煤炭化验技术

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1、煤炭化验技术,煤的检测技术,煤炭分析试验方法的一般规定 数值修约规则 煤中全水分的测定方法 煤的工业分析方法 煤中全硫的测定方法 煤的发热量测定 焦炭反应性及反应后强度的测定,内容提要,一、煤炭分析试验方法的一般规定,1.1 煤样,存查煤样 存查煤样在原始煤样制备的某一个阶段分取。存查煤样应尽量可能少破碎、少缩分，其粒度和质量应符合相关标准规定。,煤样的保存 一般分析试验煤样应在达到空气干燥状态后装入严密的容器中。（空气干燥状态以试验在大气中连续暴露1h，其质量变化不超过0.1%来衡量）,分析试验取样 分析试验取样前，应将煤样充分混匀；取样时，应尽可能从煤样荣的不同部位，用多点取样法取出。,1

2、.2 测定及方法精密度,平行测定与重复测定 平行测定为同时进行测定，重复测定为在同一化验室内进行的多次测定。在平行测定中不易发现问题，二次差值也很小，但准确度不一定高，而在重复测定中，一但温度掌握不好，二次差值差的必然较大，能及时发现问题。,水分测定期限 水分应在煤样制备后立即测定，如不能立即测定，则应将之准确称量、置于不吸水、不透气的密闭容器中，并尽快测定。凡需根据水分测定结果进行校正或换算的分析试验最好能和水分测定同时进行，否则也应该在尽量短、煤样水分不发生显著变化的期限（最多超不过5天）内进行。,方法精密度 重复限性在同一实验室中，由同一操作者，用同一台仪器，对同一分析试验煤样，于短期内

3、所做的重复测定，所得的结果间的差值（95%概率下）的临界值。 再现性临界差在不同实验室中，对从煤样缩制最后阶段的同一煤样中分取出来的、具有代表性的部分所做的重复测定，所得的结果的平均值间的差值（在95%概率下）的临界值。,1.3 基准和溶液浓度,收到基以收到状态的煤为基准。ar 空气干燥基以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。ad 干燥基以假想污水状态的煤为基准。d 干燥无灰基以假想无水、无灰状态的煤为基准。daf 干燥无矿物质基以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。dmmf,各种基准之间的关系,例：某一煤样，其工业分析指标按不同基准计算的百分含量如下：,Mad+Aad+Vad+FCad=100

4、Ad+Vd+FCd=100 Vdaf+FCdaf=100,要求基=已知基换算式,例：已知Vdaf=41.06%，Mad=2.83%，Aad=25.02%。求：Vad及Vd。 解： Vad(%)= ( 100-Mad-Aad)/100Vdaf =(100-2.83-25.02)/10041.06 =29.62 Vd(%)=100/(100-Mad) Vad =100/(100-2.83) 29.62 =30.48,二、数值修约规则,数值修约规则：六进四去，五单双,末位有效数字后边的第一位,例：将下列数值进行进行修约，结果要求保留小数后两位。,27.7234,27.7264,27.7252,27.

5、7250001,27.7350,27.7250,27.7050,27.72,27.73,27.73,27.73,27.74,27.72,27.72,三、煤中全水分的测定方法,水分（Moisture）,水分（M，%），一项重要的煤质指标。,煤中全水分(Mt)的测定方法,常用方法：空气干燥法,测定步骤,粒度13mm,粒度6mm,结果计算,Mt全水分，% m1煤样干燥后失去的质量，g m 称取煤样的质量，g,Mt=m1/m100%,注意问题,（1）采集的全水分试样保存在密封良好的容器中，并放在阴凉的地方； （2）制样操作要快，最好用密封式破碎机；全水分煤样送到实验室后立即测定； （3）进行全水分测定

