原创煤质分析毕业论文设计Word格式.docx
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1.6煤的开采4
1.7煤的分析方法分类5
第二章煤试样的采集与制备6
2.1采样方法6
2.2运煤火车中采样6
2.3煤堆采样8
2.4试样的制备8
第三章煤工业分析内容及意义10
3.1测定各项指标的意义10
3.1.1水 分10
3.1.2灰 分10
3.1.3 挥发分11
3.1.4 固定碳11
3.2褐煤煤样的制备及前处理12
3.3煤的工业分析12
3.3.1水分的测定12
3.3.2灰分的测定17
3.3.3挥发分测定方法19
致谢24
参考文献25
摘要
煤的工业分析是了解煤质特性的重要指标，也是评价煤质的基本标准。
根据工业分析测定的煤中水分、灰分、挥发分及固定碳的计算结果，可初步判断煤的性质、种类、各种煤的加工利用效果及其工业用途。
工业分析测定的各种数据正是决定煤炭的工业方向的理化依据。
能真实反映煤自身特性的工业分析结果，对煤田有计划勘探、煤炭合理开发布局及科学有效利用具有可靠的指导作用，对国民经济持续发展将从根本上提供了保证。
其中：
水分灰分测定意义：
水分和灰分高，则有机质含量就低，因而发热量低，经济价值小；
挥发分测定意义：
大致了解到煤中有机物质的性质、煤化程度的高低、黏结性的强弱和发热量的高低。
固定碳测定意义：
大致判断其煤化程度，评价其经济价值。
煤质分析首先要做的是煤样的采集，本论文详细介绍了各种煤的采集方法，使用工具，以及煤样具体在不同地方采集的方法。
煤样的采集与制备直接决定了煤质分析的结果。
对煤工业的生产起到指导作用，所以要对煤样的采集与制备进行严格控制。
煤质分析主要包含煤的水分，灰分，挥发份，硫含量，固定碳等的测定。
论文中主要研究煤的水分，灰分，挥发分的煤质特性参数。
关键词：
煤、样品制备与采集、水分、灰分、挥发分
第一章煤的简介
1.1煤的生成
在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；
泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；
当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。
泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。
腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。
腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。
冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。
1.2煤形成时间
在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：
（1）古生代的石炭纪和二迭纪，成煤植物主要是袍子植物。
主要煤种为烟煤和无烟煤。
（2）中生代的株罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。
主要煤种为褐煤和烟煤。
（3）新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。
主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。
1.3煤的用途
煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。
主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。
①燃烧。
煤炭是人类的重要能源资源，任何煤都可作为工业和民用燃料。
②炼焦。
把煤置于干馏炉中，隔绝空气加热，煤中有机质随温度升高逐渐被分解，其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出，成为焦炉煤气和煤焦油，而非挥发性固体剩留物即为焦炭。
焦炉煤气是一种燃料，也是重要的化工原料。
煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。
焦炭主要用于高炉炼铁和铸造，也可用来制造氮肥、电石。
电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。
③气化。
气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。
④低温干馏。
把煤或油页岩置于550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气，低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。
⑤加氢液化。
将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化为低分子液态和气态产物，进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。
加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。
综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向。
1.4煤的分类
煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。
云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。
煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。
单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。
（1）褐煤：
多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；
含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；
含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。
（2）烟煤：
一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；
含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；
大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。
（3）无烟煤：
有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。
杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；
挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；
