煤质分析.ppt

1、 第七章第七章 煤质分析煤质分析7.1 概述概述7.2 煤的工业分析煤的工业分析 7.3 煤中硫的测定煤中硫的测定 7.4 煤发热量的测定煤发热量的测定 7.5 工业分析结果计算煤的发热量工业分析结果计算煤的发热量 主要内容主要内容 一、煤的组成和分类一、煤的组成和分类 二、煤的分析方法分类二、煤的分析方法分类7.1 概述概述 一、煤的组成和分类一、煤的组成和分类 1煤的组成煤的组成2煤的分类煤的分类3对工业用煤的要求对工业用煤的要求1 1煤的组成煤的组成 煤包含有很多种元素，煤包含有很多种元素，由可燃物和不可燃物两部分由可燃物和不可燃物两部分组成。组成。可燃物主要包括有机质可燃物主要包括有机

2、质和少量的矿物质，和少量的矿物质，不可燃物不可燃物包括水和包括水和大部分大部分矿物质，象矿物质，象碱金属、碱土金属、铁、铝碱金属、碱土金属、铁、铝等的盐类。等的盐类。煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.碳是组成碳是组成煤大分子的骨架煤大分子的骨架，在各元素，在各元素中最高，一般大于中最高，一般大于70%。随着煤化程度。随着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可超过如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。碳碳煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元

3、素.氢是煤中第二个重要的组成元素，它占氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量分数为煤的质量分数为16%，越是年轻的煤，越是年轻的煤，其含量也越高。其含量也越高。氢氢煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氧元素是组成煤氧元素是组成煤有机质有机质的十分重要的元素，的十分重要的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发热量常随氧元素含量的增高而降低，其含热量常随氧元素含量的增高而降低，其含量从量从130%均有。均有。氧氧煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氮元素在煤中

4、的比例较少，一般为氮元素在煤中的比例较少，一般为0.53%。氮氮煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.硫硫元元素素也也是是组组成成煤煤的的有有机机质质的的一一种种常常见见元元素素，它它在在煤煤中中含含量量的的多多少少，与与煤煤化化程程度度的的高高低低无无明明显显关关系系，其其含含量量从从最最低低的的0.1到到最高的最高的10%均有。均有。硫硫煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性质煤化程度，而且也直接表征出煤性质的不同的不同。如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘

5、结性很差或是没有粘结性的年轻煤；碳含量高、很差或是没有粘结性的年轻煤；碳含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤，只有碳含量在煤，只有碳含量在848488%88%，氢含量在，氢含量在5%5%以以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。的炼焦用煤。2 2煤的分类煤的分类 煤的种类繁多，质量也相煤的种类繁多，质量也相差悬殊，不同类型的煤有差悬殊，不同类型的煤有不同的用途。不同的用途。如结焦性好或粘结性好的如结焦性好或粘结性好的煤是优质的煤是优质的炼焦用煤炼焦用煤，热，热稳定性好的无烟块煤是稳定性好的无烟块煤是合合

6、成氨厂的主要原料成氨厂的主要原料，挥发，挥发分和发热量都高的煤是较分和发热量都高的煤是较好的好的动力用煤动力用煤，一些低灰、，一些低灰、低硫的年轻煤则是加压气低硫的年轻煤则是加压气化制造化制造煤气和加氢液化制煤气和加氢液化制取人造液体燃料取人造液体燃料的较好原的较好原料。料。2 2煤的分类煤的分类煤的成因分类：煤的成因分类：按成煤的原始植物进行分类的方法；按成煤的原始植物进行分类的方法；工业分类或商业分类：工业分类或商业分类：按煤的工业使用方法分类；按煤的工业使用方法分类；煤的科学分类：煤的科学分类：按煤的组分结构进行分类。按煤的组分结构进行分类。我国的分类法是以炼焦用煤为主的工我国的分类法是

7、以炼焦用煤为主的工业分类法业分类法 新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟煤之间共划分为烟煤之间共划分为1414个大类和个大类和1717个小类个小类。常见的三类：无烟煤、褐煤、烟煤常见的三类：无烟煤、褐煤、烟煤 无烟煤无烟煤无烟煤分为三个小类：无烟煤分为三个小类：年老无烟煤、典型无烟煤、年轻无烟年老无烟煤、典型无烟煤、年轻无烟煤，主要是按照各小类工艺利用特性的煤，主要是按照各小类工艺利用特性的不同而划分。不同而划分。褐煤褐煤褐煤划为褐煤划为2 2个小类：个小类：年老褐煤和年轻褐煤，也是根据其性质和年老褐煤和年轻褐煤，也是根据其性质和利用特征不同而划分的。

8、利用特征不同而划分的。贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、肥煤、气煤、1/31/3焦煤、焦煤、1/21/2中粘煤、弱中粘煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤共粘煤、不粘煤和长焰煤共1212个煤类。个煤类。烟煤烟煤 3 3对工业用煤的要求对工业用煤的要求 煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质冶金用焦，对冶金用焦，对炼焦用煤炼焦用煤有以下要求：有以下要求：（1）有较强的结焦性或粘结性）有较强的结焦性或粘结性（2）煤的灰分要低）

