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煤質(zhì)分析報告 煤炭工業(yè)分析方法 煤炭分析資料 煤質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)http://www.teertu.com
一、 煤中水分分析方法簡介
(1)外在水分(Wwz)外在水分是指煤在開采、運輸和洗選過程中潤濕在煤的外表以及大毛細(xì)孔(直徑>10-5厘米)中的水.它以機(jī)械方式與煤相連結(jié)著,較易蒸發(fā),其蒸汽壓與純水的蒸汽相等.在空氣中放置時,外在水分不斷蒸發(fā),直至煤中水分的蒸汽壓與空氣的相對濕度達(dá)到平衡時為止,此時失去的水分就是外在水分.含有外在水分的煤稱為應(yīng)用煤,失去外在水分的煤稱為風(fēng)干煤.外在水分的多少與煤粒度等有關(guān),而與煤質(zhì)無直接關(guān)系.
(2)內(nèi)在水分(Wnz)吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細(xì)孔(直徑<10-5厘米)中的水,稱為內(nèi)在水分.內(nèi)在水分指將風(fēng)干煤加熱到105-110時所失去的水分,它主要以物理化學(xué)方式(吸附等)與煤相連結(jié)著,較難蒸發(fā),故蒸氣壓小于純水的蒸汽壓.失去內(nèi)在水分的煤稱為絕對干燥或干煤.
煤炭灰分分析方法資料 http://www.teertu.com
一.灰分的來源和種類煤灰?guī)缀跞吭从诿褐械牡V物質(zhì),但煤在燃燒時,礦物質(zhì)大部分被氧化,分解,并失去結(jié)晶水,因此,煤杰的組成和含量與煤中礦物質(zhì)的組成和含量差別很大.我們一般說的煤的灰分實際上就是煤灰產(chǎn)率,煤中礦物質(zhì)和灰分來源,一般可分三種.
(1)原生礦物質(zhì) 它是原來存在于成煤植物中的礦物質(zhì),質(zhì)緊密地結(jié)合在一起,極難用機(jī)械的方法將其分開.它燃燒后形成母體灰分,這部分?jǐn)?shù)量很小.
(2)次生礦物質(zhì) 當(dāng)死亡植質(zhì)堆積和菌解時,由風(fēng)和水帶來的細(xì)粘土,沙?；蛴伤锈},鎂,鐵等離子生成的腐植酸鹽及FeS2等混入而成,在煤中成包裹體存在.用顯微鏡觀察煤的光片或薄片時,如它們均勻分布在煤中,并且顆粒很細(xì),則很難與煤分離;如它們顆粒較大,比重與差很大,并在煤中分布不均,則把煤破啐后尚可能將它們洗選掉.煤中的原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)合稱為內(nèi)在礦物質(zhì),來自于內(nèi)在礦物質(zhì)的灰分,稱為內(nèi)在灰分.一般次生礦物質(zhì)在煤中的含量也不多,僅有少數(shù)煤層中次生礦物質(zhì)較多,如遷
移堆積抽形成的煤層即如此.
(3)外來礦物質(zhì) 這種礦物質(zhì)原來不含于煤層中,它是由在采煤過程中混入煤中的頂,底板和夾矸層中的矸石所形成的.其數(shù)量多少,根據(jù)開采條件在很大的范圍里波動.它的主要成分SiO2 ,A12O3,也是一些CaSO3,CaSO4,FeS2等.這類礦物質(zhì)應(yīng)通過加強(qiáng)質(zhì)量管理,機(jī)智地使用炸藥,鞏固坑道,合理采煤并通過轉(zhuǎn)筒篩選機(jī)篩選和手選的方法予以減少.外來礦物質(zhì)的塊度,比重越大時,越易分離,可用一般選煤方式將它除掉.外來礦物質(zhì)在煤燃燒時形成的灰分稱為外在灰分.
二.煤灰熔融性資料 煤灰熔融性和煤灰粘度是動力用煤的重重要指標(biāo).煤灰熔融性習(xí)慣上稱作煤灰熔點,但嚴(yán)格來講,這是不確切的.因為煤灰是多種礦物質(zhì)組成的混合物,這種混合物并沒有一個固定的溶點,而僅有一個熔化溫度的范圍.開始熔化的溫度遠(yuǎn)比其中任一組分純凈礦物質(zhì)熔點為低.這些組分在一定溫度下還會形成一種共熔體,這種共熔體在熔化狀態(tài)時,有熔解煤灰中其他高熔點物質(zhì)的性能,從而改變了熔體的成及其熔化溫度.
