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關于(yú)煤的(de)工業分析、煤炭化驗分析知識-煤炭化驗設備

發布日期:2023-05-03 浏覽次數:662

信息摘要(yào / yāo):

煤的(de)工業分析,又叫煤的(de)技術分析或實用分析,是(shì)評價煤質的(de)基本依據。在(zài)國(guó)家标準種,煤的(de)工業分析包括煤的(de)水分、灰分、揮發分和(hé / huò)固定碳等指标的(de)測定。通常煤的(de)水分、灰分、揮發分和(hé / huò)固定碳等指标的(de)測定。通常煤的(de)水分、灰分、揮發分是(shì)直接測出(chū)的(de),而(ér)固定碳是(shì)用差減法計算出(chū)來(lái)的(de)。廣義上(shàng)講,煤的(de)工業分析還包括煤的(de)全硫分

煤的(de)工業分析,又叫煤的(de)技術分析或實用分析,是(shì)評價煤質的(de)基本依據。 

在(zài)國(guó)家标準種,煤的(de)工業分析包括煤的(de)水分、灰分、揮發分和(hé / huò)固定碳等指标的(de)測定。通常煤的(de)水分、灰分、揮發分和(hé / huò)固定碳等指标的(de)測定。通常煤的(de)水分、灰分、揮發分是(shì)直接測出(chū)的(de),而(ér)固定碳是(shì)用差減法計算出(chū)來(lái)的(de)。廣義上(shàng)講,煤的(de)工業分析還包括煤的(de)全硫分和(hé / huò)發熱量的(de)測定, 又叫煤的(de)全工業分析。 

1、煤的(de)水分 

煤的(de)水分,是(shì)煤炭計價中的(de)一個(gè)輔助指标。 煤的(de)水分直接影響煤的(de)使用、運輸和(hé / huò)儲存。煤的(de)水分增加,煤中有用成分相對減少,且水分在(zài)燃燒時(shí)變成蒸汽要(yào / yāo)吸熱,因而(ér)降低了(le/liǎo)煤的(de)發熱量。煤的(de)水分增加,還增加了(le/liǎo)無效運輸,并給卸車帶來(lái)了(le/liǎo)困難。特點是(shì)冬季寒冷地(dì / de)區,經常發生凍車,影響卸車,影響生産,影響車皮周轉,加劇了(le/liǎo)運輸的(de)緊張。煤的(de)水分也(yě)容易引起煤炭粘倉而(ér)減小煤倉容量,甚至發生堵倉事故。随着礦井開采深度的(de)增加,采掘機械化的(de)發展和(hé / huò)井下安全生産的(de)加強,以(yǐ)及噴露灑水、煤層注水、綜合防塵等措施的(de)實施,原煤水分呈增加的(de)趨勢。爲(wéi / wèi)此,煤礦除在(zài)開采設計上(shàng)和(hé / huò)開采過程中的(de)采煤、掘進、通風和(hé / huò)運輸等各個(gè)環節上(shàng)制定減少煤的(de)水分的(de)措施外,還應在(zài)煤的(de)地(dì / de)面加工中采取措施減少煤的(de)水分。 

(1)煤中遊離水和(hé / huò)化合水 

煤中水分按存在(zài)形态的(de)不(bù)同分爲(wéi / wèi)兩類,既遊離水和(hé / huò)化合水。遊離水是(shì)以(yǐ)物理狀态吸附在(zài)煤顆粒内部毛細管中和(hé / huò)附着在(zài)煤顆粒表面的(de)水分;化合水也(yě)叫結晶水,是(shì)以(yǐ)化合的(de)方式同煤中礦物質結合的(de)水。如硫酸鈣(NaSO4.2H2O)和(hé / huò)高齡土(AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的(de)結晶水。遊離水在(zài)105~110C的(de)溫度下經過1~2小時(shí)可蒸發掉,而(ér)結晶水通常要(yào / yāo)在(zài)200C以(yǐ)上(shàng)才能分解析出(chū)。煤的(de)工業分析中隻測試遊離水,不(bù)測結晶水。 

