煤质分析及仪器.docx

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煤质分析及仪器

煤质分析及仪器

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煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。

ﻫ　煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。

其中,碳、氢、氧占有机质的9５%以上。

此外,还有极少量的磷和其他元素。

煤中有机质的元素组成,随煤化程度的变化而有规律地变化。

一般来讲,煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。

唯硫的含量则与煤的成因类型有关。

碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素,氧是助燃元素，三者构成了有机质的主体。

煤炭燃烧时,氮不产生热量,常以游离状态析出，但在高温条件下,一部分氮转变成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。

硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。

含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体，不仅腐蚀金属设备,与空气中的水反应形成酸雨,污染环境，危害植物生产，而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时，煤中的硫和磷大部分转入焦炭中，冶炼时又转入钢铁中，严重影响焦炭和钢铁质量，不利于钢铁的铸造和机械加工。

用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时，各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。

将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料，砷含量过高，会增加产品毒性,危及人民身体健康。

　煤中的无机质主要是水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。

　另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如,锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等，它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。

其中某些元素的含量，一旦达到工业品位或可综合利用时,就是重要的矿产资源。

ﻫ　通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量,通过工业分析可以初步了解煤的性质,大致判断煤的种类和用途。

煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。

煤的水分,是煤炭计价中的一个辅助指标。

   　煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。

煤的水分增加，煤中有用成分相对减少，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。

煤的水分增加,还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。

特点是冬季寒冷地区，经常发生冻车，影响卸车,影响生产,影响车皮周转,加剧了运输的紧张。

煤的水分也容易引起煤炭粘仓而减小煤仓容量,甚至发生堵仓事故。

ﻫ  　（１）煤中游离水和化合水　

煤中水分按存在形态的不同分为两类,既游离水和化合水。

游离水是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;化合水也叫结晶水,是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。

如硫酸钙（ＮaSO４．2H２O）和高龄土（AＬ2Ｏ３.2SiＯ2.2H2O）中的结晶水。

游离水在1０5～110C的温度下经过1～2小时可蒸发掉，而结晶水通常要在２00C以上才能分解析出。

煤的工业分析中只测试游离水,不测结晶水。

（2）煤的外在水分和内在水分ﻫ煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。

外在水分,是附着在煤颗粒表面的水分。

外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。

内在水分,是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。

内在水分需在10０C以上的温度经过一定时间才能蒸发。

最高内在水分，当煤颗粒内部毛细孔内吸附的书分达到饱和状态时，这是煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。

最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度,尤其能更好地区分低煤化度煤。

如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有所下降，因为无烟煤的孔隙度比烟煤增加了。

ﻫ   　（3）煤的全水分　　　　　　　　　　全水分，是煤炭按灰分计加中的一个辅助指标。

a．煤中全水分的含义。

煤中全水分，是指煤中全部的游离水分,即煤中外在水分和内在水分之和。

必须指出的是,化验室里测试煤的全水分时所测的煤的外在水分和内在水分,与上面讲的煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分是完全不同的。

化验室里所测的外在水分是指煤样在空气中并同空气湿度达到平衡时失去的水分（这是吸附在煤毛细孔中的内在水分也会相应失去一部分,其数量随当时空气湿度的降低和温度的升高而增大）,这时残留在煤中的水分为内在水分。

显然，化验室测试的外在水分和内在水分,除与煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分有关外,还与测试是空气的湿度和温度有关。

b.煤的全水分测试方法要点见GＢ212－9１

煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。

ﻫ   煤的发热量时煤按热值计价的基础指标。

煤作为动力燃料,主要是利用煤的发热量,发热量愈高，其经济价值愈大。

同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。

   　煤的发热量表征了煤的变质程度（煤化度），这里所说的煤的发热量,是指用1.４比重液分选后的浮煤的发热量（或灰分不超过１0%的原煤的发热量）。

成煤时代最晚煤化程度最低的泥炭发热量最低,一般为20.9～２５.1ＭJ/Kｇ，成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到2５~３1MJ/Kg,烟煤发热量继续增高，到焦煤和瘦煤时,碳含量虽然增加了，但由于挥发分的减少,特别是其中氢含量比烟煤低的多，有的低于1%，相当于烟煤的1/６,所以发热量最高的煤还是烟煤中的某些煤种。

ﻫ鉴于低煤化度煤的发热量,随煤化度的变化较大，所以，一些国家常用煤的恒湿无灰基高位发热量作为区分低煤化度煤类别的指标。

我国采用煤的恒湿无灰基高位发热量来划分褐煤和长焰煤。

由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反应。

如:

煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮,在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出,而在弹筒中燃烧时却生成Ｎ2Ｏ5或ＮO２等氮氧化合物。

这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这一化学反应是放热反应。

另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成SO2气体逸出,而在弹筒中燃烧时却氧化成ＳO3,SO3溶于弹筒水中生成硫酸。

SO2、SO3,以及Ｈ2ＳＯ４溶于水生成硫酸水化物都是放热反应。

所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。

为此,实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。

关于煤炭化验设备、煤质检验仪器、煤炭检测设备的一般检测流程

化验流程大体为:

采样——破碎——干燥——制样——实验分析

具体步骤为

1 原煤采样:

根据原煤存放方式依据国标采样,工具自备

２破碎：

用破碎机破碎采样煤样粒度在6ｍm以下,供3使用

３干燥:

用干燥箱依据国标干燥出制样煤样，并且做出全水分值（需要500克称重器具自备）

４ 制样：

用制样机把干燥过的煤样制成粒度为0.2mm的分析煤样，供分析实验用

５ 分析实验：

全部分析实验用电子天平称重

分析水（内水）：

用干燥箱做出

灰分,挥发分：

用马弗炉做出

硫:

用测硫仪做出

发热量:

用量热仪做出

煤炭化验实验室的建设和煤质仪器检验过程注意事项

    ——产品出厂检验是保证产品质量的根本体现

   但是从目前来看,在煤炭化验室建设、煤炭化验室管理制度、设备布局、人员素质、检验过程等方面存在着不少问题，应当引起企业负责人和产品质量检验人员的高度重视。

   下面就以上存在的问题提出解决的方法，今后企业应进行整改,达到企业检验部门真正地为产品质量服务，达到出厂检验合格的目的。

一、煤炭化验室建设应当规范

   1、选址与规模Ｍﻫ   煤炭化验室应建设在远离粉尘、噪声、散发异味气体等地点,电源电压应当相对稳定的地点。

ﻫ   　根据企业规模和产品种类,应建设不同要求的化验室。

但是，最小建筑面积:

理化检验室不能小于30平方米;微生物检验室（无菌室）不能小于８平方米。

这样有助于仪器设备的合理摆放，便于操作,便于样品流通和空气流通。

ﻫ   室内应有足够的照明条件。

   室内必须配置干粉或二氧化碳灭火器,以备电器或化学品燃烧灭火使用。

所有电器插坐均应有牢固的地线装置,以防止设备带电，造成操作人员触电事故。

有条件的还应在地面铺设绝缘胶板。

其次还应必须有上下水设施、通风橱（在通风橱内进行对发生出有害气体的分析操作）。

ﻫ   ２、煤炭化验室内的布局ﻫ   动仪器与静仪器分开：

精密仪器（如光度计、天平、比色计、酸度计、色谱仪等）应必须与震动仪器（如震荡器、验粉筛、离心机、搅拌器等）。

   常温与热源设备分开:

热源仪器（如电热蒸馏水器、恒温干燥箱、高温电阻炉、恒温培养箱、水浴锅、电炉等）必须与其它一切设备分开，不然会影响其它设备的正常使用,严重的会造成热蒸汽腐蚀其它设备,影响其使用寿命。

