1、煤化学全册配套最完整煤化学全册配套最完整 精品课件精品课件1 表1-1煤的成因分类 大类类型成煤原始质料的类别和聚积环境 腐植煤类 腐植煤 高等植物在沼泽环境中形成。 残植煤 腐植腐泥 煤类 腐植腐泥 煤 高等植物和低等植物都占重要地位，聚积于 湖、沼过渡的环境。 腐泥煤类腐泥煤 低等植物和少量动物在湖泊或沼泽中积水较 深部位形成。 表表1-2腐植煤的主要特征及分布腐植煤的主要特征及分布 特特 征征 泥炭泥炭褐煤褐煤烟煤烟煤无烟煤无烟煤 颜色颜色棕褐色褐至黑褐色黑色灰黑色 光泽光泽无大多无光泽有一定光泽有金属光泽 外观外观 有原始植物残 体，土状 无原始植物残， 无明显条带 有亮暗相间的 条带
2、 无明显条带 燃烧现象燃烧现象易着火，有烟易着火，有烟多烟难着火，无烟 自然水分自然水分多较多少较少 硬度硬度很低低较高高 分分 布布 大小兴安岭、 三江平原、长 白山、青藏高 原东部及燕山 和太行山前洼 地等区域。 东北、西北、西 南和华北等地， 主要集中在内蒙 古、云南、吉林 等省区。 分布最广，储 量最大。 主要集中在山 西和贵州省。 煤 炭 O H H H2 CH2 O H OHSH H OHH 前前 言言 一一. 中国能源概况中国能源概况 v煤炭：世界第一煤炭消费国世界第一煤炭消费国。2008年我国约消耗煤27亿吨， 占世界耗煤总量的40%。 v天然气：尽管在能源总消费中比重很小(3
3、%)，消费快速增 长。 v石油：世界第二石油消费国世界第二石油消费国。中国在2008年共消耗了3.65 亿吨原油，比2007年增加了5.8%。 v电力：世界第二电力消费国世界第二电力消费国。截至2008年底,全国发电装机 容量达到79253万千瓦，水电达到17152万千瓦，约占总容 量21.64%；火电达到60132万千瓦，约占总容量75.87% 。 v 因此，我国是世界能源需求增长因此，我国是世界能源需求增长最快的国家最快的国家。能源很快。能源很快 成为经济增长的成为经济增长的“瓶颈瓶颈”，影响环境。，影响环境。 政府把政府把节节能作为头能作为头 等大事。等大事。 二. 中国能源的主要问题中
4、国能源的主要问题 v中国能源的主要问题：能源需求 n 中国中国能源问题的三根主线：人口，资源储备和能源开发利用。能源问题的三根主线：人口，资源储备和能源开发利用。 n人口人口众多，人均能耗很低（不到世界平均值的50%，约为美国的10%），导致对 中国高能源需求的预期。 n资源储备资源储备约束：世界总资源量的4%，探明总储量(技术可开发)的2.5%，和剩余可 采储量(经济可开发)的10%。能源是经济增长的“硬约束” 。 n能源的开发利用能源的开发利用与经济增长速度与增长方式：高投入、高消耗、高污染的发展模 式。中国正处于环境与资源压力上升的时期。到2020年，中国从人均收入1270美 元提高到3
5、000美元，需要进行基础设施和城市化建设，导致能源需求的持续增长 与“重工化”。到2020年，城市化需要将1.5亿到3亿的人口移入城市。 n “重工化重工化”的体现：中国煤炭消费主要集中在电力、建材，冶金、和化工四大的体现：中国煤炭消费主要集中在电力、建材，冶金、和化工四大 行业；行业；2003年四大行业煤炭消费总量占全国煤炭消费总量的年四大行业煤炭消费总量占全国煤炭消费总量的87%。电力、钢铁、。电力、钢铁、 水泥三大行业达到水泥三大行业达到70%。电力消费主要集中在建材、冶金、和化工三大行业。电力消费主要集中在建材、冶金、和化工三大行业。 中国能源的主要问题：节能 n 由于人力成本低，世界
6、加工制造业中心向中国转移；中国的内贸 与外贸比例持续下降，外贸不断增大。但外贸增长方式粗放，附 加值不高，资源消耗大。快速消耗中国能源的，就不止是13亿的 中国人。 n 过去二十多年，能源强度年均下降4%，GDP翻两番，而能源消 费只增加了一番。 n 能源强度降低的主要原因是传统工业向现代工业转变。 n 一个必需创造的“奇迹”，即GDP再翻两番，能源再翻一番。 n 节能更加困难和具有挑战性。 能源强度是能源利用与经济或物力产出之比。 能源强度是能源利用与经济或物力产出之比。 能源强度是能源利用与经济或物力产出之比，越小越好能源强度是能源利用与经济或物力产出之比，越小越好 能源消费是指生产和生活