(2)煤的(de)外在(zài)水分和(hé / huò)内在(zài)水分 

煤的(de)遊離水分又分爲(wéi / wèi)外在(zài)水分和(hé / huò)内在(zài)水分。 

外在(zài)水分,是(shì)附着在(zài)煤顆粒表面的(de)水分。外在(zài)水分很容易在(zài)常溫下的(de)幹燥空氣中蒸發,蒸發到(dào)煤顆粒表面的(de)水蒸氣壓與空氣的(de)濕度平衡時(shí)就(jiù)不(bù)再蒸發了(le/liǎo)。内在(zài)水分,是(shì)吸附在(zài)煤顆粒内部毛細孔中的(de)水分。内在(zài)水分需在(zài)100C以(yǐ)上(shàng)的(de)溫度經過一定時(shí)間才能蒸發。最高内在(zài)水分,當煤顆粒内部毛細孔内吸附的(de)書分達到(dào)飽和(hé / huò)狀态時(shí),這(zhè)是(shì)煤的(de)内在(zài)水分達到(dào)最高值,稱爲(wéi / wèi)最高内在(zài)水分。最高内在(zài)水分與煤的(de)孔隙度有關,而(ér)煤的(de)孔隙度又于(yú)煤的(de)煤化程度有關,所以(yǐ),最高内在(zài)水分含量在(zài)相當程度上(shàng)能表征煤的(de)煤化程度,尤其能更好地(dì / de)區分低煤化度煤。如年輕褐煤的(de)最高内在(zài)水分多在(zài)25%以(yǐ)上(shàng),少數的(de)如雲南彌勒褐煤最高内在(zài)水分達31%。最高内在(zài)水分小于(yú)2%的(de)煙煤,幾乎都是(shì)強粘性和(hé / huò)高發熱量的(de)肥煤和(hé / huò)主焦煤。無煙煤的(de)最高内在(zài)水分比煙煤有有所下降,因爲(wéi / wèi)無煙煤的(de)孔隙度比煙煤增加了(le/liǎo)。 

(3)煤的(de)全水分 

全水分,是(shì)煤炭按灰分計加中的(de)一個(gè)輔助指标。a.煤中全水分的(de)含義。煤中全水分,是(shì)指煤中全部的(de)遊離水分,即煤中外在(zài)水分和(hé / huò)内在(zài)水分之(zhī)和(hé / huò)。必須指出(chū)的(de)是(shì),化驗室裏測試煤的(de)全水分時(shí)所測的(de)煤的(de)外在(zài)水分和(hé / huò)内在(zài)水分,與上(shàng)面講的(de)煤中不(bù)同結構狀态下的(de)外在(zài)水分和(hé / huò)内在(zài)水分是(shì)完全不(bù)同的(de)。化驗室裏所測的(de)外在(zài)水分是(shì)指煤樣在(zài)空氣中并同空氣濕度達到(dào)平衡時(shí)失去的(de)水分(這(zhè)是(shì)吸附在(zài)煤毛細孔中的(de)内在(zài)水分也(yě)會相應失去一部分,其數量随當時(shí)空氣濕度的(de)降低和(hé / huò)溫度的(de)升高而(ér)增大(dà)),這(zhè)時(shí)殘留在(zài)煤中的(de)水分爲(wéi / wèi)内在(zài)水分。顯然,化驗室測試的(de)外在(zài)水分和(hé / huò)内在(zài)水分,除與煤中不(bù)同結構狀态下的(de)外在(zài)水分和(hé / huò)内在(zài)水分有關外,還與測試是(shì)空氣的(de)濕度和(hé / huò)溫度有關。b.煤的(de)全水分 

測試方法要(yào / yāo)點見煤炭化驗國(guó)标GB212-91。 

2、煤的(de)灰分  

煤的(de)灰分,是(shì)指煤完全燃燒後剩下的(de)殘渣。因爲(wéi / wèi)這(zhè)個(gè)殘渣是(shì)煤中可燃物完全燃燒,煤 中礦物質(除水分外所有的(de)無機質)在(zài)煤完全燃燒過程中經過一系列分解、化合反應後的(de)産物,所以(yǐ)确切地(dì / de)說(shuō),灰分應稱爲(wéi / wèi)灰分産率。 

