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第七章 煤質分析
§7.1 概述
§7.2 煤的工業分析
§7.3 煤中硫的測定
§7.4 煤發熱量的測定
§7.5 工業分析結果計算煤的發熱量
主要內容
一,煤的組成和分類
二,煤的分析方法分類
§7.1 概述
一,煤的組成和分類
1.煤的組成
2.煤的分類
3.對工業用煤的要求
1.煤的組成
煤包含有很多種元素,由可燃物和不可燃物兩部分組成.
可燃物主要包括有機質和少量的礦物質,不可燃物包括水和大部分礦物質,象鹼金屬,鹼土金屬,鐵,鋁等的鹽類.
煤的元素組分
即碳,氫,氧,氮,硫五個元素.
碳是組成煤大分子的骨架,在各元素中最高,一般大於70%.隨著煤化程度的不斷增高,煤中碳元素的含量也越高,如某些超無煙煤,碳含量可超過97%.
碳煤的元素組分
即碳,氫,氧,氮,硫五個元素.
氫是煤中第二個重要的組成元素,它佔煤的質量分數為1～6%,越是年輕的煤,其含量也越高.
氫煤的元素組分
即碳,氫,氧,氮,硫五個元素.
氧元素是組成煤有機質的十分重要的元素,越是年輕的煤,氧元素的比例也越大,發熱量常隨氧元素含量的增高而降低,其含量從1～30%均有.
氧煤的元素組分
即碳,氫,氧,氮,硫五個元素.
氮元素在煤中的比例較少,一般為0.5～3%.
氮煤的元素組分
即碳,氫,氧,氮,硫五個元素.
硫元素也是組成煤的有機質的一種常見元素,它在煤中含量的多少,與煤化程度的高低無明顯關係,其含量從最低的0.1到最高的10%均有.
硫煤的元素組分的不同,不僅能反映出煤化程度,而且也直接表徵出煤性質的不同.
如碳含量低,氧含量高的煤,多是粘結性很差或是沒有粘結性的年輕煤;碳含量高,氧含量低的煤則常是一些無粘結性的年老煤,只有碳含量在84～88%,氫含量在5%以上的中等變質程度的煤,才是結焦性較好的煉焦用煤.
2.煤的分類
煤的種類繁多,質量也相差懸殊,不同型別的煤有不同的用途.
如結焦性好或粘結性好的煤是優質的煉焦用煤,熱穩定性好的無菸塊煤是合成氨廠的主要原料,揮發分和發熱量都高的煤是較好的動力用煤,一些低灰,低硫的年輕煤則是加壓氣化製造煤氣和加氫液化製取人造液體燃料的較好原料.
2.煤的分類
煤的成因分類:
按成煤的原始植物進行分類的方法;
工業分類或商業分類:
按煤的工業使用方法分類;
煤的科學分類:
按煤的組分結構進行分類.
我國的分類法是以煉焦用煤為主的工業分類法
新的煤分類國家標準把我國的煤從褐煤到無煙煤之間共劃分為14個大類和17個小類.
常見的三類:無煙煤,褐煤,煙煤
無煙煤無煙煤分為三個小類:
年老無煙煤,典型無煙煤,年輕無煙煤,主要是按照各小類工藝利用特性的不同而劃分.
褐煤褐煤劃為2個小類:
年老褐煤和年輕褐煤,也是根據其性質和利用特徵不同而劃分的.
貧煤,貧瘦煤,瘦煤,焦煤,肥煤,氣肥煤,氣煤,1/3焦煤,1/2中粘煤,弱粘煤,不粘煤和長焰煤共12個煤類.
煙煤 3.對工業用煤的要求
煤炭的主要用途是燃燒,煉焦和造氣等,也可作為化工原料.為了得到強度高,灰分,硫分低的優質冶金用焦,對煉焦用煤有以下要求:
(1)有較強的結焦性或粘結性
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新公式有兩種計算方法，一是利用元素分析結果計算各種煤的低位發熱量，二是利用煤的工業分析結果計算煙煤、無煙煤、褐煤低位發熱量。利用元素分析結果計算發熱量更為準確，但目前水泥企業均未開展這一工作。因此，這裡僅介紹利用煤的工業分析結果計算煤低位發熱量的新公式。
（1）計算煙煤空氣乾燥基低位發熱量公式：
qnet,ad = 35859.9—73.7vad—395.7aad—702.0mad + 173.6crc
（2）計算無煙煤空氣乾燥基低位發熱量公式：
qnet,ad = 34813.7—24.7vad—382.2aad—563.0mad
（3）計算褐煤空氣乾燥基低位發熱量公式：
qnet,ad = 31732.9—70.5vad—321.6aad—388.4mad
式中：qnet,ad——空氣乾燥基低位發熱量，j／g；
mad、aad、vad——分別為煤的空氣乾燥基水份、灰分、揮發分，％；
crc——煙煤的焦渣特徵。
利用上述三個公式計算出來的煤低位發熱量，與目前水泥企業應用的舊公式計算出來的低位發熱量相比，精度有較大提高，其中煙煤計算的低位發熱量標準偏差為372j／g，精度比舊公式提高15%，無煙煤計算的低位發熱量標準偏差為305j／g，精度比舊公式提高34%，褐煤計算的低位發熱量標準偏差為393j／g，精度比舊公式提高36%，新公式的誤差與灰分有關，如灰分（乾基）大於40%，誤差增大，灰分越高其誤差越大。因此，使用時應注意，當乾基灰分大於40%時，應另選公式計算。
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