第四章煤中水分2015详解
煤炭指标详解
煤炭指标详解一、水分（M）煤的水分分为两种，一是内在水分（Minh），是由植物变成煤时所含的水分；二是外在水分（Mf），是在开采、运输等过程中附在煤炭表面和裂隙中的水分。
全水分是煤的外在水分和内在水分总和。
一般来讲，煤的变质程度越大，内在水分越低。
褐煤、长焰煤内在水分普通较高，贫煤、无烟煤内在水分较低。
水分的存在对煤的利用极其不利，它不仅浪费了大量的运输资源，而且当煤作为燃料时，煤中水分会成为蒸汽，在蒸发时消耗热量；另外，精煤的水分对炼焦也产生一定的影响。
一般水分每增加2%，发热量降低100kcal/kg（大卡/千克）；冶炼精煤中水分每增加1%，结焦时间延长5～10min。
二、灰分（A）煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分，灰分分外在灰分和内在灰分。
外在灰分是来自顶板和夹研中的岩石碎块，它与采煤方法的合理与否有很大关系。
外在灰分通过分选大部分能去掉。
内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物，内在灰分越高，煤的可选性越差。
灰是有害物质。
动力煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcal/kg左右。
冶炼精煤中灰分增加，高炉利用系数降低，焦炭强度下降，石灰石用量增加；灰分每增加1%，焦炭强度下降2%，高炉生产能力下降3%，石灰石用量增加4%。
三、挥发分（V）煤在高温和隔绝空气的条件下加热时，所排出的气体和液体状态的产物称为挥发分。
挥发分的主要成分为甲烷、氢及其他碳氢化合物等。
它是鉴别煤炭类别和质量的重要指标之一。
一般来讲，随着煤炭变质程度的增加，煤炭挥发分降低。
褐煤、气煤挥发分较高，瘦煤、无烟煤挥发分较低。
四、固定碳含量（FC）固定碳含量是指除去水分、灰分和挥发分的残留物，它是确定煤炭用途的重要指标。
从100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即煤的固定碳含量。
根据使用的计算挥发分的基准，可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。
五、发热量（Q）发热量是指单位质量的煤完全的燃烧时所产生的热量，主要分为高位发热量和低位发热量。
煤的水分
煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占75.5%，消费占75.0%。
在国民经济中，工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤中水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响
煤中水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响1.水分指单位重量的煤中水的含量。
煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。
一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。
煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。
水分对煤的加工利用是有害物质。
在煤的贮存过程中，它能加速风化、裂开，甚至自燃;在运输时，会增加运量，铺张运力，增加运费;炼焦时，消耗热量，降低炉温，延长炼焦时间，降低生产效率;燃烧时，降低有效发热量;在高寒地区的冬季，还会使煤冻结，造成装卸困难。
只有在压制煤砖和煤球时，需要适量的水分才能成型。
2.灰分是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。
它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。
灰分对煤的加工利用极为不利。
灰分越高，热效率越低;燃烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和燃烧，同时造成排渣困难;炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严峻影响焦炭质量。
煤灰成分非常简单，成分不同直接影响到灰分的熔点。
灰熔点低的煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来很多困难。
为此，在评价煤的工业用途时，必需分析灰成分，测定灰熔点。
3.挥发分指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。
它是对煤进行分类的主要指标，并被用来初步确定煤的加工利用性质。
煤的挥发分产率与煤化程度有亲密关系，煤化程度越低，挥发分越高，随着煤化程度加深，挥发分渐渐降低。
4.固定碳测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。
焦渣减去灰分称为固定碳。
它是煤中不挥发的固体可燃物，可以用计算方法算出。
焦渣的外观与煤中有机质的性质有亲密关系，因此，依据焦渣的外观特征，可以定性地推断煤的粘结性和工业用途。
煤中全水分的测定方法
煤中全水分的测定方法
第一步：样品的准备
首先，将所要测试的煤样研磨成粉末状。
然后，将研磨好的煤样分为
两份等分样。