(1)煤中礦物質 

煤中礦物質分爲(wéi / wèi)内在(zài)礦物質和(hé / huò)外在(zài)礦物質。 

a.内在(zài)礦物質,又分爲(wéi / wèi)原生礦物質和(hé / huò)次生礦物質。原生礦物質,是(shì)成煤植物本身所含的(de)礦物質,其含量一般不(bù)超過1~2%;次生礦物質,是(shì)成煤過程中泥炭沼澤液中的(de)礦物質與成煤植物遺體混在(zài)一起成煤而(ér)留在(zài)煤中的(de)。次生礦物質的(de)含量一般也(yě)不(bù)高,但變化較大(dà)。内在(zài)礦物質所形成的(de)灰分叫内在(zài)灰分,内在(zài)灰分隻能用化學的(de)方法才能将其從煤中分離出(chū)去。  
b.外來(lái)礦物質,是(shì)在(zài)菜煤和(hé / huò)運輸過程中混入煤中的(de)頂、底闆和(hé / huò)夾石層的(de)矸石。外在(zài)礦物質形成的(de)灰分叫外在(zài)灰分,外在(zài)灰分可用洗選的(de)方法将其從煤中分離出(chū)去。 

(2)煤中灰分 

煤中灰分來(lái)源于(yú)礦物質。煤中礦物質燃燒後形成灰分。如粘土、石膏、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質在(zài)煤的(de)燃燒中發生分解和(hé / huò)化合,有一部分變成氣體逸出(chū),留下的(de)殘渣就(jiù)是(shì)灰分。  

灰分通常比原物質含量要(yào / yāo)少,因此根據灰分,用适當公式校正後可近似地(dì / de)算出(chū)礦物質含量。 

(3)煤灰灰分對工業利用的(de)影響 煤中灰分是(shì)煤炭計價指标之(zhī)一。在(zài)灰分計加重,灰分是(shì)計價的(de)基礎指标;在(zài)發熱量計加重,灰分是(shì)計價的(de)輔助指标。灰分是(shì)煤中的(de)有害物質,同樣影響煤的(de)使用、運輸和(hé / huò)儲存。煤用作動力燃料時(shí),灰分增加,煤中可燃物質含量相對減少。礦物質燃燒灰化時(shí)要(yào / yāo)吸收熱量,大(dà)量排渣要(yào / yāo)帶走熱量,因而(ér)降低了(le/liǎo)煤的(de)發熱量,影響了(le/liǎo)鍋爐操作(如易結渣、熄火),加劇了(le/liǎo)設備磨損,增加排渣量。煤用于(yú)煉焦時(shí),灰分增加,焦炭灰分也(yě)随之(zhī)增加,從而(ér)降低了(le/liǎo)高爐的(de)利用系數。還必須指出(chū)的(de)是(shì),煤中灰分增加,增加了(le/liǎo)無效運輸,加劇了(le/liǎo)我國(guó)鐵路運輸的(de)緊張。 

(4)煤的(de)灰分測定見煤炭檢驗國(guó)标GB212-91。 

3、煤的(de)揮發分 

煤的(de)揮發分,即煤在(zài)一定溫度下隔絕空氣加熱,逸出(chū)物質(氣體或液體)中減掉水分後的(de)含量。剩下的(de)殘渣叫做焦渣。因爲(wéi / wèi)揮發分不(bù)是(shì)煤中固有的(de),而(ér)是(shì)在(zài)特定溫度下熱解的(de)産物,所以(yǐ)确切的(de)說(shuō)應稱爲(wéi / wèi)揮發分産率。 

(1)煤的(de)揮發分不(bù)僅是(shì)煉焦、氣化要(yào / yāo)考慮的(de)一個(gè)指标,也(yě)是(shì)動力用煤的(de)一個(gè)重要(yào / yāo)指标,是(shì)動力煤按發熱量計價的(de)一個(gè)輔助指标。揮發分是(shì)煤分類的(de)重要(yào / yāo)指标。煤的(de)揮發分反映了(le/liǎo)煤的(de)變質程度,揮發分由大(dà)到(dào)小,煤的(de)變質程度由小到(dào)大(dà)。如泥炭的(de)揮發分高達70%,褐煤一般爲(wéi / wèi)40~60%,煙煤一般爲(wéi / wèi)10~50%,高變質的(de)無煙煤則小于(yú)10%。煤的(de)揮發分和(hé / huò)煤岩組成有關,角質類的(de)揮發分最高,鏡煤、亮煤次之(zhī),絲碳最低。所以(yǐ)世界各國(guó)和(hé / huò)我國(guó)都以(yǐ)煤的(de)揮發分作爲(wéi / wèi)煤分類的(de)最重要(yào / yāo)的(de)指标。 