煤灰的熔融性和煤灰的利用取決于煤灰的組成.煤灰成分十分復(fù)雜,主要有:
SiO2,A12O3,Fe2,CaO,MgO,SO3等,如下表所示:
我國煤灰成分的分析
灰分成分
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K20+Na20
含量(%)
15-60
15-40
1-35
1-20
1-5
1-5
煤灰成分及其含量與層聚積環(huán)境有關(guān).我國很多煤層的礦物質(zhì)以粘土為主,煤灰成分則為SiO2,Al2O3為主,兩者總和一般可達(dá)5080%.在濱海沼澤中形成的煤層,如華北晚石紀(jì)煤層黃鐵礦含量高,煤灰中Fe2O3及SO3含量亦較高;在內(nèi)陸湖盆地中形成的某些第三紀(jì)褐煤的煤灰中CaO含量較高.大量試驗資料表明,SiO2含量在4560%時,灰熔點隨SiO2含量增加而降低;SiO2在其含量〈45%或〉60%時,與灰熔點的關(guān)系不夠明顯.Al2O3在煤灰中始終起增高灰熔點的作用.煤灰中Al2O3的含量超過期30%時,灰熔點1500灰成分中Fe2O3,CaO,MaO均為較易熔組分,這些組分含量越高,灰熔點就越低.灰熔點也可根據(jù)其組成用經(jīng)驗公式進(jìn)行計算.
煤炭的揮發(fā)分和固定碳分析方法資料
揮發(fā)分主要是煤中有機(jī)質(zhì)熱分解的產(chǎn)物,評價煤質(zhì)時為了排除水分,灰分,變化的影響,須將分析煤樣揮發(fā)分換算為以可燃物為基準(zhǔn)的揮發(fā)分,以符號VR表示.換算分式為:
Vr=Vf 100
100-WF-AF
式中:Vr可燃基(無水無灰基)揮發(fā)分,%;
Vf分析基揮發(fā)分,%;
Wf分析煤樣水分,%;
Af分析煤樣灰分,%.
揮發(fā)分隨煤化程度升高而降低的規(guī)律性十分明顯,可以初步估計煤的種類和化學(xué)工藝性質(zhì),而且揮發(fā)分的測定簡單,快速,易于標(biāo)幾乎世界各國都采用可燃基揮發(fā)分(Vr)作
為煤炭工業(yè)分類的第一分燈指標(biāo).揮發(fā)分的分析結(jié)果常受煤中礦物質(zhì)的影響.所以當(dāng)煤中碳酸鹽含量較高,礦物質(zhì)在高溫下分解出來的CO2,結(jié)果水等也包括在揮發(fā)分內(nèi).所以當(dāng)煤中碳酸鹽含量較高,分解出來的CO2產(chǎn)率大于2%時,需要對煤的揮發(fā)進(jìn)行正.也可在測定揮發(fā)分之前,用鹽酸處理分析煤樣,使煤中碳中碳酸鹽事先分解.在我國大多數(shù)煤中,粘土礦物,高嶺土在560析出的結(jié)果水也算入揮發(fā)分,因此粘土礦物含量高的煤所測出的揮發(fā)分通常偏高.固定碳就是測定揮發(fā)分后殘留下來的機(jī)物質(zhì)的產(chǎn)率,可按下式算出:
Cgd=1000-(Wf+Af+Vf)
焦渣按其形狀,特征的不同可分為八種類型,用來初步表不同煤種的粘性,熔融性及膨脹性.根據(jù)揮發(fā)分測定后的焦渣可知,泥炭,褐煤,煙煤中長焰煤,貧煤及無煙煤沒有粘結(jié)性;煙煤中氣,肥,焦,瘦煤都有粘結(jié)性,可作為煉焦煤,而其中肥煤和焦煤沒有粘結(jié)性好,其坩堝焦熔融,粘結(jié)良好且具有膨脹性.
有關(guān)國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GB 3715-91 代替GB 3715-83
煤的工業(yè)分析方法步驟資料
[煤的工業(yè)分析]煤的工業(yè)分析,又叫煤的技術(shù)分析或?qū)嵱梅治?是評價煤質(zhì)的基本依據(jù).
在國家標(biāo)準(zhǔn)種,煤的工業(yè)分析包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳等指標(biāo)的測定.通常煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳等指標(biāo)的測定.通常煤的水分、灰分、揮發(fā)分是直接測出的,而固定碳是用差減法計算出來的.廣義上講,煤的工業(yè)分析還包括煤的全硫分和發(fā)熱量的測定, 又叫煤的全工業(yè)分析.
1、煤的水分
煤的水分,是煤炭計價中的一個輔助指標(biāo).
