時間 包括溫度恢復(fù)時間在內(nèi)。從爐內(nèi)取出坩堝，放在空氣中冷卻5min左右，然后移入干燥器中冷卻至室溫后，稱重。空氣干燥煤樣中揮發(fā)分(Vad)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)

12、算：Vad = (m mi) / mx( 100-Mad)式中 Mad 空氣干燥煤樣水分，；mi 煤樣加熱后的質(zhì)量；m 煤試樣的質(zhì)量，g。4. 焦渣特征分析測的揮發(fā)分所得的焦渣特征，按下述規(guī)定加以區(qū)分：1) 粉狀一全部粉狀，沒有相互粘著的顆粒。2) 粘著一用手指輕碰即成粉狀，或基本上是粉狀，其中有較大的團(tuán)塊或團(tuán)粒，輕碰即成粉塊。3) 弱粘結(jié)一用手指輕壓即碎成小塊。4) 不熔融粘結(jié)一以手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無光澤，下表面稍有銀白色光澤。5) 不膨脹熔融粘結(jié)一焦渣形成扁平的餅狀，煤粒的界限不易分清，表面有明顯銀白色金屬光澤，焦渣下表面銀白色光澤更明顯。6) 微膨脹熔融粘結(jié)一用手指壓不碎，

13、在焦渣上下表面均有銀白色金屬光澤，但在焦渣的表面上，具有較小的膨脹泡(或小氣泡)。7) 膨脹熔融粘結(jié)一焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過15mm。8）強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)一焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，但高度大于15mm。通常為了簡便起見，可用上序列號作為各種焦渣特征代號。5. 固定碳的計(jì)算煤的固定碳含量是根據(jù)測定的水分、 灰分和揮發(fā)分，按下式計(jì)算得出：FCad=100 ( Mad + Aad + Vad)式中FCad 空氣干燥煤樣的固定碳含量，% ；Mad 空氣干燥煤樣水分含量，% ；Aad 空氣干燥煤樣灰分含量，%；Vad 空氣干燥煤樣揮發(fā)分含量,%。6.全硫的測定煤中全硫

14、的測定方法主要有三種，即質(zhì)量法（艾氏法），高溫燃 燒中和法和庫倫滴定法。其中質(zhì)量法是我國國家標(biāo)準(zhǔn) GB21483規(guī) 定的全硫測定仲裁法。質(zhì)量法測定方法，是用艾氏混合劑（碳酸鈉和氧化鎂以質(zhì)量比 1+2的混合物）與煤樣均勻混合，在高溫，通風(fēng)的條件下灼燒進(jìn)行燒 結(jié)，使各種硫都轉(zhuǎn)化成可容與水的硫酸鈉和硫酸鎂，然后以氧化鋇進(jìn)行沉淀。測定步驟如下：稱取1g粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣（全硫含量超過 8%時 稱取0.5g）和2g艾氏劑（每配制一批艾氏卡試劑或改換其他試劑時， 應(yīng)在相同條件下進(jìn)行空白試驗(yàn)。）于30mL坩堝內(nèi)，仔細(xì)混合均勻， 再用1g艾氏劑覆蓋。將裝有煤樣的坩堝放入通風(fēng)良好的馬弗爐中，在12

15、h內(nèi)將馬弗爐從室溫逐漸升到800850C，并在該溫度下加熱12h。將坩堝從馬 弗爐中取出，冷卻到室溫，在將坩堝中的灼燒物用玻璃棒仔細(xì)攪松搗 碎（如發(fā)現(xiàn)未燒盡的黑色顆粒，應(yīng)在 800850C下繼續(xù)灼燒半小時）。 然后放在400mL燒杯中，用熱水沖洗坩堝內(nèi)壁，將沖洗液加入燒杯 中，再加入100150mL煮沸過的蒸餾水。如果此時發(fā)現(xiàn)尚有為燒盡 的黑色顆粒漂浮在液面上，則本次測定作廢。將燒杯中的煮沸物用中速過濾紙過濾，用熱水仔細(xì)沖洗10次以上。洗液和過濾保持在 250300mL。向溶液中滴入23滴甲基橙指 示劑，然后加（1+1）鹽酸至中性，再過量加入6mL。將溶液加熱到 微沸，在不斷攪拌下，滴加10m