6、的煤样不宜过细，如要用较细的试样进行测定，则应该用密封式破碎机或用两步法进行测定先破碎成较大颗粒测其外水，再破碎较细颗粒测其内水。 （4）如不立即测定，则准确称量，以便进行水分损失（或吸水）的校正。,四、煤的工业分析方法,空气干燥基水分（Mad） 灰分（Aad） 挥发分（Vad）,空气干燥基水分（Mad）,常用方法：空气干燥法,（1）要求 煤样：粒度0.2mm，样重10.1g（称准至0.0002g） 干燥温度：105-110 oC 干燥时间：烟煤1.5h；无烟煤2h,称 量,干 燥,冷 却,检查性干燥,预先干燥过的称量瓶； 称准至0.0002g；,连瓶带盖一起称； 将煤摊平；,预先鼓风的并已加

7、热到105-110oC; 揭开称量瓶盖，在鼓风条件下烘干；,立即盖上盖； 称准至0.0002g,空气中冷却约15min，放入干燥器中，冷却至室温；,每次30min； 连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.01g或质量有所增加为止；,水分在2%以下时，不必进行检查性干燥；,（2）分析步骤,（3）结果计算,Mad空气干燥基水分，% m1煤样干燥后失去的质量，g m 称取煤样的质量，g,Mad=m1/m100%,灰分（Aad）,煤中灰分（A，%）是煤完全燃烧后留下的残渣，它不是煤中固有的物质，而是煤中矿物质在一定条件下经一系列分解、化合等复杂反应而形成的。灰分的产率与矿物质含量间有一定相关关系，可以用

8、灰分来估算煤中矿物质含量。,煤中矿物质,原生矿物：是由成煤质物本身所含有的矿物质形成的。,次生矿物：是在成煤过程中由外界进入煤中的矿物。,外来矿物：是指在采煤过程中从煤层顶板、底板、夹矸层等 处混入煤中的矿物质。,（2）分析步骤,常用方法：缓慢灰化法（仲裁法）,（1）要求 煤样：粒度0.2mm，样重10.1g（称准至0.0002g） 温度及时间：500oC保持30min；81510oC灼烧1h。,注意问题： 摊平可以防止因煤炭燃烧不完全，SO2+CaOCaSO4 增加灰分的含量。 炉门留有15mm的缝，一方面使得煤样在炉内充分燃烧，另一方面产生的CO2和SO2能够被及时带走。,灰皿预先灼烧至质

9、量恒定；均匀的摊平在灰皿中。,打开烟囱，将灰皿送入炉温不超过100oC的马弗炉恒温区内，关上炉门留有15mm左右的缝隙。在不少于30min时间内将炉温缓慢升至500oC；并在此温度下保持30min。继续升温至81510oC，并在此温度下灼烧1h。,从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，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。,进行检查性灼烧，每次20min，直到连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0010g为止。以最后一次灼烧后的质量为计算依据。灰分低于15%，不必进行检查性灼烧。,灰分（Aad）的测定方法,快速灰化法,（1）要求 煤样：粒度0.2mm，样重10

10、.1g（称准至0.0002g） 温度及时间：缓慢推入炉中在81510oC灼烧40min。,（2）分析步骤,灰皿预先灼烧至质量恒定；均匀的摊平在灰皿中。,将马弗炉加热到850oC，打开烟囱，将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢地推入马弗炉内，使第一排灰皿中的煤样灰化。待5-10min后，煤样不再冒烟时，以每分钟不大于2cm的速度把其余排灰皿顺序推入炉内炽热部分（若煤样着火发生爆燃，试验应作废）。 关上炉门，在（81510）oC温度下灼烧40min。,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。,进行检查性灼烧，每次20min，直到连续两次灼烧后的质量变化

11、不超过0.0010g为止。以最后一次灼烧后的质量为计算依据。灰分低于15%，不必进行检查性灼烧。,（3）计算结果 Aad=m1/m100%,Aad空气干燥基灰分，% m1灼烧后残留物的质量，g m 称取煤样的质量，g,影响灰分测定的主要因素有哪些？ 造成灰分测定误差的主要因素有三个：黄铁矿氧化程度；碳酸盐的分解程度；灰中固定的硫的多少.,如何获得可靠的灰分测定结果？ （1）采用缓慢灰化法，使煤中硫化物在碳酸盐分解前就完全氧化并排出，避免硫酸钙的生成； （2）灰化过程中始终保持良好的通风状态，使硫氧化物一经生成就及时排出； （3）煤样在灰皿中要平铺，以避免局部过厚，一方面避免燃烧不完全，另一方面

