煤炭發(fā)熱量與灰分的關(guān)系

1、煤炭灰分與發(fā)熱量的相關(guān)關(guān)系及其應(yīng)用 一、前言煤的灰分不是煤中的固有成分，而是煤中所有可燃物質(zhì)完全燃燒以及煤中礦物質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘渣；煤的發(fā)熱量是指每單位質(zhì)量的煤完全燃燒所產(chǎn)生的熱量，是表征煤炭各種特性的的綜合指標(biāo)。發(fā)熱量測定在煤質(zhì)分析中是一個操作復(fù)雜、影響因素較多的項目，特別是環(huán)境因素，國標(biāo)規(guī)定：室內(nèi)溫度要恒定、有恒溫措施、室內(nèi)無空氣對流、測發(fā)熱量與測熱容量條件一致、有制冷設(shè)備等，測試條件非常苛刻，因此，發(fā)熱量測定是一個較難掌握的項目，平行樣測試結(jié)果常常超差，浪費許多人力和物力。相比而言，灰分測定則容易得多，稱一定量的空氣干燥煤樣，放入馬弗爐中，以一定的速

2、度加熱到（ 815± 10） ， 灰化并灼燒到質(zhì)量恒定，以殘留物的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)作為灰分產(chǎn)率。整個測定過程有溫控儀自動控制，且一次可測多個煤樣，平行煤樣幾乎不超差。為了能夠快速、準(zhǔn)確了解煤炭的發(fā)熱量，我們著力尋找煤的灰分與發(fā)熱量的相關(guān)關(guān)系，從而由灰分分析結(jié)果推出發(fā)熱量結(jié)果，并運用相關(guān)關(guān)系對分析結(jié)果進行預(yù)測。二、煤的發(fā)熱量和灰分的相關(guān)性分析1、發(fā)熱量的表示方法介紹：在試驗室內(nèi)，由熱量計直接測得的發(fā)熱量，叫做煤的彈筒發(fā)熱量，用符號 Qb表示；煤在氧彈中燃燒和煤在工業(yè)上實際燃燒時，無論從燃燒產(chǎn)物、放出的熱量都不一樣。煤在空氣中燃燒時，煤中的硫形成二氧化硫逸出，而在彈筒中卻形成硫酸，

3、這樣就多出了二氧化硫形成三氧化硫的生成熱和三氧化硫形成硫酸的生成熱；煤中的水，無論是吸附水、結(jié)晶水或是熱解水，當(dāng)煤在空氣中燃燒時，都成為水蒸氣逸走，而在彈筒內(nèi)，煤燃盡后都成了液態(tài)水，顯然水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水，又放出這部分氣化時吸收的熱量；煤在空氣中燃燒時，氮成游離狀態(tài)逸出，而在彈筒內(nèi)，氮都成了硝酸，這里又有熱量的放出。因此彈筒所測得的發(fā)熱量要比實際工業(yè)上燃燒時的發(fā)熱量高。為了使測得的發(fā)熱量接近工業(yè)上燃燒煤的熱值，把測得的彈筒發(fā)熱量減去形成硫酸和硝酸所放出的熱量，這樣的發(fā)熱量叫做煤的高位發(fā)熱量。用符號Qgr表示。本文所探討的就是煤的高位干基發(fā)熱量（）和煤的干基灰分（Ad）的相關(guān)性分析。2、煤的高位干

4、基發(fā)熱量（）和煤的干基灰分（ Ad）的相關(guān)性分析收集了新汶礦區(qū)1998 年 1 月 2004年 12月份的分析數(shù)據(jù)共73 組，數(shù)據(jù)見下表。表1編號灰分Ad%實測發(fā)熱量 發(fā)熱量（回歸方程計算值）實測值與計算值差值（cal/g ）X= Y=12345789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839998384041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727375根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制的灰分與實測發(fā)熱量的散點圖如下圖：從散點圖看出：Ad 與 Qg

5、r,d 大致成反比關(guān)系，并且相關(guān)性較好。3、煤的高位干基發(fā)熱量（）和煤的干基灰分（Ad）回歸方程的建立設(shè)丫為發(fā)熱量Qgr,d , X為灰分Ado由表1數(shù)據(jù)可求得以下值：通過上面的分析我們知道，高位干基發(fā)熱量和干基灰分的回歸方程為：=公式1 （發(fā)熱量單位：兆焦 /千克）4、應(yīng)用基低位發(fā)熱量與干基灰分回歸方程的建立對新汶礦區(qū)煤炭的發(fā)熱量進一步進行分析，可以推算導(dǎo)低位應(yīng)用基發(fā)熱量和全水、干基灰分的回歸方程。新汶礦區(qū)煤炭主要為氣煤、氣肥煤，若氫值（Had）按分析水（Mad按進行計算，由公式1可以推導(dǎo)出應(yīng)用基發(fā)熱量和全水、干基灰分的回歸方程。應(yīng)用基低位發(fā)熱量和全水、干基灰分的回歸方程為：=33751-3

6、66Ad-361Mt+ 公式 2 （發(fā)熱量單位：千焦/千克）5、用回歸方程進行數(shù)據(jù)分析（ 1 ）對高位干基發(fā)熱量和干基灰分的回歸方程進行數(shù)據(jù)分析根據(jù)表 1 數(shù)據(jù)繪制的灰分與回歸方程計算的發(fā)熱量的散點圖如下圖：由表1還可以看出，實測發(fā)熱量與回歸方程所計算的發(fā)熱量存在一定差值，最大差值為g （有兩個數(shù)據(jù)大于300cal/g ,屬于可疑數(shù)據(jù)），最小差值僅為g,可見，回歸方程計算結(jié)果與實測值的對應(yīng)性較好。為此，我們由圖3 可以直觀的反映出來：（ 2）對應(yīng)用基發(fā)熱量和干基灰分的回歸方程進行數(shù)據(jù)分析收集了新汶礦區(qū)2000 年 1 月 2004 年 12 月份的分析數(shù)據(jù)共10 組，數(shù)據(jù)見下表。表2編號全水

7、% 灰分 Ad% 實測發(fā)熱量發(fā)熱量 （ 回歸方程計算值） 實測值與計算值差值（cal/g ）12232522941147224060241652532182522050544246662464165222092217831621728217391172184921653478227432235094922547230821281023759237483由表 2 可以看出，回歸方程計算值與實測發(fā)熱量差值最大為147cal/g ， 最小為 3cal/g ，回歸方程計算的應(yīng)用基低位發(fā)熱量結(jié)果與實測值的對應(yīng)性較好。三、回歸方程的實際應(yīng)用我們推導(dǎo)出的回歸方程在實際工作中可用于預(yù)測新汶礦區(qū)煤的高位干基發(fā)熱量和應(yīng)用基低位發(fā)熱量。下面舉例說明：例 1 ：某一混煤的Ad 為 %，全水為%，用回歸方程可計算發(fā)熱量：=( 6043Kcal/kg ) =33751-366Ad-361Mt+=33751-366*+*= MJ/kg ( 5247Kcal/kg