ﻫ   　化学分析台与热源设备分开：

化学分析台面上应尽量少放易燃和腐蚀性试剂。

使用电炉或酒精灯加热时应坚持有人看管和监视。

   化学分析台的摆放应远离热源设备。

ﻫ   　3、感官检验注意事项

进行食品的感官检验时，不得使用烧杯或量杯品尝。

必须使用餐具品尝。

以免造成间接中毒或人身造成健康损害。

哈氏可磨指数测定仪的主要特点

胶质层测定仪微机胶质层测定仪性能特点

1.电脑与控制器双向通讯对控制设备实行全面监控。

ﻫ2．自动控制、显示单炉或双炉的加热温度。

3.自动测定、显示单炉或双炉煤样的收缩度。

4.自动绘制单炉或双炉的体积曲线。

5.自动绘制炉温随时间变化的曲线。

、ﻫ６.自动填写每十分钟之前后炉温。

ﻫ7.在体积曲线拐点报警，提醒化验人员对设备进行开、停、消音、运行等形式的操作选择。

8.手动检测胶面的数据,通过键盘输入电脑保存。

ﻫ9．自动绘制上、下胶面曲线和计算胶面的最大厚度。

10.自动计算试验结果，并打印输出试验记录和报告。

ﻫ1１.储存历次试验数据,供查询打印。

微机胶质层测定仪技术参数

项目  HNJＣ-2控温范围 0-99９℃

控温精度 0.5级ﻫ分辨率    ±1℃ﻫ升温控制 3０miｎ达到25０℃，250℃以后每分钟升3℃

计时误差 ±30S/24Hﻫ负载功率 ≤5kw

电源电压 ２2０V±１0%　5０Hz

哈氏可磨指数测定仪是专供测定烟煤和无烟煤可磨性的一种仪器。

哈氏仪的测定原理是以磨碎定律（即磨碎煤粉所消耗的能量与煤粉产生的新表面积成正比）为理论依据，在GＢ2565《煤的可磨性指数测定方法》（哈德格罗夫法）规定的条件下，将制备好的煤样进行研磨、筛分、称重，从由标准煤样绘制的校准图上查得哈氏可磨性指数,指数越大,表明越容易磨碎。

该仪器的测定结果能够正确地反映煤磨碎的难易程度，为磨煤机的设计和运行提供依据。

该机机械上碗，微电脑计数,计数器显示60转时自动停机，若主机发生故障可以急停，再次启动时转数可以累加等多元功能。

本仪器通过部级技术鉴定,国内独家制造。

机械上碗，微电脑计数。

ﻫ 限额转数:

6０±1/4r/min,转速：

２0±1r/mｉn。

ﻫ 　负荷力：

２８4±2Ｎ。

ﻫ 　外形尺寸:

３60×4２0×490mｍ。

ﻫ 重量:

９0㎏

 电机功率：

90W,电源电压:

３８０Ｖ。

 外形尺寸（mm）:

360x420x490

灰熔点测定仪性能特点

该仪器是专门用于煤灰熔融点性能测定的智能化机器。

按国标ＧB/Ｔ21９－１９96要求，采用单片机自动控制升温速度,炉体可以自由旋转，取放样方便。

技术参数

测温范围：

0-１6０0℃，分辨率：

1℃ 配用S值热电偶

升温速度：

9０0℃以前15－２0℃/ｍｉｎ        900℃以后5±1℃/ｍｉn

测温误差:

≤±3℃

电源电压:

AC2２0V±15％  ５0Ｈz            输出电流：

≤3０A

　箱式高温炉（马弗炉）性能特点

该高温炉按国标GB／T212要求设计生产的，该炉体选用轻质保温砖做保温材料，强度高，保温性能好,升温速度快,炉后装有可控烟筒，尤其适用于煤炭、焦化产品、化工原料的化学分析。

工作室尺寸（ｍm）:

3２５×200×1２５

最高炉温１０0０℃

功  率:

4kW

电源电压：

AC22０Ｖ±1０％  　５0Ｈz

　　　　　　　微机全自动量热仪的仪器特点 ﻫ   　先进的电子制冷工艺,完全不受环境温度变化的影响,确保仪器内外筒温差符合国标要求。

可连续长时间工作。

   不锈钢真空内筒。

搅拌系统采用德国原装进口电机。

   　测试速度快,测试周期≤８ｍｉｎ（快速法） ≤１5min（国标ＧB/T21３-2003）。

   　热容量稳定性＜0.2% 精密度<０.1％ 温度分辨率0．0001K ﻫ   该产品即使在严酷环境下运行亦具有很好的性能和可靠度。

 　ﻫ   结构紧凑,造型美观，安装、维护简便，故障率低。

   体积小巧,大量使用模具制造,精密度高。

 ﻫ   发热量测试的重复性和再现性优于国标GB／T212－２003的要求。

   自动化程度高、自动利用内置定容器内桶水量，自动控制仪器内外桶水温温差,自动完成试验全过程。

可与电子天平连接。

   采用WindｏｗｓXP操作系统,实现一机多控,相互间测试互不影响，软件运行稳定性高。

ﻫ   数据处理功能丰富，用户能方便查询历史试验数据、当天数据、平行样数据等。

技术参数

微机全自动量热仪的技术参数

      测温范围:

0-40℃

      精密度：

≤0.1%

      分辨率：

0.０001Ｋ

      电源电压：

　２2０Ｖ±10%　50Hｚ

      环境温度：

　5-35℃,每次测定室内温度变化不超过1K,室内无强烈气流和阳光直射;相对湿度不大于80%