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煤的工业分析

发布时间：2009/10/24 阅读次数：4204 字体大小: 【小】【中】【大】

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煤的工业分析

　　　　　　　一、实验目的

1 、掌握煤的工业分析方法。

2 、了解煤的合用性能及煤种的判断方法。

3 、根据经验公式计算煤的低发热量。

　　　　　　二、实验原理　

　工业分析则是我国工矿企业中采用的一种简易分析方法，即通过对实验室中的空气干燥基煤样所含挥发分 V 、固定碳 FC 、灰分 A 、水分 M 进行测定，得到煤的工业分析成分的方法。若分别以 V ad 、 FC ad 、 A ad 、 M ad 表示空干燥基下煤样中挥发分、固定碳、灰分和水分的重量百分含量，则有：

V ad +FC ad +A ad +M ad =100%

　　实验的原理为热解重量法，即根椐煤样中各组分的不同物理学性质，控制不同的温度和时间，使其中的某种组分发生分解或完全燃烧，并以失去的重量占原度样重量的百分比作为该组分的重量百分含量。

　　其中对水分的分析采用常规测定的方法进行。即将煤置于 105℃ ~ 110 ℃ 的鼓风干燥箱中干燥，并进行检查，直至重量变化小于 ± 0.001g 为止；对煤的灰分的分析采用快速灰化法，即将煤样置于 815℃ 的马弗炉中灼烧 40 分钟，并检查其燃烧完全程度，直至重量变化小于 ± 0.001g 为止。挥发分是煤样在特定的条件下受热分解的产物，故采取将煤样放入带盖的瓷坩埚中，置于 900± 10℃ 的马弗炉中，隔绝空气加热 7 分钟，冷却后称重，以失重减去水分即为挥发分重量。

　　上述各组分的计算式为：

　水分： M ad = （失重 / 样品重） × 100%

　灰分： A ad = （灰重 / 样品重） × 100%

　挥发分： V ad = （灰重 / 样品重） × 100% － M ad

　　　　　　三、仪器设备　

　　主要设备有：马弗炉、鼓风干燥箱、 1/10000 天平、玻璃干燥器及称量瓶、瓷坩埚等。

　　　　　　四、实验步骤

　　1 、准备工作

将鼓风干燥箱、马弗炉升温至实验要求的温度并制备实验煤样。

　　2 、水分的测定

在分析天平上称出预先烘干的带盖称量瓶的空重，然后加入粒度小于 0.2mm 的煤样 1 ± 0.1g ，称量时读数精确到小数点后四位。打开瓶盖，将称量瓶置入预先加热到 105 ～ 110 o C 的鼓风干燥箱中，将烟煤干燥 1 小时，无烟煤干燥 1 ～ 1.5 小时。取出称量瓶并加盖，在空气中冷却 2 ～ 3 分钟后，放入干燥器中冷却到室温（约 20 分钟），称重。

　　3 、灰分的测定

在预先灼烧并称出空重的矩形坩埚中加入粒度为 0.2mm 以下的煤样 1 ± 0.1g ，称量时准确至小数点后 4 位。将坩埚置入已预热到 850 o C 的马弗炉中，在 815 ± 10 O C 的温度下灼烧 40 分钟，取出坩埚在空气中冷却 5 分钟后，放入干燥器内冷却到室温（约 20 分钟），称重。称重后的样品再进行每次 20 分钟的检查性灼烧，直至重量变化＜ 0.001g 为止（当灰分＜ 15% 时可不进行检查性灼烧），并取最后一次测定重量进行计算。

　　4 、挥发分的测定

在分析天平上称出预先在 900 o C 下烧至恒重的带盖坩埚的空重，加入粒度＜ 0.2mm 的煤样 1 ± 0.1g ，称准至小数点后四位，轻轻振动坩埚待煤样铺平后加盖（若为褐煤或长焰煤则应预先压块，并切成约 3mm 的小块备用）。将坩埚迅速置入预先升温至 920 o C 的马弗炉中，并在 900 ± 10 O C 的温度下继续加热 7 分钟（若 3 分钟内炉温不能恢复到 900 ± 10 O C ，并保持到实验结束，则该实验作废）。取出坩埚在空气中冷却 5 ～ 6 分钟后，放入干燥器中冷却到室温（约 20 分钟）称重。根据煤样的焦渣特性及 V daf 值进行种类判断及其低发热量 Q net ， ad 的计算。

　　　　　　五、实验结果处理　

　１、测定数据的记录及处理

测定成分	容器名称	容器空重 /g	加样总重 /g	样品重 /g	热处理后总重 /g	计算结果 /%
水分
灰分
挥发分
固定碳	FC ad ＝ 100% －（ M ad ＋ A ad ＋ V ad ）

2、煤的种类的判断

　鉴于我国对煤的种类的划分是以无灰分含量 V daf 为根据，而 V daf 与 V ad 之间存在以下的换算关系：

V daf =V ad × [100 －（ M ad +A ad ） ]/100

则根据 V daf 可进行煤样的种类判断。

煤的种类	褐煤	烟煤	无烟煤
V daf	＞ 37	10~46	＜ 10

　　３、计算煤的低位发热量 Q net.ad

　　根据工业分析数据，可按下列公式计算 Q net.ad ：

　（ 1 ）无烟煤：

Q net.ad ＝ K 0 ― 360M ad ― 385A ad ― 100V ad （ KJ/Kg ）

式中 K 0 ——系数，根据 V daf 查得

V daf	＜ 0.6	0.6~1.2	1.2~1.5	1.5~2.0	2.0~2.5	2.5~3.0	3.0~3.5	3.5~4.1
K 0	32198	33035	33662	34289	34707	34916	35335	35753

　（ 2 ）烟煤：

Q net.ad ＝ 100K 1 ―（ K 1 ＋ 25 ）（ M ad ＋ A ad ）― 12.56V ad （ KJ/Kg ）

式中 K 1 ——系数，根据 V daf 和焦渣特性查得。

　　　　　　六、思考题　

　　• 固体燃料的组成有哪几种基准表示？各适用于哪些场合？

　　• 准确进行煤的工业分析的关键是什么？

　　• 煤的工业分析在工程实际中有何作用？

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