模塊五 第三節(jié) 煤的揮發(fā)分和固定碳

模塊五煤的工業(yè)分析

第三講煤的揮發(fā)分和固定碳第三講煤的揮發(fā)分和固定碳

揮發(fā)份：煤樣在規(guī)定的條件下隔絕空氣加熱并進(jìn)行水分校正后的質(zhì)量損失，項(xiàng)目符號(hào)V。水分碳碳?xì)浠衔餁涞难趸锊话ㄎ锢砦剿郑òㄍ庠诤蛢?nèi)在水分）和礦物質(zhì)二氧化碳一、煤的揮發(fā)分第三講煤的揮發(fā)分和固定碳

1.揮發(fā)分的測(cè)定稱取一定量的一般分析試驗(yàn)煤樣，放在帶蓋的瓷坩堝中，在900±10℃下，隔絕空氣加熱7min。以減少的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減去該煤樣的水分含量作為煤樣的揮發(fā)分?？諝飧稍锩簶拥膿]發(fā)分按式（4-16）計(jì)算，報(bào)告值修約至小數(shù)點(diǎn)后兩位。（4-16）

干燥無(wú)灰基揮發(fā)分按照式（4-17）、式（4-18）和式（4-19）換算：第三講煤的揮發(fā)分和固定碳

（4-17）

當(dāng)一般分析試驗(yàn)煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量為2%~12%時(shí)，則：

（4-18）當(dāng)一般分析試驗(yàn)煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于12%時(shí)，則：

（4-19）第三講煤的揮發(fā)分和固定碳

揮發(fā)分測(cè)定的重復(fù)性限和再現(xiàn)性臨界差如表4-13規(guī)定。表4-13揮發(fā)分測(cè)定的精密度揮發(fā)分/%重復(fù)性限Vad/%再現(xiàn)性臨界差Vd/%＜20.000.300.5020.00~40.000.501.00＞40.000.801.50第三講煤的揮發(fā)分和固定碳2.焦渣特征煤樣在測(cè)定揮發(fā)分后殘留物的黏結(jié)和結(jié)焦性狀稱之為焦渣特征，項(xiàng)目符號(hào)CRC。煤種不同，坩堝殘留物的形狀、強(qiáng)度和光澤等物理特征就有所不同，從這些特征可初步判斷煤的黏結(jié)性、熔融性和膨脹性。測(cè)定揮發(fā)分所得焦渣的特征，按下列規(guī)定區(qū)分為八類。（1）粉狀（1型）。全部是粉末，沒(méi)有相互黏著的顆粒；（2）黏著（2型）。手指輕碰即有粉末或基本上是粉末，其中較大的團(tuán)塊輕輕一碰即成粉末；（3）弱黏結(jié)（3型）。手指輕壓即成小塊；（4）不熔融黏結(jié)（4型）。以手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無(wú)光澤，下表面稍有銀白色光澤；（5）不膨脹熔融黏結(jié)（5型）。焦渣形成扁平的塊，煤粒的界線不易分清，焦渣表面上有明顯銀白色金屬光澤，下表面銀白色光澤更明顯；第三講煤的揮發(fā)分和固定碳

（6）微膨脹熔融黏結(jié)（6型）。用手指壓不碎，焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤，但焦渣表面具有較小的膨脹泡（或小氣泡）；（7）膨脹熔融黏結(jié)（7型）。焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過(guò)15mm。（8）強(qiáng)膨脹熔融黏結(jié)（8型）。焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，焦渣高度大于15mm。

3.影響揮發(fā)分的因素影響揮發(fā)份的因素煤變質(zhì)程度：揮發(fā)分隨煤化程度的提高而下降成因類型：煤化程度相同時(shí)，腐植煤的揮發(fā)分低于腐泥煤煤巖組分：煤化程度相同時(shí)，殼質(zhì)組的揮發(fā)分最高，鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組最低。第三講煤的揮發(fā)分和固定碳4.揮發(fā)分指標(biāo)的應(yīng)用作為煤分類指標(biāo)確定煤的加工利用途徑計(jì)算煤的發(fā)熱量預(yù)測(cè)并估算煤干餾時(shí)各主要產(chǎn)物的產(chǎn)率選擇適于特定煤源的燃燒設(shè)備或適于特定設(shè)備的煤源在環(huán)境保護(hù)中，揮發(fā)分還是制定煙霧法令的依據(jù)之一。第三講煤的揮發(fā)分和固定碳5.煤的揮發(fā)分分級(jí)煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分分級(jí)見(jiàn)表4-14，中國(guó)煤以中高揮發(fā)分煤居多，約占30%；其次為高揮發(fā)分煤，約占24%；其他揮發(fā)分級(jí)別的煤所占比例不大。表4-14煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分分級(jí)（MT/T849）序號(hào)級(jí)別名稱代號(hào)Vdaf/%1特低揮發(fā)分煤SLV≤10.002低揮發(fā)分煤LV10.01~20.003中等揮發(fā)分煤MV20.01~28.004中高揮發(fā)分煤MHV28.01~37.005高揮發(fā)分煤HV37.01~50.006特高揮發(fā)分煤SHV>50.00第三講煤的揮發(fā)分和固定碳二、固定碳1.固定碳含量的計(jì)算從測(cè)定揮發(fā)分后的煤樣殘?jiān)袦p去灰分后的殘留物稱為固定碳，項(xiàng)目符號(hào)FC。和揮發(fā)分一樣，固定碳不是煤中的固有成分，而是熱分解產(chǎn)物。在組成上，固定碳除含有碳元素外，還包含氫、氧、氮和硫等元素。煤的工業(yè)分析中，固定碳一般不直接測(cè)定，而是通過(guò)計(jì)算獲得。在一般分析試驗(yàn)煤樣測(cè)定水分、灰分和揮發(fā)分后，由式（4-20）計(jì)算空氣干燥基固定碳：

