文档介绍：第四章煤质分析
1 概述
2 煤的工业分析煤质分析
3 煤发热量的测定
4 煤中全硫的测定
1 概述
煤的组成和分类
煤的分类
煤的种类繁多,质量也相差悬殊,不同类型的煤有不同的用途。如结焦性好或粘结性好的煤是优质的炼焦用煤;热稳定性好的无烟块煤是合成氨厂的主要原料;挥发分和发热量都高的煤是较好的动力用煤;一些低灰、低硫的年轻煤则是加压气化制造煤气和加氢液化制取人造液体燃料的较好原料。
煤的分类:按成煤的原始植物进行分类的方法;工业分类或商业分类;按煤的工业使用方法分类;煤的科学分类;按煤的组分结构进行分类。
我国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法,新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟煤之间共划分为14个大类和17个小类。
常见的三类:无烟煤、褐煤、烟煤。
无烟煤分为3个小类:年老无烟煤、典型无烟煤、年轻无烟煤,主要是按照各小类工艺利用特性的不同而划分。
褐煤划为2个小类:年老褐煤和年轻褐煤,也是根据其性质和利用特征不同而划分的。
烟煤分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/3焦煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤共12个煤类。
煤的组成
煤包含有很多种元素,由可燃物和不可燃物两部分组成。
可燃物主要包括有机质和少量的矿物质,不可燃物包括水和大部分矿物质,如碱金属、碱土金属、铁、铝等的盐类。
煤的元素组分:C、H、O、N、S。
碳是组成煤大分子的骨架,在各元素中最高,一般大于70%。随着煤化程度的不断增高,煤中碳元素的含量也越高,如某些超无烟煤,碳含量可超过97%。
碳
氢是煤中第二个重要的组成元素,它占煤的质量分数为1~6%,越是年轻的煤,其含量也越高。
氢
氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素,越是年轻的煤,氧元素的比例也越大,发热量常随氧元素含量的增高而降低,其含量从1~30%均有。
氧
氮元素在煤中的比例较少,~3%。
氮
硫
硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素,它在煤中含量的多少,与煤化程度的高低无明显关系,%均有。
煤的元素组分的不同,不仅能反映出煤化程度,而且也直接表征出煤性质的不同。如碳含量低、氧含量高的煤,多是粘结性很差或是没有粘结性的年轻煤;碳含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤,只有碳含量在84~88%,氢含量在5%以上的中等变质程度的煤,才是结焦性较好的炼焦用煤。
煤的主要用途是燃烧、炼焦和造气等,也可作为化工原料。水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石灰等建筑材料,都要经过高温处理,而煤正是主要的燃料,其中水泥对煤质要求最高,因煤的灰分大小及煤灰的组成直接影响到水泥的配料。
煤的分析项目
煤的分析检验,根据目的不同,一般可分为工业分析、元素分析、物理性质测定、工艺性质测定和煤灰成分分析等。
工业分析
煤的工业分析又叫技术分析或实用分析,是评价煤的基本依据。它包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目的测定。
通常,水分、灰分、挥发分都直接测定,固定碳不作直接测定,而是用差减法进行计算。有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析,再加上煤的发热量和煤中全硫的测定,则称为全工业分析。
煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。如水分和灰分高的煤,它的有机质含量就少,发热量低,经济价值就小。根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标,就可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量。
而煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标。对于合成氨工业,固定碳含量是评价无烟煤用于制造合成气(半水煤气)时经济价值的一个重要指标。
煤的外在水分和全水分,不仅影响动力用煤的低位发热量,而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。
元素分析
主要测定煤中C、H、O、N、S等元素,了解煤的元素组成。元素分析的结果是对煤进行科学分类的主要依据。在工业上,是计算发热量、计算热量平衡的依据。
其它元素主要是伴生元素分析。煤中的伴生元素很多,但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、铝、钽等常见的稀有元素。如煤中的锗含量在20g∙g-1以上时即可计算储量而有一定的提取价值,镓含量在50g∙g-1以上和铀含量在300~500g∙g-1以上时也有提取价值。
有时也进行有害元素分析。煤中的有害元素种类很多,如S、P、Cl、As、F、Cr、Cd、Hg等。