煤的工業(yè)分析

1、返回一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握煤的工業(yè)分析方法。2.了解煤的使用性能及煤種的判斷方法。3.學(xué)會(huì)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤的低發(fā)熱量。二、實(shí)驗(yàn)原理固體燃料煤是由極其復(fù)雜的有機(jī)化合物組成的，通常包含碳氮(N)、硫(S)五種元素及部分礦物雜質(zhì)(灰分A)和水分M。對(duì)煤進(jìn)行成分分析，常采用 元素分析和工業(yè)分析兩種方法。其中元素分析可參照GB47679煤的元素分析方法進(jìn)行；而工業(yè)分析則是我國工礦企業(yè)中采用的一種簡(jiǎn)易分析方法，即通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的空氣干燥基煤樣所含揮發(fā)分V、固定碳FC、灰分A和水分M進(jìn)行測(cè)定以得到煤的工 業(yè)分析成分的方法。若分別以Vad、FCad、Aad和Mad,表示空氣干燥基下煤樣中揮 發(fā)分、固定碳、灰分和

2、水分的重量百分含量，則有：Vad+Fcad+Aad+Mad=100工業(yè)分析方法由于比較簡(jiǎn)單，一般工廠都可進(jìn)行，且對(duì)于了解固體燃料的使用性 能已能滿足要求，因而得到廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)中所遵循的原理為熱解重量法，即根據(jù)煤樣中各組分的不同物理化學(xué)性質(zhì)控 制不同的溫度和時(shí)間，使其中的某種組分發(fā)生分解或完全燃燒，并以失去的重量占原 試樣重量的百分比作為該組分的重量百分含量。其中對(duì)水分的分析采用常規(guī)測(cè)定的方法進(jìn)行。鑒于空氣干燥基下煤樣中的水分為內(nèi)在水分較難蒸發(fā)，故置于105110C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥，并進(jìn)行檢查，直至重量變化小于0.001g為止；對(duì)煤的灰分的，分析采用快速灰化法，即將煤樣置于815C的馬弗爐中

3、灼燒40分鐘，并檢查其燃 燒完全程度，直至重量變化小于0.001g為止；而對(duì)于揮發(fā)分，由于它是煤炭分類的重要指標(biāo)之一，且是煤樣在特定的條件下受熱分解的產(chǎn)物，故采取將煤樣放入帶蓋 的瓷坩堝中，置于90010C的馬弗爐中隔絕空氣加熱7分鐘，冷卻后稱重，以失重減 去水分即為揮發(fā)分重量。上述各組分的計(jì)算式為：Mad=(失重/樣品重)x 100Aad=(灰重/樣品重)X 100(C)、氫(H)、氧(O)、水分:灰分:揮發(fā)分:Vad=(失重/樣品重)X 100-Mad各組分的測(cè)定允許誤差列于附錄中。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)中用到的主要設(shè)備有：馬弗爐、鼓風(fēng)干燥箱、1/10000天平、玻璃干燥器及稱量瓶、瓷坩堝等。

4、四、實(shí)驗(yàn)步驟1準(zhǔn)備工作將鼓風(fēng)干燥箱、馬弗 升溫至實(shí)驗(yàn)要求的溫度并備實(shí)驗(yàn)煤樣。2.水分的測(cè)定在分析天平上稱出預(yù) 烘干的帶蓋稱量瓶的空重，然后加入粒度小于0.2mm的煤樣10.1g,稱量時(shí)讀數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后4位。打開瓶蓋，將稱量瓶置入預(yù)先加熱到105110C的鼓風(fēng)干燥箱中，煙煤干燥1小時(shí)，無煙煤干燥11.5小時(shí)。取出稱量瓶并加 蓋，在空氣中冷卻23分鐘后，放入干燥器中冷卻到室溫（約20分鐘），稱重。3.灰分的測(cè)定在預(yù)先灼燒并稱出空重的矩形坩堝中加入粒度為0.2mm以下的煤樣10.1g,稱量時(shí)準(zhǔn)確至小數(shù)點(diǎn)后4位。將坩堝置入已預(yù)熱到850C的馬弗爐中，在81510C的 溫度下灼燒40分鐘，取出坩堝在空

