煤工業(yè)分析方法ppt課件

1、一一. 概述概述二二. 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析三三. 煤中全硫的測定煤中全硫的測定四四. 煤發(fā)熱量的測定煤發(fā)熱量的測定煤質(zhì)分析煤質(zhì)分析 1 煤的組成和分類煤的組成和分類一一 .概述概述1.1煤的組成煤的組成 煤是由有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)和水三部分組成。煤是由有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)和水三部分組成。 有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成碳和氫占有機(jī)有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成碳和氫占有機(jī) 質(zhì)的質(zhì)的95%以上。硫在熄滅時也放熱，但熄滅的產(chǎn)物以上。硫在熄滅時也放熱，但熄滅的產(chǎn)物SO2不但不但 腐蝕設(shè)備而且污染環(huán)境腐蝕設(shè)備而且污染環(huán)境礦物質(zhì)主要是堿金屬、堿土金屬、鐵、鋁的碳酸鹽、硫酸鹽、礦物質(zhì)主要是堿

2、金屬、堿土金屬、鐵、鋁的碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及硫化物。除硫化物外，其它的礦物質(zhì)不能熄滅，正磷酸鹽及硫化物。除硫化物外，其它的礦物質(zhì)不能熄滅，正是由于礦物質(zhì)的存在，使煤的可燃比例減小，影響煤的發(fā)熱是由于礦物質(zhì)的存在，使煤的可燃比例減小，影響煤的發(fā)熱量。量。1.2煤的分類煤的分類 常見的三類：褐煤、煙煤、無煙煤常見的三類：褐煤、煙煤、無煙煤2022-4-303(1)褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質(zhì)地疏松；含揮發(fā)分40%左右，燃點(diǎn)低，容易著火，熄滅時上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發(fā)熱量較低因產(chǎn)地煤級不同，發(fā)熱量差別很大，熄滅時間短，需經(jīng)常加煤。 (2)煙煤：普通為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多

3、呈黑色而有光澤，質(zhì)地細(xì)致，含揮發(fā)分30%以上，燃點(diǎn)不太高，較易點(diǎn)燃；含碳量與發(fā)熱量較高，熄滅時上火快，火焰長，有大量黑煙，熄滅時間較長；大多數(shù)煙煤有粘性，熄滅時易結(jié)渣。(3)無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮。雜質(zhì)少，質(zhì)地嚴(yán)密，固定碳含量高，可達(dá)80%以上；揮發(fā)分含量低，在10%以下，燃點(diǎn)高，不易著火；但發(fā)熱量高，剛熄滅時上火慢，火上來后比較大，火力強(qiáng)，火焰短，冒煙少，熄滅時間長，粘結(jié)性弱，熄滅時不易結(jié)渣。應(yīng)摻入適量煤土燒用，以減輕火力強(qiáng)度。 2. “基的含義 煤炭分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與煤樣在分析實(shí)驗(yàn)時所處的形狀直接相關(guān)，即同一煤樣在一樣的實(shí)驗(yàn)條件下，試驗(yàn)結(jié)果會因煤樣的形狀不同而不同

4、。這種“形狀除粒度以外，主要指的是煤樣的水分。所以，在提到某一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時，必需同時闡明這個結(jié)果是以何種狀態(tài)的煤樣為根底得到的，這樣的結(jié)果才算完好科學(xué)。 煤炭分析實(shí)驗(yàn)中的“基，指的就是這種“形狀。它含有“基準(zhǔn)、“根底的意思。2.1 煤炭分析實(shí)驗(yàn)常用的基及其含義空氣枯燥基( ad) 煤樣的水分與空氣濕度到達(dá)平衡的形狀枯燥基d 假想的無水形狀收到基ar 以實(shí)踐收到時的煤為準(zhǔn)的形狀枯燥無灰基daf 假想的無水無灰形狀枯燥無礦物質(zhì)基dmmf 假想的無水無礦物質(zhì)的煤所處的形狀空氣枯燥基下標(biāo)符號為ad 表示在不含外在水分的條件下，燃料各組成成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和， 是實(shí)驗(yàn)室煤質(zhì)分析所用煤樣的成分組成。 Ca

