煤的化学组成省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第五章煤化学组成第五章煤化学组成引言第一节煤工业分析1、煤工业分析是确定煤化学组成最基本方法。2、工业分析能够将煤组成份为：水分、灰分、挥发分和固定碳。3、工业分析特点：工业分析是一个条件试验，除了水分以外，灰分、挥发分和固定碳都是煤中原始组分在一定条件下转化产物。灰分起源于煤中矿物质；挥发分和固定碳起源于煤中有机质。测定结果依测定条件改变而改变。4、测定方法：（GB/T212-）一、煤中水分水分一、煤中水分按照一定采样标准从商品煤堆、商品煤运输工具或用户煤场等处所采煤样，称为应用煤样，将应用煤样送到化验室后称为收到煤样，它含有水分占收到煤样质量百分数称为收到基(asreceivedbasis)水分，也称全水分，用Mt或Mar表示。外在水分和内在水分组成了收到基水分，它们关系可用下式表示：煤失去外在水分后所处状态称为风干状态或空气干燥状态，失去外在水分煤样称为风干煤样或空气干燥煤样。风干煤中水分占风干煤样质量百分数称为内在水分。通常，煤质分析化验采取煤样均是粒度小于0.2mm空气干燥煤样（又称分析煤样），空气干燥煤样水分也可称为空气干燥基(airdriedbasis)水分，用Mad表示，它大小与Minh相同。煤最高内在水分煤最高内在水分是指煤样在30℃，相对湿度到达96%条件下吸附水分到达饱和时测得水分，用符号MHC(moistureholdingcapacity)表示。这一指标反应了年青煤煤化程度，用于煤质研究和年青煤分类。煤最高内在水分测定将饱浸水分煤样用恒湿纸处理，以除去大部分外在水分并使煤团分散开，然后放在温度为30℃，相对湿度为96%(硫酸钾结晶及其饱和溶液)充氮调湿器内，在常压和不停搅动气氛情况下使其到达湿度平衡，然后在105～110℃温度下烘干，以其减量重量百分数表示最高内在水分。普通需要24～48小时。充氮常压法最高内在水分测定仪充氮烘箱2、测定煤中水分基本原理自动水分测定仪2、测定煤中水分基本原理3、煤中水分与煤化程度关系煤外在水分与煤化程度没有规律可循。煤内在水分呈规律性改变。从褐煤开始，随煤化程度提升，煤内在水分逐步下降，到中等煤化程度焦煤和肥煤，内在水分最低，今后随煤化程度提升，内在水分又有所上升。原因：煤孔隙内表面，分子上极性含氧官能团4、煤中水分对煤加工利用影响煤中水分对煤加工利用过程是有害。（1）运输浪费。（2）热效率降低。（3）降低环境污染。二、煤灰分1、煤灰分起源煤灰分不是煤中固有组成，而是由煤中矿物质转化而来。矿物质在高温下经分解、氧化、化合等化学反应之后才转化为灰分。煤灰分与矿物质有很大区分，首先是灰分产率比对应矿物质含量要低，其次是在成份上有很大改变。矿物质转化为灰分过程中发生有代表性反应是：CaCO3CaO+CO2FeS2+O2SO2+Fe2O3CaSO4.H2OCaSO4+H2O……2、灰分产率测定关键点在灰皿中称量1g左右分析煤样，然后在815℃空气充分条件下完全燃烧后得到残渣作为煤灰分，称量并计算其占煤样质量百分数，称为煤灰分产率，用A表示。测定灰分时所用煤样是粒度小于0.2mm空气干燥煤样，所以，测定结果是空气干燥基灰分产率，用Aad表示。测定灰分用仪器设备有马弗炉、分析天平和灰皿等。测定煤灰分方法：慢速法和快速法。连续快速灰分测定仪连续快速灰分测定仪灰分产率计算：因为空气干燥煤样中水分是随空气湿度改变而改变，因而造成灰分测值也随之发生改变。但就绝对干燥煤样来说，其灰分产率是不变。所以，在实用上空气干燥基(drybasis)灰分产率只是个中间数据，普通还需换算为干燥基灰分产率Ad。换算公式以下：3、煤中矿物质和灰分对煤利用影响A、煤中矿物质或灰分不利影响(1)增加运输负荷；(2)增加煤炭消耗；(3)影响炼焦生产操作条件和产品质量；(4)腐蚀设备和装置；(5)造成环境污染。B、煤中矿物质或煤灰利用路径(1)作为煤转化过程催化剂。(2)生产建筑材料。(3)制成环境保护制剂与材料。(4)回收稀有金属和共他有用成份。(5)用做化肥和土壤改良剂。三、挥发分和固定碳1、挥发分测定关键点称取1g空气干燥煤样放入挥发分坩埚，在900℃马弗炉内隔绝空气加热7min取出，在干燥器中冷却后称量焦渣质量，认为失重由挥发分和水分蒸发所致，所以，按下式计算挥发分：挥发分测定仪器2、Vad校正在煤隔绝空气加热情况下，煤中矿物质也发生分解反应，产生一些气态产物逸出，主要是碳酸盐分解产生CO2，影响到挥发分测定准确性，需校正。当碳酸盐CO2含量≧2％时，Vad校正＝Vad–(CO2)ad式中(CO2)ad–空气干燥基碳酸盐CO2含量，％3、挥发分基准换算挥发分是由煤有机质热解而产生，挥发分高低反应了煤有机质特征。但挥发分测定结果用空气干燥基表示时，既不能正确反应这种特征，因为水分和灰分影响，也不能准确表示