煤炭化驗(yàn)設(shè)備-2017煤炭工業(yè)分析詳解

的工業(yè)分析，又叫煤的技術(shù)分析或?qū)嵱梅治?，是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的基本依據(jù)。 

　　在標(biāo)準(zhǔn)種，煤的工業(yè)分析包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳等指標(biāo)的測(cè)定。通常煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳等指標(biāo)的測(cè)定。通常煤的水分、灰分、揮發(fā)分是直接測(cè)出的，而固定碳是用差減法計(jì)算出來(lái)的。廣義上講，煤的工業(yè)分析還包括煤的全硫分和發(fā)熱量的測(cè)定， 又叫煤的全工業(yè)分析。 

1、煤的水分 

煤的水分，是煤炭計(jì)價(jià)中的一個(gè)輔助指標(biāo)。 煤的水分直接影響煤的使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。煤的水分增加，煤中有用成分相對(duì)減少，且水分在燃燒時(shí)變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發(fā)熱量。煤的水分增加，還增加了無(wú)效運(yùn)輸，并給卸車帶來(lái)了困難。特點(diǎn)是冬季寒冷地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生凍車，影響卸車，影響生產(chǎn)，影響車皮周轉(zhuǎn)，加劇了運(yùn)輸?shù)木o張。煤的水分也容易引起煤炭粘倉(cāng)而減小煤倉(cāng)容量，甚至發(fā)生堵倉(cāng)事故。隨著礦井開采深度的增加，采掘機(jī)械化的發(fā)展和井下安全生產(chǎn)的加強(qiáng)，以及噴露灑水、煤層注水、綜合防塵等措施的實(shí)施，原煤水分呈增加的趨勢(shì)。為此，煤礦除在開采設(shè)計(jì)上和開采過(guò)程中的采煤、掘進(jìn)、通風(fēng)和運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)上制定減少煤的水分的措施外，還應(yīng)在煤的地面加工中采取措施減少煤的水分。 

（1）煤中游離水和化合水 

煤中水分按存在形態(tài)的不同分為兩類，既游離水和化合水。游離水是以物理狀態(tài)吸附在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)管中和附著在煤顆粒表面的水分；化合水也叫結(jié)晶水，是以化合的方式同煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水。如硫酸鈣（NaSO4.2H2O）和高齡土（AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的結(jié)晶水。游離水在105～110C的溫度下經(jīng)過(guò)1～2小時(shí)可蒸發(fā)掉，而結(jié)晶水通常要在200C以上才能分解析出。煤的工業(yè)分析中只測(cè)試游離水，不測(cè)結(jié)晶水。 

（2）煤的外在水分和內(nèi)在水分 

煤的游離水分又分為外在水分和內(nèi)在水分。 

外在水分，是附著在煤顆粒表面的水分。外在水分很容易在常溫下的干燥空氣中蒸發(fā)，蒸發(fā)到煤顆粒表面的水蒸氣壓與空氣的濕度平衡時(shí)就不再蒸發(fā)了。內(nèi)在水分，是吸附在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分。內(nèi)在水分需在100C以上的溫度經(jīng)過(guò)時(shí)間才能蒸發(fā)。高內(nèi)在水分，當(dāng)煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔內(nèi)吸附的書分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，這是煤的內(nèi)在水分達(dá)到高值，稱為高內(nèi)在水分。高內(nèi)在水分與煤的孔隙度有關(guān)，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有關(guān)，所以，高內(nèi)在水分含量在相當(dāng)程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地區(qū)分低煤化度煤。如年輕褐煤的高內(nèi)在水分多在25%以上，少數(shù)的如云南彌勒褐煤高內(nèi)在水分達(dá)31%。高內(nèi)在水分小于2%的煙煤，幾乎都是強(qiáng)粘性和高發(fā)熱量的肥煤和主焦煤。無(wú)煙煤的高內(nèi)在水分比煙煤有有所下降，因?yàn)闊o(wú)煙煤的孔隙度比煙煤增加了。 

（3）煤的全水分 

全水分，是煤炭按灰分計(jì)加中的一個(gè)輔助指標(biāo)。a.煤中全水分的含義。煤中全水分，是指煤中全部的游離水分，即煤中外在水分和內(nèi)在水分之和。指出的是，化驗(yàn)室里測(cè)試煤的全水分時(shí)所測(cè)的煤的外在水分和內(nèi)在水分，與上面講的煤中不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的外在水分和內(nèi)在水分是完全不同的?；?yàn)室里所測(cè)的外在水分是指煤樣在空氣中并同空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)失去的水分（這是吸附在煤毛細(xì)孔中的內(nèi)在水分也會(huì)相應(yīng)失去一部分，其數(shù)量隨當(dāng)時(shí)空氣濕度的降低和溫度的升高而增大），這時(shí)殘留在煤中的水分為內(nèi)在水分。顯然，化驗(yàn)室測(cè)試的外在水分和內(nèi)在水分，除與煤中不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的外在水分和內(nèi)在水分有關(guān)外，還與測(cè)試是空氣的濕度和溫度有關(guān)。b.煤的全水分 

測(cè)試方法要點(diǎn)見煤炭化驗(yàn)國(guó)標(biāo)GB212-91。 

2、煤的灰分  

煤的灰分，是指煤完全燃燒后剩下的殘?jiān)?。因?yàn)檫@個(gè)殘?jiān)敲褐锌扇嘉锿耆紵?，?中礦物質(zhì)（除水分外所有的無(wú)機(jī)質(zhì)）在煤完全燃燒過(guò)程中經(jīng)過(guò)一系列分解、化合反應(yīng)后的產(chǎn)物，所以確切地說(shuō)，灰分應(yīng)稱為灰分產(chǎn)率。 

