煤样的采取制备及煤质分析

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• 因而灰分越高,煤炭燃烧的热效率越低;灰分越多,煤 炭燃烧产生的灰渣越多,排放的飞灰也越多。
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煤样的采取制备及煤质分析
煤的挥发分概述
• “挥发分”:不是煤中固有成分,是煤在温度
900±10 ℃下,隔绝空气加热7min,煤中有机物分解产生 的气态产物的百分率。
•气态产物是由各种碳氢化合物、H2、CO •等化合物组成的混合气体
•≤100g •2~4min •≤0.2mm •(粉碎机)
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煤样的采取制备及煤质分析
制样设备 辅助工具
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煤样的采取制备及煤质分析
缩分
• 1)缩分是制样的最关键的程序,目的在于减少试样量。我公
司采用人工方法进行缩分。
• 2)缩分后试样的最小质量
缩分后总样最小质量
标称最大粒度/mm
采样方法,从每一段采取1个子样; • 3)当车辆数少于18,每一车辆的子样数等于18除以车辆数,如除后有
余数,则余数子样应分布于整个采样单元。分布余数子样的车辆可用随 机方法选择。
• 子样位置的选择:
• 将车辆分成若干个边长为1m~2m的小块并编上号(一般为15 块或18块,图1为18块示例),然后用随机方法依次选择个车 辆的采样点位置。
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水分对煤燃烧的影响
• 煤的游离水常压下在 (105~110)℃温度下经 过一定时间干燥即可蒸发。
• 化合水通常要在200℃及 以上才能析出。
• “水分”对煤炭的加 工利用有很大影响。 水分在燃烧时变成蒸 汽要吸热,因而降低
了煤的发热量。

•水蒸气
汽 化
•汽化过程 吸热,带 走煤中的
>20% ≤20%
采样地点 汽车 18 18
煤堆 30 30
2)根据组成采样单元煤的不同堆或车的煤量确定各堆或车
煤的取样点数。
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子样质量
• 子样的最小质量按以下公式计算,但最少为0.5kg.

ma=0.06d

式中:

ma—子样最小质量,单位为千克(kg);

•采样煤的质量。
煤样的采取制备及煤质分析
•采样工具
电动采样器
有交流和直流两种
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煤样的采取制备及煤质分析
•采样的三大问题
•采集多少个子样
•每个子样取多少量
•子样用什么方法取
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基本采样单元子样数
• 1)依据下表确定基本采样单元子样数:
品种 原煤
灰分范围 Ad
•干
•空气干

燥基
•收到基 •干燥无灰基
•内水
•外水
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•煤
•C、H、O、N、S
•C、H、O是煤中有机质的主体,占95%以上
•C、H是煤炭燃烧过程中产生热量的元素,O是助燃剂,N不产生热量
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•S是煤炭中的有害成分
•煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2), •随烟气排放,污染大气,危害动、植物生长及人类健康,
d —被采样煤标称最大粒度,单位为毫米(mm)
标称最大粒度 100 50 25 13 ≤6
子样质量参考值 6.0 3.0 1.5 0.8 0.5
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汽车采样
• 车辆的选择:
• 1)车辆数等于18时,每一个车辆采取一个子样; • 2)当车辆数多于18,应将整个采样单元均匀分成若干段,然后用随机
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•第三环节:化验
•水分
•全水分
•空干基水分
•灰分
•挥发分
•硫分
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•发热量
煤样的采取制备及煤质分析
•预先干 燥并称

全水分的测定
•称取粒度 <13mm的煤样
(500±10)g
•放入预先加热 到(105~110)
℃干燥箱内, 鼓风干燥2h
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重的瓷坩埚
•称取粒度<0.2mm的一般 分析煤样(1±0.1)g,然后 轻轻振动坩埚,使煤样摊

