焦炭及煤基態(tài)知識

本文格式為Word版，下載可任意編輯——焦炭及煤基態(tài)知識應(yīng)用基與枯燥基之間的轉(zhuǎn)換

第一篇煤分析基礎(chǔ)知識一、動力用煤的分類

燃煤電廠發(fā)電用煤大體是：煙煤占90%，無煙煤占5%，褐煤占4%，其他煤占1%。無煙煤是煤化程度最高的煤，揮發(fā)分含量最低，Vdaf≤10%，密度最大，著火點高，無粘結(jié)性，燃燒時多不冒煙。

煙煤的煤化程度高于褐煤而低于無煙煤，揮發(fā)分含量范圍很寬，Vdaf＞10%，不同類別的煙煤粘結(jié)性差異較大，燃燒時冒煙。煙煤與無煙煤通稱硬煤。褐煤是經(jīng)過成巖作用，沒有或很少經(jīng)過變質(zhì)作用所形成的低煤化程度的煤。外觀多呈褐色，光澤暗淡，質(zhì)地較軟，含有較高的內(nèi)在水分及不同程度的腐殖酸，揮發(fā)分含量較高，Vdaf＞37%。二、煤炭組成的表示方法1、工業(yè)分析表示方法

煤中水分按結(jié)合狀態(tài)可分為游離水和化合水兩大類。游離水以吸附、附著等機械方式與煤結(jié)合；而化合水則以化合方式同煤中的礦物質(zhì)結(jié)合，是礦物質(zhì)晶格的一部分，如硫酸鈣（CaSO4·2H2O）高嶺土（AL2O3.2SiO2.2H2O）中的結(jié)晶水。煤的工業(yè)分析，只測定游離水。

游離水按其賦存狀態(tài)又分為外在水分和內(nèi)在水分。煤的外在水分是指吸附在煤顆粒表面上或非毛細孔穴中的水分，在實際測定中是煤樣達到空氣枯燥狀態(tài)所失去的那部分水分。煤的外在水分很簡單蒸發(fā)，只要將煤放在空氣中枯燥，直到煤表面的水蒸氣壓和空氣相對濕度平衡即可。

煤的內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部毛細孔中的水。在實際測定中指煤樣達到空氣枯燥狀態(tài)時保存下來的那部分水。煤的外在水分與內(nèi)在水分的總和，稱為全水分。

工業(yè)分析中測定的水分有原煤樣的全水分和分析煤樣水分兩種。

煤的灰分不是煤中的固有成分，而是美中所有可燃物質(zhì)完全燃燒以及煤種礦物質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生一系列分解、化合等繁雜反應(yīng)后剩下的殘渣。所以我們把所測的灰分稱為煤的灰分產(chǎn)率。

煤的揮發(fā)分不是煤中固有的物質(zhì)，而是在特定條件下煤受熱分解的產(chǎn)物，為各種烴類所構(gòu)成有機可燃成分，所以稱為煤的揮發(fā)分產(chǎn)率。

煤的固定碳含量是不可測的，是指煤除去水分，灰分及揮發(fā)分后的組分。水分、灰分是煤中的不可燃組分，揮發(fā)分和固定碳是煤中的可燃組分。2、元素分析表示方法：

碳是組成煤的最為重要元素。在充足的氧氣條件下，碳完全燃燒生成二氧化碳，每克碳可釋放出34040J的熱量；當(dāng)氧氣不足時，則燃燒生成一氧化碳，其釋放的熱量大為降低，僅為9910J熱量。一氧化碳也是一種可燃氣體，當(dāng)氧氣充足時，還可燃燒生成二氧化碳，同時釋放出24130J的熱量。

氫是僅次于碳的主要熱源之一。煤中氫有兩種存在狀態(tài)：一是構(gòu)成礦物質(zhì)及水中的情，它是不能燃燒的；另一種是與碳元素構(gòu)成的有機成分，在燃燒時，釋放出很高的熱量，每克氫完全燃燒時，可釋放出143010J的熱量。

氧在煤中呈化合狀態(tài)，無煙煤含氧量最小，煙煤和褐煤中含氧量較高。氮在鍋爐中燃燒時，大部分呈游離狀態(tài)，但也有少量氮氧化物生成，它們均隨煙氣排出。氮氧化物也是對大氣產(chǎn)生污染的一種有害物質(zhì)，故從燃燒角度來說，氮是煙中無用甚至有害的一種成分。

硫按其燃燒特性劃分，可分為可燃硫及不可燃硫。硫的燃燒產(chǎn)物主要是二氧化硫，并有極少的三氧化硫。硫是煤中一種十分有害的元素。硫燃燒時生成的二氧化硫、三氧化硫形成的硫酸對鍋爐設(shè)備有著猛烈的腐蝕作用；硫燃燒生成的二氧化硫是造成大氣污染的主要來源之一；煤中含硫量的增高，還會增加煤粉的自燃傾向，從而給煤粉的貯存及制粉系統(tǒng)的安全帶來不利影響；煤中好硫量的增高，還會降低煤灰熔融溫度，促使鍋爐結(jié)渣狀況的發(fā)生或加劇結(jié)渣的嚴(yán)重程度。3、動力用煤重要特性指標(biāo)及表示符號對照表

