煤的工业分析(内水-外水-结晶水)
煤化学 煤的工业分析
实验一煤的工业分析(一) 煤中水分的测定1、实验目的了解煤中水分存在的形态，掌握分析煤样水分的测定方法。
2、基本原理煤中水分的结合状态有二种：一种为游离水，是以机械的方式吸附或者附着在煤上的水分。
另一种为化合水，是以化合的方式与煤中矿物质结合的水，也就是无机化合物的结晶水游离水以它存在于煤的不同结构的状态，又可分为外在水分和内在水分。
前者是煤在开采、运输，贮存、洗煤时附着在煤粒表面及大毛细孔(直径大于10-9cm)中的水分。
后者则是吸附或凝聚在煤粒内表面的毛细孔(直径小于10-5cm)中的水分。
游离水可以在温度稍高于100℃下，经足够时间的加热即可全部除去，而化合水则要温度在200℃以上才能分解析出。
在煤的工业分析中所测定的水分一般有应用煤样的全水分和分析煤样的水分两种。
应用煤样指已准备好并即将使用(如进入锅炉燃烧或焦炉炼焦)的煤。
分析煤样指在周围环境条件下大致达到水分平衡的风干煤样。
水分测定最常用的是间接测定法，即将已知一定质量的煤放在一定温度下进行干燥到恒重，煤样所减少的质量即为煤的水分。
分析煤样水分指样品在温度为105～1l0℃干燥至恒重所失去的质量占原质量的百分数。
3、仪器设备（1）干燥箱：带有自动调温装置，内附鼓风机能保持温度在105～110℃。
（2）干燥器：内装有变色硅胶或块状无水氯化钙干燥剂。
（3）瓷皿或玻璃称量瓶：其主要尺寸分别如图l、图2所示，瓷皿或玻璃称量瓶均附有密合的(磨口)盖。
，（4）分析天平：精确到0.0002g。
4、试验步骤烟煤和无烟煤按以下试验方法进行。
可分为常规测定法和快速测定法。
1）常规测定法用预先烘干并称出质量(称准到0.0002g)的带盖的玻璃称量瓶(或瓷皿),称取粒度为0.2mm以下的分析试样1±0.1g(称准到0.0002g)。
然后把盖开启，将玻璃称量瓶(或瓷皿)放入预先鼓风并加热到温度为105～110℃的干燥箱中，在不断鼓风条件下，烟煤干燥lh，无烟煤干燥1～1.5h，从干燥箱中取出称量瓶(或瓷皿)并加盖，在空气中冷却2～3min后，放入干燥器中冷却约20min到室温再称重。
煤的工业分析
其他技术【煤的工业分析】1. 水分(1) 外在水分(Wwz)外在水分是指煤在开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及大毛细孔（直径＞10-5厘米）中的水。
它以机械方式与煤相连结着，较易蒸发,其蒸汽压与纯水的蒸汽相等.在空气中放置时,外在不分不断蒸发,直至煤中水分的蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡时为止,此时失去的水分就是外在水分.含有外在水分的煤称为应用煤, 失去外在水分的煤称为风干煤.外在水分的多少与煤粒度等有关,而与煤质无直接关系.(2)内在水分(Wnz)吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔（直径〈10-5厘米〉中的水,称为内在水分.内在水分指将风干煤加热到105～110时所失去的水分,它主要以物理化学方式(吸附等)与煤相连结着,较难蒸发,故蒸气压小于纯水的蒸汽压. 失去内在水分的煤称为绝对干燥或干煤.2. 分灰1).灰分的来源和种类煤灰几呼全部来源于煤中的矿物质,但煤在燃烧时,矿物质大部分被氧化,分解,并失去结晶水,因此,煤灰的组成和含量与煤中矿物质的组成和含量差别很大.我们一般说的煤的灰分实际上就是煤灰产率，煤中矿物质和灰分的来源,一般可分三种.(1)原生矿物质它是原来存在于成煤植物中的矿物质,质紧密地结合在一起,极难用机械的方法将其分开.它燃烧后形成母体灰分,这部分数量很小(2)次生矿物质当死亡植质堆积和菌解时,由风和水带来的细粘土,砂粒或由水中钙,镁,铁等离子生成的腐植酸盐及FeS2等混入而成,在煤中成包裹体存在.用显微镜观察煤的光片或薄片时,如它们均匀分布在煤中,并且颗粒很细,则很难与煤分离;如它们颗粒较大,比重与差很大,并在煤中分布不均, 则把煤破啐后尚可能将它们洗选掉.煤中的原生矿物质和次生矿物质合称为内在矿物质.来自于内在矿物质的灰分,称为内在灰分.一般次生矿物质在煤中的含量也不多,仅有少数煤层中次生矿物质较多,如迁移堆积抽形成的煤层即如此.(3)外来矿物质这种矿物质原来不含于煤层中,它是由在采煤过程中混入煤中的顶,底板和夹矸层中的矸石所形成的.其数量多少,根据开采条件在很大的范围里波动.它的主要成分为SiO2,A12O3,也有一些CaSO3，CaSO4，FeS2等。
煤的工业分析
浅谈煤的工业分析及应用一煤工业分析的概念：煤的工业分析，又叫煤的技术分析或使用分析，主要是根据技术需要测定煤经转化生成的物质或呈现的性质。
煤的全工业分析测定项目主要是水分、灰分、挥发分、固定碳。
发热量和全硫。
煤的工业分析通常指半工业分析，它包括水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目的测定。