煤的水分直接影響煤的使用、運輸和儲存.煤的水分增加,煤中有用成分相對減少,且水分在燃燒時變成蒸汽要吸熱,因而降低了煤的發(fā)熱量.煤的水分增加,還增加了無效運輸,并給卸車帶來了困難.特點是冬季寒冷地區(qū),經(jīng)常發(fā)生凍車,影響卸車,影響生產(chǎn),影響車皮周轉(zhuǎn),加劇了運輸?shù)木o張.
煤的水分也容易引起煤炭粘倉而減小煤倉容量,甚至發(fā)生堵倉事故.隨著礦井開采深度的增加,采掘機(jī)械化的發(fā)展和井下安全生產(chǎn)的加強(qiáng),以及噴露灑水、煤層注水、綜合防塵等措施的實施,原煤水分呈增加的趨勢.為此,煤礦除在開采設(shè)計上和開采過程中的采煤、掘進(jìn)、通風(fēng)和運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)上制定減少煤的水分的措施外,還應(yīng)在煤的地面加工中采取措施減少煤的水分.
(1)煤中游離水和化合水
煤中水分按存在形態(tài)的不同分為兩類,既游離水和化合水.游離水是以物理狀態(tài)吸附在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)管中和附著在煤顆粒表面的水分;化合水也叫結(jié)晶水,是以化合的方式同煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水.如硫酸鈣(NaSO4.2H2O)和高齡土(AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的結(jié)晶水.游離水在105~110C的溫度下經(jīng)過1~2小時可蒸發(fā)掉,而結(jié)晶水通常要在200C以上才能分解析出.
煤的工業(yè)分析中只測試游離水,不測結(jié)晶水.
(2)煤的外在水分和內(nèi)在水分
煤的游離水分又分為外在水分和內(nèi)在水分.
外在水分,是附著在煤顆粒表面的水分.外在水分很容易在常溫下的干燥空氣中蒸發(fā),蒸發(fā)到煤顆粒表面的水蒸氣壓與空氣的濕度平衡時就不再蒸發(fā)了.內(nèi)在水分,是吸附在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分.內(nèi)在水分需在100C以上的溫度經(jīng)過一定時間才能蒸發(fā).高內(nèi)在水分,當(dāng)煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔內(nèi)吸附的書分達(dá)到飽和狀態(tài)時,這是煤的內(nèi)在水分達(dá)到高值,稱為高內(nèi)在水分.高內(nèi)在水分與煤的孔隙度有關(guān),而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有關(guān),所以,高內(nèi)在水分含量在相當(dāng)程度上能表征煤的煤化程度,尤其能更好地區(qū)分低煤化度煤.如年輕褐煤的高內(nèi)在水分多在25%以上,少數(shù)的如云南彌勒褐煤高內(nèi)在水分達(dá)31%.高內(nèi)在水分小于2%的煙煤,幾乎都是強(qiáng)粘性和高發(fā)熱量的肥煤和主焦煤.無煙煤的高內(nèi)在水分比煙煤有有所下降,因為無煙煤的孔隙度比煙煤增加了.
(3)煤的全水分http://www.teertu.com
全水分,是煤炭按灰分計加中的一個輔助指標(biāo).a.煤中全水分的含義.煤中全水分,是指煤中全部的游離水分,即煤中外在水分和內(nèi)在水分之和.必須指出的是,化驗室里測試煤的全水分時所測的煤的外在水分和內(nèi)在水分,與上面講的煤中不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的外在水分和內(nèi)在水分是完全不同的.化驗室里所測的外在水分是指煤樣在空氣中并同空氣濕度達(dá)到平衡時失去的水分(這是吸附在煤毛細(xì)孔中的內(nèi)在水分也會相應(yīng)失去一部分,其數(shù)量隨當(dāng)時空氣濕度的降低和溫度的升高而增大),這時殘留在煤中的水分為內(nèi)在水分.顯然,化驗室測試的外在水分和內(nèi)在水分,除與煤中不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的外在水分和內(nèi)在水分有關(guān)外,還與測試是空氣的濕度和溫度有關(guān).b.煤的全水分測試方法要點見GB212-91.
2、煤的灰分http://www.teertu.com
煤的灰分,是指煤完全燃燒后剩下的殘渣.因為這個殘渣是煤中可燃物完全燃燒,煤中礦物質(zhì)(除水分外所有的無機(jī)質(zhì))在煤完全燃燒過程中經(jīng)過一系列分解、化合反應(yīng)后的產(chǎn)物,所以確切地說,灰分應(yīng)稱為灰分產(chǎn)率.
