工业分析换算

灰分全部来自矿物质，但其组成和数量又不同于煤 中原有矿物质，因此煤的灰分应称为“灰分产率” 。
测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以 及确定其使用价值也有重要意义 • 因为煤中灰分是有害物质，所以各种用 途的煤，灰分越低也就越好。虽然煤灰 是煤中有害物，但进行综合利用后，也 会变废为宝，为国家创造财富的。
3．对工业用煤的要求
• 煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为 化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质 冶金用焦，对炼焦用煤有以下要求：
（1）有较强的结焦性或粘结性
（2）煤的灰分要低
（3）煤的硫分要低 （4）配合煤的挥发分要合适
建材工业用煤
• 在建材工业中，水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石 灰等建筑材料，都要经过各种炉窑焙烧、锻烧 甚至熔化等高温处理，而煤炭是主要的燃料， 其中水泥工业对煤质要求最高，尤其是年产水 泥20万吨以上的大、中型水泥厂的回转窑烧成 用煤。因其煤的灰分大小及其煤灰的组成成分 直接影响到水泥的配料，通常要求灰分低、煤 灰成分稳定。如灰分太高，发热量就低，达不 到熟料的烧成温度1450℃以上（要求燃料火焰 温度达1600～1700℃）。
2．测定过程
3. 计 算
式中
m A m
ad
1
m——试料的质量，g； m1——灼烧后残渣质量，g。
4．灰分测定的允许误差
表4 灰分测定的允许误差（%）
同一实验室 不同实验室
灰分（%）
<15 15~30 >30
0.2 0.3 0.5
0.3 0.5 0.7
四、挥发分产率的测定
• 将煤放在与空气隔绝的容器内，在高温下 经一定时间加热后，煤中的有机质和部分矿 物质分解为气体释出，由减小的质量再减去 水的质量即为煤的挥发分。 因为煤中可燃性挥发分不是煤的固有物质， 而是在特定条件下，煤受热的分解产物，而 且其测定值受温度、时间和所用坩埚的大小、 形状等不同而异，测定方法为规范性试验方 法，因此所测的结果应称为挥发分产率，用 符号V表示。
（二）煤中全水分（Mt或Mar ）的测定
煤中全水分的测定有三种方法: A 、B、 C
方法A仅适用于烟煤和无烟煤，并作为测定 烟煤和无烟煤水分的仲裁测定方法； 方法B和方法C适用于褐煤、烟煤和无烟煤， 但以方法B作为测定褐煤全水分的仲裁方法。 按测定的速度来说: 方法A为常规测定法，方法B、C为快速测定法。
2．煤的分类
• 煤的种类繁多，质量也相 差悬殊，不同类型的煤有 不同的用途。 • 如结焦性好或粘结性好的 煤是优质的炼焦用煤，热 稳定性好的无烟块煤是合 成氨厂的主要原料，挥发 分和发热量都高的煤是较 好的动力用煤，一些低灰、 低硫的年轻煤则是加压气 化制造煤气和加氢液化制 取人造液体燃料的较好原 料。
1．仪器
灰皿
长方形灰皿
• 称取分析煤样10.1g，于已经在81510℃灼 烧恒量的灰皿中，轻微振动，使样品分散为均 匀的薄层，置温度低于100℃的高温炉中。在 炉门留有约15mm左右的缝隙供自然通风，控 制加热速度，使炉温在30min左右缓慢升高至 500℃并保持此温度30min。然后，升高温度 至81510℃，关闭炉门，在此温度下继续灼 烧1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室温（约 20min）称量，然后进行检查性灼烧，每次进 行20min，直到煤样的质量变化小于0.001g时 为止，取最后一次质量计算。灰分<15%的样 品，可不必进行检查性灼烧。
结果计算
式中
m M m
t
1
Mt——煤样的全水分； m——煤样的质量，g；
m1——煤样干燥后减轻的质量，g。
全水份测定注意问题
1. 在测定煤样的全水分以前，应仔细检查贮 存煤样的容器密封情况，擦净容器表面，称量， 并与容器标签上所注明的质量进行核对。 如果煤样在运送过程中水分有损失，则可按下 式求出补正后的煤样全水分：
煤的外在水分和全水分，不仅影响动力用煤的低位发热量， 而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。
2．元素分析
• 主要测定煤中碳、氢、氧、氮、硫等元 素，了解煤的元素组成。元素分析的结 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 的依据。
3．其它分析
• 如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多， 但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、 钒、铝、钽等常见的稀有元素。 • 如煤中的锗含量在20g∙g-1以上时即可计 算储量而有一定的提取价值，镓含量在 50g∙g-1以上和铀含量在300～500g∙g-1 以上时也有提取价值，
硫
硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元 素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的 高低无明显关系，其含量从最低的0.1到 最高的10%均有。
煤的元素组分的不同，不仅能反映出 煤化程度，而且也直接表征出煤性质 的不同。 如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性 很差或是没有粘结性的年轻煤；碳含量高、 氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老 煤，只有碳含量在84～88%，氢含量在5%以 上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好 的炼焦用煤。
3.2

