《煤的工业分析方法》课件精讲

煤的工业分析方法（GB/T212-2008）一、煤的工业分析概述定义:煤的工业分析，又叫煤的技术分析或实用分析，是评价煤质的基本依据。在国家标准中，煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算。。无机物固定碳挥发分水分灰分外在水分内在水分有机物煤煤的工业分析方法之水分测定分析水：是分析试样与环境空气达到湿度平衡时所含的水。方法A:通氮干燥法(适用于所有煤种)水分测定方法B:空气干燥法(适用于烟煤和无烟煤)方法A（通氮干燥法）称取一定量的一般分析试验煤样，置于（105～110）℃干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。测定步骤1、在预先干燥和已称量过的称量瓶内称取粒度0.2mm的空气干燥煤样（1±0.1）g，称准至0.0002g平摊在称量瓶中。2、打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到（105～110）℃的干燥箱中，烟煤干燥1.5h，褐煤和无烟煤干燥2h。在称量瓶放入干燥箱前10min开始通氮气，氮气流量以每小时换气15次为准。3、从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。4、进行检查性干燥。每次30min，直到连续两次干燥煤样质量的减少≤0.0010g或质量有所增加为止（后一种情况下，应采用质量增加前一次的质量作为计算依据）。水分在2.00%以下时，不必进行检查性干燥。方法B（空气干燥法）称取一定量的一般分析试验煤样，置于（105～110）℃干燥箱中，在空气流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。1、在预先干燥和已称量过的称量瓶内称取粒度0.2mm的空气干燥煤样（1±0.1）g，称准至0.0002g平摊在称量瓶中。2、打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到（105～110）℃的干燥箱中，在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h，无烟煤干燥1.5h。3、从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。测定步骤4、进行检查性干燥。每次30min，直到连续两次干燥煤样质量的减少≤0.0010g或质量有所增加为止（后一种情况下，应采用质量增加前一次的质量作为计算依据）。水分在2.00%以下时，不必进行检查性干燥。结果计算：1001mmMadMad——一般分析试验煤样水分的质量分数，%m——称取的一般分析煤样的质量，单位为克（g）；m1——煤样干燥后的质量损失，单位为克（g）。4、水分测定的精密度：水分Mad(%)重复性限（%）5.005.00~10.0010.000.200.300.40①煤样的粒度不同（工业分析法中规定的粒度为0.2mm，全水分测定方法中有粒度6.0mm和13mm两种）。②分析的内容不同（工业分析法中规定测定的是空气干燥煤样的水分，全水分测定方法中规定测定的是煤中的全水分）。GB/T211与GB/T212关于水分测定的主要不同之处：煤的工业分析方法之灰分测定煤的灰分，是指煤完全燃烧后剩下的残渣。因为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质（除水分外所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物，所以确切地说，灰分应称为灰分产率。4、还必须指出的是，煤中灰分增加，增加了无效运输，加剧了我国铁路运输的紧张。煤的灰分对工业利用的影响:1、煤中灰分是煤炭计价指标之一。2、灰分是煤中的有害物质，同样影响煤的使用、运输和储存。3、煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了锅炉操作（如易结渣、熄火），加剧了设备磨损，增加排渣量。煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。灰分的测定方法测灰方法缓慢灰化法（仲裁法）快速灰化法方法A方法B称取一定量的空气干燥煤样，放入马弗炉中，以一定的速度加热到（815±10）℃，灰化并灼烧到质量恒定，以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。缓慢灰化法4、进行检查性灼烧，温度为（815±10）℃，每次20min，直到连续两次灼烧的质量变化≤0.0010g为止，以最后一次灼烧后的质量为计算依据，但灰分15.00%时，不必进行检查性灼烧。测定步骤：1、用预先灼烧至质量恒定的灰皿，称取粒度为0.2mm以下的空气干燥煤样（1±0.1）g，称准至0.0002g，均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过0.15g。2、将灰皿送入温度不超过100℃的马弗炉恒温区中，关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙。在不少于30min的时间内将炉温缓慢升至约500℃，并在此温度下保持30min。继续升到（815±10）℃，并在此温度下灼烧1h。3、从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温(约20min)后称量。快速灰化法之方法A将装有煤样的灰皿放在预先加热至（815±10）℃的灰分快速测定仪的传送带上，煤样自动送入仪器内完全灰化，然后送出。以残留物的质量占煤样质量的质量分数作为煤样的灰分。快速灰化法之方法B将装有煤样的灰皿由炉外逐渐送入预先加热至（815±10）℃的马弗炉中灰化并灼烧至质量恒定，以残留物的质量占煤样质量的质量分数作为煤样的灰分。