煤的化学成分与性质分解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
内在水分—也称为吸附水分或风干水分，即煤经过风干后的水分
水分
外在水分—经过风干后可以脱除掉的那部分水分，受运输，贮存条 件等影响，变化很大。
三、煤成分的表示方法及其换算
用各个成分的质量百分数来表示; 水分和灰分所占质量较大，且随外界条件有较大的波动; 采用四种不同的“基”准的质量成分表示:
1.收到基ar； 2.空气干燥基ad； 3.干燥基d； 4.干燥无灰基daf.
第二章 燃料
第一节 燃料的种类 第二节 煤的化学成分与性质
燃料的定义
在经济上和技术上适合于产生热量的材料为燃料。
燃料总类
核能燃料—可控核裂变与和聚变 有机燃料—以各种形式在自然界存在的碳氢化合物
有机燃料的物理状态分为： 固体燃料、液体燃料和气体燃料
锅炉燃料
煤—无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等 固体燃料
煤炭交易。
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
煤质分析结果（基准）的表示方法：
序 基准
定义
Байду номын сангаас
号
1 收到基
以收到状态的煤为基准
符号（小标） Ar
2 空气干燥基
与空气湿度达到平衡状态的 Ad
煤为基准
3 干燥基
以假想无水状态的煤为基准 d
4 干燥无灰基
以假想无水、无灰状态的煤为 daf
油页岩
木材，生物质
液体燃料—石油及其制品—轻油、柴油、重油
天然气、液化石油气
气体燃料
煤气—城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气
沼气
第二章 燃料
第一节 燃料的种类 第二节 煤的化学成分与性质
一、煤的组成特点
可燃成分和不可燃成分组成的复杂组合物，结 构非常复杂。
各组成元素并不单独游离存在，而是以复杂的 化合物存在，成分十分不均匀。
干燥基（下标符号为d）
表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质 量百分数总和
干基中各成分不受水分变化的影响
Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%
干燥无灰基（下标符号为daf）
表示在不含水分和灰分的条件下，干燥无灰燃料各 组成成分的质量百分数总和，
干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受 水分和灰分变化的影响，
两种发热量的定义：
1．高位发热量Qgr
1kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气 中水蒸汽凝结时放出的热量。
2．低位发热量Qnet
在1kg煤完全燃烧时放出的全部热量中扣除水 蒸汽汽化潜热后所得的热量。即煤中可燃质的 一部分燃烧热量被用于水分的汽化，没有得到 利用。
单位为kcal/kg，或者kJ/kg，MJ/kg。
kcal（工程）, kJ（国际）, BTU（英制）…
氢H
发热量很高，达28600kcal/kg，极易燃烧， 煤中含量很少，仅为2%~5%， 液体燃料中可达到14%， 天然气中最多。
硫S
▪ 部分S属于可燃质 ▪ 发热量仅2160kcal/kg ▪ 对锅炉设备及环境的危害很大 ▪ 硫的含量0.2~5%，甚至更高，超过1%，既为高硫煤。
我国均采用低位发热量。有些国家采用高位发热量， 必要时说明。
表示煤的发热量同样分为不同的“基”，因此，也 存在之间的换算。
作业：编制换算程序。
五、折算水分、折算灰分与折算硫分的概念
硫分、灰分与水分对锅炉工作的影响 1）降低煤的发热量 2）降低燃烧温度，不利于燃料的着火与燃烧 3）增加烟气容积，排烟温度升高，排烟损失增加， 锅炉效率下降 4）加剧锅炉受热面的低温腐蚀与积灰 5）增加通风电耗。
在煤中硫以三种状态存在：
全硫
有机硫 硫有化机铁硫
可燃硫（挥发硫），燃烧生成SO2
硫酸盐—不燃烧，含量很少，并入灰分
氧O
▪ 氧不可燃，且不助燃，氧不以游离状态存在于煤 中，与煤中的氢和碳组成化合物，占据部分可燃 质，使煤发热量降低。
▪ 氧的含量1~15%，木柴中的氧含量达到20%~25%。
氮N
氮是一种不利的元素，在高温环境下，与氧形成 氮氧化物，对环境危害极大。
二、煤的化学成分
煤的化学分析（元素分析）成分分为： C，H，O，N，S，A(ash)，M(moisture)
可燃成分—C，H，部分S 不可燃成分—其它成分