二水分的测定及应用：1 水的存在形式：煤中水分从结合状态来看，分为游离水和结合水两类（1）化合水以化合的方式同煤中的矿物质结合的水，级结晶水如硫酸钙Caso4.2H2O, 高岭土Ai22sio2.2H2o,化合水属于煤的固有组分，在煤中的比例极小，一般可忽略，这种水只能在高于煤的分解温度才能完全脱除，工业上一般也不测结晶水。
（2）游离水即以物理吸附或附着方式与煤结合的水分，它又分为外在水分和内在水分。
外在水分是在开采、储存、运输及洗煤时带入的，附在没颗粒表面和存在于直径大于105-㎝的毛细孔中，易于蒸发除去在空气中（温度20℃，相对湿度65%）风干1-2天后即可蒸发, 所以此类水分又叫风干水分，除去外在水分的煤叫风干煤，外在水分的含量记为Mf。
内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部直径小于105-㎝的毛细孔中难于蒸发除去的水分。
内在水分需要在高于水的正常沸点的温度才能除尽，故又称为烘干水分，除去内在水分的煤叫干燥煤，内在水含量记为Minh外在水的含量一般为0-30%，取决于下列变量：煤的类别、环境的相对湿度、煤中矿物成分和含量、煤颗粒大小及粒度分布、井下与地面温度、氧化、化学添加剂等。
内在水分的含量多少与煤化程度有关以烟煤为例，焦煤肥煤的水分低，低阶褐煤水分最高，到高阶无烟煤阶段，煤中的内在水分又明显增高。
（3）煤的外在水分Mf 和经换算的内在水分Minh之和称为全水分，记为Mt，它们之间关系不是简单的加和关系换算关系如下：Mt = Mf+100%fM%100 ×Minh在实际测定全水分时，不必分别测定外在水分和内在水分，可直接将试样粉碎到粒度小于3mm，然后称取试样在102-105度下烘干，称量并计算求出全水分含量。
浅谈煤的工业分析及测定注意事项
浅谈煤的工业分析及测定注意事项0 前言煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定碳的计算。
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。
根据工业分析的各项测定结果，可初步判定煤的性质、种类和各种煤的加工利用效果。
1 水分测定1.1 煤中水分的存在形式煤中的水分按结合状态分为游离水和化合水（即结晶水）两大类。
游离水是指以物理吸附或吸着方式与煤结合的水；化合水则是以化合的方式与煤中的矿物质结合的水，是矿物质晶格的一部分，如硫酸钙（CaSO4·2H2O）、高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）。
游离水在常压下于105-110 ℃的温度下经过短时间干燥(约1-2小时)即可全部蒸发；而结晶水通常在200℃，有的甚至要在500℃以上才能析出。
因此，煤的工业分析只测定游离水。
1.2 水分测定的意义水分是一项重要的煤质指标，它在煤的基础理论研究和加工利用中都具有重要的作用。
煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有很大影响。
例如在锅炉燃烧中，水分高会影响燃烧稳定性和热传导；在炼焦工业中，水分高会降低焦炭产率，而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期。
但在现代煤炭加工利用中，有时水分高反而是一件好事，如煤中水分可作为加氢液化和加氢气化的供氢体。
1.3 水分测定方法提要及注意事项一般分析试验煤样的水分测定方法国标规定了三种：通氮干燥法、空气干燥法和微波干燥法。
其中通氮干燥法适用于所有煤种，空气干燥法仅适用于烟煤和无烟煤，微波干燥法适用于褐煤和烟煤水分的快速测定[1]。
其测定原理为将煤样在规定条件下加热，使其水分蒸发，根据煤样的质量损失计算水分。
在使用通氮干燥法进行测定时，应预先通入氮气，以排除烘箱内的空气，防止氧气的存在使煤样氧化。
而在使用空气干燥法进行水分测定时，必须保证烘箱鼓风效果，其鼓风的目的在于促使干燥箱内的空气流动，一方面使箱内温度均匀，另一方面使煤中水分尽快蒸发缩短试验周期。
煤炭质量常用指标的含义
煤炭质量常用指标的含义一、水分符号：M，单位：%，是一项重要的煤质指标，煤的水分对其加工利用、贸易、运输和储存都有很大的影响。
一般说来，水分高要影响煤的质量。
在煤的利用中首先遇到的是煤的破碎问题，水分高的煤就难以破碎；在锅炉燃烧中，水分高就影响燃烧稳定性和热传导；在炼焦时，水分高会降低焦产率；而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期；在煤炭贸易中，水分也是一个定质和定量的主要指标，故在签订销煤合同时，用户一般都会提出煤中水分的限值。
煤的水分简单地说分为：全水分、内在水分内水：由植物变成煤时所含的水分。
外水：在开采或运输等过程中附在煤表面和裂隙中的水分。
在煤的变质程度越大,内在水分越低.水分的存在对煤极其不利,在煤作为燃料时,煤中的水分会成蒸汽,在蒸发时消耗热量。
煤炭运销中常用的水分指标有：全水（符号：Mt)，全水分包括外在水分和内在水分；一般分析煤样水分（也称空干基水分，符号：Mad ），它是指分析用煤样（《0.2mm）在实验室大气中达到平衡后所保留的水分，也可以认为是内在水分。
