煤的元素组成,是研究煤的变质程度,计算煤的发热量,估算煤的干馏产物的重要指标,也是工业中以煤作燃料时进行热量计算的基础。
煤中除无机矿物质和水分以外,其余都是有机质。
由于组成煤的基本结构单元是以碳为骨架得多聚芳香环系统,在芳香环周围有碳、氢、氧及少量的氮和硫等原子组成的侧链和官能团。如羧基(-COOH)、羟基(-OH)和甲氧基(-OCH3)。说明了煤中有机质主要由碳、氢、氧和氮、硫等元素组成。
煤的变质程度不同,其结构单元不同,元素组成也不同。碳含量随变质程度的增加而增加,氢、氧含量随变质程度的增加而减少,氮、硫与变质程度则无关系(但硫含量与成煤的古地质环境和条件有关)。见
表
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30-11。
表30-11 不同变质程度煤的碳、氢、氧、氮、硫含量
编 号
煤的类别
Mad(%)
Ad(%)
Vdaf(%)
Cdaf(%)
Hdaf(%)
Ndaf(%)
Sdaf(%)
Odaf(%)
1
褐煤
7.24
3.50
42.38
72.23
5.55
2.05
20.17
2
长焰煤
5.54
1.94
41.89
79.23
5.42
0.93
0.35
14.17
3
气煤
3.28
1.63
40.49
81.57
5.78
1.96
0.66
10.03
4
肥煤
1.15
1.29
32.69
88.04
5.52
1.80
0.42
4.22
5
焦煤
0.95
0.92
21.91
89.26
4.92
1.33
1.51
2.98
6
瘦煤
1.33
1.06
17.88
90.73
4.82
1.69
0.38
2.38
7
贫煤
1.08
2.81
13.49
91.31
4.37
1.52
0.78
2.02
8
无烟煤
4.70
3.18
4.66
96.14
2.71
[煤质
分析
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化验常用的符号和基准]
1、煤质分析化验项目名称的符号,以国际上广泛采用的符号表示。属于化学元素分析项目采用化学元素符号表示。属于化学元素分析项目采用化学元素
符号表示,见表30-8。
表30-8 煤质分析化验项目名称的符号表示
水分
灰分
挥发分
硫分
发热量
罗加指数
粘结指数
胶质指数
碳
氢
氧
氮
二氧化碳
符号表示
M
A
V
S
Q
R*1
G
Y
C
H
O
N
CO2
2、煤质分析化验指标存在的形态,或操作条件的符号表示,用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角,见表30-9。
3、煤质分析化验指标不同基准的符号表示,也用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角。
如果某分析化验指标既要表明其存在形态或操作条件,又要标明其基准,其符号表示方法是,在该分析化验制表符号右下角先标明其形态或条件,后标明其基准,中间用“,”断开。
表30-9 煤质分析化验指标存在形态或操作条件的符号表示
全水分
内在水分
外在水分
全硫分
有机硫
硫铁盐硫
硫酸盐硫
弹筒发热量
高位发热量
低位发热量
符号表示
Mt
Minh
Mf
St
So
Sp
Ss
Qb
Qgr
Qnet
煤质分析化验指标不同基准的符号表示见表30-10。
符号表示举例:分析基水分 Mad
收到基水分 Mar
分析基挥发分Vad
干燥无灰基挥发分Vdaf
分析基全硫 St,ad
表30-10 煤质分析化验指标不同基准的符号表示
分析基(空气干燥基)
干基(无水基)
收到基
干燥无灰基
有机基(无水无矿物质基)
符号表示
ad
d
ar
daf
dmmf
干燥基全硫分 St,d
弹筒发热量 Qb
高位发热量 Qgr
低位发热量Qnet
收到基高位发热量 Qgr,ar
收到基低位发热量Qnet,ar
分析基高位发热量Qgr,ad
分析基低位发热量Qnet,ad
4、煤质分析化验的基准
1.煤质分析化验基准的概念
在煤质分析化验中,不同的煤样其化验结果是不同的。同一煤样在不同的状态下其测试结果也是不同的。如一个煤样的水分,经过空气干燥后的测试值比空气干燥前的测试值要小。所以,任何一个分析化验结果,必须标明其进行分析化验时煤样所处的状态。否则,该分析见表31-11.现分叙如下:
分析基(ad):进行煤质分析化验时,煤样所处的状态为空气干燥状态。
干燥基(d):进行煤质分析化验时,煤样所处的状态为无水分状态。
收到基(ar):进行煤质分析化验时,煤样所处的状态为收到该批煤所处的状态。
干燥无灰基(daf):煤样的这种状态实际中是不存在的,是在煤质分析化验中,根据需要换算出的无水、无灰状态。
无水无矿物质基(dmmf):煤样的这种状态实际中也是不存在的,也是换算出的无水、无矿质状态。
恒湿无灰基(maf):煤样的这种状态也是换算出来的。恒湿的含义是指温度在30c,相对湿度为96%时测得煤样的水分(或叫最高内在水分);
