煤炭化驗設備-2017煤炭工業分析詳解

的工業分析，又叫煤的技術分析或實用分析，是評價煤質的基本依據。

　　在標準種，煤的工業分析包括煤的水分、灰分、揮發分和固定碳等指標的測定。通常煤的水分、灰分、揮發分和固定碳等指標的測定。通常煤的水分、灰分、揮發分是直接測出的，而固定碳是用差減法計算出來的。廣義上講，煤的工業分析還包括煤的全硫分和發熱量的測定， 又叫煤的全工業分析。

1、煤的水分

煤的水分，是煤炭計價中的一個輔助指標。 煤的水分直接影響煤的使用、運輸和儲存。煤的水分增加，煤中有用成分相對減少，且水分在燃燒時變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發熱量。煤的水分增加，還增加了無效運輸，并給卸車帶來了困難。特點是冬季寒冷地區，經常發生凍車，影響卸車，影響生產，影響車皮周轉，加劇了運輸的緊張。煤的水分也容易引起煤炭粘倉而減小煤倉容量，甚至發生堵倉事故。隨著礦井開采深度的增加，采掘機械化的發展和井下安全生產的加強，以及噴露灑水、煤層注水、綜合防塵等措施的實施，原煤水分呈增加的趨勢。為此，煤礦除在開采設計上和開采過程中的采煤、掘進、通風和運輸等各個環節上制定減少煤的水分的措施外，還應在煤的地面加工中采取措施減少煤的水分。

（1）煤中游離水和化合水

煤中水分按存在形態的不同分為兩類，既游離水和化合水。游離水是以物理狀態吸附在煤顆粒內部毛細管中和附著在煤顆粒表面的水分；化合水也叫結晶水，是以化合的方式同煤中礦物質結合的水。如硫酸鈣（NaSO4.2H2O）和高齡土（AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的結晶水。游離水在105～110C的溫度下經過1～2小時可蒸發掉，而結晶水通常要在200C以上才能分解析出。煤的工業分析中只測試游離水，不測結晶水。

（2）煤的外在水分和內在水分

煤的游離水分又分為外在水分和內在水分。

外在水分，是附著在煤顆粒表面的水分。外在水分很容易在常溫下的干燥空氣中蒸發，蒸發到煤顆粒表面的水蒸氣壓與空氣的濕度平衡時就不再蒸發了。內在水分，是吸附在煤顆粒內部毛細孔中的水分。內在水分需在100C以上的溫度經過時間才能蒸發。高內在水分，當煤顆粒內部毛細孔內吸附的書分達到飽和狀態時，這是煤的內在水分達到高值，稱為高內在水分。高內在水分與煤的孔隙度有關，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有關，所以，高內在水分含量在相當程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地區分低煤化度煤。如年輕褐煤的高內在水分多在25%以上，少數的如云南彌勒褐煤高內在水分達31%。高內在水分小于2%的煙煤，幾乎都是強粘性和高發熱量的肥煤和主焦煤。無煙煤的高內在水分比煙煤有有所下降，因為無煙煤的孔隙度比煙煤增加了。

（3）煤的全水分

全水分，是煤炭按灰分計加中的一個輔助指標。a.煤中全水分的含義。煤中全水分，是指煤中全部的游離水分，即煤中外在水分和內在水分之和。指出的是，化驗室里測試煤的全水分時所測的煤的外在水分和內在水分，與上面講的煤中不同結構狀態下的外在水分和內在水分是完全不同的。化驗室里所測的外在水分是指煤樣在空氣中并同空氣濕度達到平衡時失去的水分（這是吸附在煤毛細孔中的內在水分也會相應失去一部分，其數量隨當時空氣濕度的降低和溫度的升高而增大），這時殘留在煤中的水分為內在水分。顯然，化驗室測試的外在水分和內在水分，除與煤中不同結構狀態下的外在水分和內在水分有關外，還與測試是空氣的濕度和溫度有關。b.煤的全水分

測試方法要點見煤炭化驗國標GB212-91。

2、煤的灰分

煤的灰分，是指煤完全燃燒后剩下的殘渣。因為這個殘渣是煤中可燃物完全燃燒，煤 中礦物質（除水分外所有的無機質）在煤完全燃燒過程中經過一系列分解、化合反應后的產物，所以確切地說，灰分應稱為灰分產率。

（1）煤中礦物質

煤中礦物質分為內在礦物質和外在礦物質。

a.內在礦物質，又分為原生礦物質和次生礦物質。原生礦物質，是成煤植物本身所含的礦物質，其含量一般不超過1～2%；次生礦物質，是成煤過程中泥炭沼澤液中的礦物質與成煤植物遺體混在一起成煤而留在煤中的。次生礦物質的含量一般也不高，但變化較大。內在礦物質所形成的灰分叫內在灰分，內在灰分只能用化學的方法才能將其從煤中分離出去。

b