【精品课件】煤和焦炭分析
煤焦炭
煤质分类（G.Y值）中文名称：1/3焦煤英文名称：1/3 coking coal定义：介于焦煤、肥煤和气煤之间的、含中等或较高挥发分的强黏结性煤。
单独炼焦时，能生成强度较高的焦炭。
应用科学：煤炭科技（一级学科）；煤炭加工利用（二级学科）；煤化学及煤质分析（三级学科）总结：1/3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。
单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。
焦炭的抗碎强度接近肥煤生成的焦炭，焦炭的耐磨强度又明显高于气肥煤生成的焦炭。
指标：Vdaf在28-37之间，Gri(黏结指数）大于65，Y值小于等于25mm。
中文名字：主焦煤英文名字：primary coking coal定义：变质程度较高的烟煤。
单独炼焦时，生成的胶质体热稳定性好，所得焦炭的块度大、裂纹少、强度高。
应用科学：煤炭科技（一级学科）；煤炭加工利用（二级学科）；煤化学及煤质分析（三级学科）指标：挥发分Vdaf>10%～28%，黏结指数G>65，胶质层最大厚度，y≤25mm总结：焦煤（coking coal）也称冶金煤，是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。
在中国煤炭分类国家标准中，是对煤化度较高，结焦性好的烟煤的称谓。
又称主焦煤。
中文名字：肥煤英文名字：fat coal定义：变质程度中等的烟煤。
单独炼焦时，能生成熔融性良好的焦炭，但有较多的横裂纹，焦根部分有蜂焦。
应用科学：煤炭科技（一级学科）；煤炭加工利用（二级学科）；煤化学及煤质分析（三级学科）指标：Vdaf>10%～37%，胶质层最大厚度y>25毫米。
总结：肥煤挥发物一般较高。
胶质层较厚。
粘结性强，加热时产生大量胶质体，单独炼焦时生成的焦炭，熔融性好，耐磨性大，故为炼焦煤。
中文名字：瘦煤英文名字：lean coal定义 :变质程度高的烟煤。
单独炼焦时，大部分能结焦。
焦炭的块度大、裂纹少，但熔融较差，耐磨强度低。
煤焦的全分析(焦炭、洗煤、焦末、块煤)
方法名称：煤焦的全分析本方法适用于焦炭、洗煤、焦末、块煤等的全分析。
1.0 水份的测定1.1方法提要称取试样100.0克（试样块度在1mm以下），放入已知重量的称量盘内，平铺连盘放入烘箱内（烘箱予热至100—105℃）烘焙二小时，取出置于干燥器内冷却至室温称量。
1.2计算W％＝(m1-m2)/ m×100式中：W—煤焦水份百分含量；m—烘干前试样量；m1—烘干后试样量。
2.0挥发物的测定2.1方法提要将煤、焦试样在高温下隔绝空气急剧受热，使其中的有机物等挥发性物质逸去其失去之量即为挥发物量。
2.2分析步骤称取在烘箱内脱水试样（粉状）1.0000克，放入挥发物坩埚内，置于900℃之高温炉内，灼烧（焦灼烧3分钟，煤灼烧7分钟），取出冷却到室温，称量。
2.3计算V％＝(m1-m2)/ m×100式中：V—煤焦挥发物百分含量；m—试样量；m1—灼烧后试样量。
3.0灰分的测定3.1方法提要将煤、焦试样在高温及空气中燃烧，使可燃物质全部烧尽，其残留物质即为灰份之含量。
3.2分析步骤称取已在烘箱内烘过之试样1.0000克，置于瓷方舟中，铺平放入815±10℃之马夫炉内进行灼烧2小时，取出冷却至室温称量。
2.3计算A％＝m1/ m×100式中：A—煤焦灰分百分含量；m—试样量；m1—灼烧后试样量。
4.0固定碳的计算TC％＝100-(A+V)式中：A—煤焦灰分百分含量；V—煤焦挥发物百分含量；TC%—固定碳的百分含量。
5.0全硫的测定（燃烧碘量法）5.1方法提要试样在1300℃温度下通氧燃烧，生成二氧化硫气体，被水吸收，生成亚硫酸，以淀粉作指示剂，用碘标液滴定，将亚硫酸氧化成正硫酸。
