元素分析推算工业分析计算过程(不需水分)
煤质分析
煤的元素分析与工业分析通过元素分析方法得出的煤的主要组成成分，称元素分析成分它包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分（A）、水分（M）。
其中碳、氢、硫是可燃成分。
硫燃烧后要生成SO2，及少量SO3，故它是有害成分。
煤中的水分和灰分也都是有害成分。
通过元素分析成分可以了解煤的特性及实用价值，燃烧计算也都使用元素分析数据。
但元素分析方法较为复杂。
发电厂常用较为简便的分析方法得到分析成分，用它可以基本了解煤的燃烧特性。
煤的分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分、挥发分、固定碳、灰分的百分组成。
一、煤的元素分析煤的元素分析是测定煤中碳（C）、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、磷（P）等元素的含量。
碳是煤中最主要的可燃元素，也是煤中最基本的成分，其含量约占40%~85%。
1KG碳完全燃烧生成二氧化碳，能放出约32825.56KJ热量。
1KG碳不完全燃烧生成一氧化碳，只能放出约9258.06KG的热量。
碳的燃烧特点是不易着火，燃烧缓慢，火焰短。
煤的碳化程度越深，即含碳量越多，则着火和燃烧越困难。
氢是煤中单位发热量最高的元素，但含量不多，约占3%~6%。
氢极容易燃烧，且燃烧速度快。
煤中的硫由有机硫、硫化铁和硫酸盐中的硫三部分组成。
前两种硫可以燃烧，构成所谓的挥发硫或可燃硫；后一种硫不能燃烧，将其并入灰分。
硫是煤中的有害元素。
氧是煤中的杂质，不能产生热量。
由于氧的存在，使得煤中可燃元素的含量相对降低。
煤中的氧有两部分，一部分是游离的氧，它能助燃；另一部分以化合物状态存在，不能助燃。
氮、磷是煤中的杂质，其含量很小，对煤的燃烧影响不大。
二、煤的工业分析煤的工业分析是对煤的水分、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。
广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定，又叫煤的全工业分析。
（一）煤的水分煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。
元素分析推算工业分析计算过程(不需水分)
已知煤中工业分析成分为水分（M）、灰分（A）、挥发份（V）、固定碳（FC）根据煤中测量得到的全元素分析数据C、H、O、N、S、Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si1、计算灰分（A）：因为灰分组成成分重要是Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2，一般这八种成分合占灰分的96%左右，根据测得的Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si元素浓度，同时根据Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si八种元素与O元素的原子量比值，可以配比出灰分中的O元素所占总重量，从而得到Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2八种成分的总重量，再除以系数0.96，得到灰分的重量。
以下为各种元素原子量：原子量：Mg 24.305Ca 40.08Na 22.98977Si 28.0855Al 26.98154Fe 55.847Ti 47.90K 39.0983C 12.011H 1.0079O 15.9994N 14.0067S 32.062、计算水分（M）和挥发分（V）：电厂燃用煤种绝大多数为烟煤，少数为无烟煤和褐煤，将电厂燃用煤种以烟煤为准计算挥发分中的成分，《火电厂煤质检测技术》中总结出，已知烟煤中挥发分主要成分如下：总共有C、H、O三种元素，按其原子量计算3种元素质量比值如下：C 6.187484848484848484848484848483H 2.476712947658402203856749311294O 2.644528925619834710743801652891除去相应的H2O的配比之后得到剩余C：H比值：H2O占2.977719008264462809917355371901C 6.187484848484848484848484848483 H 2.1435228650137741046831955922864因为煤中O 主要存在于水分（M ）、灰分（A ）和挥发分（V ）中，在计算灰分时候除去了灰分（V ）中的O 含量，剩余的O 先假设为水分（M ）中的H 2O 中所有，则将H:O 按2:1去掉，而煤中的H 主要存在于水分（M ）和挥发分（V ）中，将H:O 按2:1除去以后，剩余的就是挥发分中C:H 的比值，如下： C 6.187484848484848484848484848483 H 2.1435228650137741046831955922864则可根据H 、O 元素质量推算挥发分（V ）的质量：得到挥发分（V ）质量之后根据其中H 2O 所占2.977719008264462809917355371901，将事先假设的这部分H 2O 从水分中除去，于是得到挥发分（V ）和水分（M ）的质量含量。
