煤的工业分析与元素分析37页PPT
合集下载
煤的工业分析与元素分析
加强与其他领域的交叉研究与应用
与环境科学的交叉
将煤质分析技术与环境科学相结合，研究煤燃烧、煤化工等过程 中排放物的成分与污染特性。
与地球科学的交叉
将煤质分析技术应用于地质勘探、古生物研究等领域，研究煤炭 资源的形成与演化。
与信息科学的交叉
借助信息技术手段，实现煤质数据的数字化、信息化管理，提高 数据利用效率和信息共享水平。
挥发分分析是评估煤热解特性的重要 指标，对于预测煤的燃烧特性和焦炭 质量具有重要意义。挥发分含量越高， 煤的热解温度越低，燃烧效率越高。
固定碳分析
总结词
固定碳是煤中除去水分、灰分和挥发分 后的剩余部分，是煤的主要可燃成分。
VS
详细描述
固定碳是评估煤品质和利用价值的重要指 标，其含量越高，煤的发热量越大，燃烧 效率越高。固定碳的分析通常采用差减法 或元素分析仪进行测定。
灰分分析
总结词
灰分是煤燃烧后剩余的矿物质残留物，通常以百分数表示。
详细描述
灰分分析可以反映煤中矿物质的含量，对评估煤的品质和利用价值具有重要意 义。灰分含量过高会影响煤的燃烧效率，同时也会对环境造成污染。
挥发分分析
总结词
挥发分是煤在加热过程中释放出的气 体和液体的混合物，通常以百分数表 示。
详细描述
氧含量分析
总结词
氧含量是煤中另一种杂质元素，其含量越高 ，煤的质量越差。
详细描述
氧含量分析通常采用燃烧法和滴定法进行， 燃烧法是将煤样在高温下燃烧，通过测定释 放出的氧气确定氧含量；滴定法则利用酸碱
滴定或氧化还原滴定等方法测定。
硫含量分析
要点一
总结词
硫是煤中的有害元素之一，其含量对煤的燃烧特性和环境 影响具有重要影响。
煤化学 第05章 煤的工业分析和元素分析
煤质分析项目名称 发热量 透光率 胶质层最大厚度 罗加指数 粘结指数 奥亚膨胀度 热稳定性 焦油产率 灰熔融性变形温度 灰熔融性软化温度 灰熔融性流动温度 腐植酸产率 苯萃取物产率 二氧化碳含量 矿物质含量
表示符号 新 旧 Q Q PM Pm Y Y R.I. LR GR.I. G b b TS RW T Tar DT T1 ST T2 FT T3 HA Hm EB Em CO2 / MM MM
煤质分析化验的方法有两大类：一类是测定煤中固有的 成分和性质，如水分、碳、氢等，另一类是测定煤经过转 化后生成的物质和呈现的性质，如灰分、挥发分、发热量 等。为了统一标准和便于使用，各煤质分析项目的结果都 是用一定的符号表示。通常是由煤质分析项目的符号、分 析项目存在状态或操作条件的符号、分析项目基准的符号 这三类符号构成了煤质分析结果的表示符号。 新国家标准中对常用符号作了如下规定： 1）符号一律用英文；2）ISO规定了的符号，基本采用； 3）ISO没规定的符号，用欧美通用的符号；4）ISO和欧美 都没有的，用英语名词的开头字母(或缩写字母)表示；5） 我国或其他国家独有的项目，采用其原规定的符号。
（6）全水分计算公式
进行基准换算时要注意以下三个问题：
（1）换算的煤质分析指标必须含于对方的基准中，否则就不能换算。 如：St,ad中包含了St,d，它们之间可用公式5-1进行换算；Ad和Adaf 之间就不能换算，因为干燥无灰基中不存在灰分。
（2）用以上公式换算时各煤质分析测定结果不代入百分符号，但写 答案时要把百分号加上。 （3）基准不相同的数据不能直接加减。
（三）煤中的全水分（Mt,ar）
煤的全水分是煤的外在水分和 内在水分之和 。即： Mt,ar=Mf,ar+Minh,ar
第三章 第四节煤的工业分析
仅失去外在水分的煤则称空气干燥煤，它是煤质 化验中通常采用的分析煤样。
（2）内在水分（Minh） 定义：指在一定条件下达到空气干燥状态时所 保留的水分，即存在于煤粒内部直径小于10-5cm的 毛细孔中的水分。简记符号为Minh。该水分以物理
化学方式与煤结合，其含量与煤的表面积大小和吸
附能力有关，蒸汽压小于纯水的蒸汽压，故在室温 下这部分水分不易失去。 将空气干燥煤样加热至105-110℃时失去的水 分即为内在水分。失去内在水分的煤称为干燥煤。
②测定方法。用预先干燥和已称量过的称量瓶 称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1〒 0.1） g（称准到0.0002g），平摊在称量瓶中，打开 称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气10min并已 加热到105-110℃的干燥箱中。烟煤干燥1.5h， 褐煤和无烟煤干燥2h。从干燥箱中取出称量瓶， 立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约 20min）后称量并进行检查性干燥，每次30min。 直到连续两次干燥煤样质量的减少不超过 0.0010g或质量增加时为止。