7、所消耗的能源，越大越好能源消费是指生产和生活所消耗的能源，越大越好 中国能源的主要问题：电力 v 由于需求增长快，过剩不是大问题。问题是电厂建在不该 建的地方，负面影响持续长达30-50年。 v 缺乏明确的上网电价使电网收益低(美国零售电价中发电 和电网所占比例为47：53，中国为 70：30)。随着发电能力 快速增长，输配电成为电力供应面临的主要问题。 中国能源的主要问题：煤炭和石油 v资源储备以煤为主和相对于其它能源煤价较低，资源储备以煤为主和相对于其它能源煤价较低，以煤为主要能源状况以煤为主要能源状况 将持续下去。将持续下去。 v电煤价格管制扭曲了煤炭价格，造成煤炭部门不按合同为电厂供煤
8、或 供应劣质煤。 v煤炭产量快速提高（三年内提高了60%)引起的超能力生产是近期煤炭 安全事故的主要原因。 v煤窑为数众多(约28,000个)；小煤窑未能达到经济规模，安全生产纪 录差。2004年全国原煤产量1/3缺乏安全生产保障能力。 中国能源的主要问题：煤炭和石油 v 由于大部分新增装机容量是火电，需要煤炭和 交通的大量投资来满足电煤需求。 v 石油产量将稳定在1.8-2.0亿吨，需求增量直接 反映为进口，石油的进口依存度2010年可达55%。 v 中国将不得不因为石油安全问题而更多地卷入 国际政治之中。(利比亚) 中国能源的主要问题：环境 v 能源开发利用涉及环境问题的所有领域：大气污染
9、、水污 染、固体废弃物，和生态环境破坏等。近年高能源需求给环 境带来前所未有的压力。 v 人口众多，人均能耗低、经济发展快速，粗放生产模式， 中国生态恶化和环境污染的趋势无法得到根本性的扭转。 v 不合理的经济行为和粗放的资源开发方式。转型期阶段的 特有现象，如“超短期行为”和“公地悲剧”等。 v 低高能源价格不反映环境影响成本。 中国能源的主要问题：环境 v 能源消费造成的环境污染成本难以估计：单空气污染对人 体健康影响造成的损失约占年度国内生产总值(GDP)的 2%3%。酸雨区面积约为国土面积的30。 v GNP中没有扣除为治理环境污染将投入的费用，也没扣除 消耗掉的自然资源恢复和补偿的费
10、用。是否会出现财富的负 增长。 v 燃煤的影响最大。 燃煤带来的二氧化硫，氮氧化物，二氧 化碳，全球温室气体的排放。 v 中国燃煤电厂占总装机容量的75%，只有10%的电厂安装 使用脱硫设备。 三. 煤炭综合利用 v煤的气化煤的气化 v煤的焦化煤的焦化 v煤的液化煤的液化 焦炉 发电厂发电厂 Steam Turbin Boiler Generator coal Condenser Ash Ash Dust Remover Fan Air Heater Fan Air Electricity Gypsum 钢铁的制造钢铁的制造 水泥的制造水泥的制造 煤变油工厂煤变油工厂 煤炭气化炉 煤的其他用途
11、煤的其他用途 第一章 煤的种类、特征与生成 第一节煤的种类和外表特征 一、煤的成因类型 如：表1-1煤的成因分类 1、腐植煤类：分腐植煤和残植煤两种类型。、腐植煤类：分腐植煤和残植煤两种类型。 2、腐泥煤类：分为藻煤和胶泥煤。、腐泥煤类：分为藻煤和胶泥煤。 3、腐植腐泥煤类：主要有烛煤和煤精两种。、腐植腐泥煤类：主要有烛煤和煤精两种。 二、腐植煤的外表特征 1、泥炭、泥炭-植物成煤过程中的过渡产物植物成煤过程中的过渡产物 （1）腐植酸）腐植酸 （2）沥青质）沥青质 （3）未分解或分解不完全的纤维素、半纤维素、果胶）未分解或分解不完全的纤维素、半纤维素、果胶 和木质素。和木质素。 （4）角质、树
12、脂、孢子等稳定组分。）角质、树脂、孢子等稳定组分。 腐植煤腐植煤 泥炭泥炭 褐煤褐煤 烟煤烟煤 无烟煤无烟煤 2、褐煤、褐煤： 水分含量高，易风化而破裂，不宜长途运输。水分含量高，易风化而破裂，不宜长途运输。 3、烟煤、烟煤： 分为长焰煤、不黏煤、弱黏煤、分为长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、中黏煤、气煤气煤、 气肥煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤、肥煤肥煤、焦煤焦煤、瘦煤瘦煤、贫瘦煤、贫、贫瘦煤、贫 煤。煤。 炼焦煤炼焦煤。 4、无烟煤无烟煤：是煤化程度最高的腐植煤。：是煤化程度最高的腐植煤。 如表：如表：煤的分类及定义煤的分类及定义 表表1-2腐植煤的主要特征及分布腐植煤的主要特征及分布
