(工业分析课件)第四章煤质分析
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《煤的工业分析方法》课件
煤的工业分析方法 （GB/T212-2008）
一、煤的工业分析概述
定义: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。在国家标准中，煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分的测 定和固定碳的计算。。
水分 无机物 煤 有机物 灰分 挥发分 固定碳 外在水分 内在水分
煤的工业分析方法之水分测定 分析水：是分析试样与环境空气达到湿度平衡时所含的水。
4、进行检查性干燥。每次30min，直到连续两次干燥煤样质量的减少 ≤0.0010g或质量有所增加为止（后一种情况下，应采用质量增加前一次的 质量作为计算依据）。水分在2.00%以下时，不必进行检查性干燥。
结果计算：
M ad
m1 100 m
Mad——一般分析试验煤样水分的质量分数，% m——称取的一般分析煤样的质量，单位为克（g）； m1——煤样Байду номын сангаас燥后的质量损失，单位为克（g）。
煤的工业分析方法之挥发分测定
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。
挥发分测定的意义
1、挥发分与煤的变质程度有密切的关系，是煤分类中的主要 指标。
方法B
1、在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤 样（1±0.1）g，称准至0.0002g，均匀地摊平在灰皿中，至每平方厘米的质 量不超过0.15g。 2、将马弗炉加热到850℃，打开炉门，将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢 地推入马弗炉中，先使第一排灰皿中的煤样灰化。待（5~10）min后煤样不 再冒烟时，以每分钟不大于2cm的速度把其余各排灰皿顺序推入炉内炽热部 分（若煤样着火爆燃，试验应作废） 3、观察炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙，在（815±10）℃温度下灼烧 40min。 4、从炉中取出灰皿，，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室 温（约20min）后，称量。 5、进行检查性灼烧，温度为（815±10）℃，每次20min，直到连续两次灼 烧的质量变化≤0.0010g为止，以最后一次灼烧后的质量为计算依据，但灰 分<15%时，不必进行检查性灼烧。
一、煤的工业分析概述
定义: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。在国家标准中，煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分的测 定和固定碳的计算。。
水分 无机物 煤 有机物 灰分 挥发分 固定碳 外在水分 内在水分
煤的工业分析方法之水分测定 分析水：是分析试样与环境空气达到湿度平衡时所含的水。
4、进行检查性干燥。每次30min，直到连续两次干燥煤样质量的减少 ≤0.0010g或质量有所增加为止（后一种情况下，应采用质量增加前一次的 质量作为计算依据）。水分在2.00%以下时，不必进行检查性干燥。
结果计算：
M ad
m1 100 m
Mad——一般分析试验煤样水分的质量分数，% m——称取的一般分析煤样的质量，单位为克（g）； m1——煤样Байду номын сангаас燥后的质量损失，单位为克（g）。
煤的工业分析方法之挥发分测定
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。
挥发分测定的意义
1、挥发分与煤的变质程度有密切的关系，是煤分类中的主要 指标。
方法B
1、在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤 样（1±0.1）g，称准至0.0002g，均匀地摊平在灰皿中，至每平方厘米的质 量不超过0.15g。 2、将马弗炉加热到850℃，打开炉门，将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢 地推入马弗炉中，先使第一排灰皿中的煤样灰化。待（5~10）min后煤样不 再冒烟时，以每分钟不大于2cm的速度把其余各排灰皿顺序推入炉内炽热部 分（若煤样着火爆燃，试验应作废） 3、观察炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙，在（815±10）℃温度下灼烧 40min。 4、从炉中取出灰皿，，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室 温（约20min）后，称量。 5、进行检查性灼烧，温度为（815±10）℃，每次20min，直到连续两次灼 烧的质量变化≤0.0010g为止，以最后一次灼烧后的质量为计算依据，但灰 分<15%时，不必进行检查性灼烧。