图3-9
MHC与Vdaf的关系
最高内在水分可以作为低煤化度煤的 一个分类指标。 经风化后的煤，内在水分增加，因此， 煤的内在水分的大小，也是衡量煤风化程 度的标志之一。 煤中的化合水与煤的变质程度没有关 系，但化合水多，说明含化合水的矿物质 多，会间接地影响煤质。
3．全水分的测定
（1）测定原理 国标规定，煤中全水分测 定可采用四种方法，即通氮干燥法、空气干 燥法、微波干燥法及空气干燥的一步法和两 步法。 （2）测定方法 A、B、C、D四种方法的测 定要点及适用范围如表3-15所示。
（5）全水分分级 煤中全水分分级见表3-17。我国煤以低水 分煤和中等水分煤为主，二者共占61.90；特低水分煤次之， 约占22%；其它水分级别的煤所占比例很小。
（2）内在水分（Minh） 定义：指在一定条件下达到空气干燥状态时所 保留的水分，即存在于煤粒内部直径小于10-5cm的 毛细孔中的水分。简记符号为Minh。该水分以物理
化学方式与煤结合，其含量与煤的表面积大小和吸
附能力有关，蒸汽压小于纯水的蒸汽压，故在室温 下这部分水分不易失去。 将空气干燥煤样加热至105-110℃时失去的水 分即为内在水分。失去内在水分的煤称为干燥煤。
②测定方法。用预先干燥和已称量过的称量瓶 称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1〒 0.1） g（称准到0.0002g），平摊在称量瓶中，打开 称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气10min并已 加热到105-110℃的干燥箱中。烟煤干燥1.5h， 褐煤和无烟煤干燥2h。从干燥箱中取出称量瓶， 立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约 20min）后称量并进行检查性干燥，每次30min。 直到连续两次干燥煤样质量的减少不超过 0.0010g或质量增加时为止。
图3-9
MHC与Vdaf的关系
最高内在水分可以作为低煤化度煤的 一个分类指标。 经风化后的煤，内在水分增加，因此， 煤的内在水分的大小，也是衡量煤风化程 度的标志之一。 煤中的化合水与煤的变质程度没有关 系，但化合水多，说明含化合水的矿物质 多，会间接地影响煤质。
3．全水分的测定
（1）测定原理 国标规定，煤中全水分测 定可采用四种方法，即通氮干燥法、空气干 燥法、微波干燥法及空气干燥的一步法和两 步法。 （2）测定方法 A、B、C、D四种方法的测 定要点及适用范围如表3-15所示。
（5）全水分分级 煤中全水分分级见表3-17。我国煤以低水 分煤和中等水分煤为主，二者共占61.90；特低水分煤次之， 约占22%；其它水分级别的煤所占比例很小。
工业分析与元素分析
实验二煤的国标法工业分析在国家标准中，煤的工业分析是指包括煤的水分（M ）、灰分（A ）、挥发分（V ）和固定碳（FC) 四个分析项目指标的测定的总称。
煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标，也是评价煤质的基本依据。
通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。
煤中分析水分的测定一、实验目的○1学习和掌握煤中水分的测定方法及原理。
○2了解水分测定的用途。
二、实验原理称取一定量的空气干燥煤样，置于105～110℃干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒定。
然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。
三、实验试剂和仪器设备（１）鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在105～110℃范围内。
（２）玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并带有严密的磨口盖。
（３）干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。
（４）分析天平：感量0.1mg。
四、实验前的准备事先经过鼓风干燥箱充分干燥过的玻璃称量瓶。
五、实验步骤本实验使用空气干燥法：（实验是对烟煤进行测试）（１）在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1±0.1）ｇ，称准至0.0002g，平摊在称量瓶中。