空气干燥基（ad ）
是指煤样所处环境与水蒸气压达到平衡时 的煤样。在新标准中规定：煤样若在空气 中连续干燥1小时后质量变化不超过0.10%， 则认为达到空气干燥状态。
3.3
干基（d）
以无水状态的煤样为标准的分析结果表示 方法。
3.4

干燥无灰基（daf）
它是以假想的无水无灰状态的煤为基准的分 析结果表示方法。
有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析，再加 上煤的发热量和煤中全硫的测定，则称为全工业分 析。
二、煤的分析方法分类
• 煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。 如水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，发热量低， 经济价值就小。 根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标，就 可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量。 煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标。 对于合成氨工业，空气干燥基的固定碳含量（FCad）是 评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价值的 一个重要指标。
m M M (1 M ) m
1 t 1 1
M1为煤样在运送过程中水分的损失量（%）
全水份测定注意问题 2. 全水分测定结果的允许误差
表3 平行测定全水分的允许误差
全水分 （Mt，%）
平行测定结果的 允许误差（%）
<10 ≥10
0.40 0.50
* 在同一化验室进行全水分测定时
（三）分析煤样的水分测定
分析煤样的水分就是空气干燥基水分Mad ，测 定方法分为常规方法、快速方法和蒸馏方法三种。
m M m
ad
1
Mad——分析煤样水分
；
m1——分析煤样干燥后失去的质量，g；
m——分析煤样的质量，g。
三、灰分的测定
• 煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物 质（除水分以外的所有无机质的总称）在一定 温度下，经一系列复杂化学反应以后所剩下的 残渣，用符号A表示。
2．存在形态或操作情况指标及符号
表2 常用指标及符号
项 目 符 号 外在 或 游离 内 全 在 高 位 低 位 恒 容 恒 压
f
free
inh
t
gr
net
nether
v
p
inherence total
3．各种基准的表示符号 • 基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤 样分析试验，将得出不同的结果，所以基准 又是用以计算和表达测定值的主要依据之一。
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氧
氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素， 越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发 热量常随氧元素含量的增高而降低，其含 量从1～30%均有。
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氮
氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～ 3%。
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
二、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。
（一）煤中水分的存在形态 （二）煤中全水分（Mt）的测定
（三）分析煤样的水分测定
（一）煤中水分的存在形态 • 分为两类 :化合水、游离水
1．化合水： 以化合方式和煤中矿物质结合的水， 即通常所说的结晶水，例如硫酸钙 （ C a S O 4 2 H 2 O ） 、 高 岭 土 （Al2O32SiO42H2O）中的结晶水。结晶水 要在200℃以上才能分解析出。
2．游离水：
收到基（ar） as received air dry 空气干燥基（ad）
干基（d）
dry
dry af
干燥无灰基（daf）
干燥无矿物质基（dmmf） mineral matter tree
3.1
收到基（ar）
就其含义而言，是从收到的一批煤样中取出 具有代表性的煤样，以此种状态的煤样测定的结 果并以此基表示的值，称为收到基。
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
碳
碳是组成煤大分子的骨架，在各元素 中最高，一般大于70%。随着煤化程度 的不断增高，煤中碳元素的含量也越高， 如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。
煤的元素组分
即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氢
氢是煤中第二个重要的组成元素，它占 煤的质量分数为1～6%，越是年轻的煤， 其含量也越高。
第七章 煤质分析
主要内容 §7.1 概述 §7.2 煤的工业分析 §7.3 煤中硫的测定
§7.4 煤发热量的测定 §7.5 工业分析结果计算煤的发热量
§7.1
概述
一、煤的组成和分类 二、煤的分析方法分类