13、第二节煤的生成第二节煤的生成 一、成煤的原始物质 1. 煤是由植物生成的煤是由植物生成的 2. 植物的演化植物的演化： 植物演化发展主要经历以下几个阶段。植物演化发展主要经历以下几个阶段。 （1）菌藻植物时期）菌藻植物时期 （2）裸蕨植物时期）裸蕨植物时期 （3）蕨类植物时期）蕨类植物时期 （4）裸子植物时期）裸子植物时期 （5）被子植物时期）被子植物时期 植物植物 低等植物低等植物海带海带低等植物低等植物地衣地衣 低等植物低等植物蘑菇蘑菇 高等植物高等植物蕨类植物蕨类植物高等植物高等植物松树松树 地质年代地质年代植物植物 1）地质年代。）地质年代。 （2）我国主要聚煤期和聚煤作用。）我国主要
14、聚煤期和聚煤作用。 晚石炭世的聚煤作用晚石炭世的聚煤作用 早二叠世的聚煤作用早二叠世的聚煤作用 晚二叠世聚煤作用晚二叠世聚煤作用 侏罗纪聚煤作用侏罗纪聚煤作用 第三纪聚煤作用第三纪聚煤作用 二、成煤过程 1）古植物条件：）古植物条件：只有植物大量繁殖的时期才是成煤的有只有植物大量繁殖的时期才是成煤的有 利时期。利时期。 （2）气候条件：）气候条件： 温暖、潮湿的气候条件最适易成煤。温暖、潮湿的气候条件最适易成煤。 温暖、潮湿的气候环境最适易植物的生长繁殖。温暖、潮湿的气候环境最适易植物的生长繁殖。 气候控制着泥炭沼泽的发育。年平均降水量大于气候控制着泥炭沼泽的发育。年平均降水量大于 年年 平均
15、蒸发量时，可导致低洼地区大范围沼泽化。平均蒸发量时，可导致低洼地区大范围沼泽化。 1. 成煤条件成煤条件 （3）自然地理条件：沼泽环境很适宜植物的生长、繁殖，）自然地理条件：沼泽环境很适宜植物的生长、繁殖， 通常植物丛生，当植物死亡后，又能及时被沼泽中的水掩通常植物丛生，当植物死亡后，又能及时被沼泽中的水掩 盖，避免植物全部氧化。盖，避免植物全部氧化。 （4）地壳运动条件：地壳发生沉降运动时，形成沼泽。）地壳运动条件：地壳发生沉降运动时，形成沼泽。 地壳沉降速度直接影响泥炭层的沉积厚度。地壳沉降速度直接影响泥炭层的沉积厚度。 2. 成煤过程成煤过程 （1）泥炭化作用与腐泥化作用）泥炭化作用与腐
16、泥化作用 沼泽土或泥炭土由于水分多，湿生植物生长旺盛，秋沼泽土或泥炭土由于水分多，湿生植物生长旺盛，秋 冬死亡后，有机残体残留在土壤中，翌年春季或夏季，冬死亡后，有机残体残留在土壤中，翌年春季或夏季， 由于低洼积水，土壤处于嫌气状态。有机质主要呈嫌气由于低洼积水，土壤处于嫌气状态。有机质主要呈嫌气 分解，形成腐殖质或半分解的有机质，有的甚至不分解，分解，形成腐殖质或半分解的有机质，有的甚至不分解， 这样年复一年的积累。如果伴随有地壳下沉，不同分解这样年复一年的积累。如果伴随有地壳下沉，不同分解 程度的有机质层逐年加厚，这样积累的有机物质、称为程度的有机质层逐年加厚，这样积累的有机物质、称为 泥
17、炭或草炭。泥炭或草炭。 泥炭化作用泥炭化作用 由植物转变成泥炭后，其化学组成发生了明显的变化。由植物转变成泥炭后，其化学组成发生了明显的变化。 表1-3植物与泥炭化学组成的比较 植物或泥炭 元素组成/%有机成分/% CHNS+O 纤维 素和 半纤 维素 木质素 蛋白 质 沥青 腐植 酸 莎草 木本植物 桦川草本泥炭 合浦木本泥炭 47.90 50.15 55.87 65.46 5.51 5.20 6.35 6.53 1.64 1.05 2.90 1.26 44.95 43.60 34.98 26.75 50 5060 19.69 0.89 2030 2030 0.75 0.39 510 17
18、0 0 510 13 3.56 0 0 0 43.58 42.88 腐泥化作用腐泥化作用 水分含量可达水分含量可达70%90%，是一种粥状流动的或冻胶，是一种粥状流动的或冻胶 淤泥状物质；干燥后为具有弹性的橡皮状物质。淤泥状物质；干燥后为具有弹性的橡皮状物质。 腐泥干燥后也可做燃料或肥料使用；干馏时腐泥的焦腐泥干燥后也可做燃料或肥料使用；干馏时腐泥的焦 油产率很高。油产率很高。 在季节性积水时，土壤有一定时期（如春夏之交）在季节性积水时，土壤有一定时期（如春夏之交） 嫌气条件减弱，有机残体分解较强，这样不形成泥炭，嫌气条件减弱，有机残体分解较强，这样不形成泥炭， 而是形成腐殖质及细的半分解有机
19、质，与水分散的淤而是形成腐殖质及细的半分解有机质，与水分散的淤 泥一起成腐泥。泥一起成腐泥。 （2）煤化作用）煤化作用 泥炭转变为褐煤、烟煤、无烟煤，或腐泥煤转变为腐泥褐煤、腐泥烟泥炭转变为褐煤、烟煤、无烟煤，或腐泥煤转变为腐泥褐煤、腐泥烟 煤、腐泥无烟煤的过程。煤、腐泥无烟煤的过程。 煤化作用是成煤作用的第二阶段，以物理化学作用为主。煤化作用包煤化作用是成煤作用的第二阶段，以物理化学作用为主。煤化作用包 括成岩作用和变质作用两个阶段。括成岩作用和变质作用两个阶段。 物料C/%O/% 腐植酸 /%(daf) 挥发分 /%(daf) 水分 /%(ad) 植物 草 本 植 物 48 50 39 4