特性指標(biāo)符號特性指標(biāo)符號水分M有機硫So全水分Mt硫化鐵硫Sp外在水分Mf硫酸鹽硫Ss內(nèi)在水分Minh發(fā)熱量Q灰分A彈筒發(fā)熱量Qb揮發(fā)分V高位發(fā)熱量Qgr固定碳FC低位發(fā)熱量Qnet碳C變形溫度DT氫H軟化溫度ST氧O半球溫度HT氮N滾動溫度FT硫S全硫St1.空氣枯燥基

在試驗室中室溫20℃，空氣相對濕度60%時，煤樣在試驗室中存放一定時間后，會失去一些水分而達到一個穩(wěn)定的水分含量，稱為空氣枯燥水分（airdried），

其余成分也稱為空氣枯燥成分，以ad表示，其成分可以寫成：Mad+Vad+FCad+Aad=100（%）注：M——水分（moisture）V——揮發(fā)分（volatile）FC——固定碳（fixed-carbon）A——灰分（ash）

4.1收到基Asreceivedbasis已收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)ar應(yīng)用基

4.2空氣枯燥基Airdriedbasis與空氣濕度達到平衡狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)ad分析基

4.3枯燥基Drybasis以假想無水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)d干基

4.4枯燥無灰基Dryash-freebasis以假想無水、無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)daf可燃基

4.5枯燥無礦物質(zhì)基Drymineralmatterfreebasis一假想無水、無礦物質(zhì)狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)dmmf有機基

4.6恒濕無灰基Moistashfreebasis一假想含最高內(nèi)在水分、無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)maf

4.7恒濕無礦物質(zhì)基Moistmineralmatter-free-baisis以假想含最高內(nèi)在水分、無礦物質(zhì)狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)M,mmf三、燃煤分析常用基準(zhǔn)1、基準(zhǔn)的定義

煤所處的狀態(tài)或者按需要而規(guī)定的成分組合，稱為基準(zhǔn)。1.1收到基（舊稱應(yīng)用基--Y）

計算煤中全部成分的組合稱為收到基，用ar表示。1.2空氣枯燥基（舊稱分析基--f）

不計算外在水分的煤，其余成分的組合（內(nèi)在水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳）稱空氣枯燥基，用ad表示。1.3枯燥基（舊稱枯燥基--g）

不計算水分的煤，其余成分的組合（灰分、揮發(fā)分、固定碳）稱枯燥基，用d表示。

1.4枯燥無灰基（舊稱可燃基--r）

不用計算可燃成分（水分、灰分）的煤，其余成分的組合（揮發(fā)分、固定碳）稱枯燥無灰基，用daf表示。

分析基（ad）：進行煤質(zhì)分析化驗時，煤樣所處的狀態(tài)為空氣枯燥狀態(tài)?？菰锘╠）：進行煤質(zhì)分析化驗時，煤樣所處的狀態(tài)為無水分狀態(tài)。收到基（ar）：進行煤質(zhì)分析化驗時，煤樣所處的狀態(tài)為收到該批煤所處的

狀態(tài)。

2、基準(zhǔn)的表示方法：

基準(zhǔn)的符號應(yīng)標(biāo)在特性指標(biāo)的又下角。

例如：收到基的灰分用Aar表示；空氣枯燥基水分用Mad表示；枯燥基固定碳用FCd表示；枯燥無灰基揮發(fā)分用Vdaf表示等。3、不同基準(zhǔn)的計算

根據(jù)不同基準(zhǔn)的定義可知，同一煤質(zhì)特性指標(biāo)，當(dāng)采用不同基準(zhǔn)來表示時，就會有不同的值，其中以收到基所表示的值最小，空氣枯燥基準(zhǔn)次之，枯燥基準(zhǔn)較大，枯燥無灰基最大。

例如：100g煤中，有外在水分8g，內(nèi)在水分2g，灰分30g，固定碳40g，測得硫2g。計算St,ar、St,ad、St,daf的值。解：

4、不同基準(zhǔn)間的換算

煤質(zhì)分析化嚴(yán)重，有些基準(zhǔn)在實際中是不存在的，是根據(jù)需要換算出來的；有些基準(zhǔn)在實際存在，但為了便利，有時不進行測試，而是根據(jù)已知基準(zhǔn)的分析化驗結(jié)果進行換算，這樣就簡單多了。

化驗室中進行煤質(zhì)分析化驗時，使用的煤樣為分析煤樣。分析煤樣是經(jīng)過一次次破碎和縮分得到的，它所處的狀態(tài)為空氣枯燥狀態(tài)。所以，化驗室中用分析煤樣進行分析化驗時，其基準(zhǔn)為分析基（又稱為空氣枯燥基）。

分析煤樣分析基化驗結(jié)果，是化驗室中直接測到的，是最基礎(chǔ)的化驗結(jié)果，是換算其它基準(zhǔn)的分析化驗結(jié)果的基礎(chǔ)。各種基準(zhǔn)間的換算公式：

干基的換算：Xd=100Xad/(100-Mad)%

式中：Xad——分析基的化驗結(jié)果；Mad——分析基水分；Xd——換算枯燥基的化驗結(jié)果。

收到基的換算：Xaf=(100-Mar)/(100-Mad)%

式中：Mar——收到基水分；Xar——換算為收到基的化驗結(jié)果。無水無灰基的換算：Xdaf=100Xad/(100-Ma