2.煤质分析化验基准的示意图
煤质分析化验中的各种基准可以用示意图表示,如图30-10所示。
煤
挥发物质
固体
水蒸气
可挥发物质
不可挥发物质
灰分
外在水分
内在水分
无水无矿物质基
全水
干燥无灰基
干燥基
分析基
收到基
3.煤质分析化验基准间的换算
煤质分析化严重,有些基准在实际中是不存在的,是根据需要换算出来的;有些基准在实际存在,但为了方便,有时不进行测试,而是根据已知基准的分析化验结果进行换算,这样就简单多了。
化验室中进行煤质分析化验时,使用的煤样为分析煤样。分析煤样是经过一次次破碎和缩分得到的,它所处的状态为空气干燥状态。所以,化验室中用分析煤样进行分析化验时,其基准为分析基(又称为空气干燥基)。
分析煤样分析基化验结果,是化验室中直接测到的,是最基础的化验结果,是换算其它基准的分析化验结果的基础。
各种基准间的换算公式:
干基的换算: Xd=100Xad/(100-Mad)%
式中: Xad——分析基的化验结果; Mad——分析基水分; Xd——换算干燥基的化验结果。
收到基的换算: Xaf=(100-Mar)/(100-Mad)%
式中: Mar——收到基水分; Xar——换算为收到基的化验结果。
无水无灰基的换算: Xdaf=100Xad/(100-Mad-Aad)%
式中: Aad——分析基灰分; Xdaf——换算为干燥无灰基的化验结果。
当煤中碳酸盐含量大于2%时,上式的分母中还要减去碳酸盐中CO2含量。
(十一)年轻煤的透光率
年轻煤的透光率(Pm),是我国煤的现行分类
标准
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中用以区分褐煤和长焰煤的主要指标。
年轻煤的透光率,即年轻煤与混合酸(硝酸:磷酸:水=1:1:9),在规定条件下生成的溶液,对一定波长的透光率,即透光率(%)。实际中,透光率是根据年轻煤与混合酸反应生成的溶液由黄到红的颜色,用目视比色法测试的。褐煤透光率低,溶液通常成棕色;长焰煤透光率高,溶液成浅黄色。混合酸中的磷酸主要起隐蔽三价铁对比色液颜色的干扰。
年轻煤透光率测试结果和允许误差:
透光率测试结果小于16%时,报出结果写Pm<16%。
同一化验室平行测试的允许差为2%;
不同化验室用同一煤样测试结果的允许差为4%。
[煤的分类]煤的类别,又称为煤的牌号,是基础标准。二十世纪以来,各国对煤的分类研究进展迅速,除普遍采用挥发分为主要分类指标外,还采用结焦性或粘结指数作为分类的另一个主要指标外。由于各国的具体情况不同,采用的分类方法也各有不同,本书着重介绍硬煤的国际分类和我国煤的现行分类。
1、硬煤国际分类
表30-12
类别
Vdaf(%)
Qgr,maf卡/克
0
0~3
-
1
〉3~10{A>3~6.5 B>6.5~10}
-
2
>10~14
-
3
>14~20
-
4
>20~28
-
5
>28~33
-
6
>33~41(参考)
〉7750
7
〉33~44(参考)
〉7200~7750
8
〉33~50(参考)
〉6100~7200
9
>33~50(参考)
〉5700~6100
硬煤(Agr,maf>5700卡/克的烟煤和无烟煤)国际分类
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
于1953年提出,1956年3月作了修订。方案中首先用干燥无灰基挥发分(Vdaf)将各种硬煤分成0~5、6~9共十个类别,其中,Vdaf〉33%的6~9类的年轻煤再以恒湿无灰基高位发热量(Qgr,maf)作为分类指标。各类别的具体划分见表30-12。
硬煤分成上述十大类后,在以煤的年结性质书(自由膨胀序数或罗加指数)分成0~3共四个组别。组别划分见表30-13。
表30-13
组别
自由膨胀序数
罗加指数
粘结程度
0
0~1/2
0~5
不粘结至微粘结
1
1~2
〉5~20
弱粘结
2
5/2~4
〉20~45
中等粘结
3
〉4
〉45
中等至强粘结
再按煤的结焦性(奥亚膨胀度或葛金试验焦性)划分成0~5共六个亚组。亚组划分见表30-14。
表30-14
亚组别
奥亚膨胀度
葛金焦型
结焦程度
0
不软化
A
不结焦
1
只收缩
B~D
极弱结焦
2
<0~0
E~G
弱结焦
3
>0~50
G1~G4
中等结焦
4
>60~140
G5~G8
强结焦
5
>140
>G8
极强结焦
2、我国煤的分类
我国煤的现行分类是1986年10月1日起实施的。该分类标准按照煤的煤化度和粘结性的不同划分为14大类,即无烟煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、1/3焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤和褐煤。详见附录2(有关国标、行业标准)《中国煤炭分类》(GB5751-86)。
(于1956年3月日内瓦国际煤炭分类会议中修订)