20、2 木 本 植 物 泥炭 草 本 泥 炭 56 66 34 26 43 53 70 70 40 40 木 本 泥 炭 褐煤 低煤化度褐煤 典 型 褐 煤 高煤化度褐煤 67 71 73 25 23 17 68 22 3 58 50 45 1030 烟煤 长 焰 煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 77 82 85 88 90 91 13 10 5 4 3.8 2.8 0 0 0 0 0 0 43 41 33 25 16 15 10 3 1.5 0.9 0.9 1.3 无烟煤932.70102.3 成煤过程的化学组成变化成煤过程的化学组成变化 影响煤变质的因素及变质作用类型影响煤变质的因素及变质作
21、用类型: 温度温度：是影响煤变质的主要因素。：是影响煤变质的主要因素。 压力压力：压力也是引起煤变质的因素之一：压力也是引起煤变质的因素之一 。 时间时间：时间是影响煤变质的另一重要因素。：时间是影响煤变质的另一重要因素。 时间在变质过程中具有重要意义。时间在变质过程中具有重要意义。 （3）成煤环境和过程对煤质的影响）成煤环境和过程对煤质的影响 根据沼泽水的补给来源，沼泽分为低位沼泽、中根据沼泽水的补给来源，沼泽分为低位沼泽、中 位沼泽和高位沼泽。位沼泽和高位沼泽。 低位沼泽低位沼泽中形成的泥炭灰分含量较高，干燥基灰中形成的泥炭灰分含量较高，干燥基灰 分一般大于分一般大于7%。高位沼泽高位沼泽
22、中形成的泥炭灰分含量低，中形成的泥炭灰分含量低， 干燥基灰分一般低于干燥基灰分一般低于5%。中位沼泽中位沼泽中形成的泥炭灰中形成的泥炭灰 分介于以上两者之间，干燥基灰分一般为分介于以上两者之间，干燥基灰分一般为5%7%。 成煤过程中，随着煤化程度的增高，煤中炭含成煤过程中，随着煤化程度的增高，煤中炭含 量增加，氧、氢含量减少，挥发分产率降低，导量增加，氧、氢含量减少，挥发分产率降低，导 致煤的物理性质、化学性质、工艺性质发生一系致煤的物理性质、化学性质、工艺性质发生一系 列变化，直接影响煤质及煤的利用，具体内容在列变化，直接影响煤质及煤的利用，具体内容在 有关章节阐述。有关章节阐述。 第二章
23、煤的工业分析和元素分析 工业上最简单和最重要的分析方法就是煤 的工业分析和元素分析。 工业分析工业分析包括水分、灰分、挥发分和固定 碳四项。广义上说工业分析还应包括发热量 和硫的测定。 元素分析元素分析主要用于了解煤的有机质组成， 包括碳、氢、氧、氮、硫等元素的测定。 第一节煤样的采集 煤样：煤样：是指从煤中采取的具有代表性具有代表性的用来进 行煤质检验的那一部分煤,是制样与分析的前提。 采样的目的：采样的目的：为了获得具有代表性的样品，通 过其后的制样与分析，掌握其煤质特性，从而 鉴定煤炭质量，指导煤炭生产和综合加工利用， 同时为煤炭销售提供依据。 采样基础知识 煤样的采集煤样的采集是指按照
24、国家标准规定的方法采取具有 代表性煤样的过程，简称采样。当采集的样品精密 度合格，且又不存在系统误差时，说明所采样品具 有代表性。 1. 采样中常用的基本概念采样中常用的基本概念 （1）批批：是指需要进行总体煤质特性测定的一个独 立煤量。 （2）采样单元采样单元: 是指从一批煤中采取总样所代表的煤 量，其单位为t。即一批煤由一个或几个采样单元所 组成。 （3）子样：子样是指应用采样工具或机械操作一 次或截取一次煤流全断面所采取的一份煤样。其质 量决定于被采煤的最大粒度。采集子样必须符合标 准规定要求。在不同地方采集子样时，对采样量、 采样点的位置及采样工具或机械的开口宽度都有相 应的规定。 （
25、4）总样：总样是指从一个采样单元取出的全部 子样合成的煤样。一个总样的子样数决定于煤的品 种、采样单元的大小和要求的采样精确度。 （5）分样分样：分样是由若干个子样组成，代表整个采 样单元的一部分试样。分样一般供制备试验室样品 （分析煤样）使用，通常粒度小于3mm。分样应保 持与总样一致的性质。有时为了进行仲裁或对比试 验，需将总样充分混合均匀后，分成2份或3份，这 样的每一份样品也称之为分样。 2采样的基本原理 v采样的基本原理采样的基本原理就是在一批煤的各规定位置上分 别采取一定量的若干个子样，由此汇集成一个总 样。子样的份数是由煤的不均匀程度和采样的精 密度所决定，子样质量达到一定限度之