5、d+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%收到基下標(biāo)符號為ar 表示燃料中全部成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和 是鍋爐燃料熄滅計算的原始根據(jù)。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%枯燥無灰基下標(biāo)符號為daf 表示在不含水分和灰分的條件下，枯燥無灰燃料各組成成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和， 枯燥無灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受水分和灰分變化的影響， 煤炭買賣。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%枯燥基下標(biāo)符號為d 表示在不含水分的條件下枯燥燃料各組成成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和 干基中各成分不受水分變化的影響 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=1

6、00%煤質(zhì)分析結(jié)果基準(zhǔn)的表示方法2022-4-3011二. 煤的工業(yè)分析1 水分的測定 煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟(jì)價值的最根本的目的。由于煤中水分含量越多，煤的無用成分也越多，同時有大量水分存在，不僅煤的有用成分減少，而且它在煤熄滅時要吸收大量的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。 1.11.1煤中水分的存在形狀煤中水分的存在形狀 1 1、游離水、游離水 以物理吸附或附著方式與煤結(jié)合的水分稱為游離水分，又以物理吸附或附著方式與煤結(jié)合的水分稱為游離水分，又分為外在水和內(nèi)在水。分為外在水和內(nèi)在水。 外在水又成為自在水或外表水分。用外在水又成為自在水或外表水分。用MfMf表示。此類水分是表示。此類

7、水分是在開采、儲存等過程中帶入的，覆蓋在煤粒外表上，其蒸汽壓在開采、儲存等過程中帶入的，覆蓋在煤粒外表上，其蒸汽壓與純水的一樣，在空氣中風(fēng)干與純水的一樣，在空氣中風(fēng)干1 12 2天后，即可蒸發(fā)除去，又稱天后，即可蒸發(fā)除去，又稱風(fēng)干水分，即在一定條件下煤樣與周圍空氣濕度到達(dá)平衡時所風(fēng)干水分，即在一定條件下煤樣與周圍空氣濕度到達(dá)平衡時所失去的水分。失去的水分。2022-4-3012 內(nèi)在水是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部直徑小于內(nèi)在水是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部直徑小于10-5cm的毛細(xì)的毛細(xì)孔中的水分，用孔中的水分，用Minh表示。由于毛細(xì)孔的吸附作用，這部分水表示。由于毛細(xì)孔的吸附作用，這部分水分的蒸汽壓

8、低于純水的，所以難以蒸發(fā)除去，需求在水的正常分的蒸汽壓低于純水的，所以難以蒸發(fā)除去，需求在水的正常沸點(diǎn)以上才干除掉。在一定條件下煤樣到達(dá)空氣枯燥形狀時所沸點(diǎn)以上才干除掉。在一定條件下煤樣到達(dá)空氣枯燥形狀時所堅(jiān)持的水分稱為空氣枯燥煤樣水分堅(jiān)持的水分稱為空氣枯燥煤樣水分Mad) 。除去內(nèi)在水分的。除去內(nèi)在水分的煤稱為枯燥煤。煤稱為枯燥煤。 外在水分和內(nèi)在水分的和稱為全水分外在水分和內(nèi)在水分的和稱為全水分 用用Mt表示表示 。2 2、化合水、化合水 以化合的方式與煤中的礦物質(zhì)結(jié)合的水，即通常說的結(jié)晶以化合的方式與煤中的礦物質(zhì)結(jié)合的水，即通常說的結(jié)晶水。如石膏中的水，水。如石膏中的水，CaSO42H2

9、OCaSO42H2O。游離水在。游離水在105 105 110110的的溫度下，經(jīng)過溫度下，經(jīng)過 h h即可蒸發(fā)掉，而結(jié)晶水要在即可蒸發(fā)掉，而結(jié)晶水要在200200以上以上才干除掉。才干除掉。 在煤的工業(yè)分析中常測定原煤樣的全水分和空氣枯燥煤在煤的工業(yè)分析中常測定原煤樣的全水分和空氣枯燥煤樣水分，普通不測化合水。樣水分，普通不測化合水。mmMt12022-4-30131.2 煤中全水分Mt的測定 國家規(guī)范國家規(guī)范GB/T211-2019GB/T211-2019中規(guī)定了煤中全水分測定的五中規(guī)定了煤中全水分測定的五種方法。通常采用以下方法：種方法。通常采用以下方法： 方法方法A A：通氮枯燥法，適