12、可防止底部煤样中硫化物生成的二氧化硫被上部碳酸盐分解生成的氧化钙固定； （4）在足够高（800OC）的温度下灼烧足够长的时间，以保证碳酸盐完全分解及二氧化碳完全驱出。,挥发分（Vad）,煤的挥发分（V，%）是煤中有机物质和一部分矿物质受热分解的产物。它不是煤中固有物质，而是在特定温度下煤的热分解产物。煤的挥发分与煤的质变程度有很大的关系，随煤化程度的增加，挥发份降低。如褐煤挥发分一般在38-65%，烟煤的挥发分一般在10-55%，无烟煤的挥发分在10%。,根据煤的挥发分的产率和测定挥发分后的焦块特性可以初步决定煤的加工利用途径。如高挥发分的煤，干馏时化学副产品产率高，适于作低温干馏原料，也可以

13、作为气化原料；挥发分适中的烟煤，粘结性较好，适于炼焦。 在配煤炼焦中，要用挥发分来确定配煤比，以将混煤的挥发分控制到适宜范围（25%31%）。此外，根据挥发分，可以估算炼焦时焦炭、煤气、焦油和粗苯等产率。在燃煤中，可根据挥发分来选择适于特定煤源的燃烧设备或适于特定设备的煤源。,挥发分（Vad）的测定方法,（1）要求 煤样：粒度0.2mm，样重10.1g（称准至0.0002g） 温度：900oC 时间：隔绝空气加热7min，加热时间包括温度恢复时间在内。,（2）分析步骤,在预先于900oC温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚中，称取规定粒度的空气干燥基煤样，然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在

14、坩埚架上。,将马弗炉预先加热至920oC左右，打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区，立即关上炉门并计时，准确加热7min。坩埚及架子放入后，要求炉温在3min内恢复至90010oC，此后保持在90010oC，否次此次试验作废。,从炉中取出坩埚，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，计算出挥发分含量。,（3）计算结果 Vad= m1/m100%-Mad,Vad空气干燥基挥发分，% m1煤样加热后减少的质量，g m 称取煤样的质量，g Mad空气干燥基水分，%,定期对热电偶及毫伏计进行校正，校正和使用热电偶时，其冷端应该放入冰水或将零点调到室温，或采用冷端补

15、偿器； 定期测量马弗炉的恒温区，装有煤样的坩埚必须放在马弗炉恒温区内。 每次试验最好放同样数目的坩埚，以保证坩埚及其支架的热容量基本一致； 总加热时间（包括温度恢复时间）要严格控制为7min； 要使用符合GB/T212规定的坩埚，坩埚盖子必须配合严密。必须将烟囱口封住，否则会使挥发分测定结果偏高；,要用耐热金属板的坩埚架，它受热时不能掉皮，若沾在坩埚上影响测定结果； 坩埚从马弗炉取出后，在空气中冷却时间不宜过长，以防焦渣吸水； 测定褐煤、长焰煤的挥发分时，为什么必须压饼。原因如下：当测定低变质程度的煤如褐煤、长焰煤时，由于它们的水分和挥发分很高，如以松散状态放入900oC炉中加热，则挥发分会骤

16、然大量释放，把坩埚盖顶开（产生爆鸣声）带走碳粒，使结果偏高，而且重复性较差，若将试样压成饼，切成3mm的小块后再进行测定，由于试样紧密可减缓挥发分的释放速度，因而可有效地防止煤样爆燃、喷溅，使测定结果稳定可靠。,测定煤的挥发分产率应注意哪些问题？,煤的焦渣特征分为8个型号，号数越大，表示粘结性越强。12号表示煤没有粘结性；34号表示煤的粘结性较弱；58号表示煤有较好的粘结性。 （1型）粉状全部是粉末，没有相互粘着的颗粒； （2型）粘着用手指轻碰即成粉末或者基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末； （3型）弱粘结用手指轻压即成小块； （4型）不熔融粘结以手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光泽； （5型）不膨胀熔融粘结焦渣形成扁平的块，煤粒的界线不易分清，焦渣上表面有明显银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显； （6型）微膨胀熔融粘