(2)煤的(de)揮發分測試要(yào / yāo)點見煤炭化驗分析國(guó)标GB212-91。 

4、煤的(de)固定碳 

煤中去掉水分、灰分、揮發分,剩下的(de)就(jiù)是(shì)固定碳。 煤的(de)固定碳與揮發分一樣,也(yě)是(shì)表征煤的(de)變質程度的(de)一個(gè)指标,随變質程度的(de)增高而(ér)增高。所以(yǐ)一些國(guó)家以(yǐ)固定碳作爲(wéi / wèi)煤分類的(de)一個(gè)指标。固定碳是(shì)煤的(de)發熱量的(de)重要(yào / yāo)來(lái)源,所以(yǐ)有的(de)國(guó)家以(yǐ)固定碳作爲(wéi / wèi)煤發熱量計算的(de)主要(yào / yāo)參數。固定碳也(yě)是(shì)合成氨用煤的(de)一個(gè)重要(yào / yāo)指标。 

固定碳計算公式: 

(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad) 

當分析煤樣中碳酸鹽CO2含量爲(wéi / wèi)2-12%時(shí): 

(FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO2,ad(煤) 

當分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大(dà)于(yú)12%時(shí): 

(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣)] 

式中: 

(FC)ad——分析煤樣的(de)固定碳,%; 

Mad——分析煤樣的(de)水分,%; 

Aad——分析煤樣的(de)灰分,%; 

Vad——分析煤樣的(de)揮發分,%; 

CO2,ad(煤)——分析煤樣中碳酸鹽CO2含量,%; 

CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的(de)含量,%; 

5 煤的(de)硫分 

(1)煤中硫存在(zài)的(de)形态 

煤中硫分,按其存在(zài)的(de)形态分爲(wéi / wèi)有機硫和(hé / huò)無機硫兩種。有的(de)煤中還有少量的(de)單質硫。煤中的(de)有機硫,是(shì)以(yǐ)有機物的(de)形态存在(zài)與煤中的(de)硫,其結構複雜,至今了(le/liǎo)解的(de)還不(bù)夠充分,大(dà)體有以(yǐ)下官能團:硫醇類,R-SH(-SH,爲(wéi / wèi)硫基);噻吩類,如噻吩、苯骈噻吩、硫醌類,如對硫醌、硫醚類,R-S-R’;硫蒽類等。煤中無機硫,是(shì)以(yǐ)無機物形态存在(zài)于(yú)煤中的(de)留。無機硫又分爲(wéi / wèi)硫化物硫和(hé / huò)硫酸鹽硫。硫化物硫絕大(dà)部分是(shì)黃鐵礦硫,少部分爲(wéi / wèi)白鐵礦硫,兩者是(shì)同質多晶體。還有少量的(de)ZnS,PbS等。硫酸鹽硫主要(yào / yāo)存在(zài)于(yú)CaSO4中。 

