煤分析基础知识

煤分析基础知识

1．动力用煤的分类

燃煤电厂发电用煤大体是：烟煤占90%，无烟煤占5%，褐煤占4%，其他煤占1%。

无烟煤是煤化程度最高的煤，挥发分含量最低，V daf <10%，密度最大，着火点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟。

烟煤的煤化程度高于褐煤而低于无烟煤，挥发分含量范围很宽，10%

褐煤是经过成岩作用，没有或很少经过变质作用所形成的低煤化程度的煤。外观多呈褐色，光泽暗淡，质地较软，含有较高的内在水分及不同程度的腐殖酸，挥发分含量较高，37%

2．煤的组成的表示方法

2.1工业分析表示方法

煤⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧固定碳挥发分

有机物灰分内在水分外在水分水分无机物 煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定碳四项。其中水分、灰分、挥

发分是测出来的，而固定碳是计算出来的。广义的工业分析还包括发测热量和测硫。

2.1.1煤中的水分按结合状态可分为游离水和化合水两大类。游离水是以吸附、附着等机械方式与煤结合，如硫酸钙（CaSO 4.2H 2O ），高岭土（Al 2O

3.2SiO 2.2H 2O ）中的结晶水。煤的工业分析，只测定游离水，不测化合水。

游离水按其赋存状态又分为外在水分和内在内水。

煤的外在水分是指吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔穴中的水分，在实际测定中是指煤样达到空气干燥状态所失去的那部分水分。煤的外在水分很容易蒸发，只要将煤放在空气中干燥，直到煤表面的水蒸气压和空气相对湿度平衡即可。

煤的内在水是指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中的水,在实际测定中指煤样达到空气干燥状态时保留下来的那部分水分。

煤的外在水分和内在水分的总和,称为全水分。

工业分析中测定的水分有原煤样的全水分和分析煤样的水分两种。

2.1.2煤的灰分不是煤中的固有成分，而是煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。所以我们把所测得的灰分称为煤的灰分产率。

2.1.3煤的挥发分也不是煤中的固有成分，是煤样与空气隔绝，并在一定的温度下加热一定时间，从煤中有机物分解出来的液体和气体的总和称为煤的挥发分产率。主要成分是低分子烃类，如甲烷、乙炔、乙烯、丙烯等。此外还有常温下呈

液态的苯、酚类化合物，由煤炭芳烃核的侧键基裂解生成的一氧化碳、二氧化碳、水、硫化氰和甲烷，矿物质热解析出的结晶水和二氧化碳，硫磺蒸汽和硫化氢等。当然气态产物中还含有分析煤样水分，不过，这在计算挥发分时要减去。

2.1.4煤样的固定碳是不测的，是通过计算从煤样中减去水分，灰分，挥发分后剩下的部分。

FC+M+A+V=100（%）

水分、灰分是煤中的不可燃成分，挥发分和固定碳是煤中的可燃成分。 2.2元素分析表示方法

煤⎪⎪⎪⎩⎪⎪

⎪⎨⎧⎩⎨

⎧S

N O H C ....:可燃成分灰分水分不可燃成分 2.2.1碳是组成煤的最为重要的元素，含量最高的可达90%以上。碳在充足的氧

气条件下完全燃烧时,生成二氧化碳。1克碳完全燃烧能产生34040焦的热量，而在氧气不足的条件下，碳则不能完全燃烧，而只能生成一氧化碳，每1克碳仅能生成9910焦的热量。一氧化碳是一种可燃性气体，在充足的氧气条件下，可继续燃烧生成二氧化碳，同时放出24130焦的热量。

2.2.2氢是煤中仅次于碳的主要热源之一。煤中的氢有两种存在状态：一种是构成矿物质及水中的氢，它是不能参加燃烧的；另一种是与碳元素构成的有机成分，在燃烧时，释放出很高的热量，每1克氢完全燃烧时，可释放出143010焦的热量。

2.2.3氧在煤中呈化合态，无烟煤含氧量最小，烟煤和褐煤中含氧量较高。

2.2.4氮在锅炉中燃烧时，大部分呈游离态，但也有少量氮氧化物生成，它们均随烟气排出。氮氧化物也是对大气产生污染的一种有害物质，故从燃烧角度来说，氮是煤中无用甚至有害的一种成分。

2.2.5硫按其燃烧特性划分，可分为可燃硫和不可燃硫。硫的燃烧产物主要是二氧化硫，并有极少的三氧化硫。硫是煤中一种十分有害的元素。

硫燃烧时生成的二氧化硫、三氧化硫形成的硫酸对锅炉设备有着强烈的腐蚀作用；硫燃烧产生的二氧化硫是造成大气污染的主要来源之一；煤中含硫量的增高，还会增加煤粉的自燃倾向，从而给煤粉的贮存及制分系统的安全带来不利影响；煤中含硫量的增高，还会降低煤灰熔融温度，促使锅炉结渣情况的发生或加剧结渣的严重程度。

3．燃煤分析常用基准

3.1基准的作用

当煤处于不同状态时，各种煤质特性指标的数值是不相同的。为了确切表示煤质某一特性指标的含义，还必须标明它所处的状态，或者应标明它的基准（简称为基）。

为了使煤质分析结果具有可比性，进行煤的分类、锅炉设计、煤耗计算及其它应用的需要，必须将煤质特性按一定的基准来表示。

3.2基准的定义

煤所处的状态或者按需要而规定的成分组合，称为基准（简称为基）。

3.2.1收到基（旧称应用基——Y）

计算煤中全部成分的组合称为收到基（即计算煤质的某一特性指标的百分比含量时，分母包括外在水分、内在水分、灰分、挥发分、固定碳），用ar表示。

3.2.2空气干燥基（旧称分析基——f）

不计算外在水分的煤，其余成分的组合称为空气干燥基（即计算煤质的某一特性指标的百分比含量时，分母只包括内在水分、灰分、挥发分、固定碳，而不包括外在水分），用ad表示。

3.2.3干燥基（旧称干燥基——g）

不计算水分的煤，其余成分的组合称为干燥基（即计算煤质的某一特性指标的百分比含量时，分母只包括灰分、挥发分、固定碳，而不包括水分），用d 表示。

3.2.4干燥无灰基（旧称可燃基——r）

不计算不可燃成分（水分、灰分）的煤，其余成分的组合称为干燥无灰基（即计算煤质的某一特性指标的百分比含量时，分母只包括挥发分、固定碳、而不包括水分、灰分），用daf表示。

3.3基准的表示方法

基准的符号应标在特性指标的右下角。

例如：收到基灰分用Ａar表示；空气干燥基水分用Ｍad；干燥基固定碳用FC d 表示；干燥无灰基挥发分用V daf表示等。

4．不同基准的计算

根据不同基准的定义可知，同一煤质特性指标，当采用不同基准来表示时，就会有不同的值，其中以收到基所表示的值最小，空气干燥基所表示的值次之，干燥基所表示的值较大，干燥无灰基所表示的值最大。

例如：100g煤样中，有外在水分8g，内在水分2g，灰分30g，挥发分20g，固定碳40g，测得硫2g。试计算：S t.ar S t.ad S t.d S t.daf的值。