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煤的工业分析
发布时间:2009/10/24  阅读次数:4104  字体大小: 【】 【】【
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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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