10、用于各種煤：通氮枯燥法，適用于各種煤 用預(yù)先枯燥并稱量過的稱量瓶迅速稱取用預(yù)先枯燥并稱量過的稱量瓶迅速稱取10 10 12g(12g(準(zhǔn)確至準(zhǔn)確至0.001g0.001g粒度小于粒度小于6mm6mm的煤樣，平攤。翻開稱量瓶蓋，放入預(yù)先的煤樣，平攤。翻開稱量瓶蓋，放入預(yù)先通入枯燥氮?dú)獠⒁鸭訜岬酵ㄈ肟菰锏獨(dú)獠⒁鸭訜岬?05 105 110110的通氮枯燥箱中，煙煤枯的通氮枯燥箱中，煙煤枯燥燥2h, 2h, 褐煤和無煙煤枯燥褐煤和無煙煤枯燥3h, 3h, 取出后立刻蓋上蓋子。在空氣中取出后立刻蓋上蓋子。在空氣中放置約放置約5min5min，然后放入枯燥器中冷卻至室溫后稱量。進(jìn)展檢查，然后放入枯燥器中

11、冷卻至室溫后稱量。進(jìn)展檢查性枯燥，每次性枯燥，每次30min,30min,直到延續(xù)兩次枯燥后的質(zhì)量減少或質(zhì)量添直到延續(xù)兩次枯燥后的質(zhì)量減少或質(zhì)量添加時為止。在后一種情況下，采用質(zhì)量添加前一次的質(zhì)量作為加時為止。在后一種情況下，采用質(zhì)量添加前一次的質(zhì)量作為計算根據(jù)。根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計算水分的含量。計算根據(jù)。根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計算水分的含量。結(jié)果計算 Mt Mt煤樣的全水分；煤樣的全水分； m m煤樣的質(zhì)量，煤樣的質(zhì)量，g g； m1 m1煤樣枯燥后減輕的質(zhì)量，煤樣枯燥后減輕的質(zhì)量，g g。 2022-4-3014 方法方法B B：空氣枯燥法，適用于煙煤和無煙煤：空氣枯燥法，適用于煙煤和無煙煤

12、將稱量瓶放入預(yù)先通入鼓風(fēng)并已加熱到將稱量瓶放入預(yù)先通入鼓風(fēng)并已加熱到105 105 110110的空氣的空氣枯燥箱中，在鼓風(fēng)條件下煙煤枯燥枯燥箱中，在鼓風(fēng)條件下煙煤枯燥2h, 2h, 無煙煤枯燥無煙煤枯燥3h3h。其它步。其它步驟同上。驟同上。 方法方法C C：微波枯燥法，適用于煙煤和褐煤：微波枯燥法，適用于煙煤和褐煤 煤樣在微波爐內(nèi)，利用微波發(fā)生器產(chǎn)生的交變電場作用，引煤樣在微波爐內(nèi)，利用微波發(fā)生器產(chǎn)生的交變電場作用，引起摩擦發(fā)熱，使水分迅速蒸發(fā)。特點(diǎn)：受熱均勻，水分蒸發(fā)快；起摩擦發(fā)熱，使水分迅速蒸發(fā)。特點(diǎn)：受熱均勻，水分蒸發(fā)快；不適用于無煙煤和焦炭等導(dǎo)電性較強(qiáng)的試樣。不適用于無煙煤和焦炭等