（4-20）第三講煤的揮發(fā)分和固定碳2.固定碳與煤質(zhì)的關(guān)系固定碳含量與煤變質(zhì)程度有一定關(guān)系。煤中干燥無(wú)灰基固定碳含量隨煤化度的加深而逐漸增大。一般褐煤的daf(FC)

≤60%，煙煤的daf(FC)在50%~90%之間，無(wú)煙煤daf(FC)

＞90%。世界上有些國(guó)家以daf(FC)作為煤的分類依據(jù)，這是因?yàn)樵诟稍餆o(wú)灰狀態(tài)下，daf(FC)與Vdaf是一件事情的兩個(gè)方面，Vdaf+daf(FC)

＝100%。表4-15煤的固定碳分級(jí)表（MT/T561）3.燃料比煤的固定碳與揮發(fā)分之比稱為燃料比，項(xiàng)目符號(hào)FC/V，也是表征煤化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。燃料比隨煤化度的增高而增高。例如，褐煤的燃料比為0.6~1.5，長(zhǎng)焰煤1.0~1.7，氣煤1.0~2.3，焦煤2.0~4.6，瘦煤4.0~6.2，無(wú)煙煤9~29。無(wú)煙煤燃料比變化很大，可作為劃分無(wú)煙煤小類的指標(biāo)。燃料比也是評(píng)價(jià)煤燃燒特性的一項(xiàng)指標(biāo)。

4.煤的固定碳分級(jí)

煤的固定碳分級(jí)的級(jí)別名稱、代號(hào)和固定碳含量范圍如表4-15所示。第三講煤的揮發(fā)分和固定碳表4-15煤的固定碳分級(jí)表（MT/T561）序號(hào)級(jí)別名稱代號(hào)分級(jí)范圍（FCd），%1特低固定碳煤SLFC≤45.002低固定碳煤LFC>45.00~55.003中等固定碳煤MFC>55.00~65.004中高固定碳煤MHFC>65.00~75.005高固定碳煤HFC>75.00~85.006特高固定碳煤SHFC>85.00【例5-2】分別稱取空氣干燥煤樣1.2000g，測(cè)定灰分時(shí)殘?jiān)馁|(zhì)量是0.1125g，測(cè)定揮發(fā)分時(shí)失去質(zhì)量為0.1420g，如果已知此煤中Mad為4.00%，求試樣中的Aad、Vad、Vdaf和FCad。第三講煤的揮發(fā)分和固定碳解：由式（4-10）得：由式（4-16）得：由式（4-17）得：由式（4-20）得：

daf(FC)

=100－(4.00+7.83+9.38)=78.79答：該試樣的空氣干燥基灰分Aad為9.38%，空氣干燥基揮發(fā)分Vad為7.83%，干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf為9.04%，空氣干燥基固定碳daf(FC)為78.79%。第三講煤的揮發(fā)分和固定碳三、各種煤的工業(yè)分析指標(biāo)范圍

表4-16是我國(guó)不同類別煤的工業(yè)分析指標(biāo)變化范圍，它是根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)際經(jīng)驗(yàn)匯編而成的，可以作為審查各指標(biāo)的參考依據(jù)。如各類煤的灰分超過(guò)25%，則許多指標(biāo)的下限會(huì)隨灰分的增高而不斷降低，但Vdaf的上限要增高。如實(shí)測(cè)結(jié)果超過(guò)了上述范圍，則應(yīng)考慮其測(cè)值的正確性，并需查找偏高或偏低的原因。表4-16我國(guó)不同類別煤的工業(yè)分析指標(biāo)變化范圍煤炭類別Mad/%Vdaf/%CRC煤炭類別Mad/%Vdaf/%CRC褐煤5~2838~621肥煤0.2~2.0＞20~376~8長(zhǎng)焰煤2~20＞37~531~4焦煤0.1~2.0＞15~285~8不黏煤1.5~15＞20~371~4瘦