但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。
应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。
（4）泥煤：
碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可高达90%，所以需要露天风干后使用；
泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。
1.5煤的化学组成
煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95％以上；
煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。
碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。
泥炭中碳含量为50％～60％，褐煤为60％～70％，烟煤为74％～92％，无烟煤为90％～98％。
煤中硫是最有害的化学成分。
煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。
煤中硫的含量可分为5级：
高硫煤，大于4％；
富硫煤，为2.5％～4％；
中硫煤，为1.5％～2.5％；
低硫煤，为1.0％～1.5％；
特低硫煤，小于或等于1％。
煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。
1.6煤的开采
煤的开采是一项最艰苦的工作,当前正在花较大的力量来改善工作条件.由于煤炭资源的埋藏深度不同,开采方式一般相应地也有矿井开采（埋藏较深）和露天开采（埋藏较浅）之分.其中,可露天开采的资源量在总资源中的比重大小,是衡量开采条件优劣的重要指标,中国可露天开采的储量仅占7.5%,美国为32%,澳大利亚为35%;
矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比,中国煤矿中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上.中国采煤以矿井开采为主,如山西\山东\徐州及东北地区大数采用这一开采方式,也有露天开采,如朔州平朔煤矿——全国最大的露天煤矿。
三分之二以上的地下煤炭生产由使用连续采矿机械的房柱法开采。
有钨合金钻头的连续开采机一面前一面从表面上破煤，然后再运输到等候接送的汽车上运送到输送带被转移到地面。
采煤机前进一段距离，停止移动而后支撑被放入。
这个过程反复，直到煤层开采完。
不使用爆破手段。
另一种地下采煤方法，是长壁开采法，占了百分之二十左右的生产。
这种方法使用横跨400至600英尺的煤层（长壁）的切割机。
这台机器上有一个旋转缸钨钻头切下煤，而后煤炭送入输送系统，再由其带出来的矿井。
屋顶由大型钢铁支持，附于机器。
由于机器向前推动，屋顶支撑也前进。
近80％的煤炭开采可使用这种方法。
其余百分之十一的地下生产，是由传统的采矿用的炸药法，爆破后煤炭被移除。
煤可以创造沥青、煤气、煤焦油和焦炭。
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程，生产出各种化工产品的工业。
煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。
煤的焦化、气化、液化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等，都属于煤化工的范围。
煤化工利用生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是没化学工业的重要组成部分。
煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种燃料起，是干净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护;
煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。
煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。
在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油!
以上既是在煤化工转化的主要方面。
新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头，以一碳化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技术，与电热等联产可以实现煤炭能源效率最高、有效组分最大程度转化、投资运行成本最低和全生命周期污染物排放最少的目标。
1.7煤的分析方法分类
煤质分析包括煤的工业分析、煤的元素分析两大类。
煤的工业分析是了解煤质特性的重要指标，也是评价煤质的基本标准。
根据工业分析测定的煤中水分、灰分、挥发分及固定碳的计算结果，可初步判断煤的性质、种类、各种煤的加工利用效果及其工业用途
煤的元素分析是指对有机部分的碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素的组成进行分析。
煤的元素结果是对煤进行科学分类的主要依据，也为煤的合理利用和加工工艺设计等提供必要的数据，在生产上，是计算发热量、热平衡、物料平衡的依据。
第二章煤试样的采集与制备
在大量的煤中采取一小部分供分析检验用的煤式样，其组成必须尽可能接近全部煤的平均组成，才能以煤试样的分析结果代表这一批煤的平均组成。
而煤是一种固体不均匀物料，其组成不论是在；
粒度方面，还是化学成分方面都极不均匀。
因此，要采到组成与整批煤绝对相同的煤试样几乎是不可能的。
只能通过严格的采样及制样手续。
对于商品煤，应按照国家标准GB475—1996商品煤样采取方法进行采样。
煤样采取方法也适用于其他固体物料。
2.1采样方法
煤流中采样
物料流是指输送带上传送的物料。
当字样数码确定后，应根据煤流量的大小及有效流过是时间，合理均匀的分布采样时间，时间间隔可按下式计算：
式中:
T——子样采集时间间隔，min；
Q——采样单元，t；
G——煤流量，；
n——子样数目，个；
在移动的输送带上采样，一次横截煤流的断面采取一个子样所需量的煤样。
在煤流上截取煤样时铲口应紧贴胶带上，不得悬空采样。
当于移动煤流下落点采样时，可根据煤的流量和皮带宽度，以一次或分多次用接斗横截煤流的全断面采取一个子样。
2.2运煤火车中采样
子样数目和子样质量近表2-1、表2-2和表2-3规定确定，但原煤和筛选选煤每车不论车皮容量大小至少采取3个子样；
精煤、其它洗煤和粒度大于100mm的块煤每车至少采取一个子样。
表2-1煤量1000t时最少子样数目
品种
干基灰分℅
煤流
火车
汽车
船舶
煤堆
原煤、筛选煤
>
20
≦0
60
30
精煤
15
其他洗煤（包括中煤）和粒度大于100mm煤块
表2-2煤量少于1000t时最少子样数目
≦20
表2-1规定数目的13
18
表2-1规定数目的12
6
其他洗煤（包括中煤）和粒度大于
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