其反应为：4MnS+7O2==2Mn2O3+4SO23MnS+5O2==Mn3O4+3SO24FeS+7O2==2Fe2O3+4SO2SO2+H2O==H2SO3H2SO3+I2+H2O==H2SO4+2HI5.2主要试剂1) 酸洗石棉；2) 淀粉溶液：1%；3) 淀粉吸收液：取1%的淀粉溶液20毫升，注入500毫升水中，摇匀；4) 碘标液：C（I2）= =0.0005mol/l5.3分析步骤取试样重0.0200克，试样用酸洗石棉覆盖，置于烧过的磁舟中，用长钩推入磁管最热处，在1300℃温度下予热1分钟，打开通氧截门，当吸收液开始变色时，滴加碘标液，至兰色不得消失和原色深浅一样时，保持0.5分钟不褪色，即为终点；5.4计算计算1 ：S%＝（T×V）/m×100式中：T—碘标准溶液对硫的滴定度V—消耗碘标液的毫升数m—试样量（克）计算2：S%＝V2/V1×C式中：V2—测定试样耗碘液的体积V1—测定标样耗碘液的体积C —标样中硫的百分含量6.0发热量的计算（用古塔耳式）发热量（焦耳/克）=（82×固定碳+a×挥发份）×4.186a值由下式求得V后从附表中查得V=挥发物/（固定碳+挥发物）×100V a V a V a V a V a V A V a 150111271811225103329739824667.8 1—45145121241911026102339640804766.6 6142131222010927001349541774863.9 7139141202110828100359442754962.2 813615117221072999369143435060 913316115231053098378844705157.8 1013017113241043197388545685256.7。
3 煤和焦炭的分析
一、煤的水分测定：水分、杂质测定、不可燃部分
（一）、煤中水分分类：游离水和结晶水（不测）
1.游离水：以物理吸附或吸着方式与煤结合的水，分为内在水和外在水。
（1）外在水分：(Mf )也称风干水分，指煤表面水膜及孔径>10-5cm，毛细孔中的水分，风干时失去（风干煤）。
3.掌握总硫的测定原理和计算方法
主
要
内
容
第四节 煤的元素分析
一、碳和氢的测定
二、氮的测定
三、氧的计算
第五节 煤的全硫的分析
一、艾氏卡法
二、库仑滴定法
三、高温燃烧中和法
第六节 煤的发热量的测定
一、发热量的表示方法
二、发热量的测定方法
三、发热量的计算法：
重点与难点
1.重点：掌握煤中含碳、氢、氧、氮、硫的测定
2.煤的元素分析：主要测定C、H、O、N、S元素
分析结果：为煤科学的分类，合理的利用和工业设计提供数据
第二节煤试样的制备
一、制样总则
1.制样目的：是将采集的煤样，经过破碎、混合和缩分等程序制备成能代表原来煤样的分析用煤样。
2.精度要求
二、制样用品1.试剂2.Fra bibliotek施、设备和工具
三、煤样的制备
第三节煤的工业分析
（2）试剂和仪器
讲稿部分
教学过程
时间分配
（3）测定步骤
① 称取25g、粒度为0.2mm以下的空气干燥煤样，精确至0.001g，移入干燥的圆底烧瓶中，加入约80mL甲苯，安装蒸馏装置。
②在冷凝管中通入冷却水。加热蒸馏瓶至内容物达到沸腾状态。控制加热温度使在冷凝管口滴下的液滴数约为每秒2－4滴。连续加热，直到馏出液清澈并在5min内不再有细小水泡出现为止。
煤炭、焦炭分析基础知识
⑵当温度在５００℃左右时：ＣaCO3=CaO+CO2↑ FeCO3=FeO+CO2↑ 即煤中的碳酸盐在温度高于５００℃时，则发生分解反应，生成氧化物和二氧化碳。
⑶当在温度在６００℃左右时：４ＦeS2+11O2=2Fe2O3 + 8SO3 ↑
2CaO + 2SO2 + O2 = 2CaSO4
坩埚盖外缘槽形，此槽正好盖在坩埚口的 外缘上，在盖内边有凹处，以备挥发释出。 坩埚的总质量在15-20g
挥发分测定注意事项：
1）严格控制试验温度在（900 ±10) ºC —定期校正热电偶和毫伏计，保证炉温正确； —定期测量恒温区，坩埚放在恒温区中。
2）保证3min内炉温恢复到（900 ±10) ºC —验证温度恢复速度是否符合要求； —每次试验放同样数目的坩埚，以保证热容量一致。
焦渣被氧化，造成测定误差。 9)每次测定后，坩埚内常附着一层黑色碳 烟，应灼烧除去后再使用。
结果计算:
Vad
m1 m
100% Mad
式中
m——试料的质量，g；
m1——样品加热后减少的质量，g。
4、固定碳含量 ：FC Fixed carbon ，单位%
固定碳含量是指去除水分、灰分和挥发分之后 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 为煤的固定碳含量.