（２）打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105～110℃的干燥箱中。
在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h，无烟煤干燥1～1.5h。
（注：预先鼓风是为了使温度均匀。
将装有煤样的称量瓶放入干燥箱前3～5min就开始鼓风。
）（３）从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。
（４）进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g或质量增加时为止。
在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。
水分在2.00％以下时，不必进行检查性干燥。
六、实验记录和结果计算空气干燥煤样的水分＝煤样干燥后失去的重量÷称取的煤样重量七、注意事项进行检查性干燥过程，每次30min，直到两次连续的干燥煤样质量减少不超过0.0010g,或质量增加是为止在后一种情况下，以质量增加前一次的质量为准，水分在2.00%以下时不必进行干燥性检查。
煤的工业分析与元素分析 PPT
焦渣是由固定炭和灰分构成的。
焦渣特征分为8类（判断煤的粘结性、熔融性和膨胀性）：
① 粉状
② 粘着
③ 弱粘结 ④ 不熔融粘结
焦渣的序号越大，表明粘结性越强。
⑤ 不膨胀熔融粘结
⑥ 微膨胀熔融粘结
⑦ 膨胀熔融粘结
恒定。根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。
结果计算：
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
煤的灰分是煤在规定条件下完全 燃烧后的残留物，即煤中矿物质 在一定温度下经过一系列分解、 化合等复杂反应后剩下的残渣。 用A（%）表示 。
灰分全部来自矿物质，但组成和 质量又不同于矿物质 。
加上煤的发热量和煤中全硫的测定 则称为全工业分析。
挥发分和固定炭则初步反映煤中有机质的数量与性质。
1.1 煤中的水分
1.1.1 煤中水分的存在形式 外在水分Mf
附着在煤颗粒表面及直径大于10-5cm的大毛细孔中的水分 。 室温下失去。仅失去外在水分的煤称为空气干燥煤。 内在水分Minh 吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔（直径<10-5cm）中的水分 。 将空气干燥煤样加热至105~110℃时所失去的水分 。 化合水 以化学方式与矿物质结合的水分。
（2）利用途径
①作为煤转化过程的催化剂 ②生产建筑材料 ③制成环保制剂或材料 ④回收稀有金属和其它有用成分 ⑤用作化肥和土壤改良剂
1.3.1 煤的挥发分（volatile matter）
煤在高温条件（900℃）下隔绝空气加热一定时间，煤的有机质受热分解 出部分气体和蒸气状态产物，称为挥发物；挥发物占煤样质量的百分数称为挥 发分产率，简称为挥发分，用V表示。
当碳酸盐的CO2含量≥2%时，
Vad校正= Vad -(CO2)ad ，%
煤质分析
煤质分析————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ煤的元素分析与工业分析ﻫ通过元素分析方法得出的煤的主要组成成分，称元素分析成分。
它包括碳（C）、氢（H）、氧（O)、氮（N)、硫(S）、灰分（A）、水分（M）。
其中碳、氢、硫是可燃成分。
硫燃烧后要生成SO２,及少量SＯ3，故它是有害成分。
煤中的水分和灰分也都是有害成分。
ﻫ通过元素分析成分可以了解煤的特性及实用价值，燃烧计算也都使用元素分析数据。
但元素分析方法较为复杂。
发电厂常用较为简便的工业分析方法得到工业分析成分,用它可以基本了解煤的燃烧特性。
ﻫ煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分、挥发分、固定碳、灰分的百分组成。
一、煤的元素分析煤的元素分析是测定煤中碳（C）、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、磷（P）等元素的含量。
碳是煤中最主要的可燃元素，也是煤中最基本的成分，其含量约占40%~85%。
1KG碳完全燃烧生成二氧化碳，能放出约32825.56KJ热量。
1KG碳不完全燃烧生成一氧化碳，只能放出约9258.06KG的热量。
碳的燃烧特点是不易着火，燃烧缓慢，火焰短。
煤的碳化程度越深，即含碳量越多，则着火和燃烧越困难。
氢是煤中单位发热量最高的元素，但含量不多，约占3%~6%。
