第二章 煤和焦炭的分析

《第二章 煤和焦炭的分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章 煤和焦炭的分析（111页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、LOGO第二章 煤和焦炭的分析2.1 概述概述一、煤的组成和分类一、煤的组成和分类煤是由煤是由有机质有机质、矿物质矿物质和和水水三部分组成。三部分组成。 有机质和部分矿物质是可燃的，水和大部分矿有机质和部分矿物质是可燃的，水和大部分矿物质是不可燃的。物质是不可燃的。 有机质有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，碳和氢主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，碳和氢占有机质的占有机质的95%以上。硫在燃烧时也放热，但燃烧的产物以上。硫在燃烧时也放热，但燃烧的产物SO2不但腐蚀设备而且污染环境。不但腐蚀设备而且污染环境。 矿物质矿物质主要是碱金属、碱土金属、铁、铝的碳酸盐、硫主要是碱金属、碱土金属、

2、铁、铝的碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能燃烧，酸盐、磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能燃烧，正是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热正是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热量。量。1 1、煤的组成、煤的组成 碳是组成煤大分子碳是组成煤大分子的骨架，在各元素中最的骨架，在各元素中最高，一般大于高，一般大于70%。随。随着煤化程度的不断增高，着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，高，如某些超无烟煤，碳含量可超过碳含量可超过97%。 碳碳氢是煤中第二个重要氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤

3、的组成元素，它占煤的质量分数为的质量分数为16%，越是年轻的煤，其含越是年轻的煤，其含量也越高。量也越高。 氢氢氧元素是组成煤有氧元素是组成煤有机质的十分重要的机质的十分重要的元素，越是年轻的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例煤，氧元素的比例也越大，发热量常也越大，发热量常随氧元素含量的增随氧元素含量的增高而降低，其含量高而降低，其含量从从130%均有。均有。 氧氧 氮元素在氮元素在煤中的比例煤中的比例较少，一般较少，一般为为0.53%。 氮氮硫硫硫元素也是组硫元素也是组成煤的有机质成煤的有机质的一种常见元的一种常见元素，它在煤中素，它在煤中含量的多少，含量的多少，与煤化程度的与煤化程度的高低无

4、明显关高低无明显关系，其含量从系，其含量从最低的最低的0.1到最到最高的高的10%均有。均有。泥炭沉积后经历脱泥炭沉积后经历脱水、压实之后形成水、压实之后形成的初期产物就是褐的初期产物就是褐煤，褐煤其实是一煤，褐煤其实是一种年轻的煤种，它种年轻的煤种，它是不成熟的煤。是不成熟的煤。 褐煤长时间在压力、褐煤长时间在压力、热量等一系列煤化作热量等一系列煤化作用下，逐渐就有烟煤、用下，逐渐就有烟煤、无烟煤的形成。无烟无烟煤的形成。无烟煤是最老年的一种煤煤是最老年的一种煤种。种。(1)褐煤：褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分疏松；含挥发分40%40%左

5、右，燃点低，容易着火，左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤大），燃烧时间短，需经常加煤。 (2)烟煤：烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；

6、大多数烟煤有粘性，黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。燃烧时易结渣。(3)无烟煤：无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达达80%以上；挥发分含量低，在以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，粘结性弱，燃烧时不易结渣

7、。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。以减轻火力强度。 二、煤的分析项目二、煤的分析项目工业分析和元素分析工业分析和元素分析1、工业分析、工业分析 煤的工业分析包括煤的煤的工业分析包括煤的水分水分（moisture)、灰分灰分(ash)、挥发分挥发分(volatile)和和固定碳固定碳(fixed carbon)四个项目的测定。四个项目的测定。 通常，水分、灰分、挥发分都直接测定，通常，水分、灰分、挥发分都直接测定，固定碳不直接测定，而是用差减法进行计算。固定碳不直接测定，而是用差减法进行计算。 煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。 如水分和

8、灰分高的煤，它的有机质含量就如水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，发热量低，经济价值就小。少，发热量低，经济价值就小。 煤的工业分析又叫技术分析或实用分煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤的基本依据。析，是评价煤的基本依据。2 2元素分析元素分析 煤中煤中主要含有主要含有碳、氢、氧、氮、硫碳、氢、氧、氮、硫等等元素，元素，此外，煤炭中还往往含有许多放射此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如性和稀有元素如铀、锗、镓铀、锗、镓等。等。元素分析元素分析的结果是对煤进行科学分类的主要依据。的结果是对煤进行科学分类的主要依据。在工业上，是计算发热量、计算热量平衡在工业上，是计算发热量、计

9、算热量平衡的依据。的依据。 煤中的稀散元素很多，但一般是指有煤中的稀散元素很多，但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、钽等元素。提取价值的锗、镓、铀、钒、钽等元素。 除硫外，煤中还含有一些有害元素，除硫外，煤中还含有一些有害元素，如磷、氯、砷、氟、汞等。可以根据需要如磷、氯、砷、氟、汞等。可以根据需要进行检测。进行检测。元素分析仪第二节 煤试样的采取和制备一、采样工具末端开口采样探子末端开口采样探子窗口关闭式采样钻窗口关闭式采样钻三、采样方法三、采样方法四、试样的制备四、试样的制备1 1、破碎、破碎2 2、筛分、筛分3 3、混匀、混匀4 4、缩分、缩分2.2 2.2 煤的工业分析煤的工业分析一

10、、水分的测定一、水分的测定 煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。因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，同时有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，而且它在煤大量水分存在，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蒸发掉。所以煤的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。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 1 1、游离水、游离水 以物理吸附或附着方式与煤结合的水分称为游离水分，以物理吸附或附着方式与煤结合的水分称为游离水分，又分为又

11、分为外在水外在水和和内在水内在水。 外在水又成为自由水或表面水分外在水又成为自由水或表面水分。用用M Mf f表示。表示。此类水分此类水分是在开采、贮存等过程中带入的，覆盖在煤粒表面上，其蒸汽是在开采、贮存等过程中带入的，覆盖在煤粒表面上，其蒸汽压与纯水的相同，在空气中风干压与纯水的相同，在空气中风干1 12 2天后，即可蒸发除去，又天后，即可蒸发除去，又称风干水分，即在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时称风干水分，即在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分。除去外在水分的煤又称风干煤。所失去的水分。除去外在水分的煤又称风干煤。 内在水是指吸附或凝聚在煤粒内部直径小于内在水是指