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。
第一篇煤焦分析基础.pptx
总之，根据变质作用的 程度，褐煤逐步形成各类烟 煤及无烟煤。
综合本节所述的内容，煤的形成过程 如下：
泥炭化作用 成岩作用 变质作用 变质作用
古代植物
泥炭
褐煤
烟煤
无烟煤
第二节 煤炭分类、特征与用途
一、煤炭的分类
由于成煤的植物不同，成煤年代 与成煤条件的差异，特别是它们在变 质程度上的区别，导致各种煤具有不 同的化学组成和特性，因而可将煤炭 进行分类。1986年我国制定了煤炭分 类的国家标准，即GB5751-1986《中 国煤炭分类》。我国将煤分成三大类， 14个类别，29个单元。
腐泥的用途：腐泥晒干后可作为燃料使用， 最普遍的是作为肥料使用，腐泥经受进一步的地 质作用就可形成煤，称为腐泥煤。
2. 泥炭的形成
在地表上雨量充沛，积水又不太深，既有利于植物生长 繁殖，又有利于植物死亡后遗体聚积的环境，最理想的是沼 泽地。在沼泽环境中植物遗体被沼泽水淹没或浸泡，减少了 其与空气中氧的接触。但高等植物有机体的纤维素 (C6H10O5)n及木质素（C50H49O11）等物质，在厌氧细菌的分 解活动和分解产物的化学合成等一系列复杂的生物化学作用 下，转化为新的合成物质（腐植酸、腐植酸盐及沥青等）。 这种新生的物质与尚未分解或部分分解的植物遗体、以及由 地表水携入沼泽的泥沙、地下水中溶解的矿物质等混合在一 起，就形成泥炭。
总之，从以上的分析可知：根据 原始植物质料和聚集环境的不同，可 将煤分为三大类：
腐植煤类（分布广、储量大，细分为陆植和残植）
腐泥煤类
腐植-腐泥类煤。
（二）煤化阶段
由于地壳的下沉，泥炭被埋覆于地下，当泥炭 层上面形成了岩石顶板后；即进入成煤的第二阶 段——煤化阶段。煤化阶段根据作用的因素及所 发生变化的不同，又可分为成岩作用阶段和变质 作用阶段。在漫长的地质年代里，埋覆于地下的 泥炭受顶板及上覆岩层的压力作用，发生了压紧、 失水、硬结等物理和化学变化；同时化学组成也 发生了缓慢变化，变成了密度较大、较致密的最 年轻的煤种——褐煤，这个过程称为成岩作用阶 段。
焦炭的性能、用途和配煤
37 该区域称滴落带。
二、焦炭的用途
2.焦炭的作用 ①焦炭燃烧产生的热能是高炉冶炼过程的 主要热源； ②燃烧反应生成的CO作为高炉冶炼过程的 主要还原剂。 ③焦炭位于风口区以上地区，始终处于固体状
16
一、焦炭的性能
图1-2 -1 焦炭挥发分与原料煤挥发分的关系 图1-2-2 焦炭挥发分与炼焦温度的关系
17
一、焦炭的性能
固定碳是煤干馏后残留的固态可燃性物质，由计 算得：
固定碳 = 100－水分－灰分－挥发分，% 焦炭挥发分的测定方法见国标2002—80。
2．元素分析 焦炭元素分析是指焦炭按碳、氢、氧、氮、硫和
装入转鼓的反应后焦炭重量（g1）的百分率，称
为反应后强度（CSR）。
CSR
g2
100%
g1
块焦反应率和反应后强度试验有多种形式，我
国鞍山热能研究所所推荐的小型装置如图1-2-3 26 所示。
一、焦炭的性能
在1500℃温度下用纯CO2与直径20mm焦块反应，反应 时间为12min，试样重200g，反应后失重百分数作为块焦 反应率指标。
100 50
≻25/M25
≻60
圆 形
25 10
， ≺10/M10
或
≻40∕M40
一、焦炭的性能
3.真密度、假密度、堆积密度
真密度：单位容积焦炭的质量。 （一般焦炭真密度为1.8～1.95g/cm3 ）；
假密度（视密度）：单位容积焦块的质量。 （一般焦炭视密度为0.8～1.08g/cm3） ；
堆积密度：单位容积焦炭堆积体的质量一般焦炭。 （一般焦炭堆密度为400～500kg/m3 ）。
煤炭、焦炭分析基础知识
煤炭、焦炭分析基础知识目录一、煤炭分析基础 (3)1.1 煤炭分类与工业用途 (4)1.2 煤质特性及评价方法 (5)1.2.1 物理性质 (6)1.2.2 化学性质 (7)1.3 煤岩类型及煤层特征 (8)二、焦炭分析基础 (9)2.1 焦炭的定义与分类 (11)2.2 焦炭的质量要求与分级 (12)2.2.1 冶金焦质量标准 (13)2.2.2 高炉焦质量标准 (14)2.3 焦炭的物理化学性质 (15)2.3.1 密度与真密度 (16)2.3.2 灰分与固定碳含量 (17)2.3.3 氢气反应性与反应后强度 (18)三、煤炭与焦炭的工业分析 (18)3.1 水分与灰分含量测定 (20)3.2 氮含量与挥发分含量测定 (21)3.3 煤岩与煤层特征的获取方法 (22)四、煤炭与焦炭的元素分析 (23)4.1 碳、氢、氮、硫元素含量的测定 (24)4.2 磷、钙、镁、铁等元素含量的测定 (25)五、煤炭与焦炭的工艺性能分析 (26)5.1 煤的发热量与热稳定性 (28)5.2 焦炭的强度与反应性 (29)5.3 焦炭的筛分与耐磨性 (30)六、煤炭与焦炭的环保分析 (32)6.1 煤炭与焦炭燃烧产生的污染物 (33)6.2 废弃物处理与资源化利用 (34)七、实验技术与仪器 (36)7.1 化学分析常用仪器 (37)7.2 物理性质分析仪器 (39)7.3 工业分析仪器 (40)八、实验设计与数据处理 (41)8.1 实验方案设计 (42)8.2 数据处理与结果分析 (43)九、行业应用与前景展望 (45)9.1 煤炭与焦炭在电力、钢铁等行业的应用 (46)9.2 煤炭与焦炭产业的发展趋势与挑战 (48)一、煤炭分析基础煤岩类型与工业分类：根据煤岩组成和煤化程度，煤炭可分为镜煤、亮煤、暗煤等，并可按照工业用途分为炼焦煤、动力煤等。
煤质特性：煤炭的主要性质包括工业分析指标（如灰分、硫分、挥发分等）和物理性质（如密度、硬度、光泽等）。
工业分析第二章煤和焦炭的分析
（二）甲苯蒸馏法
根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分沸点 的原理，将甲苯与煤样一起蒸馏，收集馏出的水分，计算其含量。
（三）空气干燥法
第二章
二、灰分的测定
煤和焦炭的分析
（一）煤中灰分的 来源和测定意义
（二）缓慢灰化法
（三）快速灰化法
第二章
煤和焦炭的分析
煤的灰分：指在规定条件下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、化合等反应后剩余的残渣。
FCad=100 -（Mad+Aad+Vad）
第二章
五、不同基准分析结果的换算 1．煤的各种基准
煤和焦炭的分析
采样后，应装入密闭容器或袋中，立即送至制样室。同时应注明煤 样质量、煤种、采样地点和采样时间，还应登记车号和发运吨数。
第二章
煤和焦炭的分析
四、试样的制备
试样制备一般包括：
破碎
筛分
缩分
混合
第二章
煤和焦炭的分析
第三节
煤的工业分析
一、水分的测定 煤中水分从结合状态来看分为两类，即游离水和化合水。
次生矿 物质
返回
原生矿物质
形成煤灰分 的矿物质
外来矿物质
第二章
煤和焦炭的分析
称取一定量的空气干燥煤样于灰皿中，放入马弗炉中，以一定的 速度加热到（815±10）℃，灰化并灼烧到质量恒定。根据灼烧后残留 物（灰分）的质量与试样质量，计算出灰分的含量。 返回
第二章
煤和焦炭的分析
1．灰分快速测定仪测定法 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 被自动送入仪器内完全灰化，然后送出。
第二章
焦炭及其性质PPT演示课件
3
4
5
• 特性参数：由于焦体的孔孢结构、焦块微 裂纹的多少与焦炭的耐磨强度和高温反应 性能有密切关系，因此将裂纹度、气孔率、 气孔平均直径与孔径分布、 比表面积等作 为特性参数描述焦炭的性质，又称为孔孢 结构参数。
焦炭及其性质
第一章
1
焦炭及其性质
第一节 焦炭的通性 第二节 高炉炼铁 第三节 非高炉用焦的特性
2
焦炭及其性质
第一节 焦炭的通性
一、焦炭的宏观构造
焦炭:以碳为主要成分的含有裂纹和缺陷的不规则多孔体． 一般真密度为1.8～1.95g/cm3, 视密度为0.08～1.08g/cm3, 堆密度为400～500kg/m3。气孔率为35%～55%
出鼓焦炭中小于10mm的质量
（1-8）
M10
入鼓焦炭质量
100%
14
焦炭及其性质
抗碎性（抗碎强度） 当焦炭承受冲击力时，焦炭沿结构的裂纹或缺陷处碎
成小块，焦炭抵抗此种破坏的能力称焦炭的抗碎性或抗碎
强度。用M25（M40）表示。
M 25
出鼓焦炭中大于25mm的质量 入鼓焦炭质量
100%（1-9）
8
焦炭及其性质
3．气孔平均直径与孔径分布
大气孔：直径大于100微米的气孔为大气孔，
中气孔：直径20～100微米的为中气孔，
微气孔：直径小于20微米的为微气孔。
焦炭与CO2作用时，仅大的气孔才能使CO2进入，焦炭的孔
径分布常用压汞法测量。 r 75000 p
焦炭期货基础知识ppt课件
富的焦煤资源进行焦炭生产，实现一定程度的自给，又通过大量的进
口满足自身需求。
7
世界焦炭消费
2000-2007年世界十大焦炭消费国为日本、美国、 德国、韩国、法国、英国、意大利、波兰、加拿 大和土耳其。上述国家焦炭消耗量的变化充分反 映了该国钢铁行业，主要是炼铁环节的发展变化 情况。如日本焦炭消耗量在2000-2007年间长期 保持坚挺，反映了其具有世界庞大的炼铁生产系 统，在世界钢铁工业快速发展的背景下生铁生产 稳定发展的状态；而美国、韩国等国焦炭消耗量 总体呈现下降趋势，反映了其钢铁工业注重发展 电炉炼钢,炼铁环节消耗的焦炭总体上逐渐减少。
