煤的工业分析

中国建筑材料检验认证中心煤分析基础知识水泥用煤的有关标准主要包括工业分析、全硫的测定、全水分的测定和发热量的测定方法等。即：GB/T212-2008煤的工业分析方法GB/T213-2008煤的发热量测定方法GB474-2008煤样的制备方法GB475-2008商品煤样人工采取方法GB/T214-2007煤中全硫的测定方法GB/T211-2007煤中全水分的测定方法煤分析基础知识煤的分类：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、烟煤无烟煤分为3个小类；褐煤划为2个小类；烟煤划分为12个小类。详见GB5751《中国煤炭分类》。煤分析基础知识一、煤质分析中常用的代表符号和基准煤质分析中常用的代表符号和基准依据GB/T483-2007《煤炭分析试验方法一般规定》和3715-2007《煤质及煤分析有关术语》编写。1.煤质分析结果的基准及其含义在煤质分析试验中，煤样基准的含义是表示分析结果是以什么状态的试样为基础得出的。由于不同状态下的试样所包括的基础物质不同，所以就有不同的试样基础。水泥用煤的分析中常用的试样基准有四种。煤的基准含义及符号术语名称定义符号曾用符号空气干燥基以煤中水分与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。ad分析基f收到基以收到状态的煤为基准。ar应用基y干燥基以假想无水状态的煤为基准。d干基g干燥无灰基以假想无水、无灰状态的煤为基准。daf可燃基r煤质分析项目的代表项目水分灰分挥发分固定碳发热量矿物质符号MAVFCQMMC、H、O、N、S及煤灰中化学成分等仍以元素名称为代表符号。表1分析试验项目及符号煤质分析项目的代表项目外在或游离内在全高位低位恒容恒压符号finhtgrnetvp表2常用指标及符号煤分析基础知识2定义煤样：为确定某些特性而从煤中采取的具有代表性的一部分煤。共用煤样：为进行多个试验而采取的煤样。全水分煤样：为测定全水分而专门采取的煤样。水分煤样装于不透水、不透气的容器中。煤分析基础知识煤样在空气（40℃以下）中连续干燥1h后，煤样的质量变化不超过0.1%，煤样达到空气干燥基状态。一般分析试验煤样：破碎到粒度小于0.2ｍｍ并达到空气干燥状态，用于一般物理和化学特性测定的煤样。一般分析试验煤样达到空气干燥状态后装入严密的容器中。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。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以假想的无水无灰状态的煤质分析结果为基准。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)。煤分析基础知识不同基准的换算系数系数需要基已知基空气干燥基（Xad）收到基（Xar）干燥基（Xd）干燥无灰基（Xdaf）空气干燥基（Xad）收到基（Xar）干燥基（Xd）干燥无灰基（Xdaf）100100adM100100adM100100adarMM100100aradMM100100arM100100arM100()100adadMA100()100ararMA100100dA100100()adadMA100100()ararMA100100dA煤分析基础知识换算举例：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：adXMXadd10010078.1850.1850.1100100100100dadadAMA煤分析基础知识GB474-2008《煤样的制备方法》表1缩分后煤总样的最小质量标称最大粒度/mm一般和共用煤样kg全水分煤样/kg粒度分析煤样/kg精密度1%精密度2%15010080502513631.02600102556517040153.750.70.1050019010535831.250.65-6750221510702803650.650.25-17005702757091.250.250.25-煤分析基础知识缩分后子样最小质量缩分后子样的质量应满足以下要求：每一缩分阶段的全部缩分后子样合并的总样的质量，应不小于表1规定的相应采样目的和标称最大粒度下的质量；并且子样的质量满足式（3）的要求；如子样质量太少，不能满足这两个要求，则应将其进一步破碎后再缩分。ma=0.06d…………………………(3)式中：ma——子样质量，单位为千克（kg）；d——试样的标称最大粒度，单位为毫米（mm）。全水分煤样制样程序如图所示。当试样水分较低而且使用没有实质性偏倚的破碎缩分机械时，可一次破碎到6mm，然后用二分器缩分到1.25kg；当试样量和粒度过大时，也可在破碎到13mm前，增加一个制样阶段。但各阶段的粒度和缩分后试样质量应符合表1要求。制备完毕的全水分煤样应储存在不吸水、不透气的密封容器中（装样量不得超过容器容积的3/4）并准确称量。煤样制备后应尽快进行全水分测定。一般分析试验煤样制样程序一般分析试验煤样应满足一般物理化学特性参数测定有关的国家标准要求，一般制备程序如图所示。制备好的一般分析试验煤样应装入煤样瓶中，装入煤样的量应不超过煤样瓶容积的3/4，以便使用时混合。煤分析基础知识空气干燥不同环境温度下的干燥时间环境温度/℃干燥时间/h203040不超过24不超过6不超过4GB/T212-2008煤的工业分析方法前言本标准与GB/T212-2001相比主要变化如下：--增加了水煤浆的工业分析方法（本版第8章）；--增加了“煤的水分测定—微波干燥法”（本版附录A）。GB/T212-2008煤的工业分析方法1适用范围本标准规定了煤的水分、灰分和挥发分的测定方法和固定碳的计算方法。本标准适用于褐煤、烟煤、无烟煤和水煤浆。水煤浆主要是作为燃料使用，一种由70％左右的煤粉，30％左右的水和少量药剂混合制备而成的液体，可以象油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉、窑炉的燃烧。