张惠清讲稿-2全水工业分析.ppt
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1、煤的工业分析,煤的工业分析又叫技术分析或实用分析,它包括煤的水分、灰分、挥发份产率和固定碳等四个项目的测定,水分、灰分、挥发份都是直接测定,固定碳是用差减法进行计算. 煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据,根据工业分析的各项测定结果可初步判断煤的性质、种类和各种煤的加工利用效果及其工业用途.,煤中水的来源及其存在形态,1.来源:水是煤炭的组成部分,随着煤的变质程度不同,水分变化很大:从泥炭-褐煤-烟煤-年轻无烟煤,水分逐步减少,从年轻无烟煤-年老无烟煤,水分又有增加的趋势。 这是由于煤中的水分除与煤的变质程度有关外,还与煤的结构有关,我们可以由煤的水分含量来大致推断煤的
2、变质程度.,2.煤中水的存在形态 煤中水分按其结构状态可分为游离水和化合水(即结晶水)两大类 ,游离水是以物理吸附或吸着方式与煤结合的水分。化合水是以化合的方式同煤中的矿物质结合的水,它是矿物晶格的一部分。 煤中的游离水于常压下在(105110) 的温度下经过短时干燥即可全部蒸发;结晶水通常要在200,有的甚至要在500以上才能析出,煤的工业分析中测定的水分只是游离水。,水分测定的意义,水分是一项重要的煤质指标,它在煤的基础理论研究和加工利用中都具有重要的作用,根据煤中水分随煤的变质程度加深呈现规律性变化: 1)根据煤的水分含量可以大致推断煤的变质程度。,2)煤的水分对其加工利用,贸易和储存运
3、输都有很大影响,一般来说水分高不是一件好事,例如在锅炉燃烧中,水分高会影响燃烧稳定性和热传导;在炼焦工业中,水分高会降低焦炭产率,而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期;在煤炭贸易上.煤的水分是一个重要的计质和计量指标。 在煤质分析中,煤的水分是进行不同基的煤质分析结果换算的基础数据。,什么是煤的全水分,煤的外在水分和内在水分的总和叫煤的全水分. 外在水分: 在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时失去的水分. 内在水分: 在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时保持的水分.,煤中全水分测定方法(GB/T211-2007),a.修改试样量, 13mm.3Kg, 6mm.1.25kg。 b.
4、两步法内水测定试样粒度由6mm改为3mm。 c.两步法内水测定增加了通氮干燥方法。 d.两步法外水测定温度由50改为40。,一、方法提要,1.方法A(两步法) 1)方法A1:在氮气流中干燥 一定量的粒度13mm煤样,在不高于40的环境下干燥到质量恒定,再将煤样破碎到粒度3mm,于(105110)下,在氮气流中干燥到质量恒定,根据煤样两步干燥后的质量损失计算出全水分。,2)方法A2:在空气流中干燥 一定量的粒度13mm的煤样,在温度不高于40的环境下干燥到质量恒定,在将煤样破碎到粒度3mm,与(105110)C下在空气流中干燥到质量恒定,根据煤样两步干燥后的质量损失计算出全水分。,2.方法B(一
5、步法),a.方法B1:在氮气流中干燥 一定量的粒度6mm的煤样.于(105110)下,在氮气流中干燥到质量恒定。根据煤样的损失计算全水分。 b.方法B2:在空气流中干燥 一定量的粒度13mm(或6mm)的煤样,于(105110) 下,在空气流中干燥到质量恒定,计算出全水分。,3.方法C:(微波干燥法)附录A 微波干燥水分测定仪:微波辐射时间可控,煤样放置区微波辐射均匀,经试验证明测定结果与方法B中6mm煤样的测定结果一致。 4.试剂. 5.仪器设备:干燥箱:自动控温.鼓风.有气体进出口.有足够的换气量.,6.在全水分测定操作中的注意:,1)采集的全水样保存在密封良好的容器内,并放在阴凉地方.
6、2)全水分样品送到试验室后立即测定. 3)进行全水分测定的煤样不宜过细. 4)称取煤样之前,应将密封容器中的煤样充分混合均匀,称样速度要快。,7.测定步骤:在国标中通常用7.2.2的方法测定。 结果计算: Mt=Mf+100-Mf /100 Minh(二步法测水分) Mt-煤样的全水分,用质量分数,;Mf-煤样的外在水分;%,Minh-煤样的内在水分;%。 全水分的测定值和报告值全都保留到小数点后一位。,GB/T212-2008(2001) 煤的工业分析方法,主要变化如下: a、增加微波干燥法,取消GB/T 15334-1994煤的水分测定 微波干燥法 b、增加水煤浆,取消GB/T18856.
7、7-2002水煤浆质量试验方法 第7部分 水煤浆工业分析方法,煤的工业分析方法,水分的测定 一般分析试验煤样水分: 在规定条件下测定的一般分析煤样水分(代替空气干燥煤样水分)。 水分:Mad(%) 方法要点:称取一定量的一般分析试验煤样,在105110干燥至质量衡定,根据煤样的质量损失计算水分的含量。 三种方法:方法A(通氮干燥法);方法B(空气干燥法)。附录A:微波干燥法。,主要分析仪器、设备 天平、烘箱(带控温装置或经校准的温度计)、称量瓶、干燥器。 试验中应知道: 1.鼓风的目的:在于促使干燥箱内空气流动,一方面使箱内温度均匀,另一方面使煤中水分尽快蒸发缩短试验周期。 2.水分加热干燥过
8、程中如增重,说明煤样的氧化量超过了煤样的汽化的量,所以不能用增重计算。,灰分的测定,1.煤的灰分:煤的灰分不是煤中的固有成分,而是煤在规定条件下完全燃烧后的残留物。而是煤中矿物质在一定条件下经过一系列分解、化合等复杂反应而形成的,是煤中矿物质的衍生物。 2.煤中矿物质的来源和种类: 煤中矿物质来源有三种, 一是“原生矿物质” 成煤植物中所含无机元素,二是“次生矿物质” 煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质,三是“外来矿物质” 煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。,煤中存在的矿物质主要包括粘土或页岩,方解石(碳酸钙)黄铁矿或白铁矿以及其它微量成分.如无机硫酸盐.氯化物和氟化物等. 3.煤在灰化过程中
9、发生的主要反应: 粘土和页岩矿物失去结晶水,(500600) 2SiO2AI2O32H2O2SiO2AI2O32H2O CaSO42H2OCaSO42H2O 碳酸盐受热分解生成二氧化碳和氧化钙,氧化钙再与硫氧化物、二氧化硅反应生成硫酸钙、硅酸钙.,CaCO3CaOCO2 CaO+ SO3CaSO4 CaOSiO2CaSiO3 黄铁矿氧化生成三氧化铁和硫氧化物(主要是SO2,一小部分是SO3. 4FeS211O22Fe2O38SO2 2SO2O2 2SO3 与煤中有机物结合的金属元素被氧化成金属氧化物.,4.灰分测定:Aad(%):Ad(%);Aar(%) 方法要点 缓慢灰化法(仲裁法) :称取
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