碳C
最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料， 燃烧产物主要是CO2， 碳含量取决于碳富集程度，炭化及年龄。 碳的发热量：7800kcal/kg，4.182系数 一般含量：30%~70%， 关于热量单位：
煤中氮的含量~1%。
灰分A
煤中不可燃矿物杂质，成分十分复杂，大多数煤的灰分 含量7%~40%。
灰分
一次灰分—成煤前植物中含有的矿物质，均匀分布在可燃质中 内在灰分
二次灰分—在煤形成过程中，外界带入的杂质，呈粒状分布
外在灰分—产生于开采、运输、贮藏过程中
水分M
含量一般在1~30%，多在10%左右。
基准
5 干燥无矿物质基 以假想无水、无矿物质状态的 dmmf
煤为基准
6 恒湿无矿物质基 以假想含最高水分、无矿物质 mmf
状态的煤为基准
备注
设计时可将此作 为应用状态对待
同义词可为干基 以往概念的可燃 基，已经禁用
各种基的换算（略）
查表，查图，查手册。 作业：编制计算程序，完成换算。
四、煤的发热量
收到基（下标符号为ar）
表示燃料中全部成分的质量百分数总和 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%
空气干燥基（下标符号为ad）
表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的 质量百分数总和，
是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。
Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%
采用折算成分的目的
比较锅炉燃烧不同煤时，带入炉内的水、灰和硫的 质量—煤的折算成分，
定义：每送入炉内1MJ热量，随燃料带入炉内的某成 分的质量，
分别为折算水分、折算灰分和折算硫分
高位发热量与低位发热量间的换算公式 煤的高位发热量减去煤中水和氢燃烧生成水的蒸发潜热所得 到的热量为低位发热量， r为水的蒸发潜热，取为2510 kJ/kg。
Qar ,ne t
Qar,gr
(900Har
100
M ar 100
)
Qar
, gr
25.1(9Har
M ar )
几点说明
实验室所测是全部热量（高位），锅炉排烟温度均 较高（110C以上），烟气中水未蒸汽凝结，将这部 分气化潜热带走。
水分
外在水分—经过风干后可以脱除掉的那部分水分，受运输，贮存条 件等影响，变化很大。
三、煤成分的表示方法及其换算
用各个成分的质量百分数来表示; 水分和灰分所占质量较大，且随外界条件有较大的波动; 采用四种不同的“基”准的质量成分表示:
1.收到基ar； 2.空气干燥基ad； 3.干燥基d； 4.干燥无灰基daf.
第二章 燃料
第一节 燃料的种类 第二节 煤的化学成分与性质
燃料的定义
在经济上和技术上适合于产生热量的材料为燃料。
燃料总类
核能燃料—可控核裂变与和聚变 有机燃料—以各种形式在自然界存在的碳氢化合物
有机燃料的物理状态分为： 固体燃料、液体燃料和气体燃料
锅炉燃料
煤—无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等 固体燃料
煤炭交易。
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
煤质分析结果（基准）的表示方法：
序 基准
定义
Байду номын сангаас
号
1 收到基
以收到状态的煤为基准
符号（小标） Ar
2 空气干燥基
与空气湿度达到平衡状态的 Ad
煤为基准
3 干燥基
以假想无水状态的煤为基准 d
4 干燥无灰基
以假想无水、无灰状态的煤为 daf
油页岩
木材，生物质
液体燃料—石油及其制品—轻油、柴油、重油
天然气、液化石油气
气体燃料
煤气—城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气
沼气
第二章 燃料
第一节 燃料的种类 第二节 煤的化学成分与性质
一、煤的组成特点
可燃成分和不可燃成分组成的复杂组合物，结 构非常复杂。
各组成元素并不单独游离存在，而是以复杂的 化合物存在，成分十分不均匀。
干燥基（下标符号为d）
表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质 量百分数总和
干基中各成分不受水分变化的影响
Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%
干燥无灰基（下标符号为daf）
