煤的组成和分类.doc

工业分析

学院：环境与化学工程学院
班级：10级应用化学01班
学号：41004010133
姓名：曹静

煤质分析
摘要：煤，是覆盖在地层下面的植物遗体经压实转化而成的固体有机可燃物，其组成十分复杂。正确认识煤的组成和煤的主要成分，分析影响煤燃烧的发热量的因素，对合理利用煤和提高煤的利用率具有十分重要的作用。
关键字：煤的组成全硫的测定
1.1煤的组成和分类
1.1.1煤的组成
煤是由有机质、矿物质和水三部分组成。
有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成碳和氢占有机质的95%以上。硫在燃烧时也放热，但燃烧的产物SO2不但腐蚀设备而且污染环境.矿物质主要是碱金属、碱土金属、铁、铝的碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能燃烧，正是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热量。
1.1.2煤的分类
常见的三类：褐煤、烟煤、无烟煤
(1)褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。
(2)烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。
(3)无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。
1．2水分的测定
煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。因为煤中水分含量越多，煤的无用成分也越多，同时有大量水分存在，不仅煤的有用成分减少，而且它在煤燃烧时要吸收大量的热成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。
1.2.1煤中水分的存在形态
1）、游离水
以物理吸附或附着方式与煤结合的水分称为游离水分，又分为外在水和内在水。外在水又成为自由水或表面水分。用Mf表示。此类水分是在开采、贮存等过程中带入的，覆盖在煤粒表面上，其蒸汽压与纯水的相同，在空气中风干1～2天后，即可蒸发除去，又称风干水分，即在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分。
内在水是指吸附或凝聚在煤粒内部直径小于10-5cm的毛细孔中的水分，用Minh表示。由于毛细孔的吸附作用，这部分水分的蒸汽压低于纯水的，所以难以蒸发除去，需要在水的正常沸点以上才能除掉。在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分称为空气干燥煤样水分（Mad)。除去内在水分的煤称为干燥煤。
2）、化合水
以化合的方式与煤中的矿物质结合的水，即通常说的结晶水。如石膏中的水，CaSO4·2H2O。游离水在105～110℃的温度下，经过１～２h即可蒸发掉，而结晶水要在200℃以上才能除掉。
在煤的工业分析中常测定原煤样的全水分和空气干燥煤样水分，一般不测化合水。
1.2．2煤中全水分（Mt）的测定
方法A：通氮干燥法，适用于各种煤
用预先干燥并称量过的称量瓶迅速称取10～12g(精确至0.001g）粒度小于6mm的煤样，平摊。打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到105～110℃的通氮干燥箱中，烟煤干燥2h,褐煤和无烟煤干燥3h,取出后立即盖上盖子。在空气中放置约5min，然后放入干燥器中冷却至室温后称量。进行检查性干燥，每次30min,直到连续两次干燥后的质量减少或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量作为计算依据。根据煤样的质量损失计算水分的含量。
结果计算:

Mt——煤样的全水分；
m——煤样的质量，g；
m1——煤样干燥后减轻的质量，g。
方法B：空气干燥法，适用于烟煤和无烟煤
将称量瓶放入预先通入鼓风并已加热到105～110℃的空气干燥箱中，在鼓风条件下烟煤干燥2h,无烟煤干燥3h。其它步骤同上。
方法C：微波干燥法，适用于烟煤和褐煤
煤样在微波炉内，利用微波发生器产生的交变电场作用，引起摩擦发热，使水分迅速蒸发。特点：受热均匀，水分蒸发快；不适用于无烟煤和焦炭等导电性较强的试样。
1.3灰分的测定
煤的灰分不是煤中固有物质，而是煤在规定条件下，其中所有可燃物质完全燃烧后以及煤中矿物质在一定温度下经过一系列分解、氧化和化合等复杂反应所形成的残留物。用符号A表示。煤的灰分几乎全部来自煤中的矿物质，但它的组成和性质与煤中的矿物质不完全相同，是煤中矿物质的衍生物。
1.3.1测定过程
称取粒度小于0.2mm的一般分析实验煤样1.0±0.1g，称准至0.0002g,于已经在8