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煤样的采取制备及煤质分析
•将马弗炉预先加热到920℃左右,打开炉门, •迅速将有坩埚的架子送入恒温区,立即关上炉温
•并计时,准确加热7min.
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•烟囱开关 方向与烟囱
方向平行
•1
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•2
•3
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•在不少于30min的时间内将炉温缓慢 •升至500℃,并在此温度下保持30min
•继续升温到(815±10)℃,并 •在此温度下灼烧1h.
•从炉中取出灰皿,放在石棉板上, •在空气中冷却5min左右,移入 •干燥器重冷却至室温(约20min) •后称量。
•取出,趁热称量
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全水分的结果计算
• 煤样的全水分计算:
Mt = 式中:
Mt —煤中的全水分,用质量分数表示,单位为%; m —称取的煤样的重量,单位为g; m1 —煤样干燥后的质量损失,单位为g.
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煤样的采取制备及煤质分析
空气干燥基水分的测定
•预先干 燥并称
• 2)摊饼时,应从上到下逐渐拍平或摊平成厚度适当的扁平体。 • 3)分样时,将十字分样板放在扁平体的正中间,向下压至顶部,煤样被分成
四个相等的扇形体。将相对的两个扇形体弃去,另两个扇形体留下继续下一 步制样。为减少水分损失,操作要快,如下图所示。
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煤样的采取制备及煤质分析
二分器
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煤样的采取、制备及煤 质分析
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2020/11/21
煤样的采取制备及煤质分析
• ★ 煤的成分
• ★ 煤的各成分对煤燃烧的影响
• ★ 如何进行燃煤检测
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煤样的采取制备及煤质分析
★ 煤的成分表示及其组成相互关系
煤的化学元素
煤的工业分析成分
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煤样的采取制备及煤质分析
•从炉中取出坩埚,放 在空气中冷却5min左 右,移入干燥器中冷 却到室温(约20min)
后称量
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挥发分的计算
• 煤样的空气干燥基挥发分的计算:
• 挥发分不是固有成分,是与燃烧条件(燃烧温度、加热 时间等)密切相关。
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挥发分对煤燃烧的影响
• 1) 煤化程度低的煤,挥发分较多。
• 2)如果燃烧条件不适当,挥发分高的煤燃烧时易产生未 燃尽的碳粒,俗称“黑烟”;并产生更多的一氧化碳、多 环芳烃类、醛类等污染物,热效率降低。
•采 样 铲 应 从采样表面 垂直插入
•在选定的位 置,挖坑至
0.4~0.5m
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煤样的采取制备及煤质分析
煤堆采样
• 1)在堆/卸煤新工作面、刚卸下的小煤堆采样时,根据煤堆的形 状和大小,将煤堆表面划分成若干区;
• 2)将区分成若干面积相等的小块(煤堆底部的小块应距底面
0.5m),然后用随机采样法决定采样区和每区(小块)的位置,从每 一个小块采取煤样;
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煤样的采取制备及煤质分析
为何要在500℃停留30min?
• 煤样如果不在500℃下停留30min,而直 接送至815℃,则CaCO3分解出CaO与S生 成的SO2生成固态CaSO4, CaSO4在1250℃ 后才会继续分解。故CaSO4残留在灰渣中, 导致灰分产率变大。
• CaO+ SO2+1/2O2→ CaSO4
★ 人工采样:目前我公司的采样方
法,重点介绍
★ 机械采样
•火车、汽车采样机 皮带采样机
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煤样的采取制备及煤质分析
规范性引用文件:
GB 475-2008 商品煤样的人工采取方法
采样流程见下图:
•人 工采 样
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•采样的基本要求: •被采样批煤每一个颗 •粒都有相等的机率被 •采入试样中,使其试 •验结果能代表整批被
一般和共用煤样/kg
全水分煤样/kg
150 100 80 50 25 13 6 3 1
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2600 1025 567 170 40 15 3.75 0.7 0.10
500 190 105 35 8 3 1.25 0.65 — 煤样的采取制备及煤质分析
缩分方法:堆锥四分法
• 1)为保证缩分精密度,堆锥时,应将试样一小份、一小份地从样堆顶部撒下, 使之从顶到底、从中心到外缘形成有规律的粒度分布,并至少倒堆三次。
1 4 7 10 13 16 2 5 8 11 14 17 3 6 9 12 15 18
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汽车采样的操作方法
• 1)首先在选定的子样位置,挖坑至0.4m~0.5m,并将滚落在 坑底的煤块和矸石清除干净。
• 2)采取子样时,探管/钻取器或铲子应从采样表面垂直(或成 一定倾角)插入,子样应一次采出,多不扔,少不补,如下图所 示。
• 3)在非新工作面情况下,采样时应先除去0.2m的表面层,如
图所示。
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第二环节:制样?
• 制样的目的是:


减量化!