煤中硫分,按其在(zài)空氣中能否燃燒又分爲(wéi / wèi)可燃硫和(hé / huò)不(bù)可燃硫。有機硫、硫鐵礦硫和(hé / huò)單質硫都能在(zài)空氣中燃燒,都是(shì)可燃硫。硫酸鹽硫不(bù)能在(zài)空氣中燃燒,是(shì)不(bù)可燃硫。煤燃燒後留在(zài)灰渣中的(de)硫(以(yǐ)硫酸鹽硫爲(wéi / wèi)主),或焦化後留在(zài)焦炭中的(de)硫(以(yǐ)有機硫、硫化鈣和(hé / huò)硫化亞鐵等爲(wéi / wèi)主),稱爲(wéi / wèi)固體硫。煤燃燒逸出(chū)的(de)硫,或煤焦化随煤氣和(hé / huò)焦油析出(chū)的(de)硫,稱爲(wéi / wèi)揮發硫(以(yǐ)硫化氫和(hé / huò)硫氧化碳(COS)等爲(wéi / wèi)主)。煤的(de)固定硫和(hé / huò)揮發硫不(bù)是(shì)不(bù)變的(de),而(ér)是(shì)随燃燒或焦化溫度、升溫速度和(hé / huò)礦物質組分的(de)性質和(hé / huò)數量等而(ér)變化。煤中各種形态的(de)硫的(de)總和(hé / huò)稱爲(wéi / wèi)煤的(de)全硫(St)。煤的(de)全硫通常包含煤的(de)硫酸鹽硫(Ss)、硫鐵礦硫(Sp)和(hé / huò)有機硫(So).St=Ss+Sp+So如果煤中有單支流,全硫中還應包含單質硫。 

(2)煤中硫對工業利用的(de)影響硫是(shì)煤中有害物質之(zhī)一。煤作爲(wéi / wèi)燃料在(zài)燃燒時(shí)生成SO2,SO3不(bù)僅腐蝕設備,而(ér)且污染空氣,甚至降酸雨,嚴重危及植物生長和(hé / huò)人(rén)的(de)健康。煤用于(yú)合成氨制半水煤氣時(shí),由于(yú)煤氣中硫化氫等氣體較多不(bù)易脫淨,易毒化合成催化劑而(ér)影響生産。煤用于(yú)煉焦,煤中硫會進入焦炭,使鋼鐵變脆。鋼鐵中硫含量大(dà)于(yú)0.07%時(shí)就(jiù)成了(le/liǎo)廢品。爲(wéi / wèi)了(le/liǎo)減少鋼鐵中的(de)硫,在(zài)高爐煉鐵時(shí)加石灰石,這(zhè)就(jiù)降低了(le/liǎo)高爐的(de)有效容積,而(ér)且還增加了(le/liǎo)排渣量。煤在(zài)儲運中,煤中硫化鐵等含量多時(shí),會因氧化、升溫而(ér)自燃。我國(guó)煤田硫的(de)含量不(bù)一。東北、華北等煤田硫含量較低,山東棗莊小槽煤、内蒙烏大(dà)、山西汾西、山西銅川等煤礦硫含量較高,貴州、四川等煤礦硫含量更高。四川有的(de)煤礦硫含量高達4~6%以(yǐ)上(shàng),洗選後降到(dào)2%都困難。脫去煤中的(de)硫,是(shì)煤炭利用的(de)一個(gè)重要(yào / yāo)課題。在(zài)這(zhè)方面美國(guó)等西方國(guó)家對潔淨煤的(de)研究取得很大(dà)進展。他(tā)們首先是(shì)發展煤的(de)洗選加工(原煤入洗比重0~80%以(yǐ)上(shàng),我國(guó)不(bù)足20%),通過洗選降低了(le/liǎo)煤中的(de)灰分,除去煤中的(de)無機硫(有機硫靠洗選是(shì)除不(bù)去的(de));其次是(shì)在(zài)煤的(de)燃燒中脫硫和(hé / huò)煙道(dào)氣中脫硫。這(zhè)無疑增加了(le/liǎo)用煤成本。我們也(yě)在(zài)開展潔淨煤的(de)研究,針對我國(guó)目前動力煤洗煤廠能力利用率僅50%多,應盡快制定和(hé / huò)實施燃煤環保法,以(yǐ)促進煤碳洗選加工的(de)發展和(hé / huò)潔淨煤技術的(de)應用。 

