煤化学 第05章 煤的工业分析和元素分析
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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
二.煤的工业分析
水分对煤炭利用的影响
二.煤的工业分析
定义：煤中可燃物完全燃烧后，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 剩下的残渣。 原生矿物质 成煤植物中的矿物质
2.灰分 A
次生矿物质 成煤过程中夹带的矿物质
外来矿物质 煤炭开采过程中带出的矿物质
二.煤的工业分析
煤中灰分或矿物质不利影响
五.煤的显微组分
3.有机显微组分 镜质组（凝胶化组分） 惰质组（丝质组） 稳定组（壳质组） 过度组分（半镜质组、半丝质组）
五.煤的显微组分
4.镜质组（凝胶化组分） 1.煤中主要显微组分 2.我国多数煤田含量约60%～80% 3.基本成分来源于植物的茎、叶等木质 纤维组分 4.泥炭化阶段经历凝胶化作用后形成
五.煤的显微组分
5.惰质组（丝质组） 1.煤中常见显微组分 2.我国多数煤田含量约10%～20% 3.基本成分是植物木质纤维组分 4.泥炭化阶段经历丝碳化作用后形成
五.煤的显微组分
6.稳定组（壳质组） 主要来源于植物的皮壳组织和分泌物， 以及与这些物质相关的次生物质，如：孢 子、角质、树皮、树脂及渗出沥青。
四.煤的粘结性、结焦性
五.煤的显微组分
1.概念 煤的显微组分指煤在显微镜下能够区分 和辨别的基本组成成分。 有机显微组分：在显微镜下能观察到煤 中由植物有机质转变而成的组分。 无机显微组分：在显微镜下能观察到的 煤中矿物质。
五.煤的显微组分
2.无机显微组分 黏土类矿物质 硫化物类矿物质 碳酸盐类矿物质 氧化物类矿物质 高岭土 黄铁矿 方解石 石英
煤化学
一、煤的种类和特性 二、煤的工业分析 三、煤的元素分析 四、煤的粘结性、结焦性 五、显微组分 六、结焦机理
《工业分析》教学课件—05煤质分析
2、挥发分的测定方法原理
测定方法：将粒度小于2毫米的空气干燥煤样，在900℃高温隔绝空气加热7分 钟，由减小的质量再减去水的质量即为煤的挥发分。
3、挥发分的测定仪器
（1）磨口(挥发)坩埚
（2）坩埚架
用镍铬丝制成，其规格以能放置6个坩埚为好， 大小应与炉内（90010）℃ 稳定温度区相适应，放在架上的坩埚底部应与炉堂底距离20 mm～30 mm。
灰分越低也就越好。
2、空气干燥煤样灰分（Aad）测定方法
缓慢灰化法：称取一定量空气干燥煤样，放入马弗炉，以一定速度加热
到（81510）℃，灰化并灼烧至质量恒定。
仲裁法
快速灰化法：将装有煤样的灰皿直接送入预先加热至（81510）℃马 弗炉中，根据放入方式不同又分为方法A和B
例行法
（1）缓慢灰化法
测定步骤： 称取分析煤样（10.1）g于已在（81510）℃灼烧至恒重的灰皿中，精确 至0.0002 g，并摊平。
2、采样数量
1) 从运煤火车中采样： •灰分小于或等于20%，沿斜线方向采取3个子样；
每个子样量不 得少于5kg
•灰分大于20%，车皮容量为30吨，采取3个子样；
•灰分大于20%，车皮容量为40吨，采取4个子样；
•灰分大于20%，车皮容量为50吨，采取5个子样。
•从火车皮中对角线取样时，首、末两取样点距离火车箱角1米；
（2）内在水分（Minh）
测定方法：准确称取粒度小于3mm的风干煤于(105~110)℃干燥1.5小时， 冷却后称重，再烘干0.5小时冷却后称重，如此操作直至恒重。
（3）空气干燥煤样水分(Mad)
将风，干煤破碎至0.2 mm以下，然后将煤样放入盘中，摊成均匀的薄层，与温 度不超过50度的空气中干燥，如连续干燥1小时后煤样的质量变化不超过0.1%， 即认为达到了空气干燥状态。
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
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
煤的元素分析与工业分析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。
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。