13、導(dǎo)電性較強(qiáng)的試樣。 方法方法D D：適用于外在水分高的煙煤和無煙煤：適用于外在水分高的煙煤和無煙煤 在預(yù)先枯燥并稱量過的淺盤中迅速稱取粒度小于在預(yù)先枯燥并稱量過的淺盤中迅速稱取粒度小于13mm13mm的煤樣的煤樣50050010g(10g(準(zhǔn)確至準(zhǔn)確至0.1g)0.1g)，均勻攤平，放入預(yù)先通入鼓風(fēng)并已加熱到，均勻攤平，放入預(yù)先通入鼓風(fēng)并已加熱到105 105 110110的枯燥箱中，煙煤枯燥的枯燥箱中，煙煤枯燥2h, 2h, 無煙煤枯燥無煙煤枯燥3h3h。將淺盤取。將淺盤取出，迅速稱量。進(jìn)展檢查性枯燥，每次出，迅速稱量。進(jìn)展檢查性枯燥，每次30min,30min,直到延續(xù)兩次枯燥直到延續(xù)兩次

14、枯燥后的質(zhì)量減少不超越后的質(zhì)量減少不超越0.5g0.5g或質(zhì)量添加為止。在后一種情況下，采或質(zhì)量添加為止。在后一種情況下，采用質(zhì)量添加前一次的質(zhì)量作為計算根據(jù)用質(zhì)量添加前一次的質(zhì)量作為計算根據(jù). .2022-4-3015 1.3 空氣枯燥煤樣水分的測定 空氣枯燥煤樣水分又稱空氣枯燥基水分Mad) ，測定方法有三種。 A 通氮枯燥法適用于一切煤種 B 空氣枯燥法適用于煙煤和無煙煤 C 微波枯燥法適用于褐煤和煙煤水分的快速測定) 。 空氣枯燥法的測定步驟： (1).在預(yù)先枯燥并稱量過的稱量瓶內(nèi)迅速稱取粒度小于0.2mm的空氣枯燥 煤樣1.00.1g ，平攤在稱量瓶中. (2)翻開稱量瓶蓋，放入預(yù)先

15、通入鼓風(fēng)并已加熱到105 110的枯燥箱中，煙煤枯燥1h, 無煙煤枯燥1.5h。 3) 取出后蓋上蓋子，放入枯燥器中冷卻至室溫后稱量，直到延續(xù)兩次枯燥后的質(zhì)量減少不超越0.0010g或質(zhì)量添加時為止.根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計算水分的含量。當(dāng)水分小于2.00%時，不用進(jìn)展檢查性枯燥。 結(jié)果計算： Mad 煤樣的空氣枯燥基水分； m煤樣的質(zhì)量，g； m1煤樣枯燥后減輕的質(zhì)量，g。 ； 煤的灰分不是煤中固有物質(zhì)，而是煤在規(guī)定條件下，其中一切可燃物質(zhì)完全熄滅后以及煤中礦物質(zhì)在一定溫度下經(jīng)過一系列分解、氧化和化合等復(fù)雜反響所構(gòu)成的殘留物。用符號A表示。 煤的灰分幾乎全部來自煤中的礦物質(zhì)，但它的組成和性質(zhì)與煤

16、中的礦物質(zhì)不完全一樣，是煤中礦物質(zhì)的衍生物。 緩慢灰化法 儀器mmA1ad2022-4-30182.1測定過程 稱取空氣枯燥煤樣1.00.1g，于曾經(jīng)在81510灼燒恒量的灰皿中，均勻平攤，每cm2不超越0.15g，置溫度低于100的高溫爐中。在爐門留有約15mm左右的縫隙供自然通風(fēng)，控制加熱速度，使?fàn)t溫在30min左右緩慢升高至500并堅(jiān)持此溫度30min。然后，升高溫度至81510，封鎖爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于枯燥器中冷至室溫約20min稱量，然后進(jìn)展檢查性灼燒，每次進(jìn)展20min，直到煤樣的質(zhì)量變化小于0.001g時為止，取最后一次質(zhì)量計算?；曳?4MJ/kg的為煙煤，