氢极容易燃烧，且燃烧速度快。
煤中的硫由有机硫、硫化铁和硫酸盐中的硫三部分组成。
前两种硫可以燃烧，构成所谓的挥发硫或可燃硫；后一种硫不能燃烧，将其并入灰分。
硫是煤中的有害元素。
氧是煤中的杂质，不能产生热量。
由于氧的存在，使得煤中可燃元素的含量相对降低。
煤中的氧有两部分，一部分是游离的氧，它能助燃；另一部分以化合物状态存在，不能助燃。
氮、磷是煤中的杂质，其含量很小，对煤的燃烧影响不大。
二、煤的工业分析煤的工业分析是对煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。
煤化学课件——第2章 煤工业分析与元素分析
主要来自蛋白质（合硫量为0.3%～2.4%）。硫分在0.5%以下 的大多数煤，一般都以有机硫为主
在煤中存在形式复杂，有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状 态的硫醌和噻吩等
有机硫与煤中有机质共生，结为一体，分布均匀，不易清除
‹#›
2）无机硫
无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物。主要有硫化物硫
和少量硫酸盐硫，偶尔也有元素硫存在。
‹#›
2.2.1 煤的元素组成
假定：C+H+O+N+S+M+A=100
有机质 无机质
A 碳 主要元素
表现在：含量较多，构成了稠环芳烃的骨架，形成焦炭的主要 物质基础，发热量的主要来源
1）随煤化度升高而有规律地增加
泥炭
褐煤
烟煤
无烟煤
Cdaf 55%～62% 60%～77% 77%～93% 88%～98%
‹#›
2.1.1.3 水分对煤利用的影响 一般说来，水分是煤中无利有害的无机物质。 （1）增加运输负荷； （2）寒冷冬季易冻结； （3）加速了煤的氧化； （4）粉碎、筛分困难，降低生产效率； （5）增加焦炉能耗，降低了焦炉生产能力； （6）增大了焦化废水处理的负荷； （7）降低了煤的发热量。
‹#›
煤在规定条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为 挥发分，简记符号V。
挥发物=挥发分+水分 挥发分＜挥发物
有机 无机
焦渣=固定炭+灰分
有机 无机
固定炭＜焦渣
‹#›
2.1.3.1 挥发分(volatile mattar)
B 测定(干馏法) 空气干燥煤(0.2mm) 900℃±10℃干馏,7min 称重 失重占煤样的百分数再减去水分,即为V(%) C 焦渣特征
在煤中存在形式复杂，有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状 态的硫醌和噻吩等
有机硫与煤中有机质共生，结为一体，分布均匀，不易清除
‹#›
2）无机硫
无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物。主要有硫化物硫
和少量硫酸盐硫，偶尔也有元素硫存在。
‹#›
2.2.1 煤的元素组成
假定：C+H+O+N+S+M+A=100
有机质 无机质
A 碳 主要元素
表现在：含量较多，构成了稠环芳烃的骨架，形成焦炭的主要 物质基础，发热量的主要来源
1）随煤化度升高而有规律地增加
泥炭
褐煤
烟煤
无烟煤
Cdaf 55%～62% 60%～77% 77%～93% 88%～98%
‹#›
2.1.1.3 水分对煤利用的影响 一般说来，水分是煤中无利有害的无机物质。 （1）增加运输负荷； （2）寒冷冬季易冻结； （3）加速了煤的氧化； （4）粉碎、筛分困难，降低生产效率； （5）增加焦炉能耗，降低了焦炉生产能力； （6）增大了焦化废水处理的负荷； （7）降低了煤的发热量。
‹#›
煤在规定条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为 挥发分，简记符号V。
挥发物=挥发分+水分 挥发分＜挥发物
有机 无机
焦渣=固定炭+灰分
有机 无机
固定炭＜焦渣
‹#›
2.1.3.1 挥发分(volatile mattar)
B 测定(干馏法) 空气干燥煤(0.2mm) 900℃±10℃干馏,7min 称重 失重占煤样的百分数再减去水分,即为V(%) C 焦渣特征
煤化学课件第三章第二节
• 球磨机。适于细碎，而且特别适于一次磨制 多个样品（依滚动轴的多少而定）。特点是 转速低，煤样在磨制过程中基本没有升温， 有较好的混合作用，磨制时间较长(30-50min)。 但在一次磨制多个样品时，平均磨制一个样 品的时间不长。
• 联合破碎—缩分机。将破碎设备和缩分设备组合在一起， 有些还加装了给煤机。如：