每一份样品的质量应保持一致，一份样品用于测定全水分，
另一份样品可以用于其它分析。
第二步：样品的称重
将一份样品称重，称得的质量为m_1，然后将该样品放入105℃±2℃
的恒温干燥器中进行恒定重量。
恒定重量指样品重量在连续称重3次的过
程中质量变化不超过0.1%。
第三步：样品的干燥
将放入恒温干燥器中的样品在105℃±2℃的条件下干燥2小时以上，直到样品质量不再变化。
根据国标的规定，样品的干燥时间不得少于2小时。
第四步：样品的称重和计算水分
在干燥完毕后，将样品从恒温干燥器中取出，立即进行称重，称得的
质量为m_2、然后，根据以下公式计算煤中的全水分含量（W）：W=(m_1-m_2)/m_1×100%
其中，W为煤中的全水分含量，m_1为未干燥前煤样的质量，m_2为
干燥后煤样的质量。
需要注意的是，在测定煤中全水分时，需要使用精确的天平进行称重，并且要确保干燥过程中温度、时间以及恒温干燥器的稳定性。
此外，为了
保证测量结果的准确性，可以进行重复测定，并取其平均值作为最终的水分含量。
总结起来，测定煤中全水分含量的国标方法主要分为样品的准备、样品的称重、样品的干燥以及样品的称重和计算水分这四个步骤。
通过严格按照国标的规定进行操作，可以得到准确可靠的煤中全水分含量结果。
全水是煤炭中含有的水分
全水是煤炭中含有的水分，灰分是煤炭燃烧后剩余的灰分，挥发份是煤炭燃烧中可挥发成分，固定碳是指煤炭除去水分、灰分和挥发分后的残留物，全硫是煤炭中所有硫元素含量（污染指标），热值是煤炭的发热量，它是确定煤炭质量用途的重要指标。
第一个指标：水分（M）煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
煤中水分过大是不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。
现在我们常报的水份指标有：1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar 表示。
通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。
也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
煤中水分的赋存状态分为2大类。
一类是与矿物质相结合的水，称为化合水或结晶水。
如石膏（CaSO4。
2H2O）和高岭土（Al2O3。
2SiO2。
2H2O）中的结晶水就是以化合形式与矿物质相结合。
这部分水分通常要在2000C 以上的温度下才能分解析出。
如CaSO4。
2H2O中的2个分子结晶水要在5000C以上才能完全脱除，在1700C时能脱除其中1.5份结晶水。
工业分析中的水分则不包括这部分结晶水。
另一类水分是以物理状态与煤的有机物质相联系。
即水分以附着和吸附等形式存在于煤中，这部分水统称为游离水分。
这些游离水分在105-1100C的温度下经过一定时间的蒸发即可全部脱除。
游离水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度深浅，也是决定媒质优劣的重要参数之一。
当煤的内部毛细孔吸附的水分达到饱和状态时，其所含的水分称为煤的最高内在水分。
煤内部毛细孔容积的大小，基本上能表征煤的煤化程度。
尤其是低煤化度煤，毛细孔的内表面积很大，其最高内在水分含量也高。
煤的外在水分和内在水分合称为煤的全水分（Mt）。
由于煤的外在水分随煤矿地质条件、大气的湿度等外界条件的改变而变化，所以煤炭的全水分含量也是经常发生变化的。
全水是煤炭中含有的水分
全水是煤炭中含有的水分，灰分是煤炭燃烧后剩余的灰分，挥发份是煤炭燃烧中可挥发成份，固定碳是指煤炭除去水分、灰分和挥发分后的残留物，全硫是煤炭中所有硫元素含量（污染指标），热值是煤炭的发烧量，它是肯定煤炭质量用途的重要指标。
第一个指标：水分（M）煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
煤中水分过大是无益于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。
此刻咱们常报的水分指标有：一、全水分（Mt），是煤中所有内在水分和外在水分的总和，也常常利用Mar表示。
通常规定在8%以下。
二、空气干燥基水分(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水分。
也可以以为是内在水分，老的国家标准上有称之为“分析基水分”的。
煤中水分的赋存状态分为2大类。
一类是与矿物质相结合的水，称为化合水或结晶水。
如石膏（CaSO4。
2H2O）和高岭土（Al2O3。
2SiO2。
2H2O）中的结晶水就是以化合形式与矿物质相结合。
这部份水分通常要在2000C以上的温度下才能分解析出。
如CaSO4。
2H2O中的2个分子结晶水要在5000C以上才能完全脱除，在1700C时能脱除其中份结晶水。
工业分析中的水分则不包括这部份结晶水。
另一类水分是以物理状态与煤的有机物质相联系。
即水分以附着和吸附等形式存在于煤中，这部份水统称为游离水分。
这些游离水分在105-1100C的温度下通过一按时间的蒸发即可全数脱除。
游离水分的多少在必然程度上能表征煤炭的煤化程度深浅，也是决定媒质好坏的重要参数之一。
当煤的内部毛细孔吸附的水分达到饱和状态时，其所含的水分称为煤的最高内在水分。
煤内部毛细孔容积的大小，大体上能表征煤的煤化程度。
尤其是低煤化度煤，毛细孔的内表面积很大，其最高内在水分含量也高。