煤的分类及工业分析
煤的分类及工业分析一、煤的种类(具体分类详见附录)按国标《煤的分类标准》煤可分为14类。
水泥厂用煤一般是:1.无烟煤：干燥无灰基挥发份小于10%的煤，含碳高，着火温度在600～700℃，燃烧火焰短，是水泥立窑的主要燃料。
2.烟煤：干燥无灰基挥发份15%～40%的煤，着火温度在400～500℃，燃烧火焰长，是水泥回转窑的主要燃料。
二、煤的分析方法1.元素分析法：按照煤的主要元素（包括碳、氢、氧、氮、硫等）的百分含量来表达。
这种方法主要是用做科研分析或十分精确的计算。
2.工业分析法：测量煤的挥发份、灰份、水份、固定碳四组份，四组份合量为100%。
其精度比元素分析法稍差，但工业分析能很好的反应窑、炉中煤的燃烧状况，所以企业一般只做工业分析。
三、煤工业分析的基准（前提条件）：1.收到基（应用基）：代号ar(y)，工厂实际收到煤的组成。
2.空气干燥基（分析基）：代号ad(f),煤样在分析室按规定条件先空气干燥再进行分析的结果。
3.干燥基（干燥基）：代号d(g)，不含任何水分的煤的分析结果。
4.干燥无灰基（可燃基）：代号daf(r)，不含水份和灰份的煤的分析结果。
四、煤的工业分析1.工业分析依据国标：GB/T212－20012.工业分析的内容：1）挥发份（V）：煤在干馏时分馏出可以燃烧的气体，如甲烷、乙烯、一氧化碳等。
挥发份高的煤容易燃烧，燃烧速度快，形成的火焰长。
2）固定碳（Fc）：挥发份挥发后剩下的可燃固体。
3）灰份（A）：固定碳燃烧后剩下的灰渣，灰份越高，发热量越低。
4）水份（M）：煤中水的含量。
水份含量高会降低煤的发热量。
3.工业分析过程（空气干燥基）：1）水份：①称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1±0.1g（精确至0.0002g），平摊在预先干燥并已称量过的称量瓶中；②打开瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105～110℃的烘干箱内，烘干1小时；③从烘干箱中取出称量瓶立即盖上盖，放至干燥器中冷却至室温（约20分钟）后称量。
工业分析与元素分析
实验二煤的国标法工业分析在国家标准中，煤的工业分析是指包括煤的水分（M ）、灰分（A ）、挥发分（V ）和固定碳（FC) 四个分析项目指标的测定的总称。
煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标，也是评价煤质的基本依据。
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。
煤中分析水分的测定一、实验目的○1学习和掌握煤中水分的测定方法及原理。
○2了解水分测定的用途。
二、实验原理称取一定量的空气干燥煤样，置于105～110℃干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒定。
然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。
三、实验试剂和仪器设备（１）鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在105～110℃范围内。
（２）玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并带有严密的磨口盖。
（３）干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。
（４）分析天平：感量0.1mg。
四、实验前的准备事先经过鼓风干燥箱充分干燥过的玻璃称量瓶。
五、实验步骤本实验使用空气干燥法：（实验是对烟煤进行测试）（１）在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于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。
（２）打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105～110℃的干燥箱中。
在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h，无烟煤干燥1～1.5h。
（注：预先鼓风是为了使温度均匀。
将装有煤样的称量瓶放入干燥箱前3～5min就开始鼓风。
）（３）从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。
（４）进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g或质量增加时为止。
在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。
水分在2.00％以下时，不必进行检查性干燥。