(1)煤中礦物質(zhì)
煤中礦物質(zhì)分為內(nèi)在礦物質(zhì)和外在礦物質(zhì).
a.內(nèi)在礦物質(zhì),又分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì).原生礦物質(zhì),是成煤植物本身所含的礦物質(zhì),其含量一般不超過1~2%;次生礦物質(zhì),是成煤過程中泥炭沼澤液中的礦物質(zhì)與成煤植物遺體混在一起成煤而留在煤中的.次生礦物質(zhì)的含量一般也不高,但變化較大.內(nèi)在礦物質(zhì)所形成的灰分叫內(nèi)在灰分,內(nèi)在灰分只能用化學(xué)的方法才能將其從煤中分離出去.
b.外來礦物質(zhì),是在菜煤和運輸過程中混入煤中的頂、底板和夾石層的矸石.外在礦物質(zhì)形成的灰分叫外在灰分,外在灰分可用洗選的方法將其從煤中分離出去.
(2)煤中灰分http://www.teertu.com
煤中灰分來源于礦物質(zhì).煤中礦物質(zhì)燃燒后形成灰分.如粘土、石膏、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質(zhì)在煤的燃燒中發(fā)生分解和化合,有一部分變成氣體逸出,留下的殘渣就是灰分.
2SiO2bAL2O3b2H2O 2SiO2+AL2O3+2H2Ou
-r
CaSO4b2H2O CaSO4+2H20u
-r
CaCO3 CaO+CO2u"
-r
CaO+SO3 CaSO4
-r
CaO+SO3 2Fe2O3+8SO2u
-r
灰分通常比原物質(zhì)含量要少,因此根據(jù)灰分,用適當(dāng)公式校正后可近似地算出礦物質(zhì)含量.
(3)煤灰灰分對工業(yè)利用的影響
煤中灰分是煤炭計價指標(biāo)之一.在灰分計加重,灰分是計價的基礎(chǔ)指標(biāo);在發(fā)熱量計加重,灰分是計價的輔助指標(biāo).灰分是煤中的有害物質(zhì),同樣影響煤的使用、運輸和儲存.煤用作動力燃料時,灰分增加,煤中可燃物質(zhì)含量相對減少.礦物質(zhì)燃燒灰化時要吸收熱量,大量排渣要帶走熱量,因而降低了煤的發(fā)熱量,影響了鍋爐操作(如易結(jié)渣、熄火),加劇了設(shè)備磨損,增加排渣量.煤用于煉焦時,灰分增加,焦炭灰分也隨之增加,從而降低了高爐的利用系數(shù).還必須指出的是,煤中灰分增加,增加了無效運輸,加劇了我國鐵路運輸?shù)木o張.
(4)煤的灰分測定見GB212-91.
3、煤的揮發(fā)分http://www.teertu.com
煤的揮發(fā)分,即煤在一定溫度下隔絕空氣加熱,逸出物質(zhì)(氣體或液體)中減掉水分后的含量.剩下的殘渣叫做焦渣.因為揮發(fā)分不是煤中固有的,而是在特定溫度下熱解的產(chǎn)物,所以確切的說應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率.
(1)煤的揮發(fā)分不僅是煉焦、氣化要考慮的一個指標(biāo),也是動力用煤的一個重要指標(biāo),是動力煤按發(fā)熱量計價的一個輔助指標(biāo).揮發(fā)分是煤分類的重要指標(biāo).煤的揮發(fā)分反映了煤的變質(zhì)程度,揮發(fā)分由大到小,煤的變質(zhì)程度由小到大.如泥炭的揮發(fā)分高達(dá)70%,褐煤一般為40~60%,煙煤一般為10~50%,高變質(zhì)的無煙煤則小于10%.煤的揮發(fā)分和煤巖組成有關(guān),角質(zhì)類的揮發(fā)分高,鏡煤、亮煤次之,絲碳低.所以世界各國和我國都以煤的揮發(fā)分作為煤分類的重要的指標(biāo).
(2)煤的揮發(fā)分測試要點見GB212-91.
有關(guān)國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GB 3715-91 http://www.teertu.com 代替GB 3715-83
4、煤的固定碳
煤中去掉水分、灰分、揮發(fā)分,剩下的就是固定碳.
煤的固定碳與揮發(fā)分一樣,也是表征煤的變質(zhì)程度的一個指標(biāo),隨變質(zhì)程度的增高而增高.所以一些國家以固定碳作為煤分類的一個指標(biāo).固定碳是煤的發(fā)熱量的重要來源,所以有的國家以固定碳作為煤發(fā)熱量計算的主要參數(shù).固定碳也是合成氨用煤的一個重要指標(biāo).