煤的外在水分和内在水分合称为煤的全水分（Mt）。
由于煤的外在水分随煤矿地质条件、大气的湿度等外界条件的改变而转变，所以煤炭的全水分含量也是常常发生转变的。
煤的水分名词解释
煤的水分名词解释煤是一种重要的化石燃料，广泛应用于电力、钢铁、化工等行业。
而煤中的水分也是影响煤质的一个重要指标。
在本文中，我们将解释煤的水分的概念、特性以及对煤质的影响。
一、煤的水分概念煤的水分是指煤中所含的水的含量。
一般来说，煤中的水分主要分为两种形式：表面水和内部水。
表面水是煤表面所附着的水分，通常在矿井中采矿过程中加水或在露天堆场中暴露在自然环境中时吸附的水分。
而内部水是煤内部孔隙中所含的水分，主要是天然存在于煤中的水。
二、煤的水分特性1. 含水量：煤的水分含量通常以百分比表示，即煤中所含水的重量与煤的总重量之比。
一般来说，煤的含水量越高，其燃烧时所释放的热量和能量就越低。
2. 吸附性：煤可以吸附大量的水分，这是由于煤中存在着大量的孔隙和微孔，这些孔隙和微孔可以吸附水分分子。
因此，即使在干燥的环境中，煤依然可能保持一定的含水量。
3. 揮发性：煤的水分是煤中揮发性物质的一部分。
揮发性物质是指在煤燃烧时能够从煤中挥发出来的物质，其中水分是最容易挥发的成分之一。
揮发性物质的存在也决定了煤的可燃性。
三、煤的水分对煤质的影响1. 燃烧性能：煤的水分含量与其燃烧效率密切相关。
煤中含有大量的水分时，燃烧时需要先将水分蒸发掉，这样就会消耗部分能量，从而影响燃烧过程的效率。
而煤中含水量越低，煤的可燃性就越高，燃烧过程中的能量损失也越小。
2. 热值：煤的水分含量对其热值有着直接的影响。
煤中含水量越高，其热值一般会相对较低，因为煤中的水分并不产生燃烧的热量。
因此，对于需要高热值煤的应用领域，如电力行业，煤中的水分含量需要尽可能地降低。
3. 运输和储存：煤中的水分含量对煤的运输和储存有重要的影响。
含水量较高的煤在运输时可能会导致煤堆结块，增加了运输成本和风险。
而湿度较高的煤也不利于长期的储存，容易出现霉变和变质的情况。
总结起来，煤的水分是煤质的一个重要指标，它影响着煤的燃烧性能、热值以及运输和储存的可行性。
在实际应用中，需要根据具体的需求和用途选择合适的煤质。
煤水分基本知识
1、煤中水分的存在状态煤中的水分按结合状态可以分为游离水和化合水。
（1）煤中的游离水是指与煤呈物理状态结合的水，吸附在煤的外表面和内部孔隙中。
可分为两类：外在水分Mf 外表面和大孔隙－收到基内在水分Minh 小孔隙－空气干燥基二者的质量之和即煤中的全水分Mar（收到基）煤质分析化验采用的空气干燥基水分为Mad，即与Minh，ad大小相同。
2）煤的化合水包括结晶水和热解水。
结晶水是指煤中含结晶水的矿物所具有的。
热解水是煤炭在高温热解条件下，煤中氢和氧结合生成的水。
通常煤中的水分指煤中游离态的吸附水。
（3）煤的最高内在水分指煤样在30℃，相对湿度达到96％的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号MHC表示。
该指标反映年轻煤的煤化程度，由于空气干燥基水分的平衡湿度一般低于96％，因此，最高内在水分高于空气干燥基水分。
煤中水分含量分级：低水分煤≤ 5％中水分煤＞5～15％高水分煤＞15％煤中水分对煤炭利用的影响（1）燃烧、气化、炼焦→吸收额外的热量，降低热效率（2）煤炭运输→浪费运力（3）煤炭成本→高水分，煤价下降（4）适量的水分可以在运输和贮存中减少煤粉尘的产生，减少煤的损失空气干燥基：当煤样在实验室的正常条件下放置，即室温二十摄氏度，相对湿度六十摄氏度条件下，煤样会失去一些水分，留下的稳定的水分为称之为实验室正常条件下的空气干燥水分。
以空气干燥过的煤样为基准的成分称为空气干燥基成分。
全水分是煤的游离水和附着水分，是内在水和外在水的总合，空气干燥基水分是煤炭样品与周围环境温度达到平衡时保留下来的水分，称作内水，失去的水分称作外水，有时也用烘干法的方法脱去外水，但烘箱温度不得高于50度，称量时样品要与周围环境温度达到平衡。
在实验室中室温20℃，空气相对湿度60%时，煤样在试验室中存放一定时间后，会失去一些水分而达到一个稳定的水分含量，称为空气干燥水分（air dired），其余成分也称为空气干燥成分，以ad表示，其成分可以写成：Mad+Vad+FCad+Aad=100（%）注：M——水分（moisture）V——挥发分（volatile）FC——固定碳（fixed-carben）A——灰分（ash）有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。
煤的水分知识详解
煤的水分煤的水分，是煤炭计价中的一个帮助指标。
煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。
煤的水分增加，煤中有用成分相对削减，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。
煤的水分增加，还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。
特点是冬季寒冷地区，常常发生冻车，影响卸车，影响生产，影响车皮周转，加剧了运输的紧急。
煤的水分也简单引起煤炭粘仓而减小煤仓容量，甚至发生堵仓事故。
随着矿井开采深度的增加，采掘机械化的进展和井下平安生产的加强，以及喷露洒水、煤层注水、综合防尘等措施的实施，原煤水分呈增加的趋势。
为此，煤矿除在开采设计上和开采过程中的采煤、掘进、通风和运输等各个环节上制定削减煤的水分的措施外，还应在煤的地面加工中实行措施削减煤的水分。