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。
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。
广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定，又叫煤的全工业分析。
（一）煤的水分煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。
什么是煤的元素分析与工业分析
1.什么是煤的元素分析与工业分析？答：元素分析法就是研究煤的主要组成成分。
煤的主要组成成分包括碳(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。
硫燃烧后生成SO2及少量SO3，是有害成分。
煤中的水分和灰分也都是有害成分。
通过元素分析可以了解煤的特性及实用价值。
但元素分析法较复杂。
发电厂常用较用简便的工业分析法，可以基本了解煤的燃烧特性。
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.2.链条锅炉炉拱的作用是什么？答：链条锅炉的炉拱分为前拱和后拱，与炉排一起构成燃烧空间。
前拱（辐射拱）：位于炉排的前部，主要起引燃作用。
吸收来自火焰和高温烟气的辐射热，并辐射到新煤上，使之升温、着火。
后拱: 位于炉排后部，主要作用是引导高温烟气，属对流型炉拱。
后拱具体作用如下：1）引燃：从引燃看，前拱是主要的；后拱通过前拱起作用，是辅助的。
2）混合：后拱输送富氧的烟气至前拱区，使之与那里的可燃气体相混合。
前拱一般短，后拱的输气路程较长。
后拱烟气的流动速度高，所产生的扰动混合大。
从混合上看，后拱的作用是主要的。
3）保温促燃：后拱可有效地防止炉排面向炉膛上部放热，能有效地提高炉排后部的炉温，起保温促燃作用。
3.什么是自然水循环？自然水循环是怎样形成的？答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差进行的水循环，称为自然水循环。
在自然循环锅炉中，下降管一般在炉外不受热，而上升管是在炉内受热，水在上升管中吸收热量后，逐渐成为汽水混合物，其密度减小。
这样，下降管与上升管工质之间就产生了密度差，密度差所产生的压差作为推动力，推动工质在循环回路中流动。
这种循环流动，没有依靠外力，只靠工质本身状态变化后所产生的密度差，作为推动工质循环流动的动力，所以称为自然水循环。
4.简述自然水循环的工作过程。
答：自然循环回路由上升管、下降管、汽包和下集箱组成。
煤的工业分析和元素分析
因为煤中可燃性挥发分不是煤的固有物质， 而是在特定条件下，煤受热的分解产物，而 且其测定值受温度、时间和所用坩埚的大小、 形状等不同而异，测定方法为规范性试验方 法，因此所测的结果应称为挥发分产率，用
符号V表示。
主要指标
根据挥发分产率的高低，可以初步判别煤的 变质程度、发热量及焦油产率等各种重要性质， 而且几乎世界各国都采用干燥无灰基挥发分作 为煤分类的一个主要指标。 工业生产上用煤也都首先需要了解挥发分是 否合乎要求，所以煤的挥发分是了解煤性质和 用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类 的重要指标。
minera l matter
2．存在形态或操作情况指标及符号
表2 常用指标及符号
项 外在 内 全 高 低 恒 恒
目或在
位位容压
游离
符
号 f inh t gr net v p
free inherencetota l
nether
3．各种基准的表示符号
基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分 析试验，将得出不同的结果，所以基准又是用以 计算和表达测定值的主要依据之一。
§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
出下列要求的采样点布置情况。 ①以200t煤量的原煤为一采样单元； ②以50t煤量的原煤为一采样单元； ③以150t煤量的精煤为一采样单元。
§3.1 煤样的采集
符号V表示。
主要指标