26、后，再增 加质量就不能显著提高采样的精密度。 v采样精密度采样精密度是指单次采样测定值与对同一煤（同一 来源，相同性质）进行无数次采样测定值的平均值 的差值（在95%概率下）的极限值。通常用煤的灰 分进行评定，也可以用煤的全水分、发热量和全硫 进行评定。 例如采样精密度为1%（灰分），它 意味着经过采样、制样和分析所得的灰分值与被采 煤样的总体平均值（真值）之间的差值，有95%的 机会不超过1%。 v具有代表性的煤样：具有代表性的煤样：只要所采取的煤样性质与整批 煤的性质相比无系统偏差，但仍有高低之差，其偏 差不超过一定限度即采样精度时，我们就说该煤样 具有代表性。 第二章煤的工业分析和元素
27、分析 第二节煤样的制备第二节煤样的制备 煤炭是一种化学组成化学组成和粒度组成粒度组成都很不均匀的 混合物，采样量一般较大。 而煤质分析所需要的试样，根据测试项目的要 求，一般只需几克到几百克。 因此，煤样采集之后，不可能直接进行分析检 验，还需经过制样过程，由大量的总样中分取出很 少一部分组成和总样基本一致的试样。 煤样的制备：煤样的制备：按一定方法将原始煤样的质量逐渐 减少到分析煤样所需要的质量，而使其化学组成和物 理性质与原始煤样保持一致，简称制样制样。 制样的目的：制样的目的：是将采集煤样，经过破碎、混合和 缩分等程序，制备成能代表原来煤样的分析用煤样， 即必须使保留和弃去的两部分品质很
28、接近。如果保留 下来的试验用煤不能代表原始煤样的特性，下步进行 的分析化验再准确，其结果也毫无意义。因此，对于 已采集到的煤样而言，制样是关系到分析试验是否准 确和具有实际意义的最重要的环节。 煤样制备的程 序 煤样的制备包括破碎、筛分、混合、缩分和干燥破碎、筛分、混合、缩分和干燥 等程序。煤样的缩制实际上是按粒度不同分级进行 的，通常分为25mm、13mm、6mm、3mm、1mm五 组，最后制备成小于0.2mm的分析煤样。煤的粒度 越大，所保留的样品量越多。 1. 破碎破碎 定义：定义：是用机械或人工方法减小煤样粒度的操作过 程。目的在于增加不均匀物质的分散程度，以减少 缩分误差。破碎是保持
29、煤样代表性并减少其质量的 准备工作。 破碎的方法：破碎的方法：一种是机械法，即试样先用破碎机粗 碎，然后用密封式研磨机细碎；另一种是手工法， 在钢板上用手锤破碎后，在钢乳钵中细碎。 v颚式破碎机。颚式破碎机。一般用它进行较大粒度煤的粗 碎，如破碎到25mm以下，也有的可破碎到 6mm以下。其特点是结构简单，破碎力强、 易清扫、易观察、易维修。 v锤式破碎机。锤式破碎机。适用于粗、中碎。可将煤样一 次性破碎到3mm以下。特点是破碎比（即进 料粒度与出料粒度之比）大，破碎效率高， 机上带有筛板不用再过筛，但噪声较大，水 分大时筛板易阻塞。目前，国内已生产出料 粒度为1mm的小型锤式粉碎机。 v光面
30、对辊破碎机。光面对辊破碎机。适于中碎，特别适于制备 胶质层测定用煤样和可磨性测定用煤样，一 般可将10-20mm的煤样一次破碎到小于1mm。 特点是样品破碎后就立即排出机外。因此， 煤样不会过度破碎，也不会发热。 v振动磨样机。振动磨样机。适用于细碎，可将煤样磨至 0.2mm以下，一般只需几十秒钟。它的特点 是磨样速度快，密封、无尘，磨碎同时还有 很好的混合作用。 v球磨机。球磨机。适于细碎，而且特别适于一次磨制 多个样品（依滚动轴的多少而定）。特点是 转速低，煤样在磨制过程中基本没有升温， 有较好的混合作用，磨制时间较长(30-50min)。 但在一次磨制多个样品时，平均磨制一个样 品的时间
31、不长。 v联合破碎联合破碎缩分机。缩分机。将破碎设备和缩分设备组合在一起， 有些还加装了给煤机。如： vEPS-1/8联合破碎缩分机联合破碎缩分机出料粒度小于6mm或小于13mm， 可调破碎比5-10，缩分比（留样量与进样量之比）为1/8， 处理量为250-300kg/h。它的特点是缩分精密度高，操作容 易，适于实验室煤样的制备。 vPS-110/3型联合破碎机型联合破碎机缩分机的出料粒度为3mm以下， 缩分比1/30-1/60可调。特点是处理量大（0.9-1.5t/h），运转 平稳，振动小。适于在装车点和卸车点就地随采随制大量 的商品煤样。 定义：定义：是用选定孔径的筛子从煤样中分 选出不同