9、煤的灰分要低（3）煤的硫分要低）煤的硫分要低（4）配合煤的挥发分要合适）配合煤的挥发分要合适建材工业用煤建材工业用煤在建材工业中，水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石在建材工业中，水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石灰等建筑材料，都要经过各种炉窑焙烧、锻烧灰等建筑材料，都要经过各种炉窑焙烧、锻烧甚至熔化等高温处理，而煤炭是主要的燃料，甚至熔化等高温处理，而煤炭是主要的燃料，其中水泥工业对煤质要求最高，尤其是年产水其中水泥工业对煤质要求最高，尤其是年产水泥泥2020万吨以上的大、中型水泥厂的回转窑烧成万吨以上的大、中型水泥厂的回转窑烧成用煤。因其煤的灰分大小及其煤灰的组成成分用煤。因其煤的灰分大小及其煤灰的组成成分

10、直接影响到水泥的配料，通常要求灰分低、煤直接影响到水泥的配料，通常要求灰分低、煤灰成分稳定。如灰分太高，发热量就低，达不灰成分稳定。如灰分太高，发热量就低，达不到熟料的烧成温度到熟料的烧成温度14501450以上（要求燃料火焰以上（要求燃料火焰温度达温度达1600160017001700）。）。二、煤的分析方法分类二、煤的分析方法分类煤煤的的分分析析检检验验，根根据据目目的的不不同同，一一般般可可分为工业分析和元素分析。分为工业分析和元素分析。1 1工业分析工业分析2 2元素分析元素分析3 3其它分析其它分析二、煤的分析方法分类二、煤的分析方法分类 1 1工业分析工业分析煤的工业分析又叫技术分

11、析或实用分析，是评价煤煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤的基本依据。的基本依据。它包括煤的水分、灰分它包括煤的水分、灰分、挥发分产率挥发分产率和固定碳和固定碳四个项目的测定。四个项目的测定。通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。有时也将上述四个测定项目叫做有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析半工业分析，再加，再加上煤的上煤的发热量发热量和煤中全硫的测定，和煤中全硫的测定，则称为全工业分则称为全工业分析。析。二、煤的分析方法分类二、煤的分析方法分类煤的工业分析

12、是了解煤的性质和用途的重要指标。煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。如如水分和灰分高水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，的煤，它的有机质含量就少，发热量发热量低，低，经济价值就小经济价值就小。根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标，就根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标，就可以比较可靠地算出煤的可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量高位发热量和低位发热量。煤中全硫煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标分是确定炼焦用烟煤的重要指标。对于合成氨工业，空气干燥基的对于合成氨工业，空气干燥基的固定碳含量固定碳含量（FCad）是是评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价值

13、的评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价值的一个重要指标。一个重要指标。煤的煤的外在水分和全水分外在水分和全水分，不仅影响动力用煤的低位发热量，不仅影响动力用煤的低位发热量，而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。2元素分析主要测定煤中主要测定煤中碳、氢、氧、氮、硫碳、氢、氧、氮、硫等元等元素，了解煤的元素组成。元素分析的结素，了解煤的元素组成。元素分析的结果是对煤进行科学分类的主要依据。在果是对煤进行科学分类的主要依据。在工业上，是计算发热量、计算热量平衡工业上，是计算发热量、计算热量平衡的依据。的依据。3 3其它分析其它分析 如伴生

14、元素分析。煤中的伴生元素很多，如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、铝、钽等常见的稀有元素。钒、铝、钽等常见的稀有元素。如煤中的锗含量在如煤中的锗含量在2020 g g g g-1-1以上时即可计以上时即可计算储量而有一定的提取价值，镓含量在算储量而有一定的提取价值，镓含量在5050 g g g g-1-1以上和铀含量在以上和铀含量在300300500500 g g g g-1-1以上时也有提取价值，以上时也有提取价值，3 3其它分析其它分析再再如如有有害害元元素素分分析析。煤煤中中的的有有害害元元素素种种类类很很多多，如如

15、硫硫，磷磷、氯氯、砷砷、氟氟、铬铬、镉镉、汞汞等等。硫硫、磷磷、氯氯主主要要是是指指工工业业利利用用中中对对生生产产有有害害，后后几几种种则则是是对对人人体体和和环境有害，根据特殊的需要进行检测。环境有害，根据特殊的需要进行检测。其其它它还还有有煤煤灰灰成成分分分分析析，物物理理性性质质测测定定等，需根据要求来确定检测项目。等，需根据要求来确定检测项目。7.2 煤的工业分析煤的工业分析一、常用的符号和基准一、常用的符号和基准二、水分的测定二、水分的测定 三、灰分的测定三、灰分的测定 四、挥发分产率的测定四、挥发分产率的测定 五、固定碳含量的计算五、固定碳含量的计算 六、不同基准分析结果的换算六

16、、不同基准分析结果的换算 一、常用的符号和基准一、常用的符号和基准 1分析项目的名称及表示符号分析项目的名称及表示符号表表1 1 分析试验项目及符号分析试验项目及符号项项目目水分水分灰分灰分挥发挥发分分固定固定碳碳发热发热量量矿物矿物质质符符号号MAVFCQMMC、H、O、N、S及及煤煤灰灰中中化化学学成成分分等等仍仍以以元元素素名称为代表符号。名称为代表符号。ashvolatile compoundfixed carbonquantity of produced heatmineral mattermoisture2存在形态或操作情况指标及符号存在形态或操作情况指标及符号表表2 2 常用指标及符号常用指标及符号项目外在或游离内在全高位低位恒容恒压符号finhtgrnetvpfreeinherence totalnether3各种基准的表示符号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。又是用以计算和表达测定值的主要依据之