根据挥发分产率的高低，可以初步判别煤的 变质程度、发热量及焦油产率等各种重要性质， 而且几乎世界各国都采用干燥无灰基挥发分作 为煤分类的一个主要指标。 工业生产上用煤也都首先需要了解挥发分是 否合乎要求，所以煤的挥发分是了解煤性质和 用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类 的重要指标。
minera l matter
2．存在形态或操作情况指标及符号
表2 常用指标及符号
项 外在 内 全 高 低 恒 恒
目或在
位位容压
游离
符
号 f inh t gr net v p
free inherencetota l
nether
3．各种基准的表示符号
基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分 析试验，将得出不同的结果，所以基准又是用以 计算和表达测定值的主要依据之一。
§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
出下列要求的采样点布置情况。 ①以200t煤量的原煤为一采样单元； ②以50t煤量的原煤为一采样单元； ③以150t煤量的精煤为一采样单元。
§3.1 煤样的采集
《煤化学》第五-第九章：工业、元素分析;物化性质;工艺性质;煤分类及煤质评价
密度，g/cm3 2.4～2.6 2.655 5.0
可以粗略地认为，灰分 每增加 1%， 煤的密度增加 0.01 g/cm3
38
二、煤的视密度 ARD Apparent Relative Density 20℃时单位体积（仅包括煤的内部孔隙，不包括颗粒间
100
100 Mad Aad
Vad ,%
干燥无灰基的固定碳：
FCdaf 100Vdaf ,%
煤化程度对 Vdaf 的影响 Vdaf 随煤化程度的提高而下降 褐 煤的 Vdaf 最高，通常 > 40% 无烟煤的 Vdaf 最低，通常 < 10%
12
3．成因类型和煤岩组分的影响 V 值： 腐植煤 < 腐泥煤 煤岩组分中的挥发分含量： 壳质组 最高 镜质组 次之 惰质组 最低
一、基准的基本概念 大量的煤质分析指标用 % 表示，涉及基准(Basis)问题 例如灰分产率，对于某一给定煤样，在绝对干燥状态下其
中的灰分量不变，计算其百分含量时，灰分占绝对干燥煤质量 的百分比就是干燥基的灰分产率。
19
二、煤质分析中不同基准的物质含义 煤质分析时煤炭组成有两种划分法 ① 将煤划分为
100
Mad
（5-22）
可燃质
灰分
Mad
有机质
矿物质 全硫, St
Mf Minh
C
H O N So Sp Ss
A
干燥无矿物质基 dmmf
干燥无灰基 daf 干燥基 d
空气干燥基 ad
收到基 ar
27
2. ad→daf 空气干燥基(分析基) → 干燥无灰基(可燃基)
X daf
X ad
100
100 Mad
FCad 100 Mad Aad Vad ,%
煤的工业分析与元素分析
（1）应用煤样全水分的测定
第六页，共36页。
（2）空气干燥煤样水分的测定
➢方法A（通氮干燥法） 适用于所有煤种。 称取—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。 ➢方法B（空气干燥法） 适用于烟煤和无烟煤。 称取一定量的空气干燥煤样，量于105~110℃干燥箱内，于空气流中干燥到质量恒定
Vad校正= Vad -(CO2)ad ，%
用于挥发分测定的煤样灰分应小于15%，最好小于10%。
第十四页，共36页。
（4）挥发分与煤质的关系
Ⅰ. 煤化程度 煤的挥发分随煤化程度的提高而下降。一般用挥发分作为表示煤化程度的指标。
Ⅱ. 煤的成因 腐植煤的挥发分低于腐泥煤。
Ⅲ. 煤岩组分 壳质组的挥发分最高，镜质组次之，惰质组最低。
表5-7 煤中元素含量随煤化程度的变化规律
Cdaf，% 55～62 60～70 70～76.5 77～81 79～85 82～89 86.5～91 88～92.5 88～92.7 89～93
93～95
95～98
75～80
Hdaf，％ 5.3～6.5 5.5～6.6 4.5～6.0 4.5～6.0 5.4～6.8 4.8～6.0 4.5～5.5 4.3～5.0 4.0～4.7 3.3～4.0
②快速灰化法 （例行分析）
称取一定量的粒度<0.2mm的空气干燥煤样，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。
Aad
m1 m
100%
