第2章煤的工业分析与元素分析

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1、第2章煤的工业分析与元素分析煤的工业分析与元素分析是煤质分析的基本内容。通过工分，可以初步判断煤的性质、种类和工业用途。元素分析主要用于了解煤的元素组成。2.1煤的工业分析煤的工业分析也称为煤的实用分析或技术分析，包括煤的水分、灰分、挥发分的测定和固定炭的计算四项内容。2.1.1煤中的水分煤中的水分，按其在煤中存在的状态，可以分为外在水分、内在水分和化合水三种。外在水分（freemoisture;surfacemoisture）是指煤在开采、运输、储存和洗选过程中，附着在煤颗粒表面以及直径大于10-5cm的

2、毛细孔中的水分（简记符号MF）。含有外在水分的煤称为收到基，仅失去外在水分的煤称为空气干燥煤。内在水分（inherentmoisture）是指煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分（简记符号Minh），失去内在水分的煤称为干燥煤。外在水分+内在水分=全水分（totalmoisture）化合水(waterofconstitution)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，即通常所说的结晶水和结合水。工业分析不考虑化合水。煤中有机质中的氢与氧在干馏或燃烧时生成的水称为热解水。煤的水

3、分含量对其应用有何影响煤中水分含量高时对煤的应用是一种有害的影响。主要体现在以下几个方面：（1）增大运输量和运输费用的消耗；（2）在冬季天气寒冷时易于冻结，使装卸或加工都需要先解冻，势必增加消耗，加大劳动强度。（3）在燃烧或低温干馏时，如果煤中水分过大，则要消耗大量的热量；在高温干馏时，配合煤水分每增1％，结焦时间将延长10min左右，炼焦耗热量将增加60～80kJ。同时水分含量高对装煤操作及炉墙都有一定的危害。（4）由于煤中水分的存在，在煤贮存时会加大煤的风化和自然。只有在粉煤作为锅炉燃料时，才加入适当的

4、水分，降低气流阻力，以利于燃烧。可见，当煤中水分含量过高时，害多利少，降低煤的含水量是一举多得的提高社会经济效益的重要措施，应当引起充分的注意。煤中水分的测定：A全水分的测定采用空气干燥法，将一定粒度和质量的煤样在105-110℃（方法A）或145±5℃鼓风干燥箱中干燥至质量恒定，以煤样的失重计算全水分。计算公式为：Mt=M1+[G1/G](100-M1)或Mt=Mf+Minh*(100-Mf)/100Mt-煤样的全水分，%M1-煤样在运送过程中的水分损失量，%G1-煤样干燥后减轻的质量，gG-煤样的质量，

5、gB空气干燥基水分试验煤样均为空气干燥煤样，粒度小于0.2mm。方法A（氮气）与方法C（空气）采用气流干燥法，将一定量的煤样置于105-110℃干燥箱中，在干燥气体流中干燥到质量恒定，然后按下式计算出水分的含量。Mad=m1/m*100%式中Mad—空气干燥（基）煤样的水分含量，%m1—煤样干燥后减轻的质量，gm—煤样的质量，g方法B（甲苯共沸分馏法），将一定量的煤样置于圆底烧瓶中，加入甲苯共同煮沸。分馏出的液体收集在水分测定管中并分层，量出水的体积，并按进行温度校正后的体积、在预先制作的回收曲线上查出煤样

6、中水的实际体积。C最高内在水分MHC=（m2-m3）/(m2-m1)*100%式中MHC—煤的最高内在水分，%m1—样皿及盖的质量，g；m2—湿度平衡后煤样、样皿及盖的质量，g；m3—干燥后煤样、样皿及盖的质量，g。当环境的相对湿度为96％，温度为30℃，且煤样内部毛细孔吸附的水分达到平衡(饱和)状态时，内在水分达到最大值。此时的内在水分即称为最高内在水分。2.1.2煤中的矿物质（mineralmatter）和煤的灰分产率煤中矿物质（MM）是除水分外所有无机质的总称。主要成分一般有黏土、高岭石、黄铁矿和方解

7、石等。煤的灰分（ash,A）是指煤中所有可燃物质完全燃烧时，煤中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，称灰分产率更确切。煤中的矿物质：（1）原生矿物质：存在于成煤植物中的矿物质；（2）次生矿物质：在成煤过程中，有外界混入煤层中的矿物质；（3）外来矿物质：在采煤过程中混入煤中的顶、底板岩石和夹矸层中的矸石。煤中的矿物质既可采用经验公式计算，也可直接测量。煤的的灰分：煤高温燃烧时，发生多种化学反应的大部分矿物质发生多种化学反应与未发生变化的那部分矿物质一起转变为灰分。灰分对煤的应用有何影

8、响煤中矿物质含量不完全是煤的灰分，因为灰分是煤在高温燃烧后的残留物，在燃烧过程中矿物质已发生了变化，灰分质量已不是原来矿物质的质量了。煤的灰分含量应确切地说成是灰分产率。灰分对煤来说是一种废物，它的产率越高，越降低了煤的工业使用价值，主要影响有以下几个方面：（1）增大运输量和运输费用的消耗；（2）在燃烧和气化时造成了大量的灰渣，如果灰分熔点很低时，则会造成炉渣烧结，影响炉灰的排除和煤的燃烧；（3）当用高灰煤进行炼