均匀化!
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•缩分
煤样的制备流程
•破碎
•去外水
•粉碎
•堆锥四分法
• 先锤子, •再破碎机
•鼓风、≤50℃ •烘1.5h
热量
•液态的水
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灰分对煤燃烧的影响
• “灰分”不是煤中固有成分,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固体残渣,所以我们把所测得的 灰分称为煤的灰分产率,用A表示。
• (1)矿物质燃烧灰化时要吸收热量; • (2)大量排渣要带走热量
•腐蚀金属设备
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工业分析表示方法
• 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。
•煤的工业 •分析
•水分
•灰分
•挥发分 •固定碳
•外在水分 •内在水分
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煤的水分概述
• 煤中水分用M表示,按其存在 的状态分为:
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煤样的采取制备及煤质分析

•取出预先灼 烧至质量恒
定的灰皿
灰分的测定
•称取粒度<0.2mm 的一般分析煤样 (1±0.1)g,
•均匀地摊平 在灰皿中
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煤样的采取制备及煤质分析
•将灰皿放入炉温 不超过100℃的
马弗炉恒温区中
•关上炉门 并使炉门留 有15mm左右
的缝隙
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煤样的采取制备及煤质分析
灰分的计算
• 煤样的空气干燥基灰分:
Aad =
式中: Aad—一般分析试样煤样的灰分,单位为百分(%); m —称取的一般分析试样煤样的质量,单位为(g); m1 —灼烧后残留物的质量,单位为克(g)。
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挥发分的测定
•取出带有严密盖 并预先灼烧至恒
① 游离水: 以物理状态吸附在 煤颗粒内部毛细管中和附着在 煤颗粒表面的水分。
② 化合水:以化合的方式同煤中 矿物质结合的水,如 CaSO4.2H2O, SiO2.Al2O3.2H2O
•煤中水分 •(全部水分)
•游离水 •(全水)
•化合水
•外在水分 •(Mf)
•内在水分 •(Minh)
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•二分器示意图
煤样的采取制备及煤质分析
破碎
•大的煤块用 锤子破碎
•破碎机
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
煤样的采取制备及煤质分析
去外水及粉碎
• 1.去外水
• 将约200g煤样在盘中铺成均 匀的薄层,然后放入温度不超 过50℃鼓风干燥箱内,烘1.5h 去外水。然后将干燥煤样置于 室温下冷却。
2. 粉碎
1)将去外水后的试样,装入制样粉碎机里的粉碎钵中,保证粉碎钵中任何 位置都有均匀的煤样。 2)然后把粉碎钵放入制样粉碎机里的粉碎。粉碎机内的粉碎时间设置 为5分钟。 3)粉碎完毕后,把粉碎完的煤样小心的倒进预先准备好的盘子里。 4)部分残留的煤粉可以用毛刷清理干净 .盘内的煤粉即为检测发热量 的样煤。

•称取粒度< 0.2mm的分析煤
样(1±0.1)g
•放入预先加热到 •(105~110)℃的
•干燥箱内,鼓风 •干燥1h.
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•取出,盖上盖子, •放入干燥器中冷却到
•室温后称量
煤样的采取制备及煤质分析
空干基水分的测定
• 空气干燥煤样的水分计算:
Mad= 式中:
Mad—空气干燥煤样的水分,单位为g; m —称取的空气干燥煤样的重量,单位为g; m1 —煤样干燥后的质量损失,单位为g.
• 3 )煤中的无机物质含量很少,主要有水分和矿物质,它们 的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要 杂质,如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等,其中大部分属于有 害成分。
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煤样的采取制备及煤质分析
燃煤进厂啦!
我们该如何采样?制样?化验?
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煤样的采取制备及煤质分析
第一环节:采样?
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