（1）煤中游离水和化合水煤中水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。
游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。
如硫酸钙（NaSO4.2H2O）和高龄土（AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水。
游离水在 105～110C的温度下经过1～2小时可蒸发掉，而结晶水通常要在200C以上才能分解析出。
煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。
（2）煤的外在水分和内在水分。
煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。
外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。
外在水分很简单在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。
内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。
内在水分需在100C以上的温度经过肯定时间才能蒸发。
最高内在水分，当煤颗粒内部毛细孔内吸附的书分达到饱和状态时，这是煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。
最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地区分低煤化度煤。
如年轻褐煤的最高内在水分多在25%以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31%。
煤中水分2015
而残留在煤内部孔隙中没有蒸发出来的水分称为内 在水分，用Minh表示。
水分在煤中存在形 式 一定温度下，蒸气 压变化 空气中 蒸气压 等于P3 空气中 蒸气压 等于P2时
仪器、设备：
• 干燥箱：带有自动 控制装置，内装有 鼓风机，并能保持 温度在105～110℃ 范围内。
煤粒表面， 大毛细管 水分(r＞10-5cm) 不变，等于 纯水蒸气压 外在水分（Mf）
小毛细管水分（r＜10-5cm）
取决于毛细管大小r1＞r2＞r3…. ＞ r4 蒸气压 P1＞P2 ＞ P3 ＞ P4
内在水分 和 外在水分 区别
内在水Minh 外在水分（Mf） 内在水Minh
（2）结晶水：以化合物形式与煤中的矿物质相结合的 水分，以及矿物质中所含的氢、氧在热分解过程中以 水分子形态析出的部分。
M ar M f x f
100 M f 100
M inh %
② 最大粒度不大于3mm
方法：称取煤样10～15g，在105～110℃下干燥到 恒重，所失去的重量占煤料原重量的百分数。
G1 Mar 100(%) G
G——试样原重g G1——试样干燥后减轻的重g
例： 应用煤1000.0g 风干后900.0g，用风干 煤样测定内在水分，两个平行结果如下： 煤样Ⅰ 煤样Ⅱ 煤样重量，g： 10.000 10.000 105℃干燥后煤样重量，g 9.512 9.484 求应用煤样的全水分是多少？ 解：（1）求Mf： (2)求Minh
石膏：CaSO4· 2H2O 高岭土：Al4(Si4 O10)(OH)8
煤中全水分测定方法
煤中全水分测定方法煤是一种重要的能源资源，其水分含量是煤质评价中一个重要的指标之一。
煤中的水分主要存在于两种形式：在煤的孔隙中以吸附水的形式存在，以及在煤的内部以化学结合水的形式存在。
因此，准确测定煤中的全水分含量对于评价煤的质量、确定煤的产量和计算煤的热值等具有重要意义。
常见的煤中全水分测定方法主要有烘干法、滴定法和仪器测定法等。
下面将分别介绍这几种方法的原理和操作步骤。
1. 烘干法：烘干法是常见的测定煤中全水分含量的方法，其原理是通过将煤样加热使水分蒸发，然后根据煤样质量的变化计算水分含量。
具体的操作步骤如下：1）取适量的煤样，将其粉碎并称取一定质量的样品。
2）将称取好的样品放入预处理好的烘干器中，设置适当的温度和时间进行烘干。
3）等待煤样完全烘干后，取出样品，冷却并称取样品的质量，记录下质量值。
4）根据原始样品质量和烘干后样品的质量计算得出煤中全水分含量。
需要注意的是，在使用烘干法进行煤中全水分测定时，应注意选择合适的烘干温度和时间，避免对煤样质量的影响。
2. 滴定法：滴定法是通过将煤样与电解质溶液进行滴定反应，利用滴定液与煤样中水分的化学反应来测定煤中全水分含量。
具体的操作步骤如下：1）将适量的煤样粉碎并称取一定质量的样品。
2）将样品投入预处理好的容器中，加入一定量的电解质溶液，使煤样与溶液充分接触。
3）将标准滴定液滴加到煤样溶液中，直至出现变色指示。
4）根据滴定液的用量计算得出煤中全水分含量。
滴定法的优点是操作简便、准确可靠，但需要注意选择合适的电解质和滴定液。
3. 仪器测定法：随着科学技术的发展，现代化仪器设备也逐渐用于煤中全水分的测定。
目前常用的仪器包括红外干燥仪、电子天平和核磁共振等。
这些仪器通常能够通过检测煤样中水分的特性或物理性质来测定煤中的全水分含量。
这些仪器有着测定速度快、准确度高的优点，但一般需要较高的设备成本和维护。
总的来说，根据实际需要选择适合的煤中全水分测定方法是非常重要的。
煤中的水分名词解释
煤中的水分名词解释煤是一种常见的矿石资源，它不仅是重要的能源来源，也在许多工业领域中发挥着重要作用。