5、氣中冷卻5分鐘后，放入干燥器內(nèi)冷卻到室溫（約20分鐘），稱重。稱重后的樣品再進(jìn)行每次20分鐘的檢查性灼燒，直至重量變化V 0.001g為止（當(dāng)灰分V 15%時(shí)可不進(jìn)行檢查性灼燒），并取最后一次測(cè)定重量進(jìn)行計(jì) 算。4.揮發(fā)分的測(cè)定在分析天平上稱出預(yù)先在900C下燒至恒重的帶蓋坩堝的空重，加入粒度v0.2mm的煤樣10.1g，稱準(zhǔn)至小數(shù)點(diǎn)后4位，輕輕振動(dòng)坩堝待煤樣鋪平后加蓋（若 為褐煤或長(zhǎng)焰煤則應(yīng)預(yù)先壓塊，并切成約3mm的小塊備用）。將坩堝迅速置入預(yù)先升 溫至920r的馬弗爐中，并在90010C的溫度下繼續(xù)加熱7分鐘（若3分鐘內(nèi)爐溫不能 恢復(fù)到90010C并保持到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，則該實(shí)驗(yàn)作廢）。取出坩堝

6、在空氣中冷卻56分鐘后，放入干燥器中冷卻到室溫(約20分鐘)，稱重。根據(jù)煤樣的焦渣特征及Vdaf值進(jìn) 行煤種類判斷及其低發(fā)熱量Qadt的計(jì)算。焦渣特征，即測(cè)定揮發(fā)分時(shí)所殘留的焦渣外形特征，共分為八類，即：(1)粉態(tài)：全部是粉末，沒有互相粘連的顆粒；粘著：以手指輕壓即成粉末；(3)弱粘結(jié)：以手指輕壓即成碎塊；(4)不熔融粘結(jié)：以手指用力壓才成碎塊；(5)不膨脹熔融粘結(jié)：焦渣呈扁平餅狀，煤粒界限不易分清，表面有銀白色光澤；(6)微膨脹熔融粘結(jié)：焦渣用手指不能壓碎，表面有銀白色光澤和較小的膨脹泡；(7)膨脹熔融粘結(jié)：焦渣表面有銀白色光澤，明顯膨脹，但高度不超過15mm；(8)強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)：同(7)

7、，但高度超過15mm。由于焦渣特性對(duì)系數(shù)Ki有較明顯的影響，因此在實(shí)驗(yàn)中一定要根據(jù)以上特征對(duì)焦 渣進(jìn)行正確分類。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.測(cè)定數(shù)據(jù)的記錄及處理2.煤的種類的判斷鑒于我國對(duì)煤的種類的劃分是以無灰干燥基揮發(fā)分含量Vdaf為根據(jù)，而Vdaf與Vad之間存在以下的換算關(guān)系：則根據(jù)Vdaf可進(jìn)行煤的種類判斷。3低發(fā)熱量Qn;的計(jì)算根據(jù)測(cè)定的Mad、Aad和Vad數(shù)據(jù)，結(jié)合不同的煤種，可按下列公式進(jìn)行Qn：的近似計(jì)算：無煙煤：Q：；=Ko360Mad385Aad100Vad (kJ/kg)煙 煤：Qnet=100K1(Kl+25.12)(Mad+Aad)12.56Vad (kJ/kg)式中：K0、K1為系數(shù)。其中K0可根據(jù)Vdaf查附錄得，K1則隨Vdaf及焦渣特征改 變，可由附錄查得。4.計(jì)算被測(cè)定煤樣的標(biāo)準(zhǔn)燃料值。測(cè)定數(shù)據(jù)記錄表1測(cè)定編號(hào)容器名稱及重量(g)容器空重(g)總重(g)樣品重(g)熱處理后總重(g)計(jì)算結(jié)果()水分灰分揮發(fā)分11固定碳FCad = 100 - Mad - Aad - Vad不同種類煤的揮發(fā)分Vdaf表2煤的種類褐煤煙煤無煙煤Vdaf( %)3710 46 10六、思考題1.