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煤質分(fēn)析常規指标

  • 發布時(shí)間:2019-07-06
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  第一個(gè)指标:水(shuǐ)分(fēn)(M)
  
  煤中水(shuǐ)分(fēn)分(fēn)爲内在水(shuǐ)分(fēn)、外在水(shuǐ)分(fēn)、結晶水(shuǐ)和(hé)分(fēn)解水(shuǐ)。
  
  煤中水(shuǐ)分(fēn)過大(dà)不利于加工、運輸等,燃燒時(shí)會影(yǐng)響熱(rè)穩定性和(hé)熱(rè)傳導,煉焦時(shí)會降低焦産率和(hé)延長(cháng)焦化(huà)周期。
  
  現在我們常報的(de)水(shuǐ)份指标有:
  
  1、全水(shuǐ)份(Mt),是煤中所有内在水(shuǐ)份和(hé)外在水(shuǐ)份的(de)總和(hé),也(yě)常用(yòng)Mar表示。通(tōng)常規定在8%以下(xià)。
  
  2、空氣幹燥基水(shuǐ)份(Mad),指煤炭在空氣幹燥狀态下(xià)所含的(de)水(shuǐ)份。也(yě)可(kě)以認爲是内在水(shuǐ)份,老的(de)國家标準上有稱之爲“分(fēn)析基水(shuǐ)份”的(de)。
  
  第二個(gè)指标:灰分(fēn)(A)
  
  指煤在燃燒的(de)後留下(xià)的(de)殘渣。不是煤中礦物(wù)質總和(hé),而是這(zhè)些礦物(wù)質在化(huà)學和(hé)分(fēn)解後的(de)殘餘物(wù)。
  
  灰分(fēn)高(gāo),說明(míng)煤中可(kě)燃成份較低,發熱(rè)量就低。同時(shí)在精煤煉焦中,灰分(fēn)高(gāo)低決定焦炭的(de)灰分(fēn)。
  
   常用(yòng)的(de)灰分(fēn)指标有空氣幹燥基灰分(fēn)(Aad)、幹燥基灰分(fēn)(Ad)等。也(yě)有用(yòng)收到基灰分(fēn)的(de)(Aar)。
  
  第三指标:揮發份(V)
  
  指煤中有機物(wù)和(hé)部分(fēn)礦物(wù)質加熱(rè)分(fēn)解後的(de)産物(wù),不全是煤中固有成分(fēn),還(hái)有部分(fēn)是熱(rè)解産物(wù),所以稱揮發份産率。揮發份大(dà)小與煤的(de)變質程度有關,煤炭變質量程度越高(gāo),揮發份産率就越低。在燃燒中,用(yòng)來(lái)确定鍋爐的(de)型号;在煉焦中,用(yòng)來(lái)确定配煤的(de)比例;同時(shí)更是汽化(huà)和(hé)液化(huà)的(de)重要指标。常使用(yòng)的(de)有空氣幹燥基揮發份(Vad)、幹燥基揮發份(Vd)、幹燥無灰基揮發份(Vdaf)和(hé)收到基揮發份(Var)。其中Vdaf是煤炭分(fēn)類的(de)重要指标之一。   
  
  第四個(gè)指标:固定碳 (FC)
  
  不同于元素分(fēn)析的(de)碳,是根據水(shuǐ)分(fēn)、灰分(fēn)和(hé)揮發份計算(suàn)出來(lái)的(de)。
  
  FC+A+V+M=100
  
  相關公式如下(xià):
  
  FCad=100-Mad-Aad-Vad   FCd=100-Ad-Vd   FCdaf=100-Vdaf
  
  第五個(gè)指标:(全硫St)
  
  是煤中的(de)有害元素,包括有機硫、無機硫。1%以下(xià)才可(kě)用(yòng)于燃料。部分(fēn)地區(qū)要求在0.6和(hé)0.8以下(xià),現在常說的(de)環保煤、綠(lǜ)色能源均指硫份較低的(de)煤。
  
  常用(yòng)指标有:空氣幹燥基全硫(St,ad)、幹燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。
  
  第六個(gè)指标:煤的(de)發熱(rè)量(Q)
  
  煤的(de)發熱(rè)量,又稱爲煤的(de)熱(rè)值,即單位質量的(de)煤完全燃燒所發出的(de)熱(rè)量。 煤的(de)發熱(rè)量時(shí)煤按熱(rè)值計價的(de)基礎指标。煤作爲動力燃料,主要是利用(yòng)煤的(de)發熱(rè)量,發熱(rè)量愈高(gāo),其經濟價值愈大(dà)。同時(shí)發熱(rè)量也(yě)是計算(suàn)熱(rè)平衡、熱(rè)效率和(hé)煤耗的(de)依據,以及鍋爐設計的(de)參數。
  