16、L氯化鋇溶液（100g/L）。放置4h或 過夜后用慢速濾紙過濾，并用熱水洗至無氯離子為止（用硝酸銀檢 驗(yàn)）。將沉淀連同濾紙移入已知質(zhì)量的坩堝中，先在低溫下灰化過濾， 然后在溫度為800850C的馬弗爐中灼燒2040mi n,取出坩堝稍冷 后，放入干燥器中冷卻至室溫（約 2530min）,稱量。測定結(jié)果按下式計(jì)算：Si = （m i m2） X 0.1374 m X 100式中0.1374由硫酸鋇換算為硫的系數(shù)；S1空氣干燥煤樣中全硫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；%； mi 硫酸鋇質(zhì)量，g;m2空白試驗(yàn)的硫酸鋇質(zhì)量，g；m空氣干燥煤樣試樣的質(zhì)量，go六、煤的發(fā)熱量的測定煤的發(fā)熱量（熱值）是正確評價煤質(zhì)量和企業(yè)計(jì)

17、算煤耗的重要指 示。煤的發(fā)熱量可用熱量計(jì)直接進(jìn)行準(zhǔn)確測定，也可采用間接法粗略算出。前者是用熱計(jì)量直接測定出每單位質(zhì)量煤樣的彈筒發(fā)熱量，換算高位發(fā)熱量。后者是根據(jù)工業(yè)分析（或元素分析）所得各項(xiàng)數(shù)據(jù)， 按規(guī)定的經(jīng)驗(yàn)公式間接計(jì)算出每單位質(zhì)量煤樣燃燒時放出的熱量，是一般不具備熱計(jì)量的企業(yè)計(jì)算煤的發(fā)熱量的一種簡易可行的辦法。煤炭科學(xué)研究院煤化所推導(dǎo)出一套新的計(jì)算煙煤、無煙煤和褐煤 的低位發(fā)熱量經(jīng)驗(yàn)方式，注：我國過去慣用的熱量單位為20 C卡，以下簡稱卡（cal）。1 cal（20C） =4.1816J。發(fā)熱量測定結(jié)果以 MJ/kg（兆 焦/千克）表示。（1）無煙煤低位發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式Qnet, ad =

18、 K 86Mad_ 92Aad 24Vad式中 Qnet, ad 空氣干燥基低位發(fā)熱量，（Cal/g）Mad 空氣干燥煤樣水分，；Aad 空氣干燥煤樣灰分，%；Vad 空氣干燥煤樣揮發(fā)分，%；式中K值與Vdaf校的對應(yīng)值見下表無煙煤公式K值與Vdaf校的對應(yīng)值表Vdaf 校/%< 335.55.58.0> 8.0K8200830084008500其中Vdaf的校正方法如下:Vdaf 校=0.08Vdaf-0.1 Ad(Ad30%40%)Vdaf 校=0.85Vdaf 0.1 Ad(Ad 25%30%)Vdaf 校=0.95Vdaf-0.1 Ad(Ad 20%25%)Vdaf 校=0.80Vdaf(Ad 15%20%)Vdaf 校=0.90Vdaf(Ad 10%15%)Vdaf 校=0.95Vdaf(AdV 10%)若有條件測定H值，可用由H值取K值的方法，計(jì)算結(jié)果精度 更高一些。無煙煤公式K值與Hdaf校的對應(yīng)值表H daf/%w 0.6> 0.61.2> 1.21.5> 1.52.0K7700790080508200H daf/%> 2.02.5> 2.53.0> 3.03.5> 3.54.1K8300835084508550煙煤低位發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式Qnet, ad = 100K ( K + 6) ( Mad