煤的工业分析论文

内蒙古化工职业学院

毕业论文

论文题目：煤的工业分析

学院名称：内蒙古化工职业学院

指导老师：李继萍白艳红刘晋民

姓名：张怡

专业名称：煤质分析09-2班

内蒙古化工职业学院

化学工程系2012届毕业生毕业论文任务书

一、撰写毕业论文的目的和要求

毕业生撰写毕业论文是教学计划中的最后一个环节，是培养学生适应社会、锻炼学生综合技能与全面素质的重要实践性环节，也是提高教学质量和办学水平的重要保证。通过撰写毕业论文环节全面运用所学理论和专业知识，进行综合实践训练，进一步提高学生的专业技能，为毕业后从事专业工作打下基础。

1、通过撰写毕业论文环节，使学生进一步巩固课堂教学中所学到的知识，做到理论知识与生产实践有机结合，为就业做好准备。

2、熟悉实习工厂的实验室设备及检测项目具体情况，根据工作具体内容确定论文研究方向和企业指导教师，扩大知识面，进一步提高分析问题和实际动手的能力。

3、在撰写毕业论文过程中，应结合毕业论文课题进行调查研究，收集有关资料，为以后的撰写毕业论文打下良好基础。

二、毕业论文撰写要求：

毕业论文打印及装订要求：

1.毕业论文内容一律采用计算机打印，要求用A4纸单面打印。上、下各空20mm，左25mm，右空15mm，装订线5mm。页眉12mm页脚15mm。

2.用内蒙古化工职业学院下发的统一封面装订成册，装订的论文应整洁、美观。

3.论文纸页眉一律为“内蒙古化工职业学院毕业论文”和页脚为“第页”，小五号宋体，居中。

毕业论文具体内容包括：1．封面：2.任务书、毕业论文或专题实验选题申请单；3．中文摘要；4．目录；5．符号说明：6．论文正文；7．参考文献；8．附录；9．致谢。

4、撰写毕业论文期间，至少每个月和指导教师联系一次，及时汇报撰写毕业论文情况。

煤的工业分析

摘要

煤的工业分析，又叫煤的技术分析或实用分析，是评价煤质的基本依据。在国家标准种，煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。利用工业分析结果，可以基本掌握各种煤的质量、公益性质及特点，以确定煤在工业上的实用价值。

关键词：水分，灰分，挥发分，固定碳

目录

1符号说明 (6)

2前言 (7)

3实验部分 (8)

3.1水分的测定 (8)

3.1.1水分的分类 (8)

3.1.2水分测定的原理 (8)

3.1.2.1全水分测定的原理 (8)

3.1.2.2空气干燥煤样水分测定的原理 (8)

3.1.3水分测定的仪器 (8)

3.1.4水分测定的步骤 (9)

3.1.4.1全水分测定的步骤 (9)

3.1.4.2空气干燥煤样水分测定的步骤 (9)

3.1.5水分测定的结果与讨论 (9)

3.1.5.1实验数据处理 (9)

3.1.5.2精密度 (10)

3.1.5.3样品分析结果 (10)

3.2灰分的测定 (11)

3.2.1灰分的概念 (11)

3.2.2灰分测定的原理 (11)

3.2.3灰分测定的仪器 (12)

3.2.4灰分测定的步骤 (12)

3.2.5灰分测定的结果与讨论 (12)

3.2.5.1实验数据处理 (12)

3.2.5.2精密度 (12)

3.2.5.3样品分析结果 (13)

3.3挥发分的测定 (13)

3.3.1挥发分的概念 (13)

3.3.2挥发分测定的原理 (13)

3.3.3挥发份测定的仪器 (13)

3.3.4挥发分测定的步骤 (14)

3.3.5挥发分测定的结果与讨论 (14)

3.3.5.1实验数据处理 (14)

3.3.5.2精密度 (14)

3.3.5.3样品分析结果 (15)

3.4固定碳的计算 (15)

3.4.1固定碳的概念 (15)

3.4.2固定碳计算原理 (15)

3.4.3固定碳计算数据处理 (15)

3.4.3.1实验数据处理 (15)

3.4.3.2样品分析结果 (16)

参考文献 (17)

致谢 (18)

1符号说明ad——空气干燥基d——干燥基t——全

A——灰分V——挥发分M——水分FC——固定碳

2前言

煤既是重要的燃料，又是珍贵的冶金和化工原料。为了确定煤的各种性质，合理利用煤炭资源，通常先对大批量的煤进行采样和制备，获得具有代表性的煤样，然后再进行煤质分析。

工业上最简单和最重要的分析方法就是煤的工业分析和元素分析。煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定碳四项，广义上说工业分析还应包括发热量和硫，但一般将这两项单独列出。元素分析主要用于了解煤的有机质组成，包括碳、氢、氧、氮和硫等元素的测定。