煤的工业分析PPT课件
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煤分析基础知识
（3）干燥基(Xd) — Md、Ad、Vd、Qgr,d
以假想的无水状态的煤质分析结果为基准。
（4）干燥无灰基(Xdaf) — Mdaf、Adaf、Vdaf、Qgr,
daf
准。
以假想的无水无灰状态的煤质分析结果为基
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煤分析基础知识
四种基准之间的换算关系： 将相关的数据代入所列相应公式中，再乘以 用已知基表示的某一分析值，即可求得以所要 求的基表示的分析值(低位发热量的换算例外)。
100 100 Ad
煤分 换算举例：析基础知识
将空气干燥基(Xad)结果换算成干燥基(Xd)结果。
例 某一煤样的Aad=18.50%，Mad=1.50%。
计算煤样的Ad：X d
100 100 Mad
X
ad
Ad
100 100 M ad
Aad
100 18.50 18.78 1001.50
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煤分析基础知识
3. 煤质分析结果的基准及其换算 水泥用煤分析中常用的试样基准有四种。
（1）收到基(Xar) — Mar、Aar、Var、Qgr,ar 以收到状态的煤质分析结果为基准。
（2）空气干燥基(Xad)— Mad、Aad、Vad、Qgr,ad 、 St，
ad
以煤中水分与空气中的湿度达到平衡状态的煤质分 析结果为基准。
GB/T212-2008煤的工业分析方法
3.2 方法B（空气干燥法） 3.2.1 方法提要
称取一定量的一般分析试验煤样，置于（105～110）℃干燥 箱中，在空气流中干燥到质量恒定。根据煤样的质量损失计算 出水分的质量分数。 3.2.2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。 。
煤分析基础知识
（3）干燥基(Xd) — Md、Ad、Vd、Qgr,d
以假想的无水状态的煤质分析结果为基准。
（4）干燥无灰基(Xdaf) — Mdaf、Adaf、Vdaf、Qgr,
daf
准。
以假想的无水无灰状态的煤质分析结果为基
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煤分析基础知识
四种基准之间的换算关系： 将相关的数据代入所列相应公式中，再乘以 用已知基表示的某一分析值，即可求得以所要 求的基表示的分析值(低位发热量的换算例外)。
100 100 Ad
煤分 换算举例：析基础知识
将空气干燥基(Xad)结果换算成干燥基(Xd)结果。
例 某一煤样的Aad=18.50%，Mad=1.50%。
计算煤样的Ad：X d
100 100 Mad
X
ad
Ad
100 100 M ad
Aad
100 18.50 18.78 1001.50
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煤分析基础知识
3. 煤质分析结果的基准及其换算 水泥用煤分析中常用的试样基准有四种。
（1）收到基(Xar) — Mar、Aar、Var、Qgr,ar 以收到状态的煤质分析结果为基准。
（2）空气干燥基(Xad)— Mad、Aad、Vad、Qgr,ad 、 St，
ad
以煤中水分与空气中的湿度达到平衡状态的煤质分 析结果为基准。
GB/T212-2008煤的工业分析方法
3.2 方法B（空气干燥法） 3.2.1 方法提要
称取一定量的一般分析试验煤样，置于（105～110）℃干燥 箱中，在空气流中干燥到质量恒定。根据煤样的质量损失计算 出水分的质量分数。 3.2.2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。 。
工业分析PPT
2.4.3 测定步骤
（1）通氮干燥法 升温—— 干燥箱控温在（105 ~110）º C； 通气—— 提前10 min通氮气, 流量为每小时换气15次； 称样—— 分析煤样（1±0.10)g, 称准到0.0002g， 平摊在称 量瓶中； 干燥—— 打开称量瓶盖，置于干燥箱中加热： 烟煤1.5h，褐煤、无烟煤2h； 冷却—— 从烘箱中取出，立即盖上盖，放入干燥器 中冷却到室温（约20min）；