(3)煤中硫的(de)測試要(yào / yāo)點 

煤中硫的(de)測試包括煤的(de)全硫、硫鐵礦硫和(hé / huò)硫酸鹽硫的(de)測試。見煤炭化驗國(guó)标GB214-83。 

6 煤的(de)發熱量(熱值)測定 

煤的(de)發熱量,又稱爲(wéi / wèi)煤的(de)熱值,即單位質量的(de)煤完全燃燒所發出(chū)的(de)熱量。煤的(de)發熱量時(shí)煤按熱值計價的(de)基礎指标。煤作爲(wéi / wèi)動力燃料,主要(yào / yāo)是(shì)利用煤的(de)發熱量,發熱量愈高,其經濟價值愈大(dà)。同時(shí)發熱量也(yě)是(shì)計算熱平衡、熱效率和(hé / huò)煤耗的(de)依據,以(yǐ)及鍋爐設計的(de)參數。煤的(de)發熱量表征了(le/liǎo)煤的(de)變質程度(煤化度),這(zhè)裏所說(shuō)的(de)煤的(de)發熱量,是(shì)指用1.4比重液分選後的(de)浮煤的(de)發熱量(或灰分不(bù)超過10%的(de)原煤的(de)發熱量)。成煤時(shí)代最晚煤化程度最低的(de)泥炭發熱量最低,一般爲(wéi / wèi)20.9~25.1MJ/Kg,成煤早于(yú)泥炭的(de)褐煤發熱量增高到(dào)25~31MJ/Kg,煙煤發熱量繼續增高,到(dào)焦煤和(hé / huò)瘦煤時(shí),碳含量雖然增加了(le/liǎo),但由于(yú)揮發分的(de)減少,特别是(shì)其中氫含量比煙煤低的(de)多,有的(de)低于(yú)1%,相當于(yú)煙煤的(de)1/6,所以(yǐ)發熱量最高的(de)煤還是(shì)煙煤中的(de)某些煤種。鑒于(yú)低煤化度煤的(de)發熱量,随煤化度的(de)變化較大(dà),所以(yǐ),一些國(guó)家常用煤的(de)恒濕無灰基高位發熱量作爲(wéi / wèi)區分低煤化度煤類别的(de)指标。我國(guó)采用煤的(de)恒濕無灰基高位發熱量來(lái)劃分褐煤和(hé / huò)長焰煤。 

(1)發熱量的(de)單位 

熱量的(de)表示單位主要(yào / yāo)有焦耳(J)、卡(cal)和(hé / huò)英制熱量單位Btu。焦耳,是(shì)能量單位。1焦耳等于(yú)1牛頓(N)力在(zài)力的(de)方向上(shàng)通過1米的(de)位移所做的(de)功。 

1J=1N×0J 

1MJ=1000KJ 

焦耳時(shí)國(guó)際标準化組織(ISO)所采用的(de)熱量單位,也(yě)是(shì)我國(guó)1984年頒布的(de),1986年7月1日實施的(de)法定計量熱量的(de)單位。煤的(de)熱量表示單位:J/g、KJ/g、MJ/Kg卡(cal)是(shì)我國(guó)建國(guó)後長期采用的(de)一種熱量單位。1cal是(shì)指1g純水從19.5C加熱到(dào)20.5C時(shí)所吸收的(de)熱量。 

歐美一些國(guó)家多采用15Ccal,即1g純水從14.5C加熱到(dào)15.5C時(shí)所吸收的(de)熱量。 

1cal(20Ccal)=4.1816J 

1cal(15Ccal)=4.1855J 

1956年倫敦第誤解蒸汽性質國(guó)際會議上(shàng)通過的(de)國(guó)際蒸汽表卡的(de)溫度比15Ccal還低,其義義如下: 

1cal==4.1866J 

從上(shàng)看出(chū),15Ccal中,每卡所含熱能比20Ccal還高。 

英、美等國(guó)家目前仍采用英制熱量單位(Btu),其定義是(shì):1磅純水從32F加熱到(dào)212F時(shí),所需熱量的(de)1/180。 

焦耳、卡、Btu之(zhī)間的(de)關系 

1Btu=1055.79J(≈1.055×1000J) 

1J=9471.58×10的(de)負7次方Btu 

20Ccal/g與Btu/1b的(de)換算公式: 

因爲(wéi / wèi)1Btu=1055.79J,1B=453.6g 

所以(yǐ)1Btu/1b=1/1.8cal/g 

1cal/g=1.8Btu/1b 

由于(yú)cal/g的(de)熱值表示因15Ccal或20Ccal等的(de)不(bù)同而(ér)不(bù)同,所以(yǐ)國(guó)際貿易和(hé / huò)科學交往中,尤其是(shì)采用進口苯甲酸(标明其cal/g)作爲(wéi / wèi)熱量計的(de)熱容量标定時(shí),一定要(yào / yāo)了(le/liǎo)解是(shì)什莫溫度(C)或條件下的(de)熱值(cal/g),否則将會對燃燒的(de)熱值産生系統偏高或偏低。爲(wéi / wèi)了(le/liǎo)使熱量單位在(zài)國(guó)内外統一,不(bù)須以(yǐ)J取代cal作爲(wéi / wèi)煤的(de)發熱量表示單位。 