有时用户也会要求使用收到基水分（符号：Mar），一般可认为Mar=Mt。
二、灰分符号：A，单位：%，煤在彻底燃烧后所剩下的残渣。
外在灰分通过分选大部分能去掉,内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物,内在灰分越高,煤的可选性越差.灰分是有害物质。
动力煤中灰分增加，发热量降低，排渣量增加，煤容易结渣。
在煤炭运销中常用的灰分指标有：空干基（又称分析基）灰分（符号：Aad）、干基灰分（符号：Ad）和收到基灰分（符号：Aar）。
三、挥发分（全称为：挥发分产率，Volatile matter ）煤的挥发分符号：V，单位：%，是煤中的有机物质和一部分矿物加热分解的产物；它不是煤中固有物质；而是在特定温度下的煤热分解产物，所以确切地说挥发分叫挥发分产率。
煤的挥发分与煤的变质程度有很大的关系，随煤化程度的增加，挥发分降低；煤在高温和隔绝空气的条件下加热时,所排出的气体和液体状态的产物。
煤的工业分析知识
煤的工业分析知识第一篇：煤的工业分析知识1．工业分析——水分、灰分、挥发分和固定碳四个分析项目的总称。
2．水分%MMt——煤的外在水分和内在水分的总和。
（全水分）Mad——空气干燥煤样水分，分析煤样水分。
3．灰分%A——煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。
Aad——空气干燥基灰分，分析基灰分。
Ad——干基灰分，燃烧后减去水分后的灰分（状态）。
4.挥发分%V——煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失。
Vad——空气干燥基挥发分，分析基挥发分。
Vd——干燥基挥发分。
Vdaf——干燥无灰基挥发分。
又称燃基挥发分。
5．硫分S%St——全硫，煤中有机硫和无机硫的总和。
St.ad——空气干燥基全硫（分析基全硫）St.d——干燥基全硫（可燃基全硫）St.daf——无水无灰基全硫。
（可燃基全硫）6．固定碳%FC——从测定煤样的挥发后的残残渣中减去灰分后的残留物，通常用100减去水分，灰分和挥发分后得出。
7．粘结指数，GRI——在规定条件下烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力，又称G指数。
8．坩埚膨胀序数，CSN——在规定条件下以煤在坩埚中加热所得焦块膨胀程度的序号表征煤的膨胀性和塑性指标。
又称自由膨胀指数或自膨胀指数。
9．胶质层最大厚度Y——烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上，下层面差的最大值，又称Y值。
10．抗碎强度M25%——规定粒度范围的焦炭在规定条件的转鼓中不断被提料板提起跌落在钢板上，在此过程中，焦炭受机械力作用，产生撞击破裂，出鼓过筛后大于25mm焦炭的质量(kg).11．耐磨强度M10%-----在测定抗碎强度的同时，焦炭受机械力的作用，而使焦炭不断产生摩擦，出鼓过筛后小于10Mmm焦炭的质量(kg)12.煤灰熔融性是动力和气化用煤的重要指标。
煤灰是由各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点，只有一个熔化温度的范围。
煤灰熔融性又称灰熔点。
煤的矿物质成分不同，煤的灰熔点比其某一单个成分灰熔点低。
煤的分析
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100 C 以上的温度经过一定时间才能蒸发。
化合水是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。
包含煤中所含结晶水和热解水。
结晶水——指煤中含结晶水的矿物质所具有（如石膏CaSO4· 2H2O），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，煤中的氧和氢生成的水，它取决于热解的条件和煤中的氧含量。
煤的水分, 是煤炭计价中的一个辅助指标。
煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。
煤的水分增加, 煤中有用成分相对减少, 且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热, 因而降低了煤的发热量。
煤的水分增加, 还增加了无效运输, 给卸车带来了困难。
测定方法：直接重量法：在105-110C干燥的氮气流中加热煤样，煤样中的水分被氮气流带走，流经装备有吸水剂的吸收管，水分被吸水剂吸收，根据吸水管的增重计算水分量。
共沸蒸馏法：将一定量的煤样至于圆底烧瓶中，加入二甲苯或者甲苯共同煮沸。
分馏出的液体收集在水分测定管中并分层，量出水的体积，并按进行温度校正后的体积，在预先制作的回收曲线上查处煤样中的水分实际体积。
适合年轻煤，而且溶剂有毒。
微波加热法：将煤样至于微波测水仪中，在微波作用下煤中水分高速振动，产生摩擦热，使水分蒸发，根据煤样的失重计算水分的含量,不适合无烟煤和焦炭。