检查性干燥： ——时间：30min； ——温度：(105 ~110)º C ——终止条件：△m<0.0010g或有所增加为止; —— 特例：Mad<2.00%，不进行 计算结果 ——质量减少时：以最后一次质量为计算依据 ——质量增加时：以质量增加前一次的质量为计算依据
(3) 微波干燥法 • 略 • 可见GB/T15334-1994 • 煤的水分测定方法 微波干燥法
例:水分测定记录 样品号 ①称量瓶质量 g ②煤样质量 g ③瓶重+煤样质量 g ④烘后瓶重+煤样质量 g ⑤第一次检查后瓶重+煤样质量g ⑥第二次检查后瓶重+煤样质量g ⑦第三次检查后瓶重+煤样质量 g ⑧水的质量 g 水含量 % 1# 17.2546 0.9985 18.2531 18.2241 18.2228 18.2220 0.0311 3.11 2# 15.2564 1.0023 16.2587 16.2324 16.2311 16.2300 16.2304 0.0287 2.86
3.2.3 灰的形成 矿物质的主要四种反应
碳酸盐的分解 CaCO3 CaO CO2 (800C ) 黄铁矿氧化 FeS2 O2 Fe2O3 SO2 (500C ) 失去结晶水
500 600 ) C Al2O3 2 SiO2 2 H 2O ( Al2O3 2SiO2 2 H 2O
煤的工业分析与元素分析 PPT
焦渣是由固定炭和灰分构成的。
焦渣特征分为8类（判断煤的粘结性、熔融性和膨胀性）：
① 粉状
② 粘着
③ 弱粘结 ④ 不熔融粘结
焦渣的序号越大，表明粘结性越强。
⑤ 不膨胀熔融粘结
⑥ 微膨胀熔融粘结
⑦ 膨胀熔融粘结
恒定。根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。
结果计算：
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
煤的灰分是煤在规定条件下完全 燃烧后的残留物，即煤中矿物质 在一定温度下经过一系列分解、 化合等复杂反应后剩下的残渣。 用A（%）表示 。
灰分全部来自矿物质，但组成和 质量又不同于矿物质 。
加上煤的发热量和煤中全硫的测定 则称为全工业分析。
挥发分和固定炭则初步反映煤中有机质的数量与性质。
1.1 煤中的水分
1.1.1 煤中水分的存在形式 外在水分Mf
附着在煤颗粒表面及直径大于10-5cm的大毛细孔中的水分 。 室温下失去。仅失去外在水分的煤称为空气干燥煤。 内在水分Minh 吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔（直径<10-5cm）中的水分 。 将空气干燥煤样加热至105~110℃时所失去的水分 。 化合水 以化学方式与矿物质结合的水分。
（2）利用途径
①作为煤转化过程的催化剂 ②生产建筑材料 ③制成环保制剂或材料 ④回收稀有金属和其它有用成分 ⑤用作化肥和土壤改良剂
1.3.1 煤的挥发分（volatile matter）
煤在高温条件（900℃）下隔绝空气加热一定时间，煤的有机质受热分解 出部分气体和蒸气状态产物，称为挥发物；挥发物占煤样质量的百分数称为挥 发分产率，简称为挥发分，用V表示。
当碳酸盐的CO2含量≥2%时，
Vad校正= Vad -(CO2)ad ，%
《煤质分析》PPT课件
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20 g∙g-1以上时即可计算储量 而有一定的提取价值,镓含量在50 g∙g-1以上和铀 含量在300～500 g∙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.
收到基〔ar〕 as received 空气干燥基〔ad〕 air dry 干基〔d〕 dry 干燥无灰基〔daf〕 dry af 干燥无矿物质基〔dmmf〕 mineral matter free
收到基〔ar〕 就其含义而言,是从收到的一批煤样中取出具有代表性的 煤样,以此种状态的煤样测定的结果并以此基表示的值,称 为收到基.
二、发热量的种类和基准
• 煤的发热量分类： • 弹筒发热量 • 高位发热量 • 低位发热量
1．弹筒发热量：〔Qb〕
• 是指单位质量的煤样在量热计和弹筒内,在过量的高压氧气 条件下〔初始压力为27～35大气压〕燃烧后产生的热量,也 就是用弹筒量热计实测出的热量.
1.外在水分的测定
1〕粒度小于13mm的煤样1kg左右〔精确到0.1g,G〕,倒入已恒重的白铁皮浅 盘中〔长280mm,宽230mm,高30mm〕；
2〕摊平试样于45~50oC烘箱中干燥8h,冷却至室温称量； 3〕放置8h自然干燥后,再称量；直至两次称量之差不大于0.3%为止,试样减
轻为G1
Mf
空气干燥基〔ad 〕
❖ 是指煤样所处环境与水蒸气压达到平衡时的煤样.在新标 准中规定：煤样若在空气中连续干燥1小时后质量变化不 超过0.10%,则认为达到空气干燥状态.
