最新第五章 煤的化学组成复习进程

鉴 定 不
溶剂萃取
可
能
第一节 煤的工业分析
1、煤的工业分析是确定煤化学组成最基本的方法。 2、工业分析可以将煤的组成分为：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。 4、测定方法：（GB/T212-2008）
全水分
❖ 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Min百度文库表示。
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，称为应用煤样，将应用 煤样送到化验室后称为收到煤样，它含有的水分占收 到煤样质量的百分数称为收到基(as received basis)
充氮常压法最高 内在水分测定仪
1—烘箱；2—金属 盒；3—干燥塔； 4—氮气瓶；5—硅 胶管；6—孔径 0.25mm 的铜网； 7—金属托盘；8— 氮气出口；9—样 皿；10—氮气入口
充氮烘箱
2、测定煤中水分的基本原理
测定煤中水分含量的方法很多，如蒸馏法、电解法、 烘烤失重法等，本课要求掌握干燥失重法的基本原理，其 他方法可参阅有关专门书籍。
水
内在水分
颗粒越细、内部孔隙越发达，煤中 吸附的水分就越高
分
结晶水
煤中含结晶水的矿物质具有，通常含量 不大；
化合水
热解水 高温热解条件下，煤中的氧和氢结合生成的 水，它取决于热解的条件和煤中的氧含量
煤中的水分均是指煤中的物理吸附态的水。
一、 煤中的水分
游离水
外在水分（常温大气中易失去的水分） 内在水分（常温大气中不易失去的水分）
（1）运输浪费。 （2）热效率降低。 （3）降低环境污染。
二、煤的灰分
煤的灰分：煤样在规定条件下完全燃烧后所得 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。
1、煤灰分的来源
煤的灰分不是煤中的固有组成，而是由煤中的矿物 质转化而来的。矿物质在高温下经分解、氧化、化合等 化学反应之后才转化为灰分。
煤的外在水分与煤化程度没有 规律可循。
煤的内在水分呈规律性变化。
从褐煤开始，随煤化程度的提 高，煤的内在水分逐渐下降，到中 等煤化程度的焦煤和肥煤，内在水 分最低，此后随煤化程度的提高， 内在水分又有所上升。
原因：煤的孔隙内表面，分子 上的极性含氧官能团
4、煤中水分对煤加工利用的影响 煤中的水分对煤加工利用过程是有害的。
煤的最高内在水分的测定
将饱浸水分的煤样用恒湿纸处理，以除去大部分外在 水分并使煤团 分散开，然后放在温度为30℃，相对湿度为 96%(硫酸钾结晶及其饱和溶液)的充氮调湿器内，在常压和 不断 搅动气氛的情况下使其达到湿度平衡，然后在105～ 110℃的温度下烘干，以其减量的重量百分数表示最高内在 水分。一般需要24～48小时。
通常，煤质分析化验采用的煤样均是粒度小于 0.2mm的空气干燥煤样（又称分析煤样），空气干燥煤样 的水分也可称为空气干燥基(air dried basis)水分，用
Mad表示，它的大小与Minh相同。
煤的最高内在水分
煤的最高内在水分是指煤样在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 (moisture holding capacity)表示。这一指标反映了年青 煤的煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。
煤的灰分与矿物质有很大的区别，首先是灰分的产 率比相应的矿物质含量要低，其次是在成分上有很大的 变化。
矿物质转化为灰分的过程中发生的有代表性的反应 是：
CaCO3CaO+CO2 FeS2+O2 SO2+Fe2O3 CaSO4.H2O CaSO4+ H2O
……
2、灰分产率的测定要点
水分，也称全水分，用Mt或Mar表示。外在水分和内在
水分构成了收到基水分，它们的关系可用下式表示：
Mt 10 10 0M0 f MinhMf ，%
煤失去外在水分后所处的状态称为风干状态或空气 干燥状态，失去外在水分的煤样称为风干煤样或空气干 燥煤样。风干煤中水分占风干煤样质量的百分数称为内 在水分。
干燥失重法的原理是：煤中水分是以物理态吸附在煤 的表面或孔隙中，只要将煤加热到高于100℃，即可使煤 中的水分析出。在加热过程中，煤本身不发生任何变化， 煤的失重即认为是水分失去所引起的。通常是将煤加热到 105～110℃并保持恒温，直至煤处于恒重时，煤样的失重 即为煤样在干燥中失去的水分。
自动水分测定仪
水分测定时使用的仪器设备有分析天平、干 燥箱、称量瓶等。 还有自动化的仪器设备。
2、测定煤中水分的基本原理
工业分析中测定的水分是指用粒度小于 0.2mm的空气干燥煤样测得的水分，称为空 气干燥基水分。
3、 煤中水分与煤化程度的关系
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。
一、 煤中的水分 1、煤中水分的状态 水分是煤中的重要组成部分，是煤炭质量的
重要指标。
煤中水分的来源：
（1）成煤过程中，环境中的水随着成煤过程进入煤中； （2）煤层形成后，地下水进入煤层的裂隙、孔隙中； （3）开采、洗选、运输、储存过程中进入煤中。
一、 煤中的水分
外在水分
游离水
与煤呈物理态结合，吸附在煤的外 表面和内部孔隙中
第五章 煤的化学组成
第五章 煤的化学组成
主要内容
5.1 煤的工业分析 5.2 煤中矿物质的组成及煤灰成分 5.3 煤中有机质的元素组成 5.4 煤中有机质的族组成 5.5 煤质分析指标的基准及换算
引言
化
学
矿物质
成
分
工业分析
无机组分
复
（有害） 水
煤
杂 ，
元素分析
分
离
灰分分析
有机组分：高分子有机化合物的混合物 （主要部分）