表示在不含水分和灰分的条件下，干燥无灰燃料各 组成成分的质量百分数总和，
干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受 水分和灰分变化的影响，
两种发热量的定义：
1．高位发热量Qgr
1kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气 中水蒸汽凝结时放出的热量。
2．低位发热量Qnet
在1kg煤完全燃烧时放出的全部热量中扣除水 蒸汽汽化潜热后所得的热量。即煤中可燃质的 一部分燃烧热量被用于水分的汽化，没有得到 利用。
单位为kcal/kg，或者kJ/kg，MJ/kg。
kcal（工程）, kJ（国际）, BTU（英制）…
氢H
发热量很高，达28600kcal/kg，极易燃烧， 煤中含量很少，仅为2%~5%， 液体燃料中可达到14%， 天然气中最多。
硫S
▪ 部分S属于可燃质 ▪ 发热量仅2160kcal/kg ▪ 对锅炉设备及环境的危害很大 ▪ 硫的含量0.2~5%，甚至更高，超过1%，既为高硫煤。
我国均采用低位发热量。有些国家采用高位发热量， 必要时说明。
表示煤的发热量同样分为不同的“基”，因此，也 存在之间的换算。
作业：编制换算程序。
五、折算水分、折算灰分与折算硫分的概念
硫分、灰分与水分对锅炉工作的影响 1）降低煤的发热量 2）降低燃烧温度，不利于燃料的着火与燃烧 3）增加烟气容积，排烟温度升高，排烟损失增加， 锅炉效率下降 4）加剧锅炉受热面的低温腐蚀与积灰 5）增加通风电耗。
在煤中硫以三种状态存在：
全硫
有机硫 硫有化机铁硫
可燃硫（挥发硫），燃烧生成SO2
硫酸盐—不燃烧，含量很少，并入灰分
氧O
▪ 氧不可燃，且不助燃，氧不以游离状态存在于煤 中，与煤中的氢和碳组成化合物，占据部分可燃 质，使煤发热量降低。
▪ 氧的含量1~15%，木柴中的氧含量达到20%~25%。
氮N
氮是一种不利的元素，在高温环境下，与氧形成 氮氧化物，对环境危害极大。
二、煤的化学成分
煤的化学分析（元素分析）成分分为： C，H，O，N，S，A(ash)，M(moisture)
可燃成分—C，H，部分S 不可燃成分—其它成分
碳C
最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料， 燃烧产物主要是CO2， 碳含量取决于碳富集程度，炭化及年龄。 碳的发热量：7800kcal/kg，4.182系数 一般含量：30%~70%， 关于热量单位：
煤中氮的含量~1%。
灰分A
煤中不可燃矿物杂质，成分十分复杂，大多数煤的灰分 含量7%~40%。
灰分
一次灰分—成煤前植物中含有的矿物质，均匀分布在可燃质中 内在灰分
二次灰分—在煤形成过程中，外界带入的杂质，呈粒状分布
外在灰分—产生于开采、运输、贮藏过程中
水分M
含量一般在1~30%，多在10%左右。
基准
5 干燥无矿物质基 以假想无水、无矿物质状态的 dmmf
煤为基准
6 恒湿无矿物质基 以假想含最高水分、无矿物质 mmf
状态的煤为基准
备注
设计时可将此作 为应用状态对待
同义词可为干基 以往概念的可燃 基，已经禁用
各种基的换算（略）
查表，查图，查手册。 作业：编制计算程序，完成换算。
四、煤的发热量
收到基（下标符号为ar）
表示燃料中全部成分的质量百分数总和 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%
空气干燥基（下标符号为ad）
表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的 质量百分数总和，
是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。
Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%
采用折算成分的目的
比较锅炉燃烧不同煤时，带入炉内的水、灰和硫的 质量—煤的折算成分，
定义：每送入炉内1MJ热量，随燃料带入炉内的某成 分的质量，
分别为折算水分、折算灰分和折算硫分
高位发热量与低位发热量间的换算公式 煤的高位发热量减去煤中水和氢燃烧生成水的蒸发潜热所得 到的热量为低位发热量， r为水的蒸发潜热，取为2510 kJ/kg。
Qar ,ne t
Qar,gr
(900Har
100
M ar 100
)
Qar
, gr
25.1(9Har
M ar )
几点说明
实验室所测是全部热量（高位），锅炉排烟温度均 较高（110C以上），烟气中水未蒸汽凝结，将这部 分气化潜热带走。