• EPS-1/8联合破碎缩分机出料粒度小于6mm或小于13mm， 可调破碎比5-10，缩分比（留样量与进样量比）为1/8， 处理量为250-300kg/h。它的特点是缩分精密度高，操作容 易，适于实验室煤样的制备。
• PS-110/3型联合破碎机—缩分机的出料粒度为3mm以下， 缩分比1/30-1/60可调。特点是处理量大（0.9-1.5t/h），运转 平稳，振动小。适于在装车点和卸车点就地随采随制大量 的商品煤样。
• 用于制样的方孔筛，其孔径为25mm、13mm、6mm、 3mm、1mm及0.2mm，外加一只3mm的圆孔筛；
• 用于煤粉细度测定，孔径为200μm（1μm=10-6m）及 90μm的标准试验筛，并配筛底及筛盖；
• 用于测定哈氏可磨性指数的孔径为1.25mm及0.63mm 的制样筛及孔径为0.071mm的筛分筛，并配筛底及筛 盖。
煤样制备的程序
煤样的制备包括破碎、筛分、混合、缩分和干 燥等程序。煤样的缩制实际上是按粒度不同分级进 行的，通常分为25mm、13mm、6mm、3mm、1mm 五组，最后制备成小于0.2mm的分析煤样。煤的粒 度越大，所保留的样品量越多。
1. 破碎
定义：是用机械或人工方法减小煤样粒度的操作过 程。目的在于增加不均匀物质的分散程度，以减少 缩分误差。破碎是保持煤样代表性并减少其质量的 准备工作。
破碎的方法：一种是机械法，即试样先用破碎机粗 碎，然后用密封式研磨机细碎；另一种是手工法， 在钢板上用手锤破碎后，在钢乳钵中细碎。
煤化学-PPT课件
4、瓦斯和煤层气的生成
瓦斯突出和瓦斯爆炸是煤炭开采过程中的主要危害形式， 但瓦斯又是宝贵的资源。煤中的瓦斯主要是在煤化作用过程中形 成的。在煤化作用过程中，煤分子上的侧链和官能团不断分解和 脱落，生成低分子气体，即煤层气，其主要成分为甲烷（70%～ 96%）。在自然条件下，生成1吨褐煤可产生68 m3甲烷，生成1 吨肥煤、瘦煤、无烟煤分别可产生甲烷230 m3、330 m3和400m3。
1.4.4 蛋白质
蛋白质：由若干个氨基酸结合而形成的结构复杂的高分 子。由于含羧基和羟基，蛋白质具有酸性和碱性官能团， 强烈亲水性胶体。
高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高。 植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气 态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基 酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性质 没有决定性的影响。 煤中硫、氮元素的来源之一。
可用于研究煤结构的仪器主要有：
方法
密度测定 比表面积测定 小角X射线散射(SAXS) 计算机断层扫描(CT) 核磁共振成象
所提供的信息
孔容、孔结构、气体吸附与扩散、 反应特性
电子投射/扫描显微镜(TEM/SEM) 扫描隧道显微镜(STM) 原子力显微镜(AFM)
形貌、表面结构、孔结构、微晶结 构
X射线衍射(XRD) 紫外－可见光谱(UV-Vis) 红外光谱(IR)－Raman光谱 核磁共振谱(NMR) 顺磁共振谱(ESR)
第三节 成煤作用过程
由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万 年到几亿年的时间。整个成煤作用可划分为两个阶段：即泥炭化作用过程 和煤化作用。图示如下：
煤化作用
植物
泥炭化
泥炭
成岩作用 褐煤
第2章煤的工业分析与元素分析
c.脱除煤中矿物质的途径
脱除煤中矿物质也称为煤的洗选。洗选方法主要有物理洗选法和化学净化法。 物理洗选法：利用煤与矸石密度或表面性质不同进行分离。包括水力淘汰法（对块煤） 、 重介质分选法、泡沫浮选法（对粉煤） 、油团聚法和磁力分离法。 化学净化法： 主要利用煤中的有机质与矿物质化学性质不同而脱除矿物质。 包括氢氟酸 和盐酸处理法、碱性溶剂处理法、溶剂抽提法。
定速度加热到 815±10℃，灰化并灼烧至质量恒定，以残留物的质量占煤样质量的百分数作 为灰分产率 快速灰化法包括方法 A 和方法 B 两种方法。方法 A 将装有煤样的灰皿放在预先加热至 815±10℃的灰分快速测定仪的传送带上，煤样自动送入仪器内完全灰化。方法 B 则将装有 煤样的灰皿由炉外逐渐送入预先加热至 815±10℃的马弗炉灰化并灼烧至质量恒定。 均以残 留物的质量占煤样质量的百分数作为灰分产率。 空气干燥煤样的灰分按下式计算： Aad=m1/m*100% 式中 Aad—空气干燥（基）煤样的灰分产率，% m1—残留物的质量，g m—煤样的质量，g 煤灰分的组成： 煤灰分主要由金属和非金属的氧化物和盐类组成。