灰分的基准是干燥基
第十页，共36页。
Ad
Aad 100Mad
第六页，共36页。
（2）空气干燥煤样水分的测定
➢方法A（通氮干燥法） 适用于所有煤种。 称取—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。 ➢方法B（空气干燥法） 适用于烟煤和无烟煤。 称取一定量的空气干燥煤样，量于105~110℃干燥箱内，于空气流中干燥到质量恒定
Vad校正= Vad -(CO2)ad ，%
用于挥发分测定的煤样灰分应小于15%，最好小于10%。
第十四页，共36页。
（4）挥发分与煤质的关系
Ⅰ. 煤化程度 煤的挥发分随煤化程度的提高而下降。一般用挥发分作为表示煤化程度的指标。
Ⅱ. 煤的成因 腐植煤的挥发分低于腐泥煤。
Ⅲ. 煤岩组分 壳质组的挥发分最高，镜质组次之，惰质组最低。
表5-7 煤中元素含量随煤化程度的变化规律
Cdaf，% 55～62 60～70 70～76.5 77～81 79～85 82～89 86.5～91 88～92.5 88～92.7 89～93
93～95
95～98
75～80
Hdaf，％ 5.3～6.5 5.5～6.6 4.5～6.0 4.5～6.0 5.4～6.8 4.8～6.0 4.5～5.5 4.3～5.0 4.0～4.7 3.3～4.0
②快速灰化法 （例行分析）
称取一定量的粒度<0.2mm的空气干燥煤样，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。
Aad
m1 m
100%
灰分的基准是干燥基
第十页，共36页。
Ad
Aad 100Mad
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。
煤的工业分析与元素分析
煤的工业分析与元素分析1、煤的工业分析、元素分析煤是一种远古植物残骸经长期地质变化形成的可燃性生物岩。
它是由碳、氢、氧、硫、氮等化学元素组成的复杂有机物的混合物。
具有多极性集团和发达的毛细管，可以吸附水而成为内在水。
对于年轻的煤，变质程度较浅，毛细管较发达，亲水性较强，反应活性较好。
随着煤龄的变长，变质程度加深，毛细管状况变差，内表面减少，内在水份减少。
表现为憎水性增强，反应活性较差。
煤的工业利用价值可以通过工业分析得到:（1）水份（Mad）煤中的水份按存在形态可以分为三种：①外在水，也称游离水。
是在开采、运输、贮存过程中带入的水份。
一般附着于煤的外表和直径大于1.0E-5cm的大毛细管中。
在空气中，外在水份可以自然风干。
外在水份与外在条件有关，而与煤质本身无关。
②内在水份，也称吸附水。
以吸附的方式存在于较小的毛细管中（直径小于1.0E-5cm）。
一般在100多度下恒温能够除去。
内在水份的含量和煤质有关，是影响成浆性的重要因素。
③结晶水，也称化合水。
是煤中无机化合物的水化物中所含的水。
如硫酸钙（CaSO4•2H2O）、高岭土（AL2O3•2SiO2•2H2O）等。
结晶水一般在200多度下恒温能够除去。
（2）灰份（Aad）灰份是煤样在815±10℃燃烧至恒重时残留物的重量分率。
煤中的灰份高，相对降低了含碳量。
灰份在气化炉中是无用而有害的物质。
无用是不参加化学反应，不能生成合成气的有效成分。
有害是灰份熔融要消耗热量，增加比氧耗和比煤耗。
溶渣会冲刷、侵蚀向火面砖，缩短耐火砖的使用寿命。
并且灰份高会增大粗合成气的水气比，并增大渣水系统的负荷。
灰份的主要组成是：SiO2、AL2O3、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、SO3等。
这些组分的熔化温度决定了灰份的熔点。
如果灰份中SiO2＋AL2O3所占比例愈大，灰份的熔点愈高。
因为这两种成分的特点是熔点极高。
其他成分如Fe2O3、CaO、MgO的含量越多时，则灰熔点越低。
煤的工业分析与元素分析课件
工业应用
随着煤炭工业的发展，煤的工业分析和元素分析的应用将更加广泛，不仅用于煤炭分类和评价，还将用于指导煤炭燃 烧、气化和液化的工艺过程。
标准制定
随着分析技术的不断发展，煤的工业分析和元素分析的标准也将不断更新和完善，以适应新的发展需求 。
06
参考文献
参考文献 参考文献列表
01
02
03
04
05
[1] 张三, 李四. 煤的工业 分析[M]. 北京: 科学出 版社, 2018.