加快淘汰落后产能既是转变经济发展方式、调整经济结构、提高经济增长质 量和效益的重大举措，也是节能减排、积极应对气候变化、走中国特色新型 工业化道路的迫切需要。近年来在需求的大幅增长的情况下，焦炭钢铁行业 盲目扩张，成为国家淘汰落后产能的重点行业。
9
中国焦炭的消费
• 煤炭消费品种结构
• 炼焦煤的主要用途是生产焦炭。一
• 中国的炼焦煤市场与焦炭、钢铁等市场有着高度的正相关
关系，即钢铁市场兴旺则焦炭和炼焦煤市场火热，钢铁市 场低迷则焦炭和炼焦煤市场冷清。人们从炼焦煤价格、焦 炭价格和钢材价格三者之间的关系不难发现“水涨船高” 的正相关性。在供应量偏紧而需求量大增时，钢材价格上 涨必然带来焦炭价格上涨，焦炭价格上涨必然带来炼焦煤 价格上涨，反之亦然。
业锅炉用煤；五是居民生活用煤。 • 无烟煤的主要用途是制造煤气和在
冶金中为了烧结和高炉喷吹用。
10
我国焦煤消费主要集中在第二产业，而工业的焦炭消 费主要集中于冶金和化工行业，两个行业的消费量占全 国焦炭消费量的85%以上，这其中又以冶金行业为主。 而化工行业消费焦炭约占8%左右。
工业分析_第四章__煤和焦炭分析ppt
2019/11/18
张红梅 工业分析 2010-2011学年
26
Inorganic and Analytical Chemistry
(2).试剂 氮气：纯度99.9%，含氧量小于0.01%； 无水氯化钙：化学纯，粒状； 变色硅胶：工业用品。
16
Inorganic and Analytical Chemistry
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
通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接 测定，而是用差减法进行计算。
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。
2019/11/18
张红梅 工业分析 2010-2011学年
19பைடு நூலகம்
Inorganic and Analytical Chemistry
2019/11/18
张红梅 工业分析 2010-2011学年
18
Inorganic and Analytical Chemistry
二、煤的分析方法
1.煤的工业分析（也称为技术分析或实用分析）
主要测定项目：水分(M)、挥发分(A)、灰分(V)、固定 碳(FC)四项
分析结果：用来判断煤的种类，估量煤的利用价值评 价煤质。
焦炭和煤炭的区别
焦炭和煤炭的区别1、煤炭是煤，以及煤的深加工产品。
焦炭是木头加工过的产品，不一样的，焦炭一种固体燃料，质硬，多孔，发热量高。
用煤高温干馏而成。
多用于炼铁2、烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。
炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。
[1]焦炭由烟煤经高温炼焦过程制得，主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。
铸造焦是专用于化铁炉熔铁的焦炭。
铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。
其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。
因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。
3、在中国，不少煤田产有天然焦炭，即“天然焦”，多用来作燃料。
地下煤层受到岩浆侵入时，在高温的烘烤和岩浆中热液挥发气体等的影响下，受热干馏变形成了焦炭。
地下煤层自燃，也可以形成天然焦炭。
天然焦炭，其颜色灰至深灰色，多孔隙，有时可呈六方柱状。
与人工焦炭比较，体重大、气孔小、致密。
4、煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
是一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成，俗称煤炭。
煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。
5、焦煤是变质程度较高的烟煤。
单独炼焦时，生成的胶质体热稳定性好，所得焦炭的块度大、裂纹少、强度高。
还是碳加杂质啊。