方法A5、当灰皿从炉内送出时，取下，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。1、将快速灰分测定仪预先加热至（815±10）℃。2、开动传送带并将其传送速度调节到17mm/min左右或其他合适的速度。3、在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样（0.5±0.01）g，称准至0.0002g，均匀地摊平在灰皿中，至每平方厘米的质量不超过0.08g。4、将盛有煤样的灰皿放在快速灰分测定仪的传送带上，灰皿即自动送入炉中。方法B5、进行检查性灼烧，温度为（815±10）℃，每次20min，直到连续两次灼烧的质量变化≤0.0010g为止，以最后一次灼烧后的质量为计算依据，但灰分15%时，不必进行检查性灼烧。1、在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样（1±0.1）g，称准至0.0002g，均匀地摊平在灰皿中，至每平方厘米的质量不超过0.15g。2、将马弗炉加热到850℃，打开炉门，将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢地推入马弗炉中，先使第一排灰皿中的煤样灰化。待（5~10）min后煤样不再冒烟时，以每分钟不大于2cm的速度把其余各排灰皿顺序推入炉内炽热部分（若煤样着火爆燃，试验应作废）3、观察炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙，在（815±10）℃温度下灼烧40min。4、从炉中取出灰皿，，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后，称量。结果的计算1001mmAadAad—空气干燥灰分的质量分数，%；m—称取的一般分析试验煤样的质量，单位为克（g）；m1—灼烧后残留物的质量，单位为克（g）。灰分测定的精密度：灰分（%）15.0015.00~30.0030.00重复性限（%）0.200.300.50再现性临界差（%）0.300.500.70煤的工业分析方法之挥发分测定煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。1、挥发分与煤的变质程度有密切的关系，是煤分类中的主要指标。2、是煤的加工利用的重要指标。3、是燃烧、气化、液化等工艺设备及条件选择的依据。挥发分测定的意义称取一定量的空气干燥煤样，放在带盖的瓷坩埚中，在（900±10）℃下，隔绝空气加热7min，以减少的质量占煤样质量的百分数，减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发分。注：挥发分测定方法是个典型的规范性方法，任何试验条件的改变，都会给测定结果带来不同程度的影响。主要影响因素是加热温度，加热时间和加热速度。其他诸如设备的形式和大小，试样容器的材料、形状、尺寸甚至容器的支架都会影响测定结果。因此，任何一个挥发分测定标准方法，都对这些细节有严格的规定，操作者必须完全遵守。挥发分的测定方法提要：3、从炉中取出坩埚，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温(约20min)后称量。挥发分分析步骤1、预先于900℃温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚中，称取粒度0.2mm以下的空气干燥煤样（1±0.01）g，称准至0.0002g，然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。（褐煤和长焰煤应预先压饼，并切成约3mm的小块，防止煤样爆燃和喷溅。）2、将马弗炉预先加热至920℃左右。打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区，立即关上炉门并计时，准确加热7min。坩埚及架子放入后，要求炉温在3min内恢复至（900±10）℃，此后保持在（900±10）℃，否则此次试验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。Vad—空气干燥煤样的挥发分m—空气干燥煤样的质量m1—煤样加热后减少的质量Mad—空气干燥煤样的水分adadMmmV1001结果的计算：挥发分测定的精密度：挥发分（%）20.0020.00~40.0040.00重复性限（%）0.300.500.80再现性临界差（%）0.501.001.501、测定温度应严格控制在（900±10）℃，为此必须：定期对热电藕及毫伏计进行校正；定期测量马弗炉的恒温区；2、装有煤样的坩埚放入马弗炉后，炉温应在3min内恢复到（900±10）℃，为此必须：①马弗炉应经常测定温度恢复速度是否符合要求，或者应手动控制保证；②每次试验坩埚数目固定，保证热容量一直恒定。3、总加热时间（包括温度恢复时间）要严格控制为7min；测定煤的挥发分时应注意哪些问题？4、要使用符合GB/T212－2008规定的坩埚，盖子必须严密；5、要使用耐热坩埚架，受热不掉皮；6、坩埚从马弗炉中取出后，在空气中冷却时间不宜过长，以防止焦渣吸水。7、防止煤样的喷溅8、试样氧化问题9、结晶水并不是真正的挥发分，但由于它不可能准确地与其它挥发性物质分开，因此，一般还是把它算作挥发分。固定碳煤中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。它不仅含有碳，还包括氧、氮、硫等元素，与单质碳是两个完全不同的概念。)(100adadadadVAMFCFCad—空气干燥基固定碳Mad—空气干燥煤样的水分Aad—空气干燥煤样的灰分Vad—空气干燥煤样的挥发分谢谢！