32、粒级煤的过程。 目的：目的：是将不符合要求的大粒度煤样分 离出来，进一步破碎到规定程度，保证 各不均匀物质达到一定的分散程度以降 低缩分误差。 2、筛分、筛分 各种尺寸筛孔的筛子: v用于测定煤的最大粒度测定煤的最大粒度的筛子：孔径为25mm、 50mm、100mm、150mm的方孔筛或圆孔筛； v用于制样制样的方孔筛，其孔径为25mm、13mm、6mm、 3mm、1mm及0.2mm，外加一只3mm的圆孔筛； v用于煤粉细度测定煤粉细度测定，孔径为200m（1m=10-6m）及 90m的标准试验筛，并配筛底及筛盖； v用于测定哈氏可磨性指数测定哈氏可磨性指数的孔径为1.25mm及0.63mm
33、的制样筛及孔径为0.071mm的筛分筛，并配筛底及筛 盖。 定义：定义：是将煤样各部分互相掺合的操作过程。 目的：目的：是在于用人为的方法促使不均匀物质分散，使煤 样尽可能均匀化，以减少下步缩分的误差。 目前普遍还是采用人工混合，国家标准规定，掺合至 少需三遍，煤样的混合应在制样室内的制样钢板上进行。 普遍采用堆锥法。堆锥法。 3、混合、混合 4. 缩 分 定义：定义：是将试样分成具有代表性的几部分，使一份 或多份留下来的操作过程。 目的：目的：在于从大量煤样中取出一部分煤样，而不改 变物料平均组成。 煤样缩分可分为人工缩分法人工缩分法和机械缩分法机械缩分法。 人工缩分法包括堆锥四分法、棋盘式
34、缩分法和九点 缩分法。 机械缩分法可采用二分器、联合破碎缩分机等工具 和设备。 此法兼有混合和缩分的操 作。用堆锥法将煤样堆成 圆锥体后，用平板将物料 堆由中心向四周压成厚度 均匀的圆形平堆，然后用 十字板通过平堆的圆心， 将平堆分成四个相等的扇 形，如图2-1所示。弃去其 中相对的两个扇形体，另 外两个扇形体则进一步破 碎、混合、缩分。 图图2-1四分法缩分示意图四分法缩分示意图 堆锥四分法堆锥四分法 5. 干燥 定义：定义：干燥是除去煤样中大量水分的操作过程。 目的：目的：使煤样顺利通过破碎机、筛子、缩分机或二 分器。 方法方法：干燥时，一般经自然干燥达空气干燥状态。 也可以用恒温干燥箱在
35、4050下干燥数小时。 干燥不是制样过程中必不可少的步骤，因此也没 有固定的次序，只有潮湿得无法进一步破碎和缩分 的煤样才进行干燥。 第三章煤的工业分析和元素分 析 第三节第三节 煤质分析中常用基准和符号煤质分析中常用基准和符号 煤的工业分析、元素分析及其它煤质分析 项目的测定数据具有广泛的用途。 我国现行国家标准GB/T 3715-1996煤质 及煤分析有关术语和GB/T 483-1998煤质 分析试验方法一般规定规定了煤质和煤分 析有关的术语、定义、基准及符号。 一、煤质分析的常用基准 煤的工业分析、元素分析及其它煤质分析结果， 必须用一定的基准来表示。所谓“基准基准”（简称 “基”），就
36、是表示分析结果是以什么状态下的煤 样为基础而得出的。基准若不一致，同一分析项目 的计算结果会有很大差异。各种煤的同类分析数据 只有在统一的基准下才能进行比较。煤质分析中常 用的“基”有空气干燥基空气干燥基、干燥基干燥基、收到基收到基、干燥干燥 无灰基无灰基、干燥无矿物质基干燥无矿物质基五种。 v空气干燥基空气干燥基（air dry basis)。简称空干基。指以与空气 湿度达到平衡状态的煤为基准，表示符号为ad。 v干燥基干燥基(dry basis)。指以假想无水状态的煤为基准， 表示符号为d。一般在生产中用煤的灰分、硫分、发 热量来表示煤的质量时，采用干燥基。 v收到基收到基(as rece
37、ived)。指以收到状态的煤为基准，表示 符号为ar。收到基指标在煤炭运销中使用较多，一 般用户都要求以收到基表示分析结果。计算物料平 衡、热平衡时，也须采用收到基。 各种基准的定义：各种基准的定义： v干燥无灰基干燥无灰基(dry ash free)。指以假想无水、无 灰状态的煤为基准，表示符号为daf。研究 煤的有机质特性，常采用干燥无灰基。 v干燥无矿物质基干燥无矿物质基(dry mineral matter free)。指以 假想无水、无矿物质状态的煤为基准，表 示符号为dmmf。 各种基准的定义： 现标准中，上述基准都是用各英文名词的开头字母表示， 而旧标准中，上述基准都是用汉语拼音