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。GB/T212-2008煤的工业分析方法2规范性引用文件3水分的测定本章规定了三种测定方法：方法A（通氮干燥法）适用于所有煤种；方法B（空气干燥法）仅适用于烟煤和无烟煤；微波干燥法（见附录A）适用于褐煤和烟煤水分的快速测定。仲裁分析中应用方法A测定一般分析试验煤样的水分。GB/T212-2008煤的工业分析方法3.1方法A（通氮干燥法）3.1.1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，在干燥氮气流中干燥到质量恒定。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。3.1.2试剂氮气：纯度99.9%，含氧量小于0.01%。无水氯化钙（HGB3208）：化学纯，粒状。变色硅胶：工业用品。GB/T212-2008煤的工业分析方法3.1.3仪器、设备1小空间干燥箱：箱体严密，具有较小的自由空间，有气体进、出口，并带有自动控温装置，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（见图1）。3干燥箱：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。4、干燥塔：容量250mL，内装干燥剂。5、流量计：量程为（100～1000）mL/min。6、分析天平：感量0.1mg。GB/T212-2008煤的工业分析方法3.1.4分析步骤1、在预先干燥和已恒量过的（精确至0.0002g）的称量瓶内称取粒度为0.2mm以下的一般试验煤样（1±0.1）g，精确至0.0002g，平摊在称量瓶中。2、打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到（105～110）℃的干燥箱中。烟煤干燥1.5h，褐煤和无烟煤干燥2h。在称量瓶放入干燥箱前10min开始通气，氮气流量以每小时换气15次为准。3、从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后，称量。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不超过0.0010g或质量增加时为止。在后一种情况下，要采用质量增加前一次的质量为计算依据。当水分小于2.00%，不必进行检查性干燥。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。。GB/T212-2008煤的工业分析方法3.2.3分析步骤1在预先干燥并称量过的称量瓶内称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样（1±0.1）g，精确至0.0002g，平摊在称量瓶中。2打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到（105～110）℃的干燥箱中。在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h，无烟煤干燥1.5h。注：预先鼓风是为了使温度均匀。可将装有煤样的称量瓶放入前（3～5）min就开始鼓风。3从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。4进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g或质量增加时为止。在后一种情况下，要采用质量增加前一次的质量为计算依据。当水分小于2.00%，不必进行检查性干燥。GB/T212-2008煤的工业分析方法3.3结果的计算一般分析试验煤样的水分：式中：Mad——煤样水分的质量分数，%；M——煤样的质量，g；M1——煤样干燥后失去的质量，g。3.4水分测定的精密度1100admMm水分（Mad）/%重复性限/%＜5.000.205.00～10.000.30＞10.000.40GB/T212-2008煤的工业分析方法煤中水分测定要点（1）称量时试样应搅拌均匀。称毕试样应密封保存。（2）空气干燥煤样的水分应用称量瓶（40×25）进行测定，称量瓶带有配合严密盖。应预先恒量称量瓶。把煤样平摊在称量瓶中。（3）烘干箱的温度要准确，应采用带有鼓风设备的烘干箱。将装有煤样的称量瓶放入干燥器前3～5min就开始鼓风。应放在恒温区中。（4）烘样时间要严格按照测定方法规定的时间进行，不宜长时间烘样。烟煤干燥1h，无烟煤干燥1.5h。（5）注意加热后的试料在空气中的冷却方式。测定一般分析试验煤样水分，取出称量瓶后，要立即盖好盖，放入干燥器中，冷却至室温后称量。在干燥器中的冷却至室温的时间要一样长（约20min）。GB/T212-2008煤的工业分析方法4灰分的测定本标准包括2种测定煤中灰分的方法，即缓慢灰化和快速灰化法。缓慢灰化法为仲裁法；快速灰化法可作为例常分析方法。4.1缓慢灰化法4.1.1方法提要称取一定量的一般分析试验煤样，放入马弗炉中，以一定的速度加热到（815±10）℃，灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的质量分数作为煤样的灰分。GB/T212-2008煤的工业分析方法4仪器、设备1马弗炉：炉膛具有足够的恒温区。能保持温度为（815±10）℃。炉后壁的上部带有直径为25～30mm的烟囱，下部离炉膛底20～30mm处有一个插热电偶的小孔，炉门有一个直径为20mm的通气孔。马弗炉的恒温区应在关闭炉门下测定，并至少每年测定一次。高温计（包括毫伏计和热电偶）至少每年校准一次。2灰皿：灰皿：瓷质，长方形，底长45mm，底宽22mm，高14mm。3干燥器：内装变色硅胶或无水氯化钙。4分析天平：感量0