采样
选择有代表性的煤样，避免混 入其他物质，保持自然状态。
干燥
将煤样干燥至恒重，以消除水 分对分析结果的影响。
灼烧
将灰化后的煤样在高温下灼烧 ，测定矿物质含量。
煤的工业分析的实验结果与数据
实验结果
通过表格或图表形式展示实验结果， 包括各种矿物质含量、灰分、挥发分 等。
数据处理
对实验数据进行处理和分析，如计算 平均值、标准差等。
分析仪器与试剂
讲解了在进行煤的工业分析和元素分析时 所需的仪器和试剂，以及其规格和作用。
分析结果及其应用
详细说明了煤的工业分析和元素分析的结 果及其在煤炭工业中的应用，包括在煤炭 分类、燃烧、气化和液化等方面的应用。
展望
技术发展
随着科技的发展，煤的工业分析和元素分析将更加准确、快速和自动化。新型的分析仪器和技术将不断涌现，提高分 析的效率和精度。
煤的工业分析意义
通过煤的工业分析，可以了解煤的组成和性质，为煤炭的合 理使用和加工提供基础数据。同时，工业分析也是煤炭贸易 中重要的质量依据，可以保障煤炭买卖双方的利益。
煤的元素分析定义及意义
煤的元素分析
是指对煤中各种元素的含量进行分析，包括碳、氢、氧、氮、硫等元素的分析 。这些元素含量的多少直接影响着煤的燃烧性能和加工利用价值。
随着煤炭工业的发展，煤的工业分析和元素分析的应用将更加广泛，不仅用于煤炭分类和评价，还将用于指导煤炭燃 烧、气化和液化的工艺过程。
标准制定
随着分析技术的不断发展，煤的工业分析和元素分析的标准也将不断更新和完善，以适应新的发展需求 。
06
参考文献
参考文献 参考文献列表
01
02
03
04
05
[1] 张三, 李四. 煤的工业 分析[M]. 北京: 科学出 版社, 2018.
采样
选择有代表性的煤样，避免混 入其他物质，保持自然状态。
干燥
将煤样干燥至恒重，以消除水 分对分析结果的影响。
灼烧
将灰化后的煤样在高温下灼烧 ，测定矿物质含量。
煤的工业分析的实验结果与数据
实验结果
通过表格或图表形式展示实验结果， 包括各种矿物质含量、灰分、挥发分 等。
数据处理
对实验数据进行处理和分析，如计算 平均值、标准差等。
分析仪器与试剂
讲解了在进行煤的工业分析和元素分析时 所需的仪器和试剂，以及其规格和作用。
分析结果及其应用
详细说明了煤的工业分析和元素分析的结 果及其在煤炭工业中的应用，包括在煤炭 分类、燃烧、气化和液化等方面的应用。
展望
技术发展
随着科技的发展，煤的工业分析和元素分析将更加准确、快速和自动化。新型的分析仪器和技术将不断涌现，提高分 析的效率和精度。
煤的工业分析意义
通过煤的工业分析，可以了解煤的组成和性质，为煤炭的合 理使用和加工提供基础数据。同时，工业分析也是煤炭贸易 中重要的质量依据，可以保障煤炭买卖双方的利益。
煤的元素分析定义及意义
煤的元素分析
是指对煤中各种元素的含量进行分析，包括碳、氢、氧、氮、硫等元素的分析 。这些元素含量的多少直接影响着煤的燃烧性能和加工利用价值。
煤的工业分析和元素分析
1. 采样中常用的基本概念 （1）批 （2）采样单元 （3）子样 （4）总样 （5）分样
CHENLI
2
§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。
法分分为析常煤规样方的法水、分快就速是方空法气和干蒸燥馏基方水法分三M种ad 。，测定方
m
M 1
ad
m
Mad——分析煤样水分 ； m1——分析煤样干燥后失去的质量，g； m——分析煤样的质量，g。
CHENLI
33
三、灰分的测定
煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质（除 水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，经一