17、24MJ/kg為褐煤。劃分為褐煤后，根據(jù)透光率PM=3050%為二號褐煤，30為1號褐煤。 煤的收到基低位發(fā)熱量是評價動力煤質(zhì)量的最主要的目的。在對外貿(mào)易中，動力煤常已收到基低位發(fā)熱量為計價根據(jù)。2. 發(fā)熱量測定意義3.1 何為彈筒、高位和低位發(fā)熱量？ 煤炭在氧氣中的熄滅是一種化學(xué)反響，煤熄滅放出的熱量就是煤和氧氣發(fā)生的化學(xué)反響的反響熱。而化學(xué)反響的反響熱不僅與參與化學(xué)反響的反響物組成與形狀有關(guān)，還與產(chǎn)物的組成和形狀有關(guān)，另外還與反響所處的壓力等條件有關(guān)。所以提到所謂煤的發(fā)熱量就該當(dāng)闡明是什么形狀的煤在什么條件下與氧氣怎樣熄滅反響，得到什么形狀的什么產(chǎn)物所放出的熱量，才算完好。3. 彈筒、高位

18、和低位發(fā)熱量 在實(shí)驗(yàn)室條件下測定煤的發(fā)熱量時，煤的狀態(tài)和熄滅條件煤樣到達(dá)空氣枯燥形狀、在充有過量的氧氣的氧彈內(nèi)完全熄滅都是固定的，可以變化的就是產(chǎn)物的組成和形狀。因此，根據(jù)煤炭在充有過量的氧氣的氧彈內(nèi)完全熄滅后其產(chǎn)物的組成和形狀不同，將煤的發(fā)熱量區(qū)分為三種發(fā)熱量。 彈筒發(fā)熱量 Qb發(fā)熱量 高位發(fā)熱量 Qgr 低位發(fā)熱量 Qnet發(fā)熱量 熄滅產(chǎn)物彈 筒 O2、N2、CO2、HNO3、 H2SO4、液態(tài)水、固態(tài)灰高 位 O2、N2、CO2、 SO2、 液態(tài)水、 固態(tài)灰低 位 O2、N2、CO2、 SO2、 氣態(tài)水、 固態(tài)灰 彈筒發(fā)熱量是實(shí)驗(yàn)室測定發(fā)熱量時直接從量熱儀上測定的發(fā)熱量； 高位發(fā)熱量是由

19、彈筒發(fā)熱量減去硝酸生成熱和硫酸校正熱后得到的發(fā)熱量； 低位發(fā)熱量是由高位發(fā)熱量減去水的氣化熱后得到的發(fā)熱量；2022-4-3044 取一定量的煤樣在充溢高壓氧氣的彈筒浸沒在裝一定質(zhì)量的水的容器俗稱內(nèi)筒內(nèi)完全熄滅，生成的熱被水吸收，水溫升高，由水升高的溫度，計算樣品的發(fā)熱量。 2、試劑和資料 點(diǎn)火絲：0.07mm鎳鉻絲；氧氣：不應(yīng)有氫和其它可燃物，制止運(yùn)用電解氧；儀器公用的包紙；另預(yù)備50kg的蒸餾水放入不銹鋼水桶中，與儀器在同一房間內(nèi)恒溫10小時以上備用。 3.2 發(fā)熱量的測定方法WELL8000自動快速量熱儀1、原理 3.測定步驟1) 稱取粒度小于0.2mm 的空氣枯燥煤樣1g準(zhǔn)確0.0002g，包于30-90毫克左右的紙中，放入氧彈芯的熄滅皿中。2) 把點(diǎn)火絲的一端卡在左邊電極上，用點(diǎn)火絲將樣品纏繞一圈后將另一端卡在右邊電極上。3接通水泵電源，水桶內(nèi)的水自動加到桶內(nèi)的定量容器中，溢流時封鎖電源，翻開放水閥將水全部放進(jìn)量熱儀的內(nèi)筒。4把氧彈芯放入氧彈桶中，從內(nèi)筒中取10毫升水參與氧彈中壓嚴(yán)密封墊，套上鋼圈，擰緊氧彈蓋。 (5) 翻開氧氣瓶閥門，氧彈頭正對充氧器嘴下方，下壓充氣手柄充入氧氣。氧