然而，煤的性质和特点有着广泛的变化，其中之一就是含有水分。
在本文中，我们将解释煤中的水分含量以及其对煤的性质和应用的影响。
1. 水分含量定义煤中的水分是指煤中所含的水分的百分比。
它是通过煤样在常温下加热至室温(通常为105±2℃)的条件下，将其质量与其干燥后的质量之差除以煤样的干燥质量，然后乘以100来计算得出的。
水分含量是煤的一个重要指标，它能够反映煤的质量和适用性。
2. 水分的来源煤中的水分主要来自两个方面：地下水和煤中的内部水。
地下水通常是通过煤层下方的岩层渗透到煤层中的。
在长期的地质作用下，地下水被压力和温度改变，部分转化为煤中的内部水。
内部水是煤内部形成的水分，主要以化学键的形式存在于煤的孔隙中，受煤的热裂变和氧化作用的影响比较大。
3. 水分对煤性质的影响水分在煤的质量和性质中起着重要作用。
具体而言，它主要影响煤的热值、燃烧性能和煤的物理性质等方面。
首先，水分的存在会导致煤的热值下降。
由于水是绝热物质，其蒸发需要耗费热量，而途中消耗的热量将无法用于发热。
因此，含水煤的热值要比干燥煤低。
其次，水分还会影响煤的燃烧性能。
在煤的燃烧过程中，煤中的水分首先需要蒸发，从而消耗部分热量。
此外，水分还会对煤的燃烧速度和燃烧温度产生影响，从而影响煤的燃烧效果。
另外，水分还会影响煤的物理性质。
煤中的水分会占据煤的孔隙空间，导致煤的孔隙率降低。
此外，由于水分可以与煤中的其他物质发生反应，它也会影响煤的气体透过性、导热性和抗压强度等物理特性。
4. 水分控制与利用在煤的开采和利用过程中，控制和利用煤中的水分十分重要。
首先，控制煤中的水分有助于提高煤的热值和燃烧性能。
通过煤的干燥处理，可以降低煤中的水分含量，从而提高煤的热值和燃烧效率。
这在热电厂等大型能源消耗单位中尤为重要。
其次，对于一些特殊用途的煤，水分的利用也是一个重要的考虑因素。
第四章煤中水分详解讲课稿
1、煤的工业分析的定义：在人为规定条件下粗略测定煤化学 组成的一种方法。
2、工业分析法划分的煤的组成：工业分析可以将煤的组成区 分为水分、灰分、挥发分和固定碳。
3、工业分析的特点：工业分析是一种条件试验，除了水分以 外，灰分、挥发分和固定碳都是煤中的原始组分在一定条 件下的转化产物。 灰分来源于煤中的矿物质； 挥发分和固定碳来源于煤中的有机质。 测定结果依测定条件变化而变化。
•分析天平：感量0.0001g
结果计算
M a rM fxM f 11 0 M 0 0 f 0M in% h
② 最大粒度不大于3mm
方法：称取煤样10～15g，在105～110℃下干燥到 恒重，所失去的重量占煤料原重量的百分数。
Ma r G1 100(%) G
G——试样原重g G1——试样干燥后减轻的重g
例： 应用煤1000.0g 风干后900.0g，用风干 煤样测定内在水分，两个平行结果如下：
（2）计算
外在水分
Mf
G1 10% 0 G
G1——煤样干燥后减轻的重量g G——煤样重量g
内在水分：
Minh
G3 G2
100%
G3—风干煤样干燥后减轻的重量g G2—风干煤样重量g
全水分
内在水分应换算成以应用煤样为基准→χ%则
X Minh 100Mf 100
x11 0 M 0 00 M fi n% h即 M i n hx
8、最高内在水分：煤样在30℃、相对湿度达 到96%的条件下吸附水分达到饱和时测得的 水分。MHC
（三）水分测定基本原理
1、加热干燥法（干燥失重法和直接重量法） 将煤样加热到105℃~110℃并保持恒温直至 恒重后，煤样失去的质量占煤样干燥前质 量的百分数。
煤中全水分的测定
2.煤中水分的存在形态
煤中水分按结合状态分为：游离水、化合水两种。
化合水：化合水则以化合方式同煤中的矿物质结合，是矿 物晶格的一部分，如硫酸钙（CaSO4·2H2O）、 高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）中的结晶水。在实 际测定中，是指除去全水分后仍保留下来的水分。 在105-110℃温度下化合水是不会分解逸出的，通 常在200 ℃以上方能分解逸出。
游离水：是指以吸附、附着等机械方式与煤结合。游离水 按其附存状态又可分为外在水分和内在水分。
游离水
外在水分：是指附着在煤颗粒表面上或非毛细孔穴中的水分。
在实际测定中，是指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。煤的外在水分不稳定，受环境条件影响。
内在水分：是指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中的水。
煤中全水分的测定
概述
煤中全水分是评价煤炭质量和数量的主 要指标，无论是煤炭的生产、运输部门， 还是加工利用部门都要测定该指标。
煤中的水分，以外在水分、内在水分和 结晶水三种形态存在于煤中。煤中全水分 不包含结晶水。
什么是全水分
全水分（或称收到基水分）
全水分的表示符号是Mt 。其含义，指
煤的外在水分和换算成同一基准后内在水分
另外，水分增加时，燃烧产生的水蒸气体积增加，
因而使烟气量增多，增加了排烟热损失和引风机耗电量。
水分过高，较多的水分随一、三次风送入炉膛会直接影响
煤粉着火燃烧的稳定性。水分增高，烟气中水蒸气分压也
增高，促进了烟气中三氧化硫形成酸蒸汽的作用，增加锅
炉尾部低温处硫酸的凝结沉积，造成空气预热器腐蚀、堵
灰和烟囱内衬的剥落。
在实际测定中，是指在一定条件下煤样达到空气干燥状态
时保持的水分，内在水分在常温下不会失去，只有加热到
煤中全水的测定方法详解