（1）煤中礦物質(zhì) 

煤中礦物質(zhì)分為內(nèi)在礦物質(zhì)和外在礦物質(zhì)。 

a.內(nèi)在礦物質(zhì)，又分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)。原生礦物質(zhì)，是成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，其含量一般不超過(guò)1～2%；次生礦物質(zhì)，是成煤過(guò)程中泥炭沼澤液中的礦物質(zhì)與成煤植物遺體混在一起成煤而留在煤中的。次生礦物質(zhì)的含量一般也不高，但變化較大。內(nèi)在礦物質(zhì)所形成的灰分叫內(nèi)在灰分，內(nèi)在灰分只能用化學(xué)的方法才能將其從煤中分離出去。 

b.外來(lái)礦物質(zhì)，是在菜煤和運(yùn)輸過(guò)程中混入煤中的頂、底板和夾石層的矸石。外在礦物質(zhì)形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗選的方法將其從煤中分離出去。 

（2）煤中灰分 

煤中灰分來(lái)源于礦物質(zhì)。煤中礦物質(zhì)燃燒后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質(zhì)在煤的燃燒中發(fā)生分解和化合，有一部分變成氣體逸出，留下的殘?jiān)褪腔曳帧? 

灰分通常比原物質(zhì)含量要少，因此根據(jù)灰分，用適當(dāng)公式校正后可近似地算出礦物質(zhì)含量。 

（3）煤灰灰分對(duì)工業(yè)利用的影響 煤中灰分是煤炭計(jì)價(jià)指標(biāo)之一。在灰分計(jì)加重，灰分是計(jì)價(jià)的基礎(chǔ)指標(biāo)；在發(fā)熱量計(jì)加重，灰分是計(jì)價(jià)的輔助指標(biāo)?；曳质敲褐械挠泻ξ镔|(zhì)，同樣影響煤的使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。煤用作動(dòng)力燃料時(shí)，灰分增加，煤中可燃物質(zhì)含量相對(duì)減少。礦物質(zhì)燃燒灰化時(shí)要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而降低了煤的發(fā)熱量，影響了鍋爐操作（如易結(jié)渣、熄火），加劇了設(shè)備磨損，增加排渣量。煤用于煉焦時(shí)，灰分增加，焦炭灰分也隨之增加，從而降低了高爐的利用系數(shù)。還指出的是，煤中灰分增加，增加了無(wú)效運(yùn)輸，加劇了我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)木o張。 

（4）煤的灰分測(cè)定見煤炭檢驗(yàn)國(guó)標(biāo)GB212-91。 

3、煤的揮發(fā)分 

煤的揮發(fā)分，即煤在溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質(zhì)（氣體或液體）中減掉水分后的含量。剩下的殘?jiān)凶鼋乖Ｒ驗(yàn)閾]發(fā)分不是煤中固有的，而是在特定溫度下熱解的產(chǎn)物，所以確切的說(shuō)應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率。 

（1）煤的揮發(fā)分不僅是煉焦、氣化要考慮的一個(gè)指標(biāo)，也是動(dòng)力用煤的一個(gè)重要指標(biāo)，是動(dòng)力煤按發(fā)熱量計(jì)價(jià)的一個(gè)輔助指標(biāo)。揮發(fā)分是煤分類的重要指標(biāo)。煤的揮發(fā)分反映了煤的變質(zhì)程度，揮發(fā)分由大到小，煤的變質(zhì)程度由小到大。如泥炭的揮發(fā)分高達(dá)70%，褐煤一般為40～60%，煙煤一般為10～50%，高變質(zhì)的無(wú)煙煤則小于10%。煤的揮發(fā)分和煤巖組成有關(guān)，角質(zhì)類的揮發(fā)分高，鏡煤、亮煤次之，絲碳低。所以世界各國(guó)和我國(guó)都以煤的揮發(fā)分作為煤分類的重要的指標(biāo)。

（2）煤的揮發(fā)分測(cè)試要點(diǎn)見煤炭化驗(yàn)分析國(guó)標(biāo)GB212-91。 

4、煤的固定碳 

煤中去掉水分、灰分、揮發(fā)分，剩下的就是固定碳。 煤的固定碳與揮發(fā)分一樣，也是表征煤的變質(zhì)程度的一個(gè)指標(biāo)，隨變質(zhì)程度的增高而增高。所以一些以固定碳作為煤分類的一個(gè)指標(biāo)。固定碳是煤的發(fā)熱量的重要來(lái)源，所以有的以固定碳作為煤發(fā)熱量計(jì)算的主要參數(shù)。固定碳也是合成氨用煤的一個(gè)重要指標(biāo)。 

固定碳計(jì)算公式： 

(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad) 

當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時(shí)： 

(FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO2,ad(煤) 

當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時(shí)： 

(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣）] 

式中： 

（FC）ad——分析煤樣的固定碳，%； 

Mad——分析煤樣的水分，%； 

Aad——分析煤樣的灰分，%； 

Vad——分析煤樣的揮發(fā)分，%； 

CO2,ad（煤）——分析煤樣中碳酸鹽CO2含量，%； 

CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量，%；