工业分析和元素分析的结果与煤的成因、煤化程度和煤岩组成等关系密切。加之对煤的物理性质、化学性质和公益性质做进一步的研究，就可以综合的评价煤质，确定各种煤的加工利用途径。

3实验部分

3.1水分的测定

3.1.1水分的分类

煤中水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙（NaSO4.2H2O）和高龄土(AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水。游离水在105～110C的温度下经过1～2小时可蒸发掉，而结晶水通常要在200C以上才能分解析出。

煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。

煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。

外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。

内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100C以上的温度经过一定时间才能蒸发。

煤中全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。

3.1.2水分测定的原理

3.1.2.1全水分测定的原理

空气干燥法：称取一定量粒度小于6mm的煤样，在空气中流，于105—110℃下，干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出全水分的含量。

3.1.2.2空气干燥煤样水分测定的原理

空气干燥法：称取一定量的空气干燥煤样，置于105—110℃干燥箱中，与空气流干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出水分的含量。

3.1.3水分测定的仪器

电热鼓风干燥箱，分析天平。

3.1.4水分测定的步骤

3.1.

4.1全水分测定的步骤

用预先干燥并称量过的（称准至0.01g）的称量瓶迅速称取粒度小于6mm的煤样10—12g（称准至0.01g）,平摊在称量瓶中。

打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105—110℃干燥箱中，在鼓风条件下，干燥两小时（烟煤）。

从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，在空气中放置约5min，然后放入干燥器中，冷却至室温，称量（称准至0.01g）。

进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥每样质量的减少不超过0.01g或质量又有所增加为止。水分在2％以下时，不必进行检查性干燥。

3.1.

4.2空气干燥煤样水分测定的步骤

用预先干燥并称量过的称量瓶迅速称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1±0.1）g （称准至0.0002g）,平摊在称量瓶中。

打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105—110℃干燥箱中，在鼓风条件下，干燥一小时（烟煤）。

从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，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，直到连续两次干燥每样质量的减少不超过0.0010g或质量又有所增加为止。水分在2％以下时，不必进行检查性干燥。

3.1.5水分测定的结果与讨论

3.1.5.1实验数据处理

全水分测定结果按式（3-1）计算

Mt=m

∕m×100％（3-1）

1

式中 Mt——煤样的全水分质量分数，％；

m——煤样的质量，g；

——干燥后煤样减少的质量，g。

m

1

空气干燥煤样水分测定结果按式（3-2）计算；

∕m×100％（3-2）Mad= m

1

式中 Mad——空气干燥煤样水分质量分数，％

m——称取空气干燥煤样的质量，g；

m

——干燥后煤样减少的质量，g。

1

3.1.5.2精密度

全水分测定的精密度见表3-1

表3-1 全水分测定的精密度

空气干燥煤样水分测定的精密度见表3-2

表3-2 空气干燥煤样水分测定的精密度

3.1.5.3样品分析结果

全水分测定分析结果见表3-3

表3-3 全水分测定分析结果

空气干燥煤样测定分析结果见表3-4

表3-4 空气干燥煤样测定分析结果

3.2灰分的测定

3.2.1灰分的概念

煤的灰分，是指煤完全燃烧后剩下的残渣。因为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质（除水分外所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物，所以确切地说，灰分应称为灰分产率。

3.2.2灰分测定的原理

称取空气干燥煤样（0.5±0.05）g（称准至0.0002g），放入瓷坩埚中，在（815±10）℃下充分灼烧40min。以残留物占煤样的质量分数作为煤样的灰分。

3.2.3灰分测定的仪器

智能马弗炉，分析天平。

3.2.4灰分测定的步骤

用预先干燥并称量过的瓷坩埚迅速称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（0.5±0.05）g（称准至0.0002g）,平摊在瓷坩埚中。

智能马弗炉开机后，选择“1、功能表”（默认状态），所选菜单反色显示。按下“OK”键，进入功能选择表，移动光标选择快灰功能，按下“OK”键启动实验。

将马弗炉加热到850℃后，打开炉门，并将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢的推入马弗炉中，先使第一排灰皿中的煤样灰化。待5—10min后，煤样不在冒烟时，以每分钟不在于2mm的速度把二、三、四排灰皿顺序推入炉内的炙热部分（若煤样着火发生爆燃，试验应作废）。关上炉门，在815℃的温度下灼烧40min。