煤中全水分的测定方法标准号：GB/T211-2007。
代替GB/T211-1996《煤中全水分的测定方法》。
2008-06-01实行。
水是煤炭的组成部分，煤中水分含量与其变质程度有一定的关系。
煤中含水量过多，会增加加工利用的难度，同时也会给运输、贮存带来不利的影响；煤中含水量高，其发热量就降低，因为煤在燃烧过程中，水分蒸发要消耗相当热量。
全水分还是商品煤的定量指标，如：洗精煤的计量指标定在7.0 %。
煤中水分按其存在状态，可以分为游离水和化合水。
图1 煤中水分存在状态的分类游离水：以吸附、附着等机械方式与煤结合的水。
化合水：以化合的方式与煤中矿物质结合的水，也叫结晶水。
例如：硫酸钙(CaSO4.H2O)、高岭土(Al2032siO22H2O)中的水。
煤中的游离水又分为外在水分和内在水分。
外在水分：是附在煤的表面上的水，在实际测定中是指煤样达到空气干燥状态时所失去的水。
内在水分：是吸附在煤颗粒内部的毛细孔中的水。
煤中水分的测定主要是指全水分的测定和空气干燥基水分的测定，这两种测定的原理和操作基本相同。
煤中全水分的测定包括内在水分和外在水分的测定。
1范围△规定测定煤中全水分的试剂、仪器设备、实验步骤、结果计算及精密度等。
△在氮气流中干燥的方式（方法A1和方法B1）适用于所有煤种；△在空气流中干燥的方式（方法A2和方法B2）适用于烟煤和无烟煤；△微波干燥法（方法C）适用于烟煤和褐煤。
△方法A1为仲裁方法。
2规范性引用文件GB/T474 煤样的制备方法GB/T19494.2 煤炭机械化采样第二部分：煤样的制备GB/T212 煤的工业分析方法3 方法分类「方法A1 （在氮气流中干燥）方法A（两步法）4、方法A2 （在空气流中干燥）｛（方法B1 （在氮气流中干燥）方法B（一步法）y“方法B2 （在空气流中干燥）方法C（微波干燥法）图 2 煤中全水分测定方法分类4试剂△氮气：99.9%,含氧量＜0.01%。
（氮气为实验室常用惰性气体，主要作用—-防止样品氧化。
煤水分基本知识
1、煤中水分的存在状态煤中的水分按结合状态可以分为游离水和化合水。
（1）煤中的游离水是指与煤呈物理状态结合的水，吸附在煤的外表面和内部孔隙中。
可分为两类：外在水分Mf 外表面和大孔隙－收到基内在水分Minh 小孔隙－空气干燥基二者的质量之和即煤中的全水分Mar（收到基）煤质分析化验采用的空气干燥基水分为Mad，即与Minh，ad大小相同。
2）煤的化合水包括结晶水和热解水。
结晶水是指煤中含结晶水的矿物所具有的。
热解水是煤炭在高温热解条件下，煤中氢和氧结合生成的水。
通常煤中的水分指煤中游离态的吸附水。
（3）煤的最高内在水分指煤样在30℃，相对湿度达到96％的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号MHC表示。
该指标反映年轻煤的煤化程度，由于空气干燥基水分的平衡湿度一般低于96％，因此，最高内在水分高于空气干燥基水分。
煤中水分含量分级：低水分煤≤ 5％中水分煤＞5～15％高水分煤＞15％煤中水分对煤炭利用的影响（1）燃烧、气化、炼焦→吸收额外的热量，降低热效率（2）煤炭运输→浪费运力（3）煤炭成本→高水分，煤价下降（4）适量的水分可以在运输和贮存中减少煤粉尘的产生，减少煤的损失空气干燥基：当煤样在实验室的正常条件下放置，即室温二十摄氏度，相对湿度六十摄氏度条件下，煤样会失去一些水分，留下的稳定的水分为称之为实验室正常条件下的空气干燥水分。
以空气干燥过的煤样为基准的成分称为空气干燥基成分。
全水分是煤的游离水和附着水分，是内在水和外在水的总合，空气干燥基水分是煤炭样品与周围环境温度达到平衡时保留下来的水分，称作内水，失去的水分称作外水，有时也用烘干法的方法脱去外水，但烘箱温度不得高于50度，称量时样品要与周围环境温度达到平衡。
在实验室中室温20℃，空气相对湿度60%时，煤样在试验室中存放一定时间后，会失去一些水分而达到一个稳定的水分含量，称为空气干燥水分（air dired），其余成分也称为空气干燥成分，以ad表示，其成分可以写成：Mad+Vad+FCad+Aad=100（%）注：M——水分（moisture）V——挥发分（volatile）FC——固定碳（fixed-carben）A——灰分（ash）有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。
煤的水分
煤的水分
煤里面都含有水分，水分的含量和存在状态与外界条件和煤的内部结构有关。
3.1.根据水在煤里面的存在状态，将煤中水分分别称为外在水分、内在水分以及同煤中矿物质结合的结晶水、化合水。
3.2.外在水分是附着在煤的表面和被煤表面的大毛细管吸附的水。
当煤放在空气中存放时，煤中的外在水分很容易蒸发，蒸发到煤表面的水蒸汽压和空气的相对湿度平衡为止。
3.3.失去外在水分的煤叫空气干燥煤，当这种煤制成粒度为分析用的试样时，就叫分析煤样。
用空气干燥状态煤样化验所得的结果，就是空气干燥基ad（分析基）的化验结果。
3.4.内在水分是指吸附和凝聚在煤颗粒内部的毛细管中的水，在常温下这部分水不能失去，只有加热到一定温度时，才能失去。
失去内水和外水的煤样分析叫干燥基daf。
3.5.收到基ar所含水分为全水，是指内在及外在水分之和。
不包括结晶水和化合水。
3.6.结晶水和化合水是指煤中矿物质里以分子形式和离子形式参加矿物晶格构
造的水分，如石膏（CaSO
4.2H2O）、高岭土Al4「Si
4
O
10
」（OH）
8
,通常要在200℃
以上才能分解析出。
在煤的工业分析中，一般不做测定。