  煤的(de)發熱(rè)量表征了(le)煤的(de)變質程度(煤化(huà)度),這(zhè)裏所說的(de)煤的(de)發熱(rè)量,是指用(yòng)1.4比重液分(fēn)選後的(de)浮煤的(de)發熱(rè)量(或灰分(fēn)不超過10%的(de)原煤的(de)發熱(rè)量)。成煤時(shí)代晚煤化(huà)程度最低的(de)泥炭發熱(rè)量最低,一般爲20.9~25.1MJ/Kg,成煤早于泥炭的(de)褐煤發熱(rè)量增高(gāo)到25~31MJ/Kg,煙(yān)煤發熱(rè)量繼續增高(gāo),到焦煤和(hé)瘦煤時(shí),碳含量雖然增加了(le),但由于揮發分(fēn)的(de)減少,特别是其中氫含量比煙(yān)煤低的(de)多(duō),有的(de)低于1%,相當于煙(yān)煤的(de)1/6,所以發熱(rè)量高(gāo)的(de)煤還(hái)是煙(yān)煤中的(de)某些煤種。鑒于低煤化(huà)度煤的(de)發熱(rè)量,随煤化(huà)度的(de)變化(huà)較大(dà),所以,一些國家常用(yòng)煤的(de)恒濕無灰基高(gāo)位發熱(rè)量作爲區(qū)分(fēn)低煤化(huà)度煤類别的(de)指标。我國采用(yòng)煤的(de)恒濕無灰基高(gāo)位發熱(rè)量來(lái)劃分(fēn)褐煤和(hé)長(cháng)焰煤。
  
  (1)發熱(rè)量的(de)單位
  
  熱(rè)量的(de)表示單位主要有焦耳(J)、卡(cal)和(hé)英制熱(rè)量單位Btu。 焦耳,是能量單位。1焦耳等于1牛頓(N)力在力的(de)方向上通(tōng)過1米的(de)位移所做(zuò)的(de)功。 1J=1N×0J 1MJ=1000KJ   焦耳時(shí)國際标準化(huà)組織(ISO)所采用(yòng)的(de)熱(rè)量單位,也(yě)是我國1984年頒布的(de),1986年7月(yuè)1日實施的(de)法定計量熱(rè)量的(de)單位。煤的(de)熱(rè)量表示單位:J/g、KJ/g、MJ/Kg ,卡(cal)是我國建國後長(cháng)期采用(yòng)的(de)一種熱(rè)量單位。1cal是指1g純水(shuǐ)從19.5C加熱(rè)到20.5C時(shí)所吸收的(de)熱(rè)量。歐美(měi)一些國家多(duō)采用(yòng)15Ccal,即1g純水(shuǐ)從14.5C加熱(rè)到15.5C時(shí)所吸收的(de)熱(rè)量。1cal(20Ccal)=4.1816J 1cal(15Ccal)=4.1855J 。1956年倫敦第誤解蒸汽性質國際會議(yì)上通(tōng)過的(de)國際蒸汽表卡的(de)溫度比15Ccal還(hái)低,其定義如下(xià):1cal==4.1866J 從上看出,15Ccal中,每卡所含熱(rè)能比20Ccal還(hái)高(gāo)。英、美(měi)等國家目前仍采用(yòng)英制熱(rè)量單位(Btu),其定義是:1磅純水(shuǐ)從32F加熱(rè)到212F時(shí),所需熱(rè)量的(de)1/180。 焦耳、卡、Btu之間的(de)關系 1Btu=1055.79J(≈1.055×1000J) 1J=9471.58×10的(de)負7次方Btu 20Ccal/g與Btu/1b的(de)換算(suàn)公式:因爲1Btu=1055.79J,1B=453.6g 所以1Btu/1b=1/1.8cal/g1cal/g=1.8Btu/1b   由于cal/g的(de)熱(rè)值表示因15Ccal或20Ccal等的(de)不同而不同,所以國際貿易和(hé)科學交往中,尤其是采用(yòng)進口苯甲酸(标明(míng)其cal/g)作爲熱(rè)量計的(de)熱(rè)容量标定時(shí),一定要了(le)解是什(shén)莫溫度(C)或條件下(xià)的(de)熱(rè)值(cal/g),否則将會對(duì)燃燒的(de)熱(rè)值産生系統偏高(gāo)或偏低。爲了(le)使熱(rè)量單位在國内外統一,不須 以J取代cal作爲煤的(de)發熱(rè)量表示單位。
  