六、实验记录和结果计算空气干燥煤样的水分＝煤样干燥后失去的重量÷称取的煤样重量七、注意事项进行检查性干燥过程，每次30min，直到两次连续的干燥煤样质量减少不超过0.0010g,或质量增加是为止在后一种情况下，以质量增加前一次的质量为准，水分在2.00%以下时不必进行干燥性检查。
什么是煤的元素分析与工业分析
1.什么是煤的元素分析与工业分析？答：元素分析法就是研究煤的主要组成成分。
煤的主要组成成分包括碳(C)，氢(H)，氧(O)，氮(N)，硫(S)，灰分(A)，水分(M).其中碳、氢、硫是可燃成分。
硫燃烧后生成SO2及少量SO3，是有害成分。
煤中的水分和灰分也都是有害成分。
通过元素分析可以了解煤的特性及实用价值。
但元素分析法较复杂。
发电厂常用较用简便的工业分析法，可以基本了解煤的燃烧特性。
煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分，挥发分，固定碳，灰分的百分组成.2.链条锅炉炉拱的作用是什么？答：链条锅炉的炉拱分为前拱和后拱，与炉排一起构成燃烧空间。
前拱（辐射拱）：位于炉排的前部，主要起引燃作用。
吸收来自火焰和高温烟气的辐射热，并辐射到新煤上，使之升温、着火。
后拱: 位于炉排后部，主要作用是引导高温烟气，属对流型炉拱。
后拱具体作用如下：1）引燃：从引燃看，前拱是主要的；后拱通过前拱起作用，是辅助的。
2）混合：后拱输送富氧的烟气至前拱区，使之与那里的可燃气体相混合。
前拱一般短，后拱的输气路程较长。
后拱烟气的流动速度高，所产生的扰动混合大。
从混合上看，后拱的作用是主要的。
3）保温促燃：后拱可有效地防止炉排面向炉膛上部放热，能有效地提高炉排后部的炉温，起保温促燃作用。
3.什么是自然水循环？自然水循环是怎样形成的？答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差进行的水循环，称为自然水循环。
在自然循环锅炉中，下降管一般在炉外不受热，而上升管是在炉内受热，水在上升管中吸收热量后，逐渐成为汽水混合物，其密度减小。
这样，下降管与上升管工质之间就产生了密度差，密度差所产生的压差作为推动力，推动工质在循环回路中流动。
这种循环流动，没有依靠外力，只靠工质本身状态变化后所产生的密度差，作为推动工质循环流动的动力，所以称为自然水循环。
4.简述自然水循环的工作过程。
答：自然循环回路由上升管、下降管、汽包和下集箱组成。
煤的工业分析和元素分析
号
C、H、O、N、S及煤灰中化学成份等仍以元素 名称为代表符号。
moisture ash
volatile compound
fixed carbon
quantity of produced heat
mineral matter
2．存在形态或操作情况指标及符号
表2 常用指标及符号
项 外在 内 全 高 低 恒 恒
（一）煤中水分旳存在形态
（二）煤中全水分（Mt）旳测定 （三）分析煤样旳水分测定
（一）煤中水分旳存在形态
分为两类 :化合水、游离水
1．化合水：
以化合方式和煤中矿物质结合旳水，即一般所说旳结 晶水，例如硫酸钙（CaSO42H2O）、高岭土 （Al2O32SiO42H2O）中旳结晶水。结晶水要在200℃ 以上才干分解析出。
100 (M ad
Aad )
8.59%
100
11.44%
100 (1.76 23.17)
§3.2 煤旳元素分析
一、煤旳元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
碳
碳是构成煤大分子旳骨架，在各元素 中最高，一般不小于70%。伴随煤化程 度旳不断增高，煤中碳元素旳含量也越 高，如某些超无烟煤，碳含量可超出 97%。
§3.2 煤旳元素分析
一、煤旳元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氢
氢是煤中第二个主要旳构成元素，它占 煤旳质量分数为1～6%，越是年轻旳煤， 其含量也越高。
§3.2 煤旳元素分析
一、煤旳元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氧
氧元素是构成煤有机质旳十分主要旳元素， 越是年轻旳煤，氧元素旳百分比也越大， 发烧量常随氧元素含量旳增高而降低，其 含量从1～30%都有。
煤化学 第05章 煤的工业分析和元素分析
Mf,ar 简写 Mf
简写
Minh，ar
Minh
煤中的全水分计算举例
[例5-1]某收到基煤样重1000.0 g， 风干后重900.0 g。用两份风干煤 样各10.000 g测定内在水分，即在 105℃干燥后得到的两份煤样分别 重9.512 g和9.484 g。问该煤样的
M inh,ad
M M inh,ad1
级别名称
1 特低全水分煤
代号 SLM
分级范围（Mt,%） ≤6.0
2 低全水分煤
LM
>6.0~8.0
3 中等全水分煤
MLM
>8.0~12.0
4 中高全水分煤 5 高全水分煤 6 特高全水分煤
MHM HM SHM
>12.0~20.0 >20.0~40.0
>40.0
试验方法 GB/T 211
（六）煤中水分对煤利用的影响
inh,ad 2
2
4.88 5.16 5.02% 2