煤灰依形态不同可分为粉煤灰（fly ash）和炉渣(slag),粉煤灰又称飞灰，是指随同烟道气或煤气一起带出的粒径小于 90μ m 灰尘。炉渣是指呈熔融状态或以较大颗粒的不熔状态从炉底排出的底灰。主要化学成分是 SiO2、Al2O3、CaO、MgO，它们占 95%以上，还有少量 K2O、Na2O、SO3、P2O5 及 Ge、Ga、U、V 等元素的化合物。 a．煤中矿物质或灰分的不利方面： （1）增大运输量和运输费用的消耗。我国煤炭产地分布不均匀，约有 70%的铁路运输 能力用于煤炭运输，每年因煤中矿物质含量过高造成的无效运输也很惊人。 （2）增加煤炭消耗。煤作为燃料时，煤中矿物质不仅不能产生热量，而且煤灰外排要 带走显热。外排煤灰时还可能夹带一部分未燃煤，造成燃料损失。动力煤每增加 1%，大约 要多消耗 2.0~2.5%的煤炭。 用高灰煤进行炼焦时，所产生的焦炭质量也差，不仅机械强度、耐磨强度低，而且焦 炭灰分也高，用高灰焦炭在高炉冶炼时就会降低高炉生产能力和效率及增大能耗。例如：焦 炭灰分每增加 1％时，高炉中溶剂用量增加 4.0％，焦炭耗量增加 2～2.5％，高炉生产能力 降低 3％。所以一般要求炼焦用煤的灰分不应大于 10%。 （3）影响生产操作条件和产品质量。煤作为燃料和气化原料时，煤中的某些低熔点灰 分易造成锅炉和气化炉的结渣和堵塞。 高灰煤制得的焦炭强度差， 某些灰成分还使焦炭的反 应性异常增大，反应后强度降低；煤在液化加工时，煤中矿物质使溶剂精制煤的过滤发生困 难； 煤中碱金属和碱土金属的化合物会使加氢液化过程中使用的钴钼催化剂活性降低； 煤中 的含铁化合物对煤的风化和自燃具有催化作用。 （4）腐蚀设备和装置。煤中的 Pb 和 Bi 随燃烧气体带走，若沉积在金属表面会产生颗 粒边界脆化作用导致金属损伤；煤中的黄铁矿使燃烧粉煤的锅炉炉底因发生硫化作用而损 伤；烟道气中的含硫成分使过滤器等腐蚀。 （5）造成环境污染。锅炉与气化炉产生的灰渣与粉煤如不能及时利用，会占用大片土 地并造成大气和水体污染；煤中含硫化合物和微量的汞在燃烧时生成 SOx、COS、H2S 等 有害气体和汞蒸气造成环境污染，严重时可能形成酸雨。 b．煤中矿物质或灰分的有利方面： （ 1）作为煤转化过程的催化剂。煤中的某些矿物质，如碱金属的碳酸盐（K2CO3 、 Na2CO3） 、碱金属的氯化物（KCl、NaCl） 、碱土金属的氧化物（CaO） 、等是煤气化的催化 剂；钼是煤加氢的催化剂，黄铁矿、高岭土和 TiO2 也具有加氢活性。 （2）生产建筑材料。利用煤矸石和煤灰可生产水泥、砖瓦、大型砌块、筑路材料和装
煤的工业分析和元素分析
④ 氮元素
氮也是组成煤有机质元素之一。主要存在于杂环和氨基 上。煤中氮元素含量一般为0.5-1.8％。煤中氮在煤燃烧时不 放热，通常以N2的形式进入废气，也可转化为氮氧化物。煤 炼焦时，煤中氮部分形成NH3，HCN及其它含氮化合物，其 余则留在焦炭中。
官能团上，在有机质中的含量为2.0%～6.5％。与碳相比， 氢原子具有更强活性，单位质量燃烧热是碳的4倍。
2）影响氢含量的主要因素
煤化程度。随煤化程度的提高而呈下降趋势。从低煤化 度到中等煤化程度阶段，氢元素含量变化不明显，但在高 变质的无烟煤阶段，氢元素降低较明显，从年轻无烟煤的4 ％下降到年老无烟煤的2%左右。 煤岩组成。在煤化程度相同的煤中，煤岩组成中的氢含 量也有区别。如：壳质组＞镜质组＞惰质组。 成因类型。腐泥煤氢含量＞腐植煤。2. 元素分析1）内涵及特点
煤的元素组成也就是指煤有机质的元素组成。大量的研究表 明，煤的有机质主要是由碳、氢、氧、氮和硫等五种元素组 成，占总有机质的95%以上。
2）煤的元素组成及特点 ① 碳元素
1）碳元素在煤分子上的位置 碳是构成煤分子骨架最重要的元素之一，主要存在于缩
合芳香核上，部分分布在脂肪侧链上。碳是炼焦产品的主要 物质基础，发热量的主要来源。
⑥ 煤中水分对煤炭利用的影响
1）不利影响 煤炭燃烧、气化、炼焦中，水分蒸发要额外吸收热量，
使过程热效率降低。 煤炭运输过程中，水分高将导致动力的浪费，并且会降
低煤价。 2）有利影响
适量水分有利于减少运输和储存过程中煤粉尘的扬尘， 减少煤的损失和对环境的污染。
3）煤的灰分
① 定义
煤的灰分(ash) 煤样完全燃烧后所得的残渣。该残渣的质量 占测定煤样质量的百分数称为灰分产率，简称为灰分。
煤的工业分析与元素分析
煤的工业分析与元素分析
目录
• 煤的工业分析 • 煤的元素分析 • 煤的工业分析的应用 • 煤的元素分析的应用 • 煤的工业分析与元素分析的对比与联系
01
煤的工业分析
水分分析
总结词
水分是煤中含有的以物理状态存在的 化合物，其含量会随着煤的变质程度 和开采条件的变化而变化。
详细描述