固定碳計算公式:
(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時:
(FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO2,ad(煤)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時:
(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣)]
式中:
(FC)admm分析煤樣的固定碳,%;
Madmm分析煤樣的水分,%;
Aadmm分析煤樣的灰分,%;
Vadmm分析煤樣的揮發(fā)分,%;
CO2,ad(煤)mm分析煤樣中碳酸鹽CO2含量,%;
CO2,ad(焦渣)mm焦渣中CO2占煤中的含量,%;
5、煤的硫分
(1)煤中硫存在的形態(tài)
煤中硫分,按其存在的形態(tài)分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩種.有的煤中還有少量的單質(zhì)硫.
煤中的有機(jī)硫,是以有機(jī)物的形態(tài)存在與煤中的硫,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,至今了解的還不夠充分,大體有以下官能團(tuán):硫醇類,R-SH(-SH,為硫基);噻吩類,如噻吩、苯駢噻吩、硫醌類,如對硫醌、硫醚類,R-S-Rr;硫蒽類等.煤中無機(jī)硫,是以無機(jī)物形態(tài)存在于煤中的留.無機(jī)硫又分為硫化物硫和硫酸鹽硫.硫化物硫絕大部分是黃鐵礦硫,少部分為白鐵礦硫,兩者是同質(zhì)多晶體.還有少量的ZnS,PbS等.硫酸鹽硫主要存在于CaSO4中.煤中硫分,按其在空氣中能否燃燒又分為可燃硫和不可燃硫.有機(jī)硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫都能在空氣中燃燒,都是可燃硫.硫酸鹽硫不能在空氣中燃燒,是不可燃硫.煤燃燒后留在灰渣中的硫(以硫酸鹽硫為主),或焦化后留在焦炭中的硫(以有機(jī)硫、硫化鈣和硫化亞鐵等為主),稱為固體硫.煤燃燒逸出的硫,或煤焦化隨煤氣和焦油析出的硫,稱為揮發(fā)硫(以硫化氫和硫氧化碳(COS)等為主).煤的固定硫和揮發(fā)硫不是不變的,而是隨燃燒或焦化溫度、升溫速度和礦物質(zhì)組分的性質(zhì)和數(shù)量等而變化.
煤中各種形態(tài)的硫的總和稱為煤的全硫(St).煤的全硫通常包含煤的硫酸鹽硫(Ss)、硫鐵礦硫(Sp)和有機(jī)硫(So).St=Ss+Sp+So如果煤中有單支流,全硫中還應(yīng)包含單質(zhì)硫.
(2)煤中硫?qū)I(yè)利用的影響
硫是煤中有害物質(zhì)之一.煤作為燃料在燃燒時生成SO2,SO3不僅腐蝕設(shè)備,而且污染空氣,甚至降酸雨,嚴(yán)重危及植物生長和人的健康.煤用于合成氨制半水煤氣時,由于煤氣中硫化氫等氣體較多不易脫凈,易毒化合成催化劑而影響生產(chǎn).煤用于煉焦,煤中硫會進(jìn)入焦炭,使鋼鐵變脆.鋼鐵中硫含量大于0.07%時就成了廢品.為了減少鋼鐵中的硫,在高爐煉鐵時加石灰石,這就降低了高爐的有效容積,而且還增加了排渣量.煤在儲運中,煤中硫化鐵等含量多時,會因氧化、升溫而自燃.我國煤田硫的含量不一.東北、華北等煤田硫含量較低,山東棗莊小槽煤、內(nèi)蒙烏大、山西汾西、山西銅川等煤礦硫含量較高,貴州、四川等煤礦硫含量更高.四川有的煤礦硫含量高達(dá)4~6%以上,洗選后降到2%都困難.
脫去煤中的硫,是煤炭利用的一個重要課題.在這方面美國等西方國家對潔凈煤的研究取得很大進(jìn)展.他們首先是發(fā)展煤的洗選加工(原煤入洗比重0~80%以上,我國不足20%),通過洗選降低了煤中的灰分,除去煤中的無機(jī)硫(有機(jī)硫靠洗選是除不去的);其次是在煤的燃燒中脫硫和煙道氣中脫硫.這無疑增加了用煤成本.我們也在開展?jié)崈裘旱难芯?針對我國目前動力煤洗煤廠能力利用率僅50%多,應(yīng)盡快制定和實施燃煤環(huán)保法,以促進(jìn)煤碳洗選加工的發(fā)展和潔凈煤技術(shù)的應(yīng)用.
本文來源于華諾煤炭化驗設(shè)備:量熱儀、煤炭化驗設(shè)備、煤質(zhì)分析儀器、煤炭檢測設(shè)備 http://www.teertu.com