焦碳:一种固体燃料,质硬,多孔,发热量高.用煤高温干馏而成,多用于炼铁焦炭的种类：焦炭通常按用途分为冶金焦（包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等）、气化焦和电石用焦等。
煤炭焦化过程及结焦机理分析
煤炭焦化过程及结焦机理分析煤炭焦化是指将煤炭在高温下进行热解，形成焦炭的化学反应过程。
在焦化过程中，煤炭经历一系列复杂的化学和物理变化，最终转化为焦炭和其他副产品。
了解煤炭焦化的过程和机理，对于优化焦炭质量和提高焦炉效率至关重要。
煤炭焦化的主要过程包括干馏、热解和结焦。
在干馏阶段，煤炭受热并脱水，释放出挥发性成分，形成干馏气。
在热解阶段，挥发性成分进一步分解为可燃性气体和焦油。
在结焦阶段，焦油在炉料中形成润滑剂，使煤炭颗粒结合并形成焦炭。
焦化过程的机理涉及复杂的物理和化学变化。
首先，煤炭在高温下发生热解反应，产生大量的挥发性成分，包括气体和液体。
这些挥发性成分主要由氢、氧、碳和氮组成，它们在高温环境下发生一系列化学反应，包括裂解、重组、重排和气化等反应。
热解过程中的关键反应是裂解反应，即长链分子的断裂形成较短的碳链和气体。
裂解反应会在煤炭中产生发生烃类化合物、多环芳烃和杂原子化合物等。
这些化合物根据其结构和碳数可以进一步分为轻油、中油和重油，其中轻油主要是烃类、酚类等气体和液体。
同时，也形成了一些固体残炭。
结焦阶段是焦化过程中的关键步骤。
焦炭是由煤炭颗粒之间的浸润和结合而形成的。
焦油在高温下能够渗透入煤炭颗粒之间的孔隙中，形成润滑剂。
润滑剂的存在促进了煤炭颗粒之间的接触和结合，使其形成固体焦炭。
焦炭的质量可以通过控制焦化过程的操作条件来优化。
例如，适当的升温速率可以提高焦炭的强度，而较长的加热时间可以增加焦炭的密度。
此外，控制煤炭的组分和结构，如挥发分含量、反应活性和孔隙分布等，也可以影响焦炭的质量。
总而言之，煤炭焦化是一个复杂的过程，涉及煤炭分子结构的热解、裂解和重组。
了解焦化机理，可以帮助优化焦炭质量和提高焦炉效率。
通过控制焦化过程的操作条件和煤炭的组分，可以得到具有优良性能的焦炭产品。
工业分析煤和焦炭分析课件
定的影响。
灰分分析的方法
02
通常采用灼烧法进行测量，该方法将样品在高温下灼烧，测量
剩余的不可燃部分即灰分的重量百分比。
灰分分析的注意事项
03
在灼烧过程中要控制温度和时间，避免样品发生氧化或分解。
焦炭的挥发分分析
挥发分对焦炭质量的影响
挥发分是焦炭中容易蒸发的物质，对焦炭的燃烧性能和热值都有 一定的影响。
挥发分分析的方法
通常采用加热法进行测量，该方法将样品在一定温度下加热，测量 失去的挥发分的重量百分比。
挥发分分析的注意事项
在加热过程中要控制温度和时间，避免样品发生燃烧或分解。
焦炭的固定碳分析
1 2 3
固定碳对焦炭质量的影响 固定碳是焦炭中可燃的部分，对焦炭的热值和燃 烧性能都有直接的影响。
固定碳分析的方法 通常采用元素分析法进行测量，该方法通过测定 样品中C、H、N、S等元素的含量来计算固定碳 的含量。
能源
化工
冶金
环境
食品
工业分析在能源领域中 有着广泛的应用，例如 煤炭、石油、天然气等 化石能源的开采、加工 和利用。
化工行业是工业分析的 重要应用领域，涉及原 材料的检测、生产过程 的优化、产品质量的控 制等。
冶金行业通过对矿石、 原材料、中间产品和产 品的分析，实现高效、 节能和环保的生产。
工业分析在环境监测领 域发挥着重要作用，对 空气、水质、土壤等环 境介质中的污染物进行 分析，为环境保护提供 数据支持。
食品工业通过对原料、 添加剂、营养成分等的 分析，确保食品的安全 性和营养价值。
工业分析案例一：煤炭质量评估
煤炭是重要的化石能源，对其质量进行分析对于能源利用和环境保护具有重要意义。
工业分析在煤炭质量评估中发挥着关键作用，通过对煤炭的元素分析、工业分析、 热值测定等，评估其燃烧性能、污染物排放等特性。
煤化工工艺学课件3.3 配煤和焦炭质量
④水分（一般为2%～6%） 水分要稳定，否则引起炉温波动。 ⑤碱性成分（K2O、Na2O） 由于其催化和腐蚀作用，能严重降低焦炭强度。 ⑶机械强度 ①耐磨强度M10 a:耐磨强度（M10↓、耐磨性↑） 当焦炭外表面承受的摩擦力超过气孔壁强度时，就会产生表面薄 层分离的现象，形成碎末，焦炭抵抗这种破坏的能力称为耐磨强 度。 b:转鼓测定耐磨强度指标M10
⑷瘦煤 挥发分低，黏结性差 炼焦产品特点：焦炭块大，抗碎强度高，耐磨性差（易成焦粉）；化学产品产 率和煤气产率低。 ×⑸贫煤 没有黏结性，不结焦，不能单独炼焦；配煤中可起瘦化剂的作用。
3.配煤的工艺指标 ⑴配煤的工业分析 ①水分（一般＜10%，焦化厂8%~10%） 水分高的不利影响：焦炉升温慢，延长结焦时间，影响炉体寿命； 影响装炉煤堆密度ρ （图3-7随水分↑ρ ↓） 水分过低的不利影响：破碎和装煤时造成煤尘飞扬恶化操作条件， 使焦油中游离碳增加。