煤质分析
煤质分析————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ煤的元素分析与工业分析ﻫ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。
ﻫ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工业分析方法得到工业分析成分,用它可以基本了解煤的燃烧特性。
ﻫ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。
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。
煤质分析(工业分析课件)
任务实施
(5） 在洗涤过程中，每次吹入蒸馏水前，应该将洗液都滤干， 这样洗涤效果较好。
(6） 在灼烧前不得残留滤纸，高温炉也应通风。如果这两方 面不注意，BaSO4会被还原而导致测定结果偏低。BaSO4 + 2C = BaS + 2CO2
(7）每配制一批艾氏卡试剂或更换其它任一试剂时，应进行 两个以上空白试验（除不加煤样外，全部操作同样品操 作），硫酸钡质量的极差不得大于0.0010g，取算术平均 值作为空白值。
任务实施
第2步
实验步骤
熔块浸取 将熔块连同坩埚一并放入400mL 烧杯中， 用热蒸馏水洗出坩埚。加入100～150mL 热蒸 溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约5min（此 时如果发现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶 液表面，则此次试验报废）。用定性滤纸滤出 不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹 洗不溶物，吹洗时应注意每次加水要少些，多 吹洗几次（约12 次，最后溶液体积不超 300mL）。
• 2．煤的分类 • 新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟
煤之间共划分为14个大类和17 个小类。 • 常见的三类：无烟煤、褐煤、烟煤
子学习情境1.2 煤中全硫的测定
主要内容
1
任务来源
2
任务分析
3
任务资讯
4
计划决策
5
任务实施
6
任务评价
任务来源
检测人员按照检测标准和规范化操作 要求，完成商品煤中全硫测定并提交 检测报告。
计划决策
煤样中的S 艾氏卡试剂 硫酸盐 水
SO42-
BaCl2 BaSO4↓
称重得BaSO4质量
任务实施
实验仪器
1、仪器与装备 （1）分析天平，感量0.0001g。 （2）马弗炉，附有测温和控温仪表，能升温 至9 00℃，温度可调并可通风。 （3）瓷坩埚，容量为30mL和10～20mL两种。
煤质分析
• GB 474 煤样的制备方法 GB 475 商品煤样采取方 法 GB 481 生产煤样采样方法GB 482 煤层煤样采取 方法GB 3812 褐煤蜡试样的采取和缩制方法GB 4632 煤的最高内在水分测定方法GB 5751 中国煤 炭分类 GB 14181 测定烟煤粘结指数专用无烟煤技术 条件GB 20426 煤炭工业污染物排放标准GBT 189 煤炭粒度分级GBT 211 煤中全水分的测定方法 GBT 212 煤的工业分析方法GBT 213 煤的发热量测定方 法 GBT 214 煤中全硫的测定方法GBT 215 煤中各 种形态硫的测定方法GBT 216 煤中磷的测定方法 GBT 217 煤的真相对密度测定方法
• GBT 15458 煤的磨损指数测定方法 GBT 15459 煤的抗碎强度测定方法GBT15460 煤 中碳和氢的测定方法 电量-重量法GBT 15588 烟煤显微组分分类GBT 15589 显微煤岩类型 分类GBT 15590显微煤岩类型测定方法GBT 15591 商品煤反射率分布图的判别方法GBT 15715 煤用重选设备工艺性能评定方法GBT 15716 煤用筛分设备工艺性能评定方法GBT 16415 煤中硒的测定方法 氢化物发生原子吸 收法GBT 16416 褐煤中溶于稀盐酸的钠和钾 测定用的萃取方法GBT 16417 煤炭可选性评 定方法GBT 16658 煤中铬、镉、铅的测定方 法GBT 16659 煤中汞的测定方法
• 现代化的科学研究仪器：色谱仪、红外光
谱仪、紫外光谱仪、x射线衍射仪、顺磁共振 仪、质谱仪、热谱仪、显微光度计、电子显微 镜、和电子计算机等对煤进行研究。
4、煤的工业分析
煤的工业分析与元素分析是煤质分析的 基本内容。煤的工业分析也称为煤的实用分 析或技术分析，包括煤的水分、灰分、挥发 分和固定碳的计算四项。煤的元素分析主要 用于了解煤的元素组成。通过工业分析，可 以初步判断煤的性质、种类和工业用途。水 分、灰分反映出煤中无机质的数量。
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本章主要介绍煤的工业分析及全硫量的测定。 14
煤质分析的名词述语
P.318-323 1. 煤的采样和制备 2. 煤的分析述语 3. 煤中各种硫的关系 4. 煤质分析结果的表示方法 5. 不同基的换算公式
15
4.2 煤的工业分析
● 煤的工业分析一般指半工业分析， 是水分、灰分、挥发分和固定碳4个分析项 目的总称。
41
4.3 煤发热量的测定
煤的发热量是煤质分析的重要指标之一。
1. 煤作为动力燃料，其发热量越高，经济价 值就越大。
2. 煤在燃烧或气化过程中，还须用煤的发热量计 算热平衡、耗煤量和热效率。根据这些计算参数 即可考虑改进操作条件和工艺过程，从而设法达 到最大的热能利用率。
13
煤质的分析方法
（1）半工业分析及全工业分析 半工业分析：煤的半工业分析测定项目主要是水分、
灰分、挥发分和固定碳含量等4项。 全工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳、发热量
和硫含量的测定。 分析结果：用来判断煤的种类，估量煤的利用价值评
价煤质。 （2）煤的元素分析：
主要是测定煤中的碳、氢、氧、氮和硫等元素的含量， 为煤的科学分类、合理利用和加工工艺设计等提供必要的 数据。
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.
