煤炭工业分析指标.ppt

2009年8月,煤质工业分析指标及表达基准,李东涛,首钢技术研究院,2006年11月,1煤质分析指标的意义及作用,煤是世界上少有的复杂物质，是一种混合物煤的成因很复杂，每种成因对应一定的指标每种指标只能表征一部分特征煤炭分类应用的需要煤质评定的需要,2006年11月,2煤质分析指标的分类及内容,2006年11月,工业分析指标介绍提纲,1工业分析的定义2煤中的水分3煤中的矿物质及灰分4煤的挥发分产率5固定炭6煤质分析结果的基准及换算,2006年11月,1工业分析：也称为实用分析或技术分析。,2006年11月,2煤中的水分【全水分（外在水分内在水分）化合水分】全水分：TotalMositure，Mt。2.1外在水分（FreeMoisture;SurfaceMoisture）定义：开采、运输、储存、洗选过程中带入的、附着在煤的表面和直径大于105cm孔径中的水分。特点：以物理机械的作用与煤的表面相结合，其蒸汽压与纯水的相同，易蒸发。室温放置足够时间，与空气的湿度达到平衡，可以完全蒸发掉。意义：含有外在水分的煤，其计算基准称为“收到基（ar）”；脱去外在水分的煤，其计算基准称为“空气干燥基（ad）”。,2煤中的水分,2006年11月,2.2内在水分（Moistureinair-driedcoal;InherentMoisture）定义：是煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分，简记为，Minh.特点：以物理化学方式与煤相结合，以吸附或凝聚的方式存在于煤中直径小于105cm的孔径中。其蒸汽压低于纯水，要在较高的温度（105110oC）下才能蒸发。意义：将空气干燥基的煤加热至105110oC所失去的水分为内在水分。失去内在水分的煤样为干燥基煤样（d）。影响因素：受煤的内表面积和毛细孔的影响。其它：最高内在水分（相对湿度96，30oC下测试）。,2006年11月,2.3化合水（WaterofConstitution）定义：煤的化合水是指以化学方式与矿物质结合的，在全水分测定后仍保留下来的水分，即结晶水和结合水。特点：与矿物质相结合的结晶水或结合水，化合水含量少，而且必须在更高的温度下除去。CaSO42H2O在163oC脱水Al2O3SiO22H2O在450oC600oC脱水。意义：在煤的工业分析中一般不予考虑。,2006年11月,3煤中的矿物质（MineralMatter，简写为：MM）和煤的灰分产率(Ash,简写为A)。定义：煤中的矿物质除水外所有无机物质的总称。主要有黏土、高岭石、黄铁矿和方解石等。煤的灰分煤中所有可燃物质完全燃烧后，煤中的矿物质在一定温度下经过一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣，其实指的是灰分产率。煤中的矿物质煤的灰分,2006年11月,矿物质来源：1原生矿物质：主要是碱金属和碱土金属盐类，参与煤的分子结构形成，在煤中呈现细分散分布，难以用机械方式洗掉。含量少，仅12。2次生矿物质：成煤过程中，由外界混入煤层中的矿物质。分布形态各异。煤中的高岭土、方解石、黄铁矿等由胶体溶液沉淀形成；石英、长石、云母等，经风力、水力作用与泥炭同时沉积形成；煤层形成后，由于地下水的淋滤作用，方解石、石膏等填充于煤层缝隙中。3外来矿物质：开采过程中混入煤中的矿物质，主要来自于煤层顶、底板的岩石和夹矸层中的矸石，主要有SiO2，Al2O3,CaCO3,CaSO4和FeS2等。,2006年11月,煤中灰分的来源：煤高温燃烧时，大部分矿物质发生分解和化学变化得到的最终产物。(1)脱结晶水CaSO42H2O163oC脱水CaSO4+2H2OAl2O3SiO22H2O450oC600oCAl2O3SiO2（2）碳酸盐分解CaCO3CaOCO2；FeCO3FeOCO2（3）硫化物矿物或热分解产物发生氧化反应4FeS211O22Fe2O38SO2；2CaO+2SO2+O22CaSO4；4FeOO22Fe2O3（4）碱金属氧化物和氯化物的挥发。,2006年11月,矿物质和灰分产率之间的关系：MM1.08A+0.55St(派尔公式)MM1.10A+0.5Sp(克雷姆公式)MM1.13A+0.47Sp+0.5Cl(吉文公式)MM1.06A+0.67St+0.66CO2-0.30(费莱台公式),2006年11月,定义：煤在规定的条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为挥发分（VolatileMatter）。挥发分有机质热解产物碳酸盐分解生成的CO2水分是煤在特定条件下产生的产物。Vadm1/m*100-Mad如果煤中碳酸盐形式的CO2含量大于或等于212时，应扣除之。Vad=Vad-(CO2)ad应用：表征煤的变质程度。,4煤的挥发分,2006年11月,5煤中的固定炭,固定炭的概念从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物。是煤中的有机质在一定的加热制度下产生的热解固体产物，属于焦渣的一部分。从元素组成上，固定炭由C、H、O、N几种元素组成，所以固定炭与元素分析上的炭含量不是一个概念，数值也不会相同。煤中的干燥无灰基固定炭FCdaf随煤化程度的增加而增加，实际上与Vdaf是一个事情的两个方面。,2006年11月,固定炭的计算,2006年11月,6煤质分析结果的基准及换算,纯煤,2006年11月,（1）收到基（arasreceivedbasis）：以收到状态的煤为基准；Var+Fcar+Aar+Mar=100（2）空气干燥基（ad-airdriedbasis）：以达到空气干燥状态的煤为基准；Vad+FCad+Aad+Mad=100（3）干燥基（drybasis）：以假想无水状态下的煤为基准；VdFCdAd100（4）干燥无灰基（dafdryash-freebasis）：以假想无水、无灰状态的煤为基准；Vdaf+FCdaf=100（5）干燥无矿物质基（dmmfdrymineralmatterfreebasis）：以假想无水无矿物质状态的煤为基准；VdmmfFCdmmf100,6.1各计算基准的定义,2006年11月,6.2基准换算,基准换算的基本原理：物质不灭定律：煤中任一成分的分析结果采用不同的计算和表示基准表达时，可以有不同的相对数值，但是其绝对质量是不变的。,2006年11月,谢谢！,