全水分？ 解：（1）计算该煤样的外在水分
（3）计算该煤样的全水分 按式（5-6）：
M
f
,ar
1000.0 900.0 1000.0
100%
10.0%
M t,ar
M f ,ar
M inh,ad
100 M 100
f ,ar
试验室条件下测定的煤质分析项 目通常是以空气干燥基为基准测得 的。但在表示煤质分析报出的结果 时，国家标准通常规定将空气干燥 煤样基准的各个指标换算成收到基、 干燥基煤样、干燥无灰基煤样为基 准的指标；在实际工作中，有时也 需要把一些指标换算成其它基准 （例如：工业上计算物料平衡或热 平衡时，就需将有关指标换算成收 到基，以求得每吨原料煤能产生多 少热量、多少煤灰、含多少碳等）。 为此，必须了解各种指标、各种基 准之间的关系和换算。
煤的工业分析和元素分析
④ 氮元素
氮也是组成煤有机质元素之一。主要存在于杂环和氨基 上。煤中氮元素含量一般为0.5-1.8％。煤中氮在煤燃烧时不 放热，通常以N2的形式进入废气，也可转化为氮氧化物。煤 炼焦时，煤中氮部分形成NH3，HCN及其它含氮化合物，其 余则留在焦炭中。
官能团上，在有机质中的含量为2.0%～6.5％。与碳相比， 氢原子具有更强活性，单位质量燃烧热是碳的4倍。
2）影响氢含量的主要因素
煤化程度。随煤化程度的提高而呈下降趋势。从低煤化 度到中等煤化程度阶段，氢元素含量变化不明显，但在高 变质的无烟煤阶段，氢元素降低较明显，从年轻无烟煤的4 ％下降到年老无烟煤的2%左右。 煤岩组成。在煤化程度相同的煤中，煤岩组成中的氢含 量也有区别。如：壳质组＞镜质组＞惰质组。 成因类型。腐泥煤氢含量＞腐植煤。2. 元素分析1）内涵及特点
煤的元素组成也就是指煤有机质的元素组成。大量的研究表 明，煤的有机质主要是由碳、氢、氧、氮和硫等五种元素组 成，占总有机质的95%以上。
2）煤的元素组成及特点 ① 碳元素
1）碳元素在煤分子上的位置 碳是构成煤分子骨架最重要的元素之一，主要存在于缩
合芳香核上，部分分布在脂肪侧链上。碳是炼焦产品的主要 物质基础，发热量的主要来源。
⑥ 煤中水分对煤炭利用的影响
1）不利影响 煤炭燃烧、气化、炼焦中，水分蒸发要额外吸收热量，
使过程热效率降低。 煤炭运输过程中，水分高将导致动力的浪费，并且会降
低煤价。 2）有利影响
适量水分有利于减少运输和储存过程中煤粉尘的扬尘， 减少煤的损失和对环境的污染。
3）煤的灰分
① 定义
煤的灰分(ash) 煤样完全燃烧后所得的残渣。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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
已知煤中工业分析成分为水分（M）、灰分（A）、挥发份（V）、固定碳（FC）
根据煤中测量得到的全元素分析数据C、H、O、N、S、Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si
1、计算灰分（A）：
因为灰分组成成分重要是Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2，一般这八种成分合占灰分的96%左右，根据测得的Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si元素浓度，同时根据Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、Si八种元素与O元素的原子量比值，可以配比出灰分中的O元素所占总重量，从而得到Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2、SiO2八种成分的总重量，再除以系数0.96，得到灰分的重量。
以下为各种元素原子量：
原子量：
Mg 24.305
Ca 40.08
Na 22.98977
Si 28.0855
Al 26.98154
Fe 55.847
Ti 47.90
K 39.0983
C 12.011
H 1.0079
O 15.9994
N 14.0067
S 32.06
2、计算水分（M）和挥发分（V）：
电厂燃用煤种绝大多数为烟煤，少数为无烟煤和褐煤，将电厂燃用煤种以烟煤为准计算挥发分中的成分，《火电厂煤质检测技术》中总结出，已知烟煤中挥发分主要成分如下：
总共有C、H、O三种元素，按其原子量计算3种元素质量比值如下：
C 6.187484848484848484848484848483
H 2.476712947658402203856749311294
O 2.644528925619834710743801652891
除去相应的H2O的配比之后得到剩余C：H比值：
H2O占2.977719008264462809917355371901
C 6.187484848484848484848484848483 H 2.1435228650137741046831955922864