7
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。
8
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
◆ 煤的工业分析： 1、水分的测定 2、灰分的测定 3、挥发分的测定 4、固定碳的测定
16
4.2.1 水分的测定（一）
● 煤中的水分属杂质组分。 在煤的燃烧过程中，水分受热逸出除降低
热值外还能与燃烧气中的一些组分作用，产 生对设备、管道、触媒（催化剂）等造成损 害的物质，如SO2与H2O生成H2SO3。 ●因此煤中水分的含量将影响煤的质量，是经 常要进行检验的项目之一。
全水分(Mt ) ＝外在水分＋内在水分
3.空气干燥煤样水分Mad：以空气干燥煤样在指定条件下，测
得的水分为Mad 。
18
水分的测定的三种方法（GB/T212-2008）
1. 通氮干燥法 2. 甲苯蒸馏法 3. 空气干燥法 4. 微波干燥法
19
1. A 通氮干燥法
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（连 续两次测定质量差的值小于0.2mg ） 。然后根 据煤样的质量损失计算出水分的百分含量。
煤 腐植煤（高等植物形成） 残植煤
腐泥煤
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
M ad
m1 m
100
式中：Mad——空气干燥煤样的水分含量 m1 ——煤样干燥后减轻的质量，g m ——煤样的质量，g
20
3. C 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，在空气流中干燥至质量 恒定，然后根据煤样的质量损失计算水分 的含量。
Mad m1 100 m
815 ℃灼 检查性灼烧
31
马弗炉
灰皿
连续快速灰分测定仪
结果计算
Aad
m1 m
100
Aad ---空气干燥煤样的灰分含量，％； m1 ----残留物的质量，g； m-----煤样的质量，g。
34
4.2.3 挥发分的测定
煤在温度为（900±10）oC下隔绝空气 加热7min，以减少的煤的质量占煤样质量的 百分数，减去该煤样的水分含量（Mad）作 为挥发分产率。
测定方法： 1.缓慢灰化法 2.快速灰化法(步骤p.76) （1）快速灰分测定仪测定法
（2）马弗炉测定法
30
高温灼烧法
（1）缓慢灰化法：煤样 恒重灰皿 马弗炉100℃ 缓慢升温30min至500 ℃ 保温30min 升 温至815 ℃保温1h 冷却至室温 称量 检 查性灼烧至恒重
（2）快速灰化法：煤样 恒重灰皿 烧40min 冷却至室温 称量 至恒重
式中： Mad—— 空气干燥煤样的水分质量分数，% m1 —— 煤样干燥后失去的质量，g m —— 煤样的质量，g
21
干燥箱
2. B 甲苯蒸馏法
根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其 中易挥发组分沸点的原理，将甲苯与煤样一 起蒸馏，收集馏出的水分，计算其含量。
V d M ad m 100
式中： Mad — 空气干燥煤样水分质量分数，% V — 由回收曲线图(？)上查出的水体积，mL d — 水的密度，20oC时为1.00g/mL m — 煤样的质量，g
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。
9
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
23
2. B 甲苯蒸馏法
用微量滴定管准确量取0、1、2、3……10mL 蒸馏水，分别放入蒸馏烧瓶中。每瓶各加80mL 甲苯，然后按上述方法进行蒸馏。根据水的加 入量和实际蒸出的毫升数绘制回收曲线。更换 试剂时，需重作回收曲线。
水分测定的三种方法
方法A和方法B适用于所有煤种， 方法C适用于烟煤和无烟煤。 方法A为常规测定法，方法B、C为快速测定法。
质量0.2824g，已知此空气干燥基煤样中水分为2.50%， 灰分为9.00%，收到基水分为8.10%，分别求空气干燥基、 收到基、干基和干燥无灰基的挥发份？
解：
Vadm1/m10% 0Mad0.282/14.00010% 02.50%25.74% VarVad(100Mar)/(100Mad)25.74%(1008.10)/(1002.50)24.26% Vd Vad10/0(100Mad)25.74%10/0(1002.50)26.40% VdafVad10/0(100MadAad)25.74%10/0(1002.509.00)29.08%
Vad m1 100 Mad m
