1煤化学基础.pptVIP

* 1、煤的工业分析的定义：在人为规定条件下粗略测定煤化学组成的一种方法，是确定煤组成最基本的方法。 2、工业分析法划分的煤的组成：工业分析可以将煤的组成划分为水分、灰分、挥发分、固定碳。 3、工业分析的特点：工业分析是一种条件实验，除了水分以外，灰分、挥发分和固定碳都是煤中的原始组分在一定条件下的转化产物。理论上，灰分来源于煤中的矿物质；挥发分和固定碳来源于煤中的有机质。测定结果依测定条件变化而变化。 * 一、煤中的水分（煤炭质量的指标之一） （一）煤中水分的存在状态 1、游离水:指与煤呈物理态结合的水，它吸附在煤的外表面和内部孔隙中。因此，煤的颗粒越细、内部孔隙越发达，煤中吸附的水分就越高。 化合水:在煤的进一步研究中，有时也用到结晶水和热解水。结晶水是指煤中含结晶水的矿物质所具有的，如CaSO4?2H2O中的结晶水，通常煤中结晶水含量不大；热解水是煤炭在高温热解条件下，煤中的氧和氢结合生成的水，它取决于热解的条件和煤中的氧含量。 如果不作特殊指明，煤中的水分均是指煤中的物理吸附态的水（游离水）。 * 2、外在水分和内在水分 煤中的水分（游离水）可分为两类，即在常温的大气中易于失去的水分和不易失去的水分，前者称为外在水分，后者称为内在水分。内在水分和外在水分之和称为全水分。 严格地说，外在水分是指煤放置在大气中使水分不断蒸发，当煤中水的蒸气压与大气中水的蒸气分压达到平衡时，煤中水分不再变化。这时所失去的水分占煤样质量的百分数就是外在水分，用Mf表示。 失去外在水分的煤样称为空气干燥煤样。残留在空气干燥煤样内部孔隙中没有蒸发出来的水分占空气干燥煤样质量的百分数称为内在水分，用Minh表示。 空气干燥煤样的水分也称为空气干燥基水分， Mad * 3、收到基全水分 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，它含有的水分占收到煤样质量的百分数称为收到基(as received basis)水分，也称全水分，用Mt或Mar表示。外在水分和内在水分构成了收到基水分，它们的关系可用下式表示： 4 、最高内在水分（MHC）：指煤样在30℃、相对湿度达到96%的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分。 反映了年轻煤的煤化程度，用于煤质研究和煤的分类。 * 5、测定煤中水分的基本方法 烘烤失重法：煤中水分是以物理态吸附在煤的表面或孔隙中，只要将煤加热到高于100℃，即可使煤中的水分析出。在加热过程中，煤本身不发生任何化学变化，煤的失重即认为是水分失去所引起的。 通常是将煤加热到105～110℃并保持恒温，直至煤处于恒重时，煤样的失重即为煤样在干燥中失去的水分。 测定水分时使用的仪器设备有分析天平、干燥箱、称量瓶等。 还有自动水分测定仪。 * 电子分析天平 干燥箱 称量瓶 * 自动水分测定仪 * （二）煤中水分与煤化程度的关系 从褐煤开始，随煤化程度的提高，内在水分逐渐下降，到中等煤化程度的肥煤和焦煤阶段，内在水分最低，此后，随煤化程度提高（无烟煤），内在水分又有所上升。 原因： （1）低煤化程度煤的内表面积发达，而且其分子结构上含氧官能团的数量也多，吸附水分的能力就强。 （2）中等煤化程度煤的内部孔隙逐步减少，含氧官能团数量下降，因而水分降低； （3）到无烟煤阶段，煤的内部裂隙增多，内在水分提高。 煤的最高内在水分与煤化程度的关系 煤种 无烟煤 贫煤 瘦煤 焦煤 肥煤 气煤 弱粘煤 不粘煤 长焰煤 褐煤 MHC/% 1.5~10 1~3.5 1~3 0.5~4 0.5~4 1~6 3~10 5~20 5~20 15~35 * 年轻褐煤的最高内在水分多在25%以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31%。 最高内在水分小于2%的烟煤，几乎都是强粘结性和高发热量的肥煤和主焦煤。 无烟煤的最高内在水分比烟煤有所提高。 * （三）煤中水分对煤炭利用的影响 煤中水分对煤炭的利用过程是有害的，在煤炭燃烧、气化、炼焦时，水分的存在要额外吸收热量，使过程热效率降低。在煤炭运输过程中，水分高意味着运力的浪费。 因此，在煤炭贸易中，水分成为一项重要的计价依据，水分高，煤价就下降。 * 二、煤的灰分 （一）煤灰分的测定要点 1、煤灰分的定义 煤样在规定条件（815℃）下完全燃烧后所得残渣，该残渣的质量占测定煤样质量的百分数称为灰分产率，简称为灰分（A）。 煤的灰分不是煤中的固有成分，而是由煤中的矿物质转化而来的。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。 * 2、灰分的测定： 粒度小于0.2mm的空气干燥煤样在815℃