煤质管理Word格式.docx

煤质管理Word格式.docx

《煤质管理Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤质管理Word格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

M

A

V

ω（FC）

W

CGD

煤的元素分析

碳

氢

氧

氮

硫

ω（C）

ω（H）

ω（O）

ω（N）

ω（S）

C

H

O

N

S

其它煤质分析

视相对密度

直相对密度

最高内在水分（%）

矿物质

发热量（MJ/Kg）

ARD

TRD

MHC

MM

Q

dsh

d

WZN

煤灰熔融性测定

变形温度

软化温度

半球温度

流动温度

DT

ST

HT

FT

T1

T2

_

T3

煤的黏结性和结焦性指标

收缩度%

膨胀度%

坩埚膨胀序数

黏结指数

罗加指数

半焦产率%

焦油产率%

干馏总水产率%

最终收缩度mm%

胶质层最大厚度

a

b

CSM

GR.L

R.L

CR

Tar

Water

X

Y

K

T

WZ

煤的氧化工艺性质

二氧化碳转化率%

结渣率%

哈氏可磨性指数

抗碎强度%

热稳定性%

Clin

HGI

SS

TS

JZ

KHG

RW

其它工艺性质

苯萃取物产率%

腐殖酸产率%

透光率

EB

HA

PM

第二章煤的工业分析

一、煤中的水分

1、煤中水分的存在形式

煤中水分的存在形式可分为外在水分、内在水分及化合水三种类型。

（1）、外在水分（Mf）

外在水分是指附着在煤的颗粒表面的水膜或存在于直径大于10-5cm的毛细孔中的水分，又称自由水分或表面水分。

（2）、内在水分（Minh）

内在水分是指在一定条件下达到空气干燥状态时所保留的水分，即存在于煤粒内部直径小于10-5cm的毛细孔中的水分。

（3）化合水

煤中的化合水是指以化学方式与矿物质结合，有严格的分子比，全水分测定后仍保留下来的水分，通常所说的结晶水和化合水。

例题：

某收到煤样的质量是1000.00g，经空气干燥后质量为900.00g，用空气干燥煤样定内在水分，两次重复测定结果如下：

1、煤样质量10.0000g，105℃干燥后煤样的质量9.5120g;

2、煤样质量10.0000g，105℃干燥后煤样的质量9.4840g,求收到煤样的全水分。

二、煤中灰分（A）

煤的灰分,是指煤完全燃烧后剩下的残渣.因为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧,煤中矿物质（除水分外所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物,所以确切地说,灰分应称为灰分产率。

三、煤的挥发分（V）

煤样在规定条件下隔绝空气加热，煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态（此时为蒸汽状态）和气态产物，这些产物称为挥发物。

挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。

四、煤的固定碳

从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物称为固定碳，简记符号为ω（FC）。

固定碳和挥发分一样不是煤中固有的成分，而是热分解产物。

在组成上，固定碳除含有碳元素外，还包含氢、氧、氮和硫等元素。

因此，固定碳与煤中有机质的碳元素含量是两个不同的概念，决不可混淆。

一般而言，煤中固定碳含量小于碳元素含量，只有在高煤化程度的煤中两者才比较接近。

煤的工业分析中，固定碳一般不直接测定，而是通过计算获得。

在空气干燥煤样测定水分、灰分和挥发分后，由下式计算煤的固定碳含量：

第三章煤的元素分析

一、煤的元素组成

1、煤中的碳

碳是煤中最重要的组成部分，是组成煤炭的大分子骨架，是煤在燃烧过程中产生热量的重要元素之一，C+O2=CO2+33.66MJ/kg。

碳是煤中有机质组成中含量最高的元素，并随着煤化程度升高而增加，因此，碳含量可作为表征煤化度的分类指标。

中国各种煤的干燥无灰基碳wdaf（C）含量为：

泥炭55%~62%，褐煤60%~77%，烟煤77%~93%，无烟煤88%~98%。

2、煤中的氢

氢元素是煤中第二重要组成元素，也是煤中可燃部分，其燃烧时放出大量的热，H2+1/2O2=H2O（蒸汽）+121.69MJ/kg。

3、煤中的氧

氧也是组成煤有机质的一个十分重要元素，越是年轻的煤，氧元素所占的比例也就越大，所以氧是影响年轻煤的性质一个重要因素。

氧元素在煤的燃烧过程中不产生热量，但能与产生热量的氢生成水，使燃烧热量降低，是动力用煤的不利的因素。

同时氧是煤中反应最强的元素。

因此，当煤用于热加工时，煤中氧的含量对热加工影响较大。

煤中氧含量变化很大，它随煤化程度增高而减少。

4、煤中的氮

煤中氮元素含量较少。

一般为0.5~3%，煤中氮在燃烧时一般不氧化，而呈游离状态N2进入废气中，当煤作为高温热加工原料时，煤中氮的一部分变成N2、NH3、HCN及其他一些有机含氮化合物逸出。