煤的挥发分产率大致反映了煤的成煤程度， 是我国和各国对煤进行分类的一项重要指标。
三、挥发分的测定 35
挥发分的测定
● 在测定煤的挥发分条件下，不仅有机质发 生热分解，煤中的矿物质也同时发生相应 的变化。当矿物质量不大时可以不加考虑； 但当煤中碳酸盐含量高时则必须校正误差。 当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳含量为 2%～12%时，挥发分计算式为
（2）干燥无灰基的挥发分Vdaf=？
解：
Ad
100 Aad100Mad
2.3 1% 7 1002.3 5% 9 101 0.76
Vda f Vad100(1 Ma0d0Aad)
8.5% 9
例：称取空气干燥基煤试样1.0000g，测定挥发份时失去
第四章 煤质分析
1
内容
4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4
概述 煤的工业分析 水分的测定 灰分的测定 挥发分的测定 固定碳的测定
4.3 煤发热量的测定 4.4 煤中全硫量的测定
1. 艾士卡法 2. 库仑滴定法 3. 高温燃烧中和法
2
煤的定义
煤是植物遗体覆盖在地层下，经复杂的生物化学和物理 化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。
Vad m1 100 Mad (CO 2)ad m
当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳含量>12%时: Vad m1 100 Mad [(CO2)ad (CO2)ad (焦渣)]
m
4.2.4 固定碳的计算
●煤中可燃性固体物是煤燃烧产生热量的主要成分， 称之为固定碳。 固定碳的数据并非从测试获得，而是由下式计算 所得：
的水分测定。
26
4.2.2 灰分的测定（一）
煤样在规定的条件下完全燃烧后所得到的残 留物，称为灰分。
煤的灰分来自煤中的矿物质，包括： 1、原生矿物质 2、次生矿物质 3、外来矿物质
以高温灼烧法测定煤中灰分含量时，主要反应：
（1）当温度在400oC左右时,主要反应：
CaSO 4 2H 2O CaSO 4 2H 2O
灰分的测定（二）
（4）当温度高于700oC时： 煤中的碱金属氧化物和氯化物部分发
生分解，待温度达到800oC时分解反应基 本完成，因此煤的灰分测定温度规定为 （815±10）oC
29
灰分的测定（二）
●煤的灰分测定包括缓慢灰化法和快速灰 化法两种。缓慢灰化法作为仲裁法；快速 灰化法则作为例常分析法。
25
微波干燥法
取一定量的空气干燥煤样，置于微波测水仪内，炉内磁 控管发射非电离微波，使水分子超高速振动，产生摩擦 热，使煤中水分迅速蒸发，根据煤样的质量损失计算水 分。 本方法适用于褐煤和烟煤水分的快速测定
用测定烟煤、褐煤的程序进行烟煤和褐煤的水分测定； 用测定无烟煤程序进行无烟煤和用氯化锌重液减灰煤样
AI 2O3 2SiO2 2H 2O AI 2O3 2SiO2 2H 2O
27
（2）当温度在500oC时的主要反应：
灰分的测定（二） CaCO 3 CaO CO2 FeCO3 FeO CO2
（3）当温度在600oC时：
4FeS 2 11O 2 2Fe 2O 3 8 SO 2 2CaO 2 SO 2 O 2 2CaSO 4 4FeO O 2 2Fe 2O 3
煤质分析的名词述语
P.318-323 1. 煤的采样和制备 2. 煤的分析述语 3. 煤中各种硫的关系 4. 煤质分析结果的表示方法 5. 不同基的换算公式
15
4.2 煤的工业分析
● 煤的工业分析一般指半工业分析， 是水分、灰分、挥发分和固定碳4个分析项 目的总称。
41
4.3 煤发热量的测定
煤的发热量是煤质分析的重要指标之一。
1. 煤作为动力燃料，其发热量越高，经济价 值就越大。
2. 煤在燃烧或气化过程中，还须用煤的发热量计 算热平衡、耗煤量和热效率。根据这些计算参数 即可考虑改进操作条件和工艺过程，从而设法达 到最大的热能利用率。
13
煤质的分析方法
（1）半工业分析及全工业分析 半工业分析：煤的半工业分析测定项目主要是水分、
灰分、挥发分和固定碳含量等4项。 全工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳、发热量
和硫含量的测定。 分析结果：用来判断煤的种类，估量煤的利用价值评
价煤质。 （2）煤的元素分析：
主要是测定煤中的碳、氢、氧、氮和硫等元素的含量， 为煤的科学分类、合理利用和加工工艺设计等提供必要的 数据。
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.