符号V表示。
CHENLI
40
主要指标
根据挥发分产率的高低，可以初步判别煤的 变质程度、发热量及焦油产率等各种重要性质， 而且几乎世界各国都采用干燥无灰基挥发分作 为煤分类的一个主要指标。
工业生产上用煤也都首先需要了解挥发分是 否合乎要求，所以煤的挥发分是了解煤性质和 用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类 的重要指标。
1. 破碎 2. 筛分 3. 混合
CHENLI
12
§3.2 煤样的制备
4. 缩分 5. 干燥
CHENLI
13
§3.2 煤样的制备
二、煤样的减灰
1. 减灰重液的相对密度
（1）烟煤、褐煤一般用相对密度为1.4的重液减灰， 如用该重液减灰后灰分仍大于10%，应另取煤样用相 对密度为1.35的重液减灰，如灰分仍大于10%，则不 再减灰。
CHENLI
2
§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。
法分分为析常煤规样方的法水、分快就速是方空法气和干蒸燥馏基方水法分三M种ad 。，测定方
m
M 1
ad
m
Mad——分析煤样水分 ； m1——分析煤样干燥后失去的质量，g； m——分析煤样的质量，g。
CHENLI
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三、灰分的测定
煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质（除 水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，经一
符号V表示。
CHENLI
40
主要指标
根据挥发分产率的高低，可以初步判别煤的 变质程度、发热量及焦油产率等各种重要性质， 而且几乎世界各国都采用干燥无灰基挥发分作 为煤分类的一个主要指标。
工业生产上用煤也都首先需要了解挥发分是 否合乎要求，所以煤的挥发分是了解煤性质和 用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类 的重要指标。
1. 破碎 2. 筛分 3. 混合
CHENLI
12
§3.2 煤样的制备
4. 缩分 5. 干燥
CHENLI
13
§3.2 煤样的制备
二、煤样的减灰
1. 减灰重液的相对密度
（1）烟煤、褐煤一般用相对密度为1.4的重液减灰， 如用该重液减灰后灰分仍大于10%，应另取煤样用相 对密度为1.35的重液减灰，如灰分仍大于10%，则不 再减灰。
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Mf,ar 简写 Mf
简写
Minh，ar
Minh
煤中的全水分计算举例
[例5-1]某收到基煤样重1000.0 g， 风干后重900.0 g。用两份风干煤 样各10.000 g测定内在水分，即在 105℃干燥后得到的两份煤样分别 重9.512 g和9.484 g。问该煤样的
M inh,ad
M M inh,ad1
级别名称
1 特低全水分煤
代号 SLM
分级范围（Mt,%） ≤6.0
2 低全水分煤
LM
>6.0~8.0
3 中等全水分煤
MLM
>8.0~12.0
4 中高全水分煤 5 高全水分煤 6 特高全水分煤
MHM HM SHM
>12.0~20.0 >20.0~40.0
>40.0
试验方法 GB/T 211
（六）煤中水分对煤利用的影响
inh,ad 2
2
4.88 5.16 5.02% 2