氮的含量随煤化程度而变化规律不很明显。

5、煤中的硫

硫是煤中元素组成之一。

在各种类型煤中，都含有数量不等的硫分。

煤中硫分含量高低与成煤时期沉积环境有关。

我们煤中全硫含量总的趋势是海陆交替相沉积的煤，其全硫含量普遍高，陆相沉积煤中硫分一般偏低。

煤中硫对炼焦、气化和燃烧等都是十分在害的杂质。

所以硫分是评价煤质的重要指标之一。

根据全硫含量的不同，煤分为：

特低硫煤<

0.5%，低硫煤0.51<

1.0%，低中硫煤1.0—1.5%，中硫煤1.51—2.0%，中高硫煤2.01-3.0%，高硫煤>

3%。

硫分高达5-10%则属特殊高硫煤。

煤中硫根据其存在状态可分为有机硫和无机硫两大类。

有时还有微量的呈单体状态的元素硫。

有机硫存在于煤的有机质中。

无机硫以黄铁矿、白铁矿和硫酸盐的形式存在于煤的矿物质内。

其中以黄铁矿和白铁矿形式存在矿，又称为硫化物硫。

而硫化物硫和有机硫，因其可燃故称为可燃矿；

硫酸盐硫不可燃称为非可燃硫。

煤中各形态硫的总和，称为全硫，以符号St表示。

1、煤中有机硫（So）

煤中有机硫在煤中没有固定含量，一般含硫较低的煤，所含的硫主要是有机硫。

这与沉积环境有关，有机硫是煤中有机质分子结构中的组成部分，其组成很多复，目前尚不能用机械方工选出。

有机硫一来源，多数人认为是来自成煤原始物质的蛋白质。

也有人认为还存在一些次生有机硫，它是黄铁矿与有机质相互作用的结果，有时硫化氢和植物分解产物的作用也可形成有机硫化物。

2、无机硫

无机硫以黄铁矿、白铁矿、硫化物和硫酸盐的形式存在于煤的矿物质内，偶尔也有元素硫存在。

把煤的矿物质中以硫酸盐形式存在的硫称为硫酸盐硫（Ss）;

以黄铁矿、白铁矿和硫化物形式存在的硫，称为硫化铁硫（Sp）.

3、煤中有机硫、无机硫与全硫的相互关系

第四章煤的发热量及换算

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。

煤的发热量是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。

一、发热量的单位

热量的表示单位主要有焦耳（J）、卡（cal）。

焦耳，是能量单位。

1焦耳等于1牛顿（N）力在力的方向上通过1米的位移所做的功。

焦耳是国际标准化组织（ISO）所采用的热量单位，也是我国1984年颁布的，1986年7月1日实施的法定计量热量的单位。

煤的热量表示单位：

J/g、KJ/g、MJ/Kg，卡（cal）是我国建国后长期采用的一种热量单位。

1cal是指1g纯水从19.5C加热到20.5C时所吸收的热量。

欧美一些国家多采用15Ccal，即1g纯水从14.5C加热到15.5C时所吸收的热量。

1cal（20Ccal）=4.1816J

1cal（15Ccal）=4.1855J

由于cal/g的热值表示因15℃cal或20℃cal等的不同而不同，所以国际贸易和科学交往中，尤其是采用进口苯甲酸（标明其cal/g）作为热量计的热容量标定时，一定要了解是什么温度（℃）或条件下的热值（cal/g）,否则将会对燃烧的热值产生系统偏高或偏低。

为了使热量单位在国内外统一，必须以J取代cal作为煤的发热量表示单位。

二、煤的各种发热量名称的含义

1、煤的空气干燥基弹筒发热量（Qb,ad）

煤的空气干燥弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（25～35个大气压左右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25℃）。

二、煤的空气干燥基高位发热量（Qgr,ad）

测定弹筒发热量时，煤样是在充足的高压氧气中燃烧，这与煤在空气中空气中燃烧有很大的差别，主要差别有三个方面：

1、煤在空气中燃烧时，煤中的氮呈游离态的氮逸出，而煤在弹筒中燃烧时，煤中的一部分氮却生成NO2或者N2O5等高价氧化物，这些氮的氧化物，这些氮的氧化物又与弹筒中的水作用生成硝酸，这个过程要放出热量。