提料板
转鼓实验法度 当焦炭承受冲击力时，焦炭沿裂纹或者缺陷处碎成小块，焦炭抵抗 这种破坏的能力称为抗碎强度。 b:转鼓测定耐磨强度指标M40 粒度＞40mm的块焦质量m2占式样质量m总的分数来表示抗碎强度。<， 一般70%～80%> M40= (m2/m总) ×100% ⑷焦碳的反应性 ①反应性 大多数国家都用焦炭与 二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。 是指与CO2的碳溶反应性
④硫分（配煤＜1.0%，一般焦炭＜1.0%~1.2%） 硫分害处（配煤中有80%左右转入焦炭） 冶炼中焦炭中硫分转入生铁中，使生铁呈热脆性，加速铁腐蚀。 ⑵黏结性和膨胀压力 ①黏结性 黏结性是结焦性的前提和必要条件。 （黏结性的指标：我国常用的是胶质层最大厚度Y和粘结指数G） ②膨胀压力（安全膨胀压力＜10~15KPa） 其是黏结性煤的炼焦特征，提高堆ρ 能增大膨胀压力。 ⑶粉碎度（＜3mm的占90%） 黏结性好的成分和易碎的不细碎，反之细碎。 （弱黏结性的应细碎；强黏结性的应粗碎；肥煤、焦煤易碎应粗 碎；气煤硬度大难碎应细碎）
焦炭基础知识课件PPT
5000 ≥86 ≤6.0 ≥65
≤25
≤12 ≤0.6 75-30
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焦炭主要指标
A：灰分 灰分主要来自于煤，主要成分是SiO2和 Al2O3。一般焦炭灰分每升高1%，每吨生铁 消耗焦炭量(焦比)增加1.7％～2.0％，生 铁产量降低约2.2％～3.0％。
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炼焦煤结焦过程
干燥脱水 脱气
0-120
120-200
缩（形成半焦）
软化 熔融、收
200-350
350-550
二次脱气(形成焦炭）
550-1000
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炼焦生产简图
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炼焦所得产品
1.焦炭 2.煤气（1吨焦炭大约析出400-500m3煤气） 3.焦油（1吨焦炭大约析出40-50kg焦油） 4.粗苯（ 1吨焦炭大约析出15kg粗苯） 5.硫氨（ 1吨焦炭大约析出5kg硫氨）
S:硫份 生铁中的硫含量＞0.07%即为废品。 由于高炉炉料带入炉内的硫有11%来自矿石， 3.5%来自石灰石，82.5%焦炭。
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V:挥发分
一般为1-2%。挥发分过高说明焦炭没有烧 熟；过低说明焦炭过火，对其块度有影响。
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焦炭的生产
通过烟煤在隔绝空气的条件下加热到1000℃左右。 一般结焦时间：17-22小时（满负荷） 生产焦炭的同时会产生副产品，增加企业效益
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主要原料：主焦煤+ （肥煤、1/3焦煤、瘦 煤、气煤、弱粘煤）
生产1吨焦炭需要1.4 吨左右炼焦煤
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• （1）用最小二乘法原理求回归方程，并计算线性相关系数 • （2）若取5.00 mL水样进行测定，测得吸光度为0.088，求该水样中
的六价铬离子浓度。 • （3）在同一水样中加入4.00mL(1ug/mL)铬标准溶液，测得吸光度
为0.267，试计算加标回收率。 • （1）y=0.0441x+0.0009(R2=0.9997) • （2）0.395 ug/mL • （3）101.5%
• 水中的氧化物，还原物，金属离子及芳香胺类对测定有干扰， 因而要在水样采集后立即加入保存剂预蒸馏后尽快测定。
第四章 煤和焦炭的分析
第一节 概述 第二节 煤试样的制备方法 第三节 煤的工业分析 第四节 煤的元素分析 第五节 煤中全硫的测定 第六节 煤的发热量的测定
第一节 概 述
一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质 二、煤的分析方法
达到99%以上，但当有柠檬酸或酒石酸存在时，在微酸性条件 下，对铅的萃取率有影响，故定量萃取范围变为pH7.5-11.5， 为使得铅与双硫腙反应较为完全，必须保证水相中有足够的双 硫腙存在，实验表明：pH>10.5时，约有99%的双硫腙溶于水 相中，所以最佳的萃取酸度条件为pH10.5-11.5。