3.7.在煤的工业分析中测定的水分可分为收到基水分和分析基水分两种。
煤炭的水分测定
煤炭的水分测定O1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。
煤中水分的存在形态分为两类：化合水、游离水。
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(CaSO4×2H2O)、高岭土(AI2O3×2SiO4×2H2O用的结晶水。
结晶水要在200℃以上才能分解析出。
游离水：以物理状态(如附着、吸附等形式)和煤结合的105-110。
C能除去的水。
根据存在的不同结构状态，分为以下两种：外在水分freemoisture(Mf)是指煤在开采、运输、储存和洗选过程中润湿在煤的外表及非毛细孔中的水分。
内在水分inherentmoisture（Minh）内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的小毛细孔中的水分。
这部分水分较难蒸发。
02水分的测定•全水分（Mt）tota1moisture煤的外水和内水之和，代表刚开发、发运及接受时煤的水分（一般分析煤样水分，空干基水分，分析水）•空气干燥煤样水分（Mad）moisture一般分析煤样与周围空气湿度达到平衡时所含的水分•通用水分测定原理间接重量法：——称取一定量的煤样一一^在105-110o C鼓风烘箱中干燥至质量恒定（或在专用微波炉中干燥）——根据质量损失计算煤的水分•与水分值有关的因素1煤的变质程度（煤种）褐煤…烟煤一无烟煤2、环境湿度湿度大…-水分高湿度小-一水分低3、制样过程设备的密封性、是否经过干燥、煤样的储存方式•水分测定的注意事项全水分--制样操作要快，使用密封式破碎机或水分损失小的破碎机；——全水分试样保存在密封良好的容器内，存放空干基水分根据不同煤种选用适合的方法或程序；（通氮法，空气干燥法，加热时间等）---- 在鼓风条件下干燥；——干燥至质量恒定（或增重）；——防止干燥后的样品吸水。
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（1）与煤化程度：煤化程度↓，外在水分含量↑
（2）与周围环境有关：温度，湿度↑外在水分↓
3、结晶水：不影响内在水、外在水含量，200℃ 以上才能分解析出。
（六）煤中水分对煤的工业利用的影响
1、运输上造成浪费：增加了无效运输量和运输成
本 2、对炼焦的影响：延长炼焦时间，并使焦炉的使 用寿命缩短； 3、对气化和燃烧的影响:降低了煤的发热量；
出的液体分层，量出水的体积，并查出实际体积
3、微波加热法：在微波作用下，将水蒸发出来，
根据煤样的失重计算水分。
（四）煤中水分的测定和计算
1、应用煤全水分（Mar） （1）测定： ① 最大粒度为3～13mm煤样全水分测定。 • 第一步：外在水分的测定。将煤样混合均匀后， 称取500g，在70℃～80℃下干燥至恒重，称取煤 样重量。 • 第二步：内在水分的测定。将上述空气干燥状态 的煤样，破碎到3mm以下，称取煤样10～15g， 在105℃～110℃下干燥至恒重，称取煤样重量。
MHC,%
年轻褐煤的最高内 在水分多在 25% 以上， 少数的如云南弥勒褐煤 最高内在水分达 31% 。 最高内在水分小于2%的 烟煤，几乎都是强粘结 性和高发热量的肥煤和 主焦煤。无烟煤的最高 内在水分比烟煤有所提 高。
原因？
（1）这是由于煤的内在水分吸附于煤的孔隙内表面 上，内表面积越大，吸附水分的能力就越强，煤的水分 就越高。（2）此外，煤分子结构上极性的含氧官能团的 数量越多，煤吸附水分的能力也越大。
严格地说，外在水分是指煤放置在大气中使水分不 断蒸发，当煤中水的蒸气压与大气中水蒸气分压达到平 衡时，煤中水分不再变化。这时所失去的水分占煤样质 量的百分数就是外在水分，用Mf表示。
而残留在煤内部孔隙中没有蒸发出来的水分称为内 在水分，用Minh表示。
水分在煤中存在形 式 一定温度下，蒸气 压变化 空气中 蒸气压 等于P3 空气中 蒸气压 等于P2时
7、全水分与内在水和外在水的关系
M a r M f Minh.
100 M f 100
8、最高内在水分：煤样在30℃、相对湿度达 到96%的条件下吸附水分达到饱和时测得的 水分。MHC
（三）水分测定基本原理
1、加热干燥法（干燥失重法和直接重量法） 将煤样加热到105℃~110℃并保持恒温直至 恒重后，煤样失去的质量占煤样干燥前质 量的百分数。 2、共沸蒸馏法：将煤样与甲苯共同煮沸，分馏
M ar M f x M f
100 M f 100
M inh %
② 最大粒度不大于3mm
方法：称取煤样10～15g，在105～110℃下干燥到 恒重，所失去的重量占煤料原重量的百分数。
G1 Mar 100(%) G
G——试样原重g G1——试样干燥后减轻的重g
例： 应用煤1000.0g 风干后900.0g，用风干 煤样测定内在水分，两个平行结果如下： 煤样Ⅰ 煤样Ⅱ 煤样重量，g： 10.000 10.000 105℃干燥后煤样重量，g 9.512 9.484 求应用煤样的全水分是多少？ 解：（1）求Mf： (2)求Minh
挥发分和固定碳来源于煤中的有机质。
测定结果依测定条件变化而变化。
一、煤中的水分
（一）煤中水分的来源和水分种类 1、来源 （1）成煤过程中：成煤植物遗体堆积在沼泽 或湖泊中，水随着成煤过程的进行进入煤 中。 （2）煤层形成后：地下水进入煤层的裂隙、 孔隙中。 （3）开采、洗选和运输过程带入水：运输接 触雨、雪和潮湿的空气进入水。
M a r M f Minh.