2、煤在空气中燃烧时，煤中的硫只能形成SO2气体而逸出；

而煤在弹筒中燃烧时，硫却生成稀硫酸，这个过程也要放出更出的热量。

3、煤在空气中燃烧时，煤中水呈气态逸出；

而煤在弹筒中燃烧时，煤中的水由燃烧时的气态凝结成液态，这个过程是一个放热过程。

由一于上述原因，煤中的弹筒发热量比煤在空气中燃烧产生的实际热量高，所以必须对弹筒发热量进行校正，使发热量进行校正，使发热量的的数值尽量接近煤在工业锅炉内燃烧所产生的实际热量。

高位发热量也即由弹筒发热量减去硝酸校正热后得到的发热量，公式如下：

Qgr,v,ad=Qb,ad-[94.1Wad（Sb）+aQb,ad]

Qgr,v,ad——空气干燥煤样的恒容高位发热量，J/g;

Qb,ad——空气干燥煤样的弹筒发热量，J/g;

Wad（Sb）——由弹筒洗液测得的煤的硫含量，%；

[当煤中Wad（St）≤4或Qb,ad>

14.6MJ/Kg时，可用Wad（St）代替、。

]

94.1——空气干燥煤样中每1%硫的校正值，J/g;

a—硝酸生成热校正系数。

当Qb,ad≤16700J/g,a=0.001

当16700J/g<

Qb,ad≤25100J/g,a=0.0012

Qb,ad>

25100J/g,a=0.0016

三、煤的低位发热量（Qnet）

煤的低位发热量，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。

公式如下：

Qnet,v,ar=[Qgr,v,ad-206Wad（H）]*（100-Mt）/（100-Mad）-23Mt

发热量有恒容与恒压之分，这是因为煤样在不同条件下燃烧所致。

所谓恒容发热量，是指单位质量的煤样在恒定的容积内完全燃烧，无膨胀做功时的发热量。

煤在氧弹中燃烧，是在恒定容积下进行的，由此计算出的高位发热量，相应地称为空干基恒容发热量。

所谓恒压发热量，是指单位质量的煤样在恒定压力下（譬如锅炉中）完全燃烧，有膨胀做功时的发热量。

煤在锅炉中燃烧，就是在恒压下进行的，由此计算出的低位发热量，相应地应称为收到基恒压低位发热量。

在工业计算中，理应使用恒压低位发热量如有必要。

Qnet,p通常比Qnet,v低10～20J/g（约3～5卡/克）。

计算公式如下：

Qnet,p,ar=[Qgr,v,ad-212Wad（H）-0.80Wad（O）+Wad（N）]*（100-Mt）/（100-Mad）-24.4Mt

四、发热量的基准换算

实际工作中，经常使用的发热量指标主要有：

空气干燥基弹筒发热量（Qb,ad），它是发热测定的原始数据，供计算高位发热量和低位发热量时使用；

空气干燥基高位发热量（Qgr,v,ad）；

干燥基高位发热量（Qgr,v,d），它常用于不同化验赛马之间发热量测守值的对比。

；

干燥无灰基高位发热量（Qgr,v,daf），干燥无灰基高位发热量用于评定煤炭质量及进行煤质研究；

收到基低位发热量（Qnet,v,ar），它最接近煤在工业锅炉中燃烧产生的实际热量，所以动力用的有关计算，工业锅炉的设计和煤炭计价等都使用收到基低位发热量；

恒湿无灰基高位发热量（Qgr,maf），它主要用于煤的分类。

1、高位发热量基准换算

Qgr,ar=Qgr,ad*（100-Mt）/（100-Mad）

Qgr,d=Qgr,ad*100/（100-Mad）

Qgr,daf=Qgr,ad*100/（100-Mad-Aad）

2、低位发热量的基准的换算

Qnet,v,M=[Qgr,v,ad-206Wad（H）]*（100-M）/（100-Mad）-23M

M——基计算基准的水分

由此可推出，根据空气干燥基高位发热量计算干燥基低位发热量、空气干燥基低位发热量和收支基低位发热量的公式：

Qnet,v,d=[Qgr,v,ad-206Wad（H）]*（100-0）/（100-Mad）

Qnet,v,ad=[Qgr,v,ad-206Wad（H）]-23Mad

例题：

测得基本煤样的Mad=2.5%，Mt=6.18%，St=1.47%，Qb,ad=29.364MJ/Kg,wad（H）=3.65%,求该煤样的空气干燥基高位发热量Qgr,v,ad、Qgr,v,d、Qnet,v,ad和Qnet,v,ar

第五章煤的分类

新的煤炭工业分类方案于1989年10月1日正式实施。

说明：

1、凡Vdaf>

37%,GR.I≦5,再用透光率Pm来区别分烟煤和褐煤。

2、凡Vdaf>

37%,Pm>

50%,为烟煤,,Pm>

30%—50%，如恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf>

246MJ/Kg,则划分为长焰煤。