7
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。
8
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
◆ 煤的工业分析： 1、水分的测定 2、灰分的测定 3、挥发分的测定 4、固定碳的测定
16
4.2.1 水分的测定（一）
● 煤中的水分属杂质组分。 在煤的燃烧过程中，水分受热逸出除降低
热值外还能与燃烧气中的一些组分作用，产 生对设备、管道、触媒（催化剂）等造成损 害的物质，如SO2与H2O生成H2SO3。 ●因此煤中水分的含量将影响煤的质量，是经 常要进行检验的项目之一。
全水分(Mt ) ＝外在水分＋内在水分
3.空气干燥煤样水分Mad：以空气干燥煤样在指定条件下，测
得的水分为Mad 。
18
水分的测定的三种方法（GB/T212-2008）
1. 通氮干燥法 2. 甲苯蒸馏法 3. 空气干燥法 4. 微波干燥法
19
1. A 通氮干燥法
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（连 续两次测定质量差的值小于0.2mg ） 。然后根 据煤样的质量损失计算出水分的百分含量。
煤 腐植煤（高等植物形成） 残植煤
腐泥煤
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
M ad
m1 m
100
式中：Mad——空气干燥煤样的水分含量 m1 ——煤样干燥后减轻的质量，g m ——煤样的质量，g
20
3. C 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，在空气流中干燥至质量 恒定，然后根据煤样的质量损失计算水分 的含量。
Mad m1 100 m
815 ℃灼 检查性灼烧
31
马弗炉
灰皿
连续快速灰分测定仪
结果计算
Aad
m1 m
100
Aad ---空气干燥煤样的灰分含量，％； m1 ----残留物的质量，g； m-----煤样的质量，g。
34
4.2.3 挥发分的测定
煤在温度为（900±10）oC下隔绝空气 加热7min，以减少的煤的质量占煤样质量的 百分数，减去该煤样的水分含量（Mad）作 为挥发分产率。
测定方法： 1.缓慢灰化法 2.快速灰化法(步骤p.76) （1）快速灰分测定仪测定法
（2）马弗炉测定法
30
高温灼烧法
（1）缓慢灰化法：煤样 恒重灰皿 马弗炉100℃ 缓慢升温30min至500 ℃ 保温30min 升 温至815 ℃保温1h 冷却至室温 称量 检 查性灼烧至恒重
（2）快速灰化法：煤样 恒重灰皿 烧40min 冷却至室温 称量 至恒重
式中： Mad—— 空气干燥煤样的水分质量分数，% m1 —— 煤样干燥后失去的质量，g m —— 煤样的质量，g
21
干燥箱
2. B 甲苯蒸馏法
根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其 中易挥发组分沸点的原理，将甲苯与煤样一 起蒸馏，收集馏出的水分，计算其含量。
V d M ad m 100
式中： Mad — 空气干燥煤样水分质量分数，% V — 由回收曲线图(？)上查出的水体积，mL d — 水的密度，20oC时为1.00g/mL m — 煤样的质量，g
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。
9
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
23
2. B 甲苯蒸馏法
用微量滴定管准确量取0、1、2、3……10mL 蒸馏水，分别放入蒸馏烧瓶中。每瓶各加80mL 甲苯，然后按上述方法进行蒸馏。根据水的加 入量和实际蒸出的毫升数绘制回收曲线。更换 试剂时，需重作回收曲线。
水分测定的三种方法
方法A和方法B适用于所有煤种， 方法C适用于烟煤和无烟煤。 方法A为常规测定法，方法B、C为快速测定法。
质量0.2824g，已知此空气干燥基煤样中水分为2.50%， 灰分为9.00%，收到基水分为8.10%，分别求空气干燥基、 收到基、干基和干燥无灰基的挥发份？
解：