  (2)煤的(de)各種發熱(rè)量名稱的(de)含義
  
  a.煤的(de)彈筒發熱(rè)量(Qb)
  
  煤的(de)彈筒發熱(rè)量,是單位質量的(de)煤樣在熱(rè)量計的(de)彈筒内,在過量高(gāo)壓氧(25~35個(gè)大(dà)氣壓左右)中燃燒後産生的(de)熱(rè)量(燃燒産物(wù)的(de)溫度規定爲25C)。由于煤樣是在高(gāo)壓氧氣的(de)彈筒裏燃燒的(de),因此發生了(le)煤在空氣中燃燒時(shí)不能進行的(de)熱(rè)化(huà)學反應。如:煤中氮以及充氧氣前彈筒内空氣中的(de)氮,在空氣中燃燒時(shí),一般 呈氣态氮逸出,而在彈筒中燃燒時(shí)卻生成N2O5或NO2等氮氧化(huà)合物(wù)。這(zhè)些氮氧化(huà)合物(wù)溶于彈筒稅種生成硝酸,這(zhè)一化(huà)學反應是放熱(rè)反應。另外,煤中可(kě)燃硫在空氣中燃燒時(shí)生成SO2氣體逸出,而在彈筒中燃燒時(shí)卻氧化(huà)成SO3,SO3溶于彈筒水(shuǐ)中生成硫酸。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水(shuǐ)生成硫酸水(shuǐ)化(huà)物(wù)都 是放熱(rè)反應。所以,煤的(de)彈筒發熱(rè)量要高(gāo)于煤在空氣中、工業鍋爐中燃燒是實際産生的(de)熱(rè)量。爲此,實際中要把彈筒發熱(rè)量折算(suàn)成符合煤在空氣中燃燒的(de)發熱(rè)量。
  
  b.煤的(de)高(gāo)位發熱(rè)量(Qgr)
  
  煤的(de)高(gāo)位發熱(rè)量,即煤在空氣中大(dà)氣壓條件下(xià)燃燒後所産生的(de)熱(rè)量。實際上是由實驗室中測得(de)的(de)煤的(de)彈筒發熱(rè)量減去硫酸和(hé)硝酸生成熱(rè)後得(de)到的(de)熱(rè)量。
  
  應該指出的(de)是,煤的(de)彈筒發熱(rè)量是在恒容(彈筒内煤樣燃燒室容積不變)條件下(xià)測得(de)的(de),所以又叫恒容彈筒發熱(rè)量。由恒容彈筒發熱(rè)量折算(suàn)出來(lái)的(de)高(gāo)位發熱(rè)量又稱爲恒容高(gāo)位發熱(rè)量。而煤在空氣中大(dà)氣壓下(xià)燃燒的(de)條件濕恒壓的(de)(大(dà)氣壓不變),其高(gāo)位發熱(rè)量濕恒壓高(gāo)位發熱(rè)量。恒容高(gāo)位發熱(rè)量和(hé)恒壓高(gāo)位發熱(rè)量兩者之間是有差别的(de)。一般恒容高(gāo)位發熱(rè)量比恒壓高(gāo)位發熱(rè)量低8.4~20.9J/g,實際中當要求精度不高(gāo)時(shí),一般不予校正。
  
  C.煤的(de)低位發熱(rè)量(Qnet)
  
  煤的(de)低位發熱(rè)量,是指煤在空氣中大(dà)氣壓條件下(xià)燃燒後産生的(de)熱(rè)量,扣除煤中水(shuǐ)分(fēn)(煤中有機質中的(de)氫燃燒後生成的(de)氧化(huà)水(shuǐ),以及煤中的(de)遊離水(shuǐ)和(hé)化(huà)合水(shuǐ))的(de)汽化(huà)熱(rè) (蒸發熱(rè)),剩下(xià)的(de)實際可(kě)以使用(yòng)的(de)熱(rè)量。 同樣,實際上由恒容高(gāo)位發熱(rè)量算(suàn)出的(de)低位發熱(rè)量,也(yě)叫恒容低位發熱(rè)量,它與在空氣中大(dà)氣壓條件下(xià)燃燒時(shí)的(de)恒壓低位熱(rè)量之間也(yě)有較小的(de)差别。   
  
  D .煤的(de)恒濕無灰基高(gāo)位發熱(rè)量(Qmaf)
  