水分分析通常采用干燥法，即将煤样 在一定温度下加热干燥，然后测定失 去的水分质量。根据失去的水分质量 与煤样的质量之比，可以计算出煤样 的水分含量。
在气化中的应用
选择气化原料
通过工业分析，可以了解煤中各种组分的含量，选择适合气 化的原料，提高气化效率和产气质量。
优化气化工艺
根据工业分析结果，可以调整气化工艺参数，如温度、压力 和停留时间等，以提高煤气化效率和降低能耗。
在液化中的应用
要点一
选择液化原料
工业分析可以帮助液化工程师了解煤的性质，选择适合煤 液化的原料，提高液化效率和产油质量。
硫分分析
总结词
硫是煤中的有害元素之一，其含量过高会对环境造成污染。硫分分析是评估煤质量的重要指标之一。
详细描述
硫分分析通常采用燃烧中和法或高温燃烧法，即将煤样在氧气中燃烧生成二氧化硫和三氧化硫气体， 然后通过化学反应测定硫的含量。根据测定的硫的含量与煤样的质量之比，可以计算出煤样的硫分含 量。
02
、气化或燃烧后脱硫等。
03
煤的工业分析的应用
在燃烧中的应用
确定煤的发热量
通过煤的工业分析，可以了解煤中水 分、挥发分和固定碳的含量，从而计 算出煤的发热量，为燃烧设备的设计 和运行提供依据。
优化燃烧过程
工业分析结果可以帮助燃烧工程师了 解煤的物理和化学性质，从而优化燃 烧过程，提高燃烧效率，减少污染物 排放。
目录
• 煤的工业分析 • 煤的元素分析 • 煤的工业分析的应用 • 煤的元素分析的应用 • 煤的工业分析与元素分析的对比与联系
01
煤的工业分析
水分分析
总结词
水分是煤中含有的以物理状态存在的 化合物，其含量会随着煤的变质程度 和开采条件的变化而变化。
详细描述
水分分析通常采用干燥法，即将煤样 在一定温度下加热干燥，然后测定失 去的水分质量。根据失去的水分质量 与煤样的质量之比，可以计算出煤样 的水分含量。
在气化中的应用
选择气化原料
通过工业分析，可以了解煤中各种组分的含量，选择适合气 化的原料，提高气化效率和产气质量。
优化气化工艺
根据工业分析结果，可以调整气化工艺参数，如温度、压力 和停留时间等，以提高煤气化效率和降低能耗。
在液化中的应用
要点一
选择液化原料
工业分析可以帮助液化工程师了解煤的性质，选择适合煤 液化的原料，提高液化效率和产油质量。
硫分分析
总结词
硫是煤中的有害元素之一，其含量过高会对环境造成污染。硫分分析是评估煤质量的重要指标之一。
详细描述
硫分分析通常采用燃烧中和法或高温燃烧法，即将煤样在氧气中燃烧生成二氧化硫和三氧化硫气体， 然后通过化学反应测定硫的含量。根据测定的硫的含量与煤样的质量之比，可以计算出煤样的硫分含 量。
02
、气化或燃烧后脱硫等。
03
煤的工业分析的应用
在燃烧中的应用
确定煤的发热量
通过煤的工业分析，可以了解煤中水 分、挥发分和固定碳的含量，从而计 算出煤的发热量，为燃烧设备的设计 和运行提供依据。
优化燃烧过程
工业分析结果可以帮助燃烧工程师了 解煤的物理和化学性质，从而优化燃 烧过程，提高燃烧效率，减少污染物 排放。
煤的工业分析和元素分析
（3）根据应开采部分各分层煤样算出的加权 平均灰分与可采煤样灰分之间的相对差值Δ不 得超过10%，如超过限度时，则所采的煤样作 废，应重新采取。 其相对差值△按下式计算：
§3.1 煤样的采集
式中
——应开采部分各分层煤样的加权平均灰分（干燥基），%；
——可采煤样灰分（干燥基），%。
§3.1 煤样的采集
坩埚架
2．测定过程
称取分析煤样10.01g，于已在90010℃ 灼烧恒量的专用坩锅内，轻敲坩埚使试样摊 平，然后盖上坩埚盖，置于坩埚架上，迅速 将坩埚架推至已预先加热至90010℃的高温 炉的稳定温度区内，并立即开动秒表，关闭 炉门。准确灼烧恰好7min，迅速取出坩埚架， 在空气中放置5～6min，再将坩锅置于干燥 器中冷却至室温，称量。计算挥发分产率。
§3.1 煤样的采集
2．采样的基本原理 采样的基本原理就是在一批煤的各规定位置上 分别采取一定量的若干个子样，由此汇集成一 个总样。子样的份数是由煤的不均匀程度和采 样的精密度所决定，子样质量达到一定限度之 后，再增加质量就不能显著提高采样的精密度。
§3.1 煤样的采集
二、商品煤样采取方法 1．采取商品煤样对采样工具的要求 采样工具的大小、规格、型号关系到采样的质 量。各国采样工具的尺寸都以煤的粒度的倍数 来确定，一般为粒度的2.0~3.0倍。 2．采样精密度 国家标准GB 475-1996《商品煤样采取方法》 中，根据煤炭品种和灰分来规定采样精密度， 具体数值如表3-1。
（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 （CaSO42H2O）、高岭土（Al2O32SiO42H2O） 中的结晶水。结晶水要在200℃以上才能分 解析出。
煤的工业分析和元素分析