作业评讲
然气所占的比例超过了煤炭。 当前工业发达国家消耗的一次能源中，石油与
天然气占60%以上，煤炭中占20%左右。在中 国消费的一次性能源中，煤炭约占73%，且 在相当时期内这种能源结构不会发生大变化
2. 煤的组成：由有机质、矿物质、水三部分 组成
煤包含有很多种元素，主要由可燃物和不可燃物两 部分组成。
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。 碳和氢是煤中有机质的主要组成元素，两者加在一起 占煤中有机质的 95﹪以上。煤中碳和氢的发热量最大
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。
作业评讲
• 6. 何为水的碱度？采用双指示剂测定有哪些情况？若用单指示 剂（甲基橙）测定出来的为什么就是总碱度？
• 水碱度：水中含有能接受质子的物质的含量。 • 向水样中先加入酚酞指示剂，用HCl滴定至微红色，得到的是
酚酞碱度，再向溶液中加入甲基橙指示剂，用HCl滴定，得到 甲基橙碱度。 • 如果用甲基橙做指示剂，终点pH值为4.2， 故能够得到水中全 部碱性物质的含量。
作业评讲
• 7. 重铬酸钾法测定COD的原理是什么？如何消除氯离子的干扰？ • 原理：在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原
性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵 标准溶液回滴，根据其用量计算水样中还原性物质消耗氧的量。 • 在回流前向水样中加入硫酸汞，使成为络合物以消除干扰。
• 煤在隔绝空气的条件下，加热干馏，水及部分有 机物裂解生成的气态产物挥发逸出，不挥发的部 分即为焦炭。
• 焦炭的组成和煤相似，只是挥发分的含量较低。
加热干馏
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
作业评讲
• 4. 双硫腙分光光度法测定水中铅的原理是什么？pH是多少？ 为什么要控制这样的酸度条件？
• 在中性及氨性溶液中，铅与双硫腙反应生成淡红色螯合物，用 氯仿、四氯化碳或苯等溶剂萃取入有机相中，用分光光度计测 定。
• pH值为10.5-11.5之间 • 因为在无其他掩蔽剂时，在pH5-11.5时，铅的一次性萃取率
作业评讲
• 8. 挥发酚主要有哪些物质？4-氨基安替比林分光光度法测 定水中酚的原理是什么？如何消除相关干扰？
挥发酚大多是沸点在230℃以下的一元酚。如苯酚。 • 原理：采水样后加入硫酸亚铁破坏其他氧化剂，并用磷酸溶液
调pH约4，加适量硫酸铜抑制微生物对酚的氧化作用，然后蒸 馏。馏出液酚类化合物在pH=10的氨性溶液中，用铁氰化钾做 氧化剂，与4-氨基安替比林反应生成橙红色吲哚酚安替比林染 料，在最大吸收波长处测定其吸光度。
硫在燃烧时虽然放热，但燃烧产生酸性腐蚀有害气 体二氧化硫。
• 煤的矿物质主要由碱金属，碱土金属 及铁，铝等碳酸盐，硅酸盐，硫酸盐， 磷酸盐及硫化物组成。
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。
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%。 氧和氮在燃烧时不放热，称为惰性成分。
煤的元素组分
即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
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。
一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质
1.煤：是植物遗体覆盖在地层以下，经若干年生物化学、 物理化学作用转化为一种固体可燃性的有机沉淀。
世界煤的储存量：约13万 亿吨 我国煤的储存量：约7300 亿吨
煤炭： 天然存在：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤 人工产品：木炭、焦炭、煤球
焦炭
煤
19世纪以前，世界上能源消耗以煤炭为主。 20世纪60年代起，世界能源消耗中，石油与天
可燃物主要包括有机质和少量的矿物质，不可燃物 包括水和大部分矿物质，例如碱金属，碱土金属， 铁，铝等的即碳、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%。