全水分？ 解：（1）计算该煤样的外在水分
（3）计算该煤样的全水分 按式（5-6）：
M
f
,ar
1000.0 900.0 1000.0
100%
10.0%
M t,ar
M f ,ar
M inh,ad
100 M 100
f ,ar
试验室条件下测定的煤质分析项 目通常是以空气干燥基为基准测得 的。但在表示煤质分析报出的结果 时，国家标准通常规定将空气干燥 煤样基准的各个指标换算成收到基、 干燥基煤样、干燥无灰基煤样为基 准的指标；在实际工作中，有时也 需要把一些指标换算成其它基准 （例如：工业上计算物料平衡或热 平衡时，就需将有关指标换算成收 到基，以求得每吨原料煤能产生多 少热量、多少煤灰、含多少碳等）。 为此，必须了解各种指标、各种基 准之间的关系和换算。
f
,ar
(5-6)
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。
质量，通常是 化后生成的物质和呈现的性质，如灰分、挥发分、发热量
抽取一小部分 等。为了统一标准和便于使用，各煤质分析项目的结果都
煤来进行质量 是用一定的符号表示。通常是由煤质分析项目的符号、分
的鉴定，这个 析项目存在状态或操作条件的符号、分析项目基准的符号
抽取过程就是 这三类符号构成了煤质分析结果的表示符号。
收到基全水分（Mt,ar）表示的 是煤中的实际含水量。
量指标之一，也是商品煤计价的重
要依据，在工业上全水分可用来计
算热平衡、物料平衡和煤的发热量
等。 2.空气干燥基水分（Mad）：
主要用于煤质分析中各项指标的计 算和基准换算。
*煤水分指标符号的简写：
简写
Mt,ar
Mt
Mar
简写
Minh，ad
Minh Mad
FC CGD
C
C
HH
罗加指数 粘结指数 奥亚膨胀度
R.I. LR
GR.I.
S
RW
NN
焦油产率
Tar
T
S
S
灰熔融性变形温度 DT
T1
P
P
灰熔融性软化温度 ST
T2
Cl Cl
灰熔融性流动温度
FT
T3
As As
腐植酸产率
HA
Hm
ARD d
苯萃取物产率
EB
Em
TRD D
二氧化碳含量
CO2
常用的各基准间的换算公式 如下（用X代表某煤质分析项 目）：
（1）空气干燥基与干燥基的换算
100
Xd
100 M ad
X ad
(5-1)
（2）空气干燥基 与干燥无灰基的换算
X daf
100 100 M ad
A ad
X ad
(5-2)
（3）干燥基 与干燥无灰基的换算
X daf
100 100 Ad
一般来说，水分是煤中的有害成分，对煤的工业利用是不 利的；但水分对煤的工业利用也有好的一方面。
1.水分对煤工业利用的危害 （1）在煤的运输中，增加了无效运输量和运输成本； （2）燃烧时，降低了煤的发热量； （3）贮存时，使煤易碎裂、加速煤的氧化和自燃，在冬季 使煤装卸困难；
FeS2+H2O+O2→FeSO4+H2SO4+Q （4）炼焦时，延长炼焦时间，并使焦炉的使用寿命缩短； （5）机械加工中，水分高的煤难于破碎和筛分，不仅降低 生产效率，还可能损坏设备。
（3）基准不相同的数据不能直接加减。
4.常用煤质指标的基准
（1）在用煤的灰分、硫分、磷分、发热量来表示煤质时，常 用干燥基为基准，即Ad、St,d、Pd、Qgr,d； （2）在研究煤的有机质特性时，常用干燥无灰基为基准，如 Vdaf、Cdaf、Hdaf等。 （3）在计算物料平衡、热平衡、煤炭计量计价时，常用收到 基为基准，如Mt,ar、Qnet,ar、Aar、Har等。
Xd
(5-3)
（4）收到基 与干燥无灰基的换算
X daf
100 100 M t
A ar
X ar
(5-4)
（5）收到基 与空气干燥基的换算