  恒濕,是指溫度30C,相對(duì)濕度96%時(shí),測得(de)的(de)煤樣的(de)水(shuǐ)分(fēn)(或叫内在水(shuǐ)分(fēn))。煤的(de)恒濕無灰基高(gāo)位發熱(rè)量,實際中是不存在的(de),是指煤在恒濕條件下(xià)測得(de)的(de)恒容高(gāo)位發熱(rè)量,除去灰分(fēn)影(yǐng)響後算(suàn)出來(lái)的(de)發熱(rè)量。 恒濕無灰基高(gāo)位發熱(rè)量是低煤化(huà)度煤分(fēn)類的(de)一個(gè)指标。
  
  (3)煤的(de)彈筒發熱(rè)量的(de)測試要點。
  
  (4)煤的(de)高(gāo)位發熱(rè)量計算(suàn)
  
  煤的(de)高(gāo)位發熱(rè)量計算(suàn)公式爲: Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad
  
  式中: Qgr,ad——分(fēn)析煤樣的(de)高(gāo)位發熱(rè)量,J/g;
  
  Qb,ad——分(fēn)析煤樣的(de)彈筒發熱(rè)量,J/g;
  
  Sb,ad——由彈筒洗液測得(de)的(de)煤的(de)硫含量,%;
  
  95——煤中每1%(0.01g)硫的(de)校正值,J/g;
  
  a——硝酸校正系數。
  
  5)煤的(de)低位發熱(rè)量的(de)計算(suàn)
  
  Qnet,ar=(Qgr,ad-206Had)(100-Mar)/(100-Mad)-23Mar
  
  式中:  Qnet,ar——收到基低位發熱(rè)量,J/g;
  
  Qgr,ad——分(fēn)析煤樣的(de)高(gāo)位發熱(rè)量,J/g;
  
  Had——分(fēn)析煤樣氫含量,%;
  
  Mar——收到基水(shuǐ)份,%;
  
  Mad——空氣幹燥基水(shuǐ)份,%。
  
  (6)煤的(de)各種基準發熱(rè)量及其換算(suàn)
  
  a.煤的(de)各種基準得(de)發熱(rè)量 如上所述,煤的(de)發熱(rè)量有彈筒發熱(rè)量、高(gāo)位發熱(rè)量和(hé)低位發熱(rè)量,每一種發熱(rè)量又有4種基準,所以 煤的(de)不同基準的(de)各種發熱(rè)量有3×4=12種表示方法,即:彈筒發熱(rè)量4種表示方式:
  
  Qb,ad——分(fēn)析基彈筒發熱(rè)量;
  
  Qb,d——幹燥基彈筒發熱(rè)量;
  
  Qb,ar——收到基彈筒發熱(rè)量;
  
  Qb,daf——幹燥無灰基彈筒發熱(rè)量。
  
  高(gāo)位發熱(rè)量4種表示形式:
  
  Qgr,ad——分(fēn)析基高(gāo)位發熱(rè)量;
  
  Qgr,d——幹燥基高(gāo)位發熱(rè)量;
  
  Qgr,ar——收到基高(gāo)位發熱(rè)量;
  
  Qgr,daf——幹燥無灰基高(gāo)位發熱(rè)量。
  
  低位發熱(rè)量4種表示形式:
  
  Qnet,ad——分(fēn)析基低位發熱(rè)量;
  
  Qnet,ar——收到基低位發熱(rè)量;
  
  Qnet,daf——幹燥無灰基低位發熱(rè)量。
  
  b.煤的(de)各種基準的(de)發熱(rè)量間的(de)換算(suàn)
  
  煤的(de)各種基準的(de)發熱(rè)量間的(de)換算(suàn)公式和(hé)煤質分(fēn)析中各基準的(de)換算(suàn)公式相似。
  
  如:  Qgr,ad=Qgr,ad×(100-Mar)/(100-Mad)
  
  Qgr,d=Qgr,ad×100/(100-Mad)
  
  Qgr,daf=Qgr,ad×100/(100-Mad-Aad-CO2,d)
  
  式中: CO2,d——分(fēn)析煤樣中碳酸鹽礦物(wù)質中CO2的(de)含量(%),當CO2含≤2%時(shí),此項可(kě)略去不計
  
  Qgr,maf=Qgr,ad×(100-M)/(100-Mad-Aad-Aad×M/100)
  
  式中: Qgr,maf——恒溫無灰基高(gāo)位發熱(rè)量; M——恒濕條件下(xià)測得(de)的(de)水(shuǐ)分(fēn)含量,%。

073182298067

189-7484-8667

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