(2)煤的(de)各種發熱量名稱的(de)含義 

a.煤的(de)彈筒發熱量(Qb) 

煤的(de)彈筒發熱量,是(shì)單位質量的(de)煤樣在(zài)熱量計的(de)彈筒内,在(zài)過量高壓氧(25~35個(gè)大(dà)氣壓左右)中燃燒後産生的(de)熱量(燃燒産物的(de)最終溫度規定爲(wéi / wèi)25C)。由于(yú)煤樣是(shì)在(zài)高壓氧氣的(de)彈筒裏燃燒的(de),因此發生了(le/liǎo)煤在(zài)空氣中燃燒時(shí)不(bù)能進行的(de)熱化學反應。如:煤中氮以(yǐ)及充氧氣前彈筒内空氣中的(de)氮,在(zài)空氣中燃燒時(shí),一般呈氣态氮逸出(chū),而(ér)在(zài)彈筒中燃燒時(shí)卻生成N2O5或NO2等氮氧化合物。這(zhè)些氮氧化合物溶于(yú)彈筒稅種生成硝酸,這(zhè)一化學反應是(shì)放熱反應。另外,煤中可燃硫在(zài)空氣中燃燒時(shí)生成SO2氣體逸出(chū),而(ér)在(zài)彈筒中燃燒時(shí)卻氧化成SO3,SO3溶于(yú)彈筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以(yǐ)及H2SO4溶于(yú)水生成硫酸水化物都是(shì)放熱反應。所以(yǐ),煤的(de)彈筒發熱量要(yào / yāo)高于(yú)煤在(zài)空氣中、工業鍋爐中燃燒是(shì)實際産生的(de)熱量。爲(wéi / wèi)此,實際中要(yào / yāo)把彈筒發熱量折算成符合煤在(zài)空氣中燃燒的(de)發熱量。 

b.煤的(de)高位發熱量(Qgr) 

煤的(de)高位發熱量,即煤在(zài)空氣中大(dà)氣壓條件下燃燒後所産生的(de)熱量。實際上(shàng)是(shì)由實驗室中測得的(de)煤的(de)彈筒發熱量減去硫酸和(hé / huò)硝酸生成熱後得到(dào)的(de)熱量。應該指出(chū)的(de)是(shì),煤的(de)彈筒發熱量是(shì)在(zài)恒容(彈筒内煤樣燃燒室容積不(bù)變)條件下測得的(de),所以(yǐ)又叫恒容彈筒發熱量。由恒容彈筒發熱量折算出(chū)來(lái)的(de)高位發熱量又稱爲(wéi / wèi)恒容高位發熱量。而(ér)煤在(zài)空氣中大(dà)氣壓下燃燒的(de)條件濕恒壓的(de)(大(dà)氣壓不(bù)變),其高位發熱量濕恒壓高位發熱量。恒容高位發熱量和(hé / huò)恒壓高位發熱量兩者之(zhī)間是(shì)有差别的(de)。一般恒容高位發熱量比恒壓高位發熱量低8.4~20.9J/g,實際中當要(yào / yāo)求精度不(bù)高時(shí),一般不(bù)予校正。 

c.煤的(de)低位發熱量(Qnet) 

煤的(de)低位發熱量,是(shì)指煤在(zài)空氣中大(dà)氣壓條件下燃燒後産生的(de)熱量,扣除煤中水分(煤中有機質中的(de)氫燃燒後生成的(de)氧化水,以(yǐ)及煤中的(de)遊離水和(hé / huò)化合水)的(de)汽化熱(蒸發熱),剩下的(de)實際可以(yǐ)使用的(de)熱量。同樣,實際上(shàng)由恒容高位發熱量算出(chū)的(de)低位發熱量,也(yě)叫恒容低位發熱量,它與在(zài)空氣中大(dà)氣壓條件下燃燒時(shí)的(de)恒壓低位熱量之(zhī)間也(yě)有較小的(de)差别。 

d.煤的(de)恒濕無灰基高位發熱量(Qmaf) 