煤的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主要原因1）煤的内在水分吸附于煤的孔隙内表面上。
内表面积越大，吸附水分能力就越强，煤的水分越高。
2）煤分子de结构上极性含氧官能团数量越多，煤吸附水分能力也越大。
低煤化程度的煤内表面积发达，分子结构上含氧官能团的数量也多，因此内在水分较高。
随煤化程度提高，煤内表面积和含氧官能团均呈下降趋势，其内在水分也下降。
浅谈煤质分析与化验中煤的全水分测定
浅谈煤质分析与化验中煤的全水分测定摘要：在煤炭质量检测中，全水分是一个非常重要的质量指标，但在操作中，企业往往容易忽视这方面的重要性。
全水分测定不仅影响产品质量，而且影响企业标准煤耗计算的准确性和企业的经济利益。
在此基础上，本文讨论了煤质分析检测中全水分的测定。
关键词：煤质分析；化验；全水分；水分测定引言：煤中的全水分包括外部水分和内部水分。
煤炭表面存在外部水分，主要存在于煤炭开采、运输和储存过程中，以及附着在煤颗粒表面的外部水分、雨水等。
内在水分是吸附在煤颗粒内部的水分。
固有水分的含量与煤颗粒的组成和结构有关。
内在水分不易消失，其蒸发需要较高的温度。
结合水分是煤中矿物质的结晶水。
这个水分含量很小，需要很高的蒸发温度，而且不容易测量。
通常，工业分析中不分析结合水分。
检测活动中报告的分析基灰分、挥发分、低位发热量等结果均由分析基内水换算而来。
如果全水分测量不准确，实验室报告的其他结果会造成不同程度的偏差，因此获得准确可靠的全水分测量结果非常重要。
一、全水分的测定的概念在煤炭质量检测过程中，需要对其各项指标进行全面有效的分析，水分是重要方面之一。
煤中所含的水分可以有效识别煤本身的变质作用，同时也可以为煤的理论研究和加工提供良好的数据支持。
在测量煤样的全水分时，最重要的是保证煤样的水分不发生变化。
为了实现这一目标，收集的全水分煤样需要储存在密封容器中，还要放在阴凉处。
制作煤样时，需要保持较快的操作，水分充足的样品送至检测现场时，需要及时进行测定工作。
二、煤中水分测定的意义煤中的水分对化肥厂的安全和经济运行有很大的影响。
水分过高，容易造成输煤系统堵煤；制粉系统中积灰和自燃；还会使烟气中的硫氧化物在尾烟道中凝结硫酸，造成腐蚀。
煤中含有适量的水分，能催化煤粉的燃烧。
同等质量的煤，其水分含量同时不相等。
水分含量越高，在收到基得发热量就越低。
在收到基计算发热量低的煤价时，煤中的水分不仅影响热量，而且影响煤的质量。
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煤的工业分析
第一个指标：水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。
现在我们常报的水份指标有：
1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。
通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。
也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
第二个指标：灰分
指煤在燃烧的后留下的残渣。
不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。
灰分高，说明煤中可燃成份较低。
发热量就低。
同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。
能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。
也有用收到基灰分的（Aar）。
第三指标：挥发份（全称为挥发份产率）V
指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。
挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。
在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。
常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。
其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。
第四个指标：固定碳
不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。
FC+A+V+M=100
相关公式如下：FCad=100-Mad-Aad-Vad
FCd=100-Ad-Vd
FCdaf=100-Vdaf
第五个指标：全硫St
是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。
1%以下才可用于燃料。
部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
常用指标有：空气干燥基全硫(St,ad）、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。