煤化学课件 chap4-2 煤的组成-化学组成.ppt

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1、第四部分：煤的组成第四章煤的岩相组成第五章煤的化学组成第六章煤的族组成第五章煤的化学组成主要内容（1）煤的工业分析（2）煤的元素分析第一节煤的工业分析1、煤的工业分析的定义：在人为规定条件下粗略测定煤化学组成的一种方法。2、工业分析法划分的煤的组成：工业分析可以将煤的组成区分为水分、灰分、挥发分和固定碳。3、工业分析的特点：工业分析是一种条件实验，除了水分以外，灰分、挥发分和固定碳都是煤中的原始组分在一定条件下的转化产物。理论上，灰分来源于煤中的矿物质；挥发分和固定碳来源于煤中的有机质。测定结果依测定条件变化而变化。1、煤中的水分1.1煤中水分的特点：水分是煤中的

2、重要组成部分，是煤炭质量的重要指标。煤中的水分一般是指与煤呈物理态结合的水，它吸附在煤的外表面和内部孔隙中。因此，煤的颗粒越细、内部孔隙越发达，煤中吸附的水分就越高。在煤的进一步研究中，有时也用到结晶水和热解水。结晶水是指煤中含结晶水的矿物质所具有的，如CaSO42H2O中的结晶水，通常煤中结晶水含量不大；热解水是煤炭在高温热解条件下，煤中的氧和氢结合生成的水，它取决于热解的条件和煤中的氧含量。如果不作特殊指明，煤中的水分均是指煤中的物理吸附态的水。1.2煤中水分的来源（1）成煤过程中，环境中的水随着成煤过程进入煤中；（2）煤层形成后，地下水进入煤层的裂隙、孔

3、隙中；（3）开采、洗选、运输、储存过程中进入煤中。1、煤中的水分1.3外在水分、内在水分等重要概念1.3.1外在水分和内在水分：煤中的水分可分为两类，即在常温的大气中易于失去的水分和不易失去的水分，前者称为外在水分，后者称为内在水分。内在水分和外在水分之和称为全水分。严格地说，外在水分是指煤放置在大气中使水分不断蒸发，当煤中水的蒸气压与大气中水蒸气分压达到平衡时，煤中水分不再变化。这时所失去的水分占煤样质量的百分数就是外在水分，用Mf表示。而残留在煤内部孔隙中没有蒸发出来的水分称为内在水分，用Minh表示。1.3外在水分、内在水分等重要概念煤失去外在水分后所处的

4、状态称为风干状态或空气干燥状态，失去外在水分的煤样称为风干煤样或空气干燥煤样。风干煤中水分占风干煤样质量的百分数称为内在水分。通常，煤质分析化验采用的煤样均是粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（又称分析煤样），空气干燥煤样的水分也可称为空气干燥基(airdriedbasis)水分，用Mad表示，它的大小与Minh相同。1.3.2收到煤样和收到基水分按照一定的采样标准从商品煤堆、商品煤运输工具或用户煤场等处所采煤样，称为应用煤样，将应用煤样送到化验室后称为收到煤样，它含有的水分占收到煤样质量的百分数称为收到基(asreceivedbasis)水分，也称全水分，用Mt或

5、Mar表示。外在水分和内在水分构成了收到基水分，它们的关系可用下式表示：，%1.3外在水分、内在水分等重要概念1.4测定煤中水分的基本方法测定煤中水分含量的方法很多，如蒸馏法、电解法、烘烤失重法等，本课要求掌握烘烤失重法的基本原理，其他方法可参阅有关专门书籍。烘烤失重法的原理是：煤中水分是以物理态吸附在煤的表面或孔隙中，只要将煤加热到高于100℃，即可使煤中的水分析出。在加热过程中，煤本身不发生任何变化，煤的失重即认为是水分失去所引起的。通常是将煤加热到105～110℃并保持恒温，直至煤处于恒重时，煤样的失重即为煤样在干燥中失去的水分。水分测定时使用的仪器设备有分

6、析天平、干燥箱、称量瓶等。还有自动化的仪器设备。1.4测定煤中水分的基本方法自动水分测定仪自动水分测定仪的特点：（1）采用微波或红外干燥，自动称量。（2）计算机自动控制、测量准确，性能稳定。（3）分析速度快，操作简便。技术参数：（1）分析试样数：８个/次（2）分析时间：约20min（3）测定精度：≤0.4%（全水）；≤0.2%（空干水）（4）试样质量：10-12g(全水)；0.9-1.1g(空干水)（5）试样粒度：≤6mm(全水)；≤80目(空干水)1.4测定煤中水分的基本方法1.5煤的最高内在水分1.5.1定义煤的最高内在水分是指煤样在30℃，相对湿

7、度达到96%的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号MHC(moistureholdingcapacity)表示。这一指标反映了年青煤的煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。1.5.2煤的最高内在水分的测定将饱浸水分的煤样用恒湿纸处理，以除去大部分外在水分并使煤团分散开，然后放在温度为30℃，相对湿度为96%(硫酸钾结晶及其饱和溶液)的充氮调湿器内，在常压和不断搅动气氛的情况下使其达到湿度平衡，然后在105～110℃的温度下烘干，以其减量的重量百分数表示最高内在水分。一般需要24～48小时。1.5煤的最高内在水分1.5煤的最高内在水分充氮常压法最高内在水分测定

8、仪1.5煤