100 M f 100
100 10.0 10 5.02 14.66% 100
2、分析煤样水分 • 粒度3mm或1mm经50℃部分干燥并破碎 0.2mm的分析煤样,仍然含有一定水分,用此 煤样测得的水分Mad。 • 方法：称取一定量的分析煤样,在105～ 110℃下干燥至恒重,此时分析煤样减少的 重量占分析煤样重量的百分数。
水分测定的精密度
水分（Mad）% <5 5～10 >10 平行测定结果允许误差， % 0.20% 0.30 0.4
全水分Mar%
平行测定结果允许误差，
%
<20 ≥20
0.4 0.5
（五）煤中水分与煤质的关系
1、内在水分： （1）温度和湿度不变时，内在水分与煤化 程度有关。 煤化程度↑，内在水分↓无烟煤略有上升，缩 合芳香环结构↑来自（2）计算外在水分
G1 M f 100% G
内在水分：
M inh
G1——煤样干燥后减轻的重量g G——煤样重量g
G3 100 % G2
G3—风干煤样干燥后减轻的重量g G2—风干煤样重量g
全水分
内在水分应换算成以应用煤样为基准→χ%则
X Minh 100 M f 100
100 Mf x M inh % 即M inh x 100
仪器、设备：
• 干燥箱：带有自动 控制装置，内装有 鼓风机，并能保持 温度在105～110℃ 范围内。
•干燥器：内装有变色 硅胶或粒状无水氯化钙。
•玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并带 有严密的磨口盖。
•分析天平：感量0.0001g
结果计算
M ad
m1 100% m
m1——煤样干燥后失去的质量g m—煤样的质量g
石膏：CaSO4· 2H2O 高岭土：Al4(Si4 O10)(OH)8
（二）相关名词
• 1、应用煤样：按照一定的采样标准从商品 煤堆、商品煤运输工具或用户煤场等处所 采煤样。 • 2、收到煤样：将应用煤样送到化验室后成 为收到煤样。 • 3、收到基全水分：收到煤样含有的水分占 收到煤样质量的百分数称为煤的全水分或 收到基全水分。用Mt或Mar
• 第三部分
• • • 煤的岩相组成 煤的化学组成 煤的族组成
第一节
煤的工业分析
1、煤的工业分析的定义：在人为规定条件下粗略测定煤化学 组成的一种方法。 2、工业分析法划分的煤的组成：工业分析可以将煤的组成区 分为水分、灰分、挥发分和固定碳。
3、工业分析的特点：工业分析是一种条件试验，除了水分以 外，灰分、挥发分和固定碳都是煤中的原始组分在一定条 件下的转化产物。 灰分来源于煤中的矿物质；
2、种类
（1）游离水：与煤呈物理态结合的水，吸附 在煤的外表面和内部空隙中。 ① 外在水分：吸附在煤的外表面和较大的毛 细孔隙中。 ② 内在水分：吸附或凝聚在煤粒内部较小孔 隙中的水分。
即在常温的大气中易于失去的水分者称为外在水分； 在常温的大气中不易失去的水分称为内在水分。
内在水分和外在水分之和称为全水分。
煤粒表面， 大毛细管 水分(r＞10-5cm) 不变，等于 纯水蒸气压 外在水分（Mf）
小毛细管水分（r＜10-5cm）
取决于毛细管大小r1＞r2＞r3…. ＞ r4 蒸气压 P1＞P2 ＞ P3 ＞ P4
内在水分 和 外在水分 区别
内在水Minh 外在水分（Mf） 内在水Minh
（2）结晶水：以化合物形式与煤中的矿物质相结合的 水分，以及矿物质中所含的氢、氧在热分解过程中以 水分子形态析出的部分。
4、收到基外在水分：应用煤放置在空气中， 水分蒸发至煤中水的蒸汽压与大气中水的蒸 汽压平衡时，所失去的水分占收到基煤样质 量的百分数。简称外在水分Mf 5、风干煤样或空气干燥煤样：失去外在水分 的煤样。 6、空气干燥基内在水分：残留在风干煤样中 的水分质量占风干煤样质量的百分数。也称 空气干燥基水分或分析基水分。简称内在水 分。 Mad表示，它的大小与Minh相同。
低煤化程度的煤内表面积发达，分子结构上含氧官 能团的数量也多，因此内在水分就较高。随煤化程度的 提高，煤的内表面积和含氧官能团均呈下降趋势，因此， 煤中的内在水分也是下降的。到无烟煤阶段，煤的内表 面积有所增大，因而煤的内在水分也有所提高。
（2）与外界条件有关：温度、温度变化、内在水 分变化 2、外在水分
4、对煤的机械加工的影响:水分高的煤难于破碎和
筛分，不仅降低生产效率，还可能损坏设备。
G1 Mf 100 % G 1000 .0 900 .0 100 % 10 % 1000 .0
10.000 9.512 Minh1 100% 4.88% 10.00 10.00 9.484 Minh2 100% 5.16% 10.00
(3)求Mar