煤的元素分析.ppt

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1、煤的元素分析曹小玲Xiaolingcao煤的元素分析，是指构成煤中有机组分的五种元素碳、氢、氮、硫含量的测定与氧含量的计算1）本章主要阐述元素分析标准测定方渣的检测技术；2）简绍某些具有实用价值及目前最先进的测试方法；3）同时说叫煤的元素组成与电力生产的关系。§1概述一、电力用煤的元素分析不同煤种由于成煤的原始植物及其变质程度的不同，其元素组成与其特性也就有所差异。碳、氢、氧三元索构成煤中有机组分的主体，通常三者含量可达90％以上；碳含量随煤的变质程度加深而增高；而氢含量则与此相反。氧在煤中呈化合态存在。氧的含量随煤的变质程度加

2、深而减少，煤中氮一般为有机氮，其含量在各类煤中均不高；约为0.5～1.5％，其含量的高低大体上随煤的变质程度加深而减少。硫含量在元素组成中所占比例不大。通常在0.5％～5％范围内，其中可燃硫参加燃烧，并释放出少量的热量。煤中硫按其存在形态划分，可分为有机硫及无机硫两大类。而根据其燃烧特性划分，则可分为可燃硫及不可燃硫两大类。－切有机硫化物、无机硫化物及元素硫均属可燃硫；煤烧后残留于灰中的硫均以硫酸盐形式存在。二、煤的燃烧及其条件煤的燃烧反应所谓燃烧，就是物质与氧进行反应而产生光和热的现象，一般情况下是利用其热能。煤中所含的碳、氢

3、、氧、氮、硫中．能够燃烧产生热量的实际上为碳、氢、硫三种元素。前已指出：碳与氢是产生热量的主要来源，而硫燃烧产生的热量很少。煤的燃烧条件煤的燃烧反应所谓燃烧，就是物质与氧进行应应而产生光和热的现象，一般情况下是利用其热能。煤中碳、氢、氧、氮、硫中，能够燃烧产生热量的实际为碳、氢、硫三种元素。煤的燃烧条件煤的燃烧，必须提烘所需的氧量，煤的燃烧不仅需要一定量的氧气而且还要求氧气与煤粉要有充分的接触与混合，且要保持在一定温度。为了计算某－定量的煤完全燃烧所必需的氧气量，就要对煤进行元素分析根据其元素组成，按反应式计算出必需的空气量，称

4、为理论空气量。不同煤所需的理论空气量是不同的：由表可看出．随着煤的变质程度加深．其挥发份含量减少．煤中氧含量也减少，而燃烧时所需理论空气量则相应增大。若实际空气量少于理论空气，结果就会产生未燃物、煤烟及应该燃烧的可燃气体排到大气中去，另一方面，若把多于理论空气量的空气送入燃烧室也是不经济的。从热能经济观点来看，供给燃料燃烧的空气量是十分重要的。m称为过剩空气系数，当然m值越小越经济，m’值的大小，可根据煤的种类、燃烧装置及经验来确定。电厂锅炉的煤粉燃烧过剩空气系数。一般为1.15～1.25。三煤在锅炉中的燃烧过程及热平衡1炉膛热

5、强度燃料的燃烧，不仅需要足够量的空气，而且需要一定的温度。另外，为了使一定量的燃料完全燃烧，就需要一定的时间与空间，它们可用炉膛热强度来表示，通常采用的单位为（MJ/m3.h），煤粉炉炉膛热强度为4.2X102~6.3X102（MJ/m3.h）.2煤在锅炉中的燃烧过程吹入锅炉炉膛内的煤粉由于外来的辐射热等原四而受热，温度逐渐上升，煤中水分被蒸发。这时的热量几乎都用在水分的蒸发上而被消耗。随着煤中水分的蒸发，表面温度继续上升，当升到某－温度时，挥发分开始逸出，所逸出的挥发分与其付近的氧进行反应而着火。挥发份的燃烧即可燃气体的燃烧，

6、由挥发份构成的火焰在锅炉室内的燃烧，称为空间燃烧。挥发分全部逸出，残留的碳也就是固定碳就和自表面渗透进来的氧进行反应燃烧。这种燃烧，称为余烬燃烧。高灰份的煤、结渣性煤等由于氧难于从表面进入，所以燃烧时间要延长到燃烧终了为止。余烬燃烧完成后留下来的就是残存灰渣，通常其中多少含有一些未燃烧的固定碳，这是锅炉的热损失之一。煤粉从着火以后到燃烧终了的时间，随煤质不同而异，挥发分越大，燃烧时间越短。另一方面它也与燃烧装置有关。3锅炉热平衡锅炉的热平衡，一般指锅炉设备的输入热量与输出热量及各项热损失之间的平衡。或者用入炉热量的百分率表示：锅

7、炉输出热量占输入热量的百分率，就称为锅炉热效率或简称锅炉效率，即由（4-5）可知，欲求锅炉效率，则应通过试验，测出锅炉的输出热量Q1，这种方法称为正平衡法，利用此法所测出的热效率称为正平衡热效率。根据式（4-2）热效率可由下式求出：上述方法称为反平衡法或称热损失法，它不需要求出锅炉的输出热量QI，利用此法测得的热效率，称为反平衡热效率。也就是说，可燃气体及灰渣未完全燃烧损失百分率越小，则锅炉的燃烧效率越高；反之则越低。四元素分析的意义碳、氢、氧、氮、硫是煤中的可燃组分，元素分析数据是锅炉设计、燃烧调整、燃烧特性计算的基本参数，它

8、们在低位发热量、硫氧化物计算中都不可缺少。§2煤中碳和氢的测定煤中碳和氢的含量有多种测定方法，其中有国标GB/T476-2001所规定的元素炉法，即利比西法，有电力标准高温碳氢测定法；还有红外吸收法等，每种方法各具特点。其中元素炉法为经典方法，可用作仲裁分析，也