Vadm1/m10% 0Mad0.282/14.00010% 02.50%25.74% VarVad(100Mar)/(100Mad)25.74%(1008.10)/(1002.50)24.26% Vd Vad10/0(100Mad)25.74%10/0(1002.50)26.40% VdafVad10/0(100MadAad)25.74%10/0(1002.509.00)29.08%
Vad m1 100 Mad m
煤的挥发分产率大致反映了煤的成煤程度， 是我国和各国对煤进行分类的一项重要指标。
三、挥发分的测定 35
挥发分的测定
● 在测定煤的挥发分条件下，不仅有机质发 生热分解，煤中的矿物质也同时发生相应 的变化。当矿物质量不大时可以不加考虑； 但当煤中碳酸盐含量高时则必须校正误差。 当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳含量为 2%～12%时，挥发分计算式为
（2）干燥无灰基的挥发分Vdaf=？
解：
Ad
100 Aad100Mad
2.3 1% 7 1002.3 5% 9 101 0.76
Vda f Vad100(1 Ma0d0Aad)
8.5% 9
例：称取空气干燥基煤试样1.0000g，测定挥发份时失去
第四章 煤质分析
1
内容
4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4
概述 煤的工业分析 水分的测定 灰分的测定 挥发分的测定 固定碳的测定
4.3 煤发热量的测定 4.4 煤中全硫量的测定
1. 艾士卡法 2. 库仑滴定法 3. 高温燃烧中和法
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煤的定义
煤是植物遗体覆盖在地层下，经复杂的生物化学和物理 化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。
Vad m1 100 Mad (CO 2)ad m
当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳含量>12%时: Vad m1 100 Mad [(CO2)ad (CO2)ad (焦渣)]
m
4.2.4 固定碳的计算
●煤中可燃性固体物是煤燃烧产生热量的主要成分， 称之为固定碳。 固定碳的数据并非从测试获得，而是由下式计算 所得：
的水分测定。
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4.2.2 灰分的测定（一）
煤样在规定的条件下完全燃烧后所得到的残 留物，称为灰分。
煤的灰分来自煤中的矿物质，包括： 1、原生矿物质 2、次生矿物质 3、外来矿物质
以高温灼烧法测定煤中灰分含量时，主要反应：
（1）当温度在400oC左右时,主要反应：
CaSO 4 2H 2O CaSO 4 2H 2O
灰分的测定（二）
（4）当温度高于700oC时： 煤中的碱金属氧化物和氯化物部分发
生分解，待温度达到800oC时分解反应基 本完成，因此煤的灰分测定温度规定为 （815±10）oC
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灰分的测定（二）
●煤的灰分测定包括缓慢灰化法和快速灰 化法两种。缓慢灰化法作为仲裁法；快速 灰化法则作为例常分析法。
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微波干燥法
取一定量的空气干燥煤样，置于微波测水仪内，炉内磁 控管发射非电离微波，使水分子超高速振动，产生摩擦 热，使煤中水分迅速蒸发，根据煤样的质量损失计算水 分。 本方法适用于褐煤和烟煤水分的快速测定
用测定烟煤、褐煤的程序进行烟煤和褐煤的水分测定； 用测定无烟煤程序进行无烟煤和用氯化锌重液减灰煤样
AI 2O3 2SiO2 2H 2O AI 2O3 2SiO2 2H 2O
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（2）当温度在500oC时的主要反应：
灰分的测定（二） CaCO 3 CaO CO2 FeCO3 FeO CO2
（3）当温度在600oC时：
4FeS 2 11O 2 2Fe 2O 3 8 SO 2 2CaO 2 SO 2 O 2 2CaSO 4 4FeO O 2 2Fe 2O 3