(工业分析课件)第四章煤质分析
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.
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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
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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
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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
第9页/共59页
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。
煤质分析讲义课件
煤的硬度与抗碎强度
硬度
煤抵抗外来机械作用的能力，与煤的 变质程度和显微组分有关。
抗碎强度
煤在受到冲击或挤压时抵抗破碎的能 力，与煤的结构和矿物杂质含量有关 。
03
煤的化学性质分析
煤的元素组成
氢（H）
辅助可燃成分，提 高煤的燃烧效率。
氮（N）
燃烧时可能产生氮 氧化物，影响环境 。
碳（C）
主要可燃成分，影 响煤的发热量。
煤质分析历史与发展
历史
煤质分析的历史可以追溯到古代，但真正意义上的煤质分析始于工业革命时期，随着煤炭工业的发展而逐渐完善 。
发展
近年来，随着科技的进步和环保意识的提高，煤质分析技术也在不断发展。新的检测仪器和分析方法不断涌现， 使得煤质分析的准确性和效率不断提高。同时，煤质分析也逐渐向自动化、智能化方向发展，为煤炭工业的可持 续发展提供了有力支持。
在线元素分析
介绍在线元素分析仪器的 原理、结构和应用，实现 对煤中元素含量的实时监 测。
在线工业分析
阐述在线工业分析仪器的 测试原理和方法，实时监 测煤的水分、灰分和挥发 分等指标。
在线热值监测
探讨在线热值监测技术的 原理、方法和意义，实现 对煤燃烧过程中热值的实 时监测。
05
煤质分析仪器与设备
显微镜与图像分析仪
煤的发热量与灰熔点
发热量
单位质量煤完全燃烧时释放的热量，用于评估煤的能量价值。
灰熔点
煤灰在高温下的熔融特性，影响锅炉设计和运行。
04
煤质分析方法与技术
采样与制样技术
采样方法
介绍常用的采样方法，包括手工采样、机械采样和自动化采 样等，并分析各种方法的优缺点。
制样技术
详细阐述制样的目的、方法和步骤，包括破碎、筛分、混合 和缩分等环节，以确保样品的代表性和准确性。
工业分析ppt课件
2.4 水分的测定方法
加热干燥法（空气干燥和通氮干法） 微波加热干燥法 2.4.1 基本原理 a、加热干燥法：1g分析煤样在105~110º C下，在 干燥氮气流或空气流中加热到质量恒定，根据 煤样的质量损失计算出水分含量。 b、微波加热干燥法：煤样置于微波测水仪内， 仪器内磁控管发射非电离微波，使水分子超高 速振动产生摩擦热而迅速蒸发，根据煤样的质 量损失计算水分含量。
根据煤的工业分析的结果可以初步判断煤的性质，特 别是作为燃料的质量，利用干燥无灰基挥发分和焦渣特征 可以大致判断煤的品种牌号。 根据工业分析的结果可以导出计算各种烟煤低位发热 量的经验公式。对于同一矿井的煤来说，这样的经验公式 具有相当好的精确度，从而有很大的实用价值。对于使用 单一煤源的用户如电厂来说，这一点也很有意义。
煤中化合水的含量多少与煤中矿物质的含量 和组成有关，与煤的煤化程度无关。 化合水不能直接测得，而是根据煤中矿物质 的组成及其可能带有的结晶水来推算。 煤中的游离水：是指以附着或吸附等物理方 式与煤结合的水分，又分内在水分和外在水分两 部分。
内在水分：
•
•
存在于煤中毛细孔中的水； 实际测定中指煤样达到空气干燥状态时保留下来 的那部分游离水。 特点：需要在高于水的正常沸点的温度下才能 除尽。
2.4.4 注意问题
a 煤的水分是部分游离水，通常称之为分析水。 b 水分与各实验室空气湿度直接相关 ——同一煤样的水分值随空气湿度发生变化 ——需用水分进行基的换算或校正时，需同时测定水分。 c 精密度中无再现性临界差。
2.4.5 方法精密度
Mad/% <5.00 5.00~10.00 >10.00 重复性限/% 0.20 0.30 0.40
2.4.3 测定步骤