38、的字头来表示。在新旧 标准中，各种基准的符号对比见下表。 新旧标准中各种基采用的名称及符号对照表新旧标准中各种基采用的名称及符号对照表 新标准新标准旧标准旧标准 名称名称符符 号号名名 称称符符 号号 空气干燥基空气干燥基 干干 燥燥 基基 收收 到到 基基 干燥无灰基干燥无灰基 干燥无矿物质基干燥无矿物质基 ad d ar daf dmmf 分析基分析基 干燥基干燥基 应用基应用基 可燃基可燃基 有机基有机基 f g y r j 空气干燥基的概念非常重要，空气干燥煤样是分空气干燥基的概念非常重要，空气干燥煤样是分 析项目中最常用的煤样。析项目中最常用的煤样。 旧标准中对空气干燥程度仅定性规定
39、为分析煤样 应达到空气干燥状态。 新国家标准规定：“在制煤样时，若在室温下连在制煤样时，若在室温下连 续干燥续干燥1h后，煤样质量变化不超过后，煤样质量变化不超过0.1%，则为达到，则为达到 空气干燥状态空气干燥状态”。新标准考虑了空气干燥煤样的水 分不仅作为其他基的换算依据，而且已成为煤炭利 用和贸易中的一项重要指标，对空气干燥状态作出 了严格而科学的规定，保证了测定结果的稳定性和 可比性。 二、煤质分析中的常用符号 对于煤质分析项目的符号，现行国家标准作出如 下规定：符号一般用英文；国际标准(ISO)规定的符 号，基本采用；ISO未规定者，用欧美通用的符号； ISO和欧美都没有规定的，用英
40、语名词的开头字母或 缩写字母表示；我国或其他国家独有的项目，采用 其原规定的符号。 我国现行国家标准中，采用各分析试验项目的英 文名词第一个字母或缩略字，以及各化学成分的元 素符号或分子式作为它们的代表符号。见下表 部分煤质及工艺性质分析项目符号的新旧标准对照表部分煤质及工艺性质分析项目符号的新旧标准对照表 分析类型分析类型项目名称项目名称新标准新标准旧标准旧标准 煤的工业分析 水分MW 灰分AA 挥发分VV 固定碳FCCGD 煤的元素分析 碳CC 氢HH 氧OO 氮NN 硫SS 其它煤质分 析 视相对密度ARDdsh 真相对密度TRDd 最高内在水分MHCWZN 矿物质MMMM 发热量QQ
41、煤灰熔融性 测定 变形温度DTT1 软化温度STT2 半球温度HT 流动温度FTT3 分析类型分析类型项目名称项目名称新标准新标准旧标准旧标准 分析类型分析类型项目名称项目名称新标准新标准旧标准旧标准 煤的黏结性 和结焦性指 标 收缩度aa 膨胀度bb 坩埚膨胀序数CSN 黏结指数GR.I.GR.I. 罗加指数R.I.R.I. 半焦产率CRK 焦油产率TarT 干馏总水产率WaterWZ 最终收缩度XX 胶质层最大厚度YY 分析类型分析类型项目名称项目名称新标准新标准旧标准旧标准 煤的氧化 工艺性质 二氧化碳转化率 结渣率ClinJZ 哈氏可磨性指数HGIKHG 抗碎强度SS 热稳定性TSRW
42、 其它工艺性 质 苯萃取物产率EBEB 腐殖酸产率HAH 透光率PMPM 为了区别以不同基表示煤质分析结果，采 用将英文字母表示的基准标在有关符号的右 下角、项目细划分符号后面，并用逗号分开。 例如空气干燥煤样水分Mad、干燥无灰基挥 发分Vdaf 、空气干燥基全硫ad(St)，收到基 恒容低位发热量Qnet,v,ar等。 三、不同基准分析结果的换算 干基 = 空气干燥基 - 空气干燥基水分 干燥无灰基 = 空气干燥基 - 空气干燥基水分 - 空气干燥 基灰分 换算关系 煤的干燥无灰基组成不受水分和灰分煤的干燥无灰基组成不受水分和灰分 的影响。一般同一矿井的煤，它的干燥的影响。一般同一矿井的煤
43、，它的干燥 无灰基组成不会发生很大的变化，因此无灰基组成不会发生很大的变化，因此 煤矿的煤质资料常以此基组成表示。也煤矿的煤质资料常以此基组成表示。也 就是说煤矿一般给的是干燥无灰基组成，就是说煤矿一般给的是干燥无灰基组成， 而实际使用时则为收到基。因此，不同而实际使用时则为收到基。因此，不同 基准时的组成需要进行换算。基准时的组成需要进行换算。 换算系数是由物料平衡关系计算 得到的 例如收到基与干燥无灰基的转换例如收到基与干燥无灰基的转换 :设已知设已知 FCdaf、Mar、Aar，求，求FCar。 解：计算基准：解：计算基准：100kg的收到基煤折合成干燥无灰的收到基煤折合成干燥无灰 基煤
44、基煤 100-（Mar+Aar）kg，但含固定碳的绝对量，但含固定碳的绝对量 相等，相等， 即：收到基含碳量即：收到基含碳量=干燥无灰基含碳量干燥无灰基含碳量 故：故：100FCar =100- (Mar+Aar)FCdaf FCar =FCdaf 100-（Mar+Aar）100 v 例：煤的工业分析结果如下：例：煤的工业分析结果如下： v 空气干燥基的水分空气干燥基的水分Mad=1.76%， v 灰分灰分Aad=23.17%，挥发分，挥发分Vad=8.59% v 计算：计算： v （1）干基的灰分）干基的灰分Ad=? v （2）干燥无灰基的挥发分）干燥无灰基的挥发分Vdaf=？ v解：解：
