工业分析第四章煤和焦炭分析

煤炭： 天然存在：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤 人工产品：木炭、焦炭、煤球
C 1 7 H 2 0 O 1 0 - - 3 C H O 2 2 O C 1 6 H 1 8 O 5 - 2 H 2 O C 1 6 H 1 4 O 3 - C O 2 C 1 5 H 1 4 O - - 2 H C 2 H O 4 C 1 3 H 4
二、煤的分析方法
1.煤的工业分析（也称为技术分析或实用分析）
主要测定项目：水分(M)、挥发分(A)、灰分(V)、固定 碳(FC)四项
分析结果：用来判断煤的种类，估量煤的利用价值评 价煤质。
通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接 测定，而是用差减法进行计算。
有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析，再加上煤的发热 量和煤中全硫的测定，则称为全工业分析。
2.煤的元素分析：主要测定C、H、O、N、S 元素分析结果：为煤科学的分类，合理的利用和 工业设计提供数据。
工业分析主要用于煤的生产使用部门，元素 分析主要用于科研工作。
3．其它分析
• 如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但 一般是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、铝、 钽等常见的稀有元素。
• 如煤中的锗含量在20g∙g-1以上时即可计算 储量而有一定的提取价值，镓含量在 50g∙g-1以上和铀含量在300～500g∙g-1以 上时也有提取价值，
3．其它分析
• 再如有害元素分析。煤中的有害元素种类很 多，如硫，磷、氯、砷、氟、铬、镉、汞等。 硫、磷、氯主要是指工业利用中对生产有害， 后几种则是对人体和环境有害，根据特殊的 需要进行检测。
• 其它还有煤灰成分分析，物理性质测定等， 需根据要求来确定检测项目。
煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程 度，而且也直接表征出煤性质的不同。
如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性 很差或是没有粘结性的年轻煤；碳含量高、 氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老 煤，只有碳含量在84～88%，氢含量在5%以 上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好 的炼焦用煤。
一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质
氢
氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量 分数为1～6%，越是年轻的煤，其含量也越高。
碳和氢是煤中有机质的主要组成元素，两者加在一起 占煤中有机质的９５﹪以上。煤中碳和氢的发热量最
大
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氧
氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素， 越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发 热量常随氧元素含量的增高而降低，其含 量从1～30%均有。
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氮
氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～ 3%。 氧和氮在燃烧时不放热，称为惰性成分。
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
硫
硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素， 它在煤中含量的多少，与煤化程度的高低无 明显关系，其含量从最低的0.1到最高的10% 均有。 硫在燃烧时虽然放热，但燃烧产生酸性腐蚀 有害气体二氧化硫。
3.煤的分类
陆植煤 腐植煤（高等植物形成） 残植煤
腐泥煤
4.煤的用途：①人类生存所需热源提供之一 ②工业生产（化工、冶金）主要的原料
5.焦碳：煤在隔绝空气条件下加热、干馏，水分和有机物裂 解产物（煤气）挥发出来，不挥发部分就是焦碳。
6.焦碳的组成：与煤相似，挥发性组分含量少。
3．煤的分类
• 煤的种类繁多，质量也相 差悬殊，不同类型的煤有 不同的用途。
工业分析第四章煤和焦炭分析
第一节 概 述
一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质 二、煤的分析方法
返回
一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质
1.煤：是植物遗体覆盖在地层以下，经若干年生物化学、 物理化学作用转化为一种固体可燃性的有机沉淀。
世界煤的储存量：约13万 亿吨 我国煤的储存量：约7300 亿吨
• 如结焦性好或粘结性好的 煤是优质的炼焦用煤，热 稳定性好的无烟块煤是合 成氨厂的主要原料，挥发 分和发热量都高的煤是较 好的动力用煤，一些低灰、 低硫的年轻煤则是加压气 化制造煤气和加氢液化制 取人造液体燃料的较好原 料。
对工业用煤的要求
• 煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为 化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质 冶金用焦，对炼焦用煤有以下要求：
植物
泥炭
褐煤
烟煤 无烟煤
19世纪以前，世界上能源消耗以煤炭为主。 20世纪60年代起，世界能源消耗中，石油与天
然气所占的比例超过了煤炭。
当前工业发达国家消耗的一次能源中，石油与 天然气占60%以上，煤炭中占20%左右。在中 国消费的一次性能源中，煤炭约占73%，且 在相当时期内这种能源结构不会发生大变化
矿物质：碱金属、碱土金属、Al、Fe等的碳 酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫化物等。
水：外在水、内在水
煤的元素组分
即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
碳
碳是组成煤大分子的骨架，在各元素 中最高，一般大于70%。随着煤化程度 的不断增高，煤中碳元素的含量也越高， 如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
煤的缺点：
煤的发热值比石油、天然气低得多，利用效率 低。
通常的采煤方法，开采率仅为60%左右。 输比石油、天然气困难。 煤在燃烧过程中生成的SO2， SO3污染环境，是
引起酸雨的主要原因。
2.煤的组成：由有机质、矿物质、水三部分 组成
有机物：由C、H、O、N、S等元素组成，C、 H占 95%以上
（1）有较强的结焦性或粘结性
（2）煤的灰分要低
（3）煤的硫分要低
（4）配合煤的挥发分要合适
建材工业用煤
• 在建材工业中，水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石灰 等建筑材料，都要经过各种炉窑焙烧、锻烧甚至 熔化等高温处理，而煤炭是主要的燃料，其中水 泥工业对煤质要求最高，尤其是年产水泥20万吨 以上的大、中型水泥厂的回转窑烧成用煤。因其 煤的灰分大小及其煤灰的组成成分直接影响到水 泥的配料，通常要求灰分低、煤灰成分稳定。如 灰分太高，发热量就低，达不到熟料的烧成温度 1450℃以上（要求燃料火焰温度达1600～ 1700℃）。