恒濕,是(shì)指溫度30C,相對濕度96%時(shí),測得的(de)煤樣的(de)水分(或叫最高内在(zài)水分)。煤的(de)恒濕無灰基高位發熱量,實際中是(shì)不(bù)存在(zài)的(de),是(shì)指煤在(zài)恒濕條件下測得的(de)恒容高位發熱量,除去灰分影響後算出(chū)來(lái)的(de)發熱量。恒濕無灰基高位發熱量是(shì)低煤化度煤分類的(de)一個(gè)指标。 

(3)煤的(de)彈筒發熱量的(de)測試要(yào / yāo)點見煤炭化驗國(guó)标GB213-87。 

(4)煤的(de)高位發熱量計算煤的(de)高位發熱量計算公式爲(wéi / wèi): 

Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad 

式中: 

Qgr,ad——分析煤樣的(de)高位發熱量,J/g; 

Qb,ad——分析煤樣的(de)彈筒發熱量,J/g; 

Sb,ad——由彈筒洗液測得的(de)煤的(de)硫含量,%; 

95——煤中每1%(0.01g)硫的(de)校正值,J/g; 

a——硝酸校正系數。Qb,ad≤16700J/g,a=0.001 

16700J/g<Qb,ad<25100J/g,a=0.0012 

Qb,ad>25100J/g ,a=0.0016 

當Qb,ad〉16700J/g,或者12500J/g<Qb,ad<16700J/g,同時(shí),Sb,ad≤2%時(shí),可用St,ad代替Sb,ad。 

(5)煤的(de)低位發熱量的(de)計算 

Qnet,ad=Qgr,ad-0.206Had-0.023Mad 

式中: 

Qnet,ad——分析煤樣的(de)低位發熱量,J/g; 

Qgr,ad——分析煤樣的(de)高位發熱量,J/g; 

Had——分析煤樣氫含量,%; 

Mad——分析煤樣水分,%。 

(6)煤的(de)各種基準發熱量及其換算 

a.煤的(de)各種基準得發熱量如上(shàng)所述,煤的(de)發熱量有彈筒發熱量、高位發熱量和(hé / huò)低位發熱量,每一種發熱量又有4種基準,所以(yǐ)  煤的(de)不(bù)同基準的(de)各種發熱量有3×4=12種表示方法,即: 

彈筒發熱量4種表示方式: 

Qb,ad——分析基彈筒發熱量; 

Qb,d——幹燥基彈筒發熱量; 

Qb,ar——收到(dào)基彈筒發熱量; 

Qb,daf——幹燥無灰基彈筒發熱量。 

高位發熱量4種表示形式: 

Qgr,ad——分析基高位發熱量; 

Qgr,d——幹燥基高位發熱量; 

Qgr,ar——收到(dào)基高位發熱量; 

Qgr,daf——幹燥無灰基高位發熱量。 

低位發熱量4種表示形式:

Qnet,ad——分析基低位發熱量; 

Qnet,ar——收到(dào)基低位發熱量; 

Qnet,daf——幹燥無灰基低位發熱量。 

b.煤的(de)各種基準的(de)發熱量間的(de)換算 

煤的(de)各種基準的(de)發熱量間的(de)換算公式和(hé / huò)煤質分析中各基準的(de)換算公式相似。如: 

Qgr,ad=Qgr,ad×(100-Mar)/(100-Mad) 

Qgr,d=Qgr,ad×100/(100-Mad) 

Qgr,daf=Qgr,ad×100/(100-Mad-Aad-CO2,d) 

式中: 

CO2,d——分析煤樣中碳酸鹽礦物質中CO2的(de)含量(%),當CO2含≤2%時(shí),此項可略去不(bù)計 

Qgr,maf=Qgr,ad×(100-M)/(100-Mad-Aad-Aad×M/100) 

式中: 

Qgr,maf——恒溫無灰基高位發熱量; 

M——恒濕條件下測得的(de)水分含量,%。


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