2013.11.13 煤的基本性质－工业分析 中科院山西煤化所 李文 liwen@
1 工业分析－水分 意义：运输、燃烧能耗、炼焦时间延长、风化自燃 存在形态 游外在水:机械结合，环境中不断蒸发，变成风干煤后失去的 离 开采、运输、储存、洗煤；与煤质无关 水内在水:内表面的毛细孔，物理化学结合，105˚C脱除 结晶水:与矿物质化学结合(CaSO4·2H2O,Al2O3·2SiO2·2H2O)>200˚C脱除 含量测定：静置或加热后煤样质量的变化
2 煤中水分的分类测定 应用煤（收到基）的全水分:Mt 刚采集出拟利用的煤，设计用，商品煤计价依据 分析煤样的水分:Mad 环境下达到水分平衡的风干煤，科研用 煤的最高内在水分(恒湿无灰基):MHC 规定条件下水分饱和后，去除表面水后。
反映煤的孔隙结构和变质程度。
用于计算恒湿无灰基的发热量，作为褐煤和烟煤分类的界线－24MJ/kg 工业分析－灰分 意义：运输、热损失、利用方式与效率 定义：可燃物完全燃烧及矿物质高温下分解、化合后的残渣 来源(分类)： 原生：成煤植物本身所含，少量 内在矿物质 次生：成煤过程中由环境传入，较少洗选难脱除 外来：采煤过程混入，主要，洗选可脱除 含量的测定： 电炉中，815˚
C，灼烧40min，冷却称重
4 工业分析－灰分的来源
(1)粘土、石膏类，脱除结晶水 SiO2·Al2O3·2H2O→SiO2·Al2O3+2H2OCaSO4·2H2O→CaSO4+2H2O
(2)碳酸盐，分解放出CO2 CaCO3→CaO+CO2
(3)黄铁矿氧化 FeCO3→FeO+CO2 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
(4)氧化亚铁，进一步氧化 4FeO+O2→Fe2O3
(5)SO2进一步与煤中钙基物质反应 2CaCO3+2SO2+O2→2CaSO4+2CO2CaO+SO2+0.5O2→CaSO4 一次反应 主要成分：Si,Al,Ca,Fe..95% 二次反应
5 工业分析－灰分的作用 灰分含量≠矿物质含量，精确为灰分产率 劣势： 等离子体低温灰化法,150º
C 多消耗燃料或原料，能耗增加 随烟气或飞灰带出，使设备腐蚀和侵蚀（
K、Na、Cl、S） 加快煤的氧化自燃（黄铁矿） 优势： 碱金属、碱土金属是煤气化反应的催化剂 钼、铁、黄铁矿可提高加氢液化活性或脱硫的选择性 稀有元素回收后是珍贵的工业原料
6 工业分析－挥发分和固定碳 挥发分V：特定条件
(900˚
C,隔绝空气,加热7min)下，煤的 有机质受热分解的产物，严格为挥发分产率。
固定碳FC定义：测定挥发分后，留下的固体有机物。
固定碳＝100－水分－挥发分－灰分 V指标的作用: 煤分类的指标：随煤化程度提高，V下降
利用工艺的依据：V高-热解,V中-焦化(25-31%),V低-气化
7