X ar
100 M ar 100 M ad
X ad
（6）全水分计算公式
(5-5)
M t,ar
M f ,ar
M inh,ad
100
M 100
⑥恒湿无灰基（maf）：恒湿状态（温度20℃、空气湿度96%）和假想无灰状态
下的煤样分析基准。主要用于表示煤的发热量（作为煤工业分类指标）。
3.各基准的关系 对于同一煤样，其化验结果若以不同的基准来表示则数值不同。
因此，同类分析项目只有在相同基准的基础上才能进行比较。
各基准的关系如下图所示。
4.各基准的换算
煤的工艺性质
研究煤的 化学组成
研究煤的 元素组成
研究煤的 工艺性质
煤的工业分类 煤质评价 煤的综合利用
第一节 煤样及煤质分析结果的表示方法
一、煤样
二、煤质分析结果的表示方法
煤是大宗商品， 煤质分析化验的方法有两大类：一类是测定煤中固有的
为了鉴定煤的 成分和性质，如水分、碳、氢等，另一类是测定煤经过转
dmmf
有机基 j
2.常用基准的含义及使用意义 ①收到基（ar）：是以收到状态的煤样为基准（包含了煤的全部组分）。用于
销售煤，物料平衡、热平衡及热效率计算。
②空气干燥基（ad）：是以与空气湿度达到平衡状态的煤样为基准（不包含煤
的外在水分）。多用于试验室煤质分析项目测定的基础。
③干燥基（d）：是以假想无水状态的煤样为基准（不包含煤的外在水分和内在
注 意
难 点 内 容
重 点 、
加热
煤
第二节 煤的化学组成
挥发部分
水分（M）
＜2%，不计
煤中无机质热解生成的气体 ＞2%，减去
煤中有机质热解生成的气体（V）
煤中无机质热解形成的残渣（A） 不挥发部分 ∴煤的化学组成≈M+A+V+FC 煤中有机质产生热量的部分（FC）
一、煤中的水分（M） （一）煤中水分的来源
第五章 煤的工业分析和元素分析
煤是由有机物和无机物组成的混合物。由于成煤原始物质、转 变条件和作用的多变性，导致煤的化学及元素组成、分子结 构、化学及工艺性质、种类的复杂性和多样性。
煤化学是从化学的角度研究煤的化学及元素组成、工艺性质和 分类及合理应用的边缘学科。
煤的工业分析
煤化学的 研究方法 煤的元素分析
/
MHC WNZ
矿物质含量
MM
MM
（二）表示煤质分析项目存在状态或操作条件的符号
（是用相应英文名称的第一个字母或缩写字的小写表示，把它下标于煤质 分析项目符号的右下角）
新、旧标准中常用煤质分析项目存在状态或操作条件的符号对照表
煤质分析项目的 存在状态或操作
条件
外 在
内 在
全
硫 化 铁
硫 酸 盐
碳 酸 盐
据多在煤理论研究和煤分类上应用。
（三）煤中的全水分（Mt,ar） （四）煤水分指标的使用意义
煤的全水分是煤的外在水分和
1. 收到基全水分（Mt,ar）：
内在水分之和 。即：
它是衡量煤炭经济价值最基本的质
Mt,ar=Mf,ar+Minh,ar
煤的工业分析中， 煤的外在 水分（Mf,ar）是以收到基为 基准、煤的内在水分 （Minh,ad）又是以空气干燥 基为基准测定的。由于它们 之间的基准不同，因此煤的 全水分不能直接用它们相加 得到，而必须用全水分计算 公式（ 式5-6）经过换算得 到（*下页例）。
1.基准的含义
煤质分析项目的基准即煤样的基准，是表示煤质分析化 验结果是以什么状态下的煤样为基础而测得的。
新、旧标准中常用煤质分析项目基准的名称及符号对照表
煤质 新 名称
分析
符号
项目
基准 旧 名称
符号
收到基
ar 应用基
y
空气 干燥基
ad
分析基 f
干燥基
d 干燥基
g
干燥 无灰基
daf
可燃基 r
干燥 无矿物质基
煤的工业分析：是指测定煤 中M、A、V、FC的过程。
煤中的水分来源于成煤过程中、煤形成后及在开采、洗选 和运输过程中等。