第5章 煤的工业分析和元素分析
煤的工业分析及其应用 煤的元素分析 煤质分析中的基准及其相互换算
5.1 概述
煤是由无机组分和有机组分组成。 煤是由无机组分和有机组分组成。有机组分是煤炭利用 无机组分 组成 和加工的主要对象。为指导煤炭综合利用和进行煤质分析， 和加工的主要对象。为指导煤炭综合利用和进行煤质分析， 通常采用工业分析和元素分析方法。 通常采用工业分析和元素分析方法。 工业分析——初步判断煤的性质、种类和工业用途。该 初步判断煤的性质、种类和工业用途。 工业分析 初步判断煤的性质 分析方法简便，应用较广，对煤炭贸易有直接指导作用。 分析方法简便，应用较广，对煤炭贸易有直接指导作用。 元素分析——了解煤的主要元素组成。 了解煤的主要元素组成。 元素分析 了解煤的主要元素组成
煤样在30℃ 煤的最高内在水分 煤样在 ℃时，相对湿度达到 96%的条 的条 件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号 件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号MHC (moisture holding capacity) 表示。这一指标反映了年青煤的 表示。 煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。 煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。其值高于空气干 燥基水分。 燥基水分。
③ 煤的水分测定中的几个重要概念
外在水分 内在水分 煤的全水分 应用基煤样 收到基煤样 风干状态或空气干燥状态 风干煤样或空气干燥煤样 空气干燥基水分 煤的最高内在水分
外在水分
在常温下易于失去的游离水， 在常温下易于失去的游离水，以机械方式吸附在煤
粒的外表面和较大毛细孔隙内（直径大于 ）。严格来讲 粒的外表面和较大毛细孔隙内（直径大于10-5cm）。严格来讲， ）。严格来讲， 是指煤放置在室温大气中，水分不断蒸发， 是指煤放置在室温大气中，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， 大气中水蒸气分压达到平衡时，这时所失去的水分占煤样质量的 百分数称为外在水分， 表示。 百分数称为外在水分，用Mf 表示。
煤的工业分析及其应用 煤的元素分析 煤质分析中的基准及其相互换算
5.1 概述
煤是由无机组分和有机组分组成。 煤是由无机组分和有机组分组成。有机组分是煤炭利用 无机组分 组成 和加工的主要对象。为指导煤炭综合利用和进行煤质分析， 和加工的主要对象。为指导煤炭综合利用和进行煤质分析， 通常采用工业分析和元素分析方法。 通常采用工业分析和元素分析方法。 工业分析——初步判断煤的性质、种类和工业用途。该 初步判断煤的性质、种类和工业用途。 工业分析 初步判断煤的性质 分析方法简便，应用较广，对煤炭贸易有直接指导作用。 分析方法简便，应用较广，对煤炭贸易有直接指导作用。 元素分析——了解煤的主要元素组成。 了解煤的主要元素组成。 元素分析 了解煤的主要元素组成
煤样在30℃ 煤的最高内在水分 煤样在 ℃时，相对湿度达到 96%的条 的条 件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号 件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号MHC (moisture holding capacity) 表示。这一指标反映了年青煤的 表示。 煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。 煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。其值高于空气干 燥基水分。 燥基水分。
③ 煤的水分测定中的几个重要概念
外在水分 内在水分 煤的全水分 应用基煤样 收到基煤样 风干状态或空气干燥状态 风干煤样或空气干燥煤样 空气干燥基水分 煤的最高内在水分
外在水分
在常温下易于失去的游离水， 在常温下易于失去的游离水，以机械方式吸附在煤
粒的外表面和较大毛细孔隙内（直径大于 ）。严格来讲 粒的外表面和较大毛细孔隙内（直径大于10-5cm）。严格来讲， ）。严格来讲， 是指煤放置在室温大气中，水分不断蒸发， 是指煤放置在室温大气中，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， 大气中水蒸气分压达到平衡时，这时所失去的水分占煤样质量的 百分数称为外在水分， 表示。 百分数称为外在水分，用Mf 表示。