因为煤中O 主要存在于水分（M ）、灰分（A ）和挥发分（V ）中，在计算灰分时候除去了灰分（V ）中的O 含量，剩余的O 先假设为水分（M ）中的H 2O 中所有，则将H:O 按2:1去掉，而煤中的H 主要存在于水分（M ）和挥发分（V ）中，将H:O 按2:1除去以后，剩余的就是挥发分中C:H 的比值，如下： C 6.187484848484848484848484848483 H 2.1435228650137741046831955922864
则可根据H 、O 元素质量推算挥发分（V ）的质量：
得到挥发分（V ）质量之后根据其中H 2O 所占2.977719008264462809917355371901，将事先假设的这部分H 2O 从水分中除去，于是得到挥发分（V ）和水分（M ）的质量含量。
3、计算固定碳（FC ）含量
已知煤中C 元素主要存在形式为固定碳（FC ）中的碳单质和挥发分（V ）中的化合碳，在已经计算得到挥发分（V ）中的C 元素质量的情况下，从已经测得的C 元素总量中除去挥发分（V ）中的C 元素质量，就得到固定碳（FC ）中的C 元素质量，即固定碳（FC ）的质量含量。
4、全硫分
煤中S 元素主要存在形式为全硫分中的可燃硫，一般达到90%左右， 将S 元素的质量含量视作全硫分质量含量。
5、发热量（Q ）
我国各种煤的干燥无灰基高位发热量的半经验公式如下： 无烟煤、贫煤 ,335134092()33(10)daf gr daf daf daf daf d Q C H S O A =++---
烟煤
,33512989210529(10)daf gr daf daf daf daf d Q C H S O A =++---
以上述烟煤公式为主计算发热量，或者将两公式值平均得到。
附算例： 已知：
Al 2O 3 CaO Fe 2O 3 K 2O MgO Na 2O TiO 2 SiO 2 六盘水贫煤 22.29 7.53 12.42 0.88 0.98 0.14 1.77 49.27 焦作无烟煤 39.94 14.3 5.72 0.68 2.34 0.27 1.13 31.08 平顶山烟煤 33.46 5.01 3.91 0.82 1.09 0.69 1.48 51.26 萍乡烟煤 25.74 2.17 3.92 2.03 2.03 0.09 0.63 58.32 西山贫煤
34.1 7.94 5.06 0.51 0.98 0.3 1.23 46.62
煤种N C S H O M V A FC
六盘水贫煤 1.1962.91 2.09 4.06 2.927 1.0921.925.7351.28
焦作无烟煤 1.1377.140.52 3.035 1.933 1.8912.9414.3570.82
平顶山烟煤 1.3776.850.57 3.748 2.2020.7414.4914.5270.25
萍乡烟煤0.8144.010.43 2.984 4.931 1.3618.6645.4834.5
西山贫煤 1.1673.27 1.32 3.815 1.834 1.812.3416.80570.86
因为实验室测的数据并非H、O元素的全部含量，将水分（M）、灰分（A）中H、O换算加
入H、O中得到类似LIBS之类光学方法测得到的元素分析结果，如下：
再除去灰分（A）中氧化物中O含量得到类似LIBS之类光学方法测得到的元素分析结果，
如下：
Al Ca Fe K Mg Na Ti Si 六盘水贫煤 1.621 1.385 2.2350.1880.1520.0270.273 5.926焦作无烟煤 2.904 1.4670.5740.0810.2020.0290.097 2.085平顶山烟煤 2.4330.5200.3970.0990.0950.0740.129 3.479萍乡烟煤 1.8720.705 1.2470.7660.5570.0300.17212.398西山贫煤 2.4800.9540.595 0.0710.0990.0370.124 3.662
得到本方法计算结果：
计算结果：
煤种M V A FC
六盘水贫煤0.950113 18.6097 22.7543 57.6859
焦作无烟煤0.345024 14.645 14.0148 70.9951
平顶山烟煤-1.43566 18.2259 14.507 68.7027
萍乡烟煤8.84289 9.80112 36.4621 44.8939
西山贫煤-0.445912 18.565 15.8459 66.0351
与实验室的结果相比较：
实测结果：
煤种M V A FC
六盘水贫煤 1.0921.925.7351.28
焦作无烟煤 1.8912.9414.3570.82
平顶山烟煤0.7414.4914.5270.25
萍乡烟煤 1.3618.6645.4834.5
西山贫煤 1.812.3416.80570.86
经验总结：
因为在计算挥发分和水分的过程中，要先假设挥发分中不存在O，即将挥发分中的H、O按照2：1事先除去，同时挥发分中的成分取的都是中值百分比，其中存在误差。
导致在得到挥发分含量之后，将挥发分中H、O从实现假定的全为H2O的质量中除去时存在误差，可以看到两种煤种的水分（M）计算得到负数。
基于该种办法的计算对灰分和固定碳的计算比较准确，但对挥发分和水分的计算存在一定误差，目前正在考虑办法对该计算结果进行修正。
比方说取挥发分中成分计算时不光取中值百分比，同时取上下沿几个百分比计算，到最后将结果平均等等办法来减小偏差。