称量后，进行检查性灼烧，每次20min（815℃），直到连续两次灼烧的质量变化不超过0.001g为止。灰分低于15％时，不必进行检查性灼烧。

3.2.5灰分测定的结果与讨论

3.2.5.1实验数据处理

空气干燥煤样灰分按式(3-3)计算

∕m×100％（3-3）

Aad= m

1

式中 Aad——空气干燥煤样的灰分的质量分数，％；

m——空气干燥煤样的质量，g；

m

——灼烧后残留无的质量，g。

1

3.2.5.2精密度

灰分测定的精密度见表3-5

表3-5 灰分测定的精密度

3.2.5.3样品分析结果

灰分样品分析结果见表3-6

表3-6 灰分样品分析结果

3.3挥发分的测定

3.3.1挥发分的概念

煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。

3.3.2挥发分测定的原理

称取空气干燥煤样（1±0.1）g（称准至0.0002g），放入坩埚中，在（900±10）℃下，隔绝空气加热7min。以减少的质量占煤样质量的百分数减去该每样的水分含量作为煤样的挥发分。

3.3.3挥发分测定的仪器

智能马弗炉，分析天平。

3.3.4挥发分测定的步骤

用预先干燥并称量过的瓷坩埚迅速称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1±0.1）g （称准至0.0002g）于瓷坩埚中，盖好盖。

智能马弗炉开机后，选择“1、功能表”（默认状态），所选菜单反色显示。按下“OK”键，进入功能选择表，移动光标选择挥发分功能，按下“OK”键启动试验。

将马弗炉预先加热至920℃左右，打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区并关上炉门，准确加热7min。坩埚及架子钢钒放入后，炉温会有所下降，但必须在3min内使炉温恢复至900℃否则此试验作废。

试验结束后，取出坩埚，冷却至室温，称量。

3.3.5挥发分测定的结果与讨论

3.3.5.1实验数据处理

挥发分测定结果按式（3-4）计算

∕m×100％-Mad （3-4）

Vad= m

1

式中 Vad——空气干燥煤样的灰分的质量分数，％；

m——空气干燥煤样的质量，g；

——煤样加热后减少的质量，g；

m

1

Mad——空气干燥煤样水分质量分数，％

3.3.5.2精密度

挥发分测定精密度见表3-7

表3-7 挥发分测定精密度

3.3.5.3样品分析结果

挥发分样品分析结果见表3-8

表3-8 挥发分样品分析结果

3.4固定碳的计算

3.4.1固定碳的概念

从测定煤样挥发分后的焦渣中方减去灰分后的残留物称为固定碳。

3.4.2固定碳计算数据处理

3.4.2.1实验数据处理

固定碳的计算按式（3-5）计算

FCad=100－(Mad＋Aad＋Vad) （3-5）式中 FCad——空气干燥煤样的固定碳的质量分数，％；

Mad——空气干燥煤样水分质量分数，％；

Aad——空气干燥煤样的灰分的质量分数，％；

Vad——空气干燥煤样的灰分的质量分数，％。

3.4.2.2样品分析结果

固定碳样品分析结果见表3-9

表3-9 固定碳样品分析结果

参考文献

［1］黄一石，乔子荣，定量化学分析［M］，北京，化学工业出版社，2004。

［2］胡光伟，张文英，定量化学分析实验［M］，北京，化学工业出版社，2004。

［3］魏培海，曹国庆，仪器分析［M］，北京，高等教育出版社，2007。

［4］王建梅，王桂枝，工业分析［M］，北京，高等教育出版社，2007。

［5］徐昌华，化验员必读［M］，江苏，江苏科学技术出版社，2000。

［6］刘世纯，分析化验工［M］，北京，化学工业出版社，2004。

［7］康云月，工业分析［M］，北京，北京理工大学出版社，1995。

［8］盛晓东，工业分析技术［M］，北京，化学工业出版社，2002。

［9］王翠萍，赵发宝，煤质分析及煤化工产品检测［M］，北京，化学工业出版社，2009。

致谢

此毕业论文是在我的导师白艳红，李继萍及企业指导老师刘晋民的亲切关怀和悉心指导下完成的。老师们严肃地科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我们。企业指导老师刘晋民不仅在学业上给以我精心指导，同时还在思想上生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向刘晋民老师以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的支持和帮助，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本论文顺利完成。在论文完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的老师，同学，同事给了我无言的帮助，请在这里接受我最诚挚的感谢！