煤的元素分析.doc
煤的元素分析 煤的元素组成,是研究煤的变质程度,计算煤的发热量,估算煤的干馏产物的重要指标,也是工 业中以煤作燃料时进行热量计算的基础。 煤中除无机矿物质和水分以外,其余都是有机质。 由于组成煤的基本结构单元是以碳为骨架得多聚芳香环系统,在芳香环周围有碳、氢、氧及少量 的氮和硫等原子组成的侧链和官能团。如羧基(-COOH)、羟基(-OH)和甲氧基(-OCH3)。说明 了煤中有机质主要由碳、氢、氧和氮、硫等元素组成。 煤的变质程度不同,其结构单元不同,元素组成也不同。碳含量随变质程度的增加而增加,氢、 氧含量随变质程度的增加而减少,氮、硫与变质程度则无关系(但硫含量与成煤的古地质环境和 条件有关)。见表30-11。 表30-11 不同变质程度煤的碳、氢、氧、氮、硫含量 编 号 煤的类别 Mad Ad Vdaf Cdaf Hdaf Ndaf Sdaf Odaf 1 褐煤 7.24 3.50 42.38 72.23 5.55 2.05 20.17 2 长焰煤 5.54 1.94 41.89 79.23 5.42 0.93 0.35 14.17 3 气煤 3.28 1.63 40.49 81.57 5.78 1.96 0.66 10.03 4 肥煤 1.15 1.29 32.69 88.04 5.52 1.80 0.42 4.22 5 焦煤 0.95 0.92 21.91 89.26 4.92 1.33 1.51 2.98 6 瘦煤 1.33 1.06 17.88 90.73 4.82 1.69 0.38 2.38 7 贫煤 1.08 2.81 13.49 91.31 4.37 1.52 0.78 2.02 8 无烟煤 4.70 3.18 4.66 96.14 2.71 mm mm mm [煤质分析化验常用的符号和基准] 1、煤质分析化验项目名称的符号,以国际上广泛采用的符号表示。属于 化学元素分析项目采用化学元素符号表示。属于化学元素分析项目采用化 学元素符号表示,见表30-8。 表30-8 煤质分析化验项目名称的符号表示 水 分 灰 分 挥 发 分 硫 分 发 热 量 罗加指数 粘结指数 胶质指数 碳 氢 氧 氮 二氧化碳 符号表示 M A V S Q R*1 G Y C H O N CO2 2、煤质分析化验指标存在的形态,或操作条件的符号表示,用英文字母标在表示该分析化验制 表符号的右下角,见表30-9。 3、煤质分析化验指标不同基准的符号表示,也用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下 角。 如果某分析化验指标既要表明其存在形态或操作条件,又要标明其基准,其符号表示方法是,在 该分析化验制表符号右下角先标明其形态或条件,后标明其基准,中间用“,”断开。 表30- 9 煤质分析化验指标存在形态或操作条件的符号表示 mm 全水分 内在水分 外在水分 全硫分 有机硫 硫铁盐硫 硫酸盐硫 弹筒发热量 高位发热量 低位发热量 符号表示 Mt Minh Mf St So Sp Ss Qb Qgr Qnet 煤质分析化验指标不同基准的符号表示见表30-10。 符号表示举例 分析基水分 Mad 收到基水分 Mar 分析基挥发分Vad 干燥无灰基挥发分Vdaf 分析基全硫 St,ad 表30-10 煤质分析化验指标不同基准的符号表示 mm 分析基(空气干燥基) 干基(无水基) 收到基 干燥无灰基 有机基(无水无矿物质基) 符号表示 ad d ar daf dmmf 干燥基全硫分 St,d 弹筒发热量 Qb 高位发热量 Qgr 低位发热量Qnet 收到基高位发热量 Qgr,ar 收到基低位发热量Qnet,ar 分析基高位发热量Qgr,ad 分析基低位发热量Qnet,ad、 4、煤质分析化验的基准 1.煤质分析化验基准的概念 在煤质分析化验中,不同的煤样其化验结果是不同的。同一煤样在不同的状态下其测试结果也是 不同的。如一个煤样的水分,经过空气干燥后的测试值比空气干燥前的测试值要小。所以,任何 一个分析化验结果,必须标明其进行分析化验时煤样所处的状态。否则,该分析见表31-11.现分 叙如下 分析基(ad)进行煤质分析化验时,煤样所处的状态为空气干燥状态。 干燥基(d)进行煤质分析化验时,煤样所处的状态为无水分状态。 收到基(ar)进行煤质分析化验时,煤样所处的状态为收到该批煤所处的状态。 干燥无灰基(daf)煤样的这种状态实际中是不存在的,是在煤质分析化验中,根据需要换算 出的无水、无灰状态。 无水无矿物质基(dmmf)煤样的这种状态实际中也是不存在的,也是换算出的无水、无矿质状 态。 恒湿无灰基(maf)煤样的这种状态也是换算出来的。恒湿的含义是指温度在30c,相对湿度为 96时测得煤样的水分(或叫最高内在水分); 2.煤质分析化验基准的示意图 煤质分析化验中的各种基准可以用示意图表示,如图30-10所示。 3.煤质分析化验基准间的换算 煤质分析化严重,有些基准在实际中是不存在的,是根据需要换算出来的;有些基准在实际存 在,但为了方便,有时不进行测试,而是根据已知基准的分析化验结果进行换算,这样就简单 多了。 化验室中进行煤质分析化验时,使用的煤样为分析煤样。分析煤样是经过一次次破碎和缩分得 到的,它所处的状态为空气干燥状态。所以,化验室中用分析煤样进行分析化验时,其基准为 分析基(又称为空气干燥基)。 分析煤样分析基化验结果,是化验室中直接测到的,是最基础的化验结果,是换算其它基准的 分析化验结果的基础。 各种基准间的换算公式 干基的换算 Xd100Xad/100-Mad 式中 Xad分析基的化验结果; Mad分析基水分; Xd换算干燥基的化验结果。 收到基的换算 Xaf100-Mar/100-Mad 式中 Mar收到基水分; Xar换算为收到基的化验结果。 无水无灰基的换算 Xdaf100Xad/100-Mad-Aad 式中 Aad分析基灰分; Xdaf换算为干燥无灰基的化验结果。 当煤中碳酸盐含量大于2时,上式的分母中还要减去碳酸盐中CO2含量。