45、 ad add 100 100 M AA %59.23 76. 1100 100 %17.23 )(100 100 adad addaf AM VV %44.11 )17.2376. 1 (100 100 %59. 8 第二章煤的工业分析和元素分 析 第四节煤的工业分析第四节煤的工业分析 煤的工业分析煤的工业分析也称煤的实用分析或技术 分析，其内容包括煤的水分、灰分、挥发分 和固定碳四项测定。 利用工业分析结果，可以基本掌握各种煤 的质量，工艺性质及特点，以确定煤在工业 上的实用价值。 一、煤中的水分 煤是多孔性固体，含有一定水分。水分是煤中的无 机组分，其含量和存在状态与煤的内部结构及外界条
46、 件有关。一般，水分的存在不利于煤的加工利用。 1. 煤中水分的存在形式 来源：来源：首先在成煤过程中，成煤植物遗体堆积在沼泽 或湖泊中，水因此进入煤中；其次是煤层形成后，地 下水进入煤层的缝隙中；第三是在水力开采、洗选和 运输过程中，煤接触雨、雪或潮湿的空气所致。 分类：分类：外在水分、内在水分、化合水 （1）外在水分 定义：定义：是指附着在煤的颗粒表面的水膜或存在于直径 大于10-5cm的毛细孔中的水分，又称自由水分或表面 水分。简记符号为Mf。该水分以机械方式和煤结合， 其蒸汽压与纯水的蒸汽压相同，常温下较易失去。 含有外在水分的煤称为收到煤收到煤，实验室为制取分析 煤样，一般将收到煤在
47、45-50下放置数小时，使外在 水分不断蒸发，直到煤表面的蒸汽压与大气湿度相平 衡。 仅失去外在水分的煤则称空气干燥煤空气干燥煤，它是煤质化 验中通常采用的分析煤样。 （2）内在水分 定义：指在一定条件下达到空气干燥状态时所保留 的水分，即存在于煤粒内部直径小于10-5cm的毛细 孔中的水分。简记符号为Minh。该水分以物理化学 方式与煤结合，其含量与煤的表面积大小和吸附能 力有关，蒸汽压小于纯水的蒸汽压，故在室温下这 部分水分不易失去。 将空气干燥煤样加热至105-110时失去的水分即 为内在水分内在水分。失去内在水分的煤称为干燥煤干燥煤。 外在水分、内在水分是以机械方式及物理化学方式与煤
48、结合，通常称为游离水游离水，煤中的游离水在常压下105- 110时经短时间干燥即可全部蒸发。我们把煤的外在水 分与内在水分的总和称为煤的全水分全水分，简记符号为Mt。 最高内在水分最高内在水分（简记符号为MHC）：煤粒内部毛细孔吸 附的水分在温度为30，相对湿度为96%-97%的条件下达 到相对吸湿平衡时，内在水分达到最高值。它与煤的结构、 煤化程度有一定关系。 由于煤中水分存在状态及试验要求的不同，所以测定水 分的方法也各不相同。工业分析工业分析一般测定空气干燥煤样水空气干燥煤样水 分分Mad，煤质分析煤质分析对煤中的全水分全水分Mt或最高内在水分最高内在水分 MHC进行测定。 （3）化合水
49、 煤中的化合水化合水是指以化学方式与矿物质结合、有严 格的分子比，在全水分测定后仍保留下来的水分，即 通常所说的结晶水和化合水。化合水在煤中含量不大， 通常要在200甚至500以上才能析出。如石膏 (CaSO42H2O），高岭石（Al2O32SiO22H2O）等，煤煤 的工业分析中，一般不考虑化合水，只测定游离水的工业分析中，一般不考虑化合水，只测定游离水。 煤的有机质中氢和氧在干馏或燃烧时生成的水称为 热解水热解水，不属于工业分析的内容不属于工业分析的内容。 2. 煤中水分与煤质的关系 煤中水分含量的变化范围很大，我们可以由煤的煤中水分含量的变化范围很大，我们可以由煤的 水分含量大致推断煤的
50、变质程度，其中内在水分与水分含量大致推断煤的变质程度，其中内在水分与 煤化程度的关系见下表。煤化程度的关系见下表。 煤中内在水分与煤的变质程度的关系煤中内在水分与煤的变质程度的关系 煤种煤种 内在水分内在水分 （Minh）/ % 煤种煤种 内在水分内在水分 （Minh）/ % 泥炭泥炭 褐煤褐煤 长焰煤长焰煤 气煤气煤 肥煤肥煤 5-25 5-25 3-12 1-5 0.3-3 焦煤焦煤 瘦煤瘦煤 贫煤贫煤 无烟煤无烟煤 年老无烟煤年老无烟煤 0.5-1.5 0.5-2.0 0.5-2.5 0.7-3 2-9.5 由上表可见，煤中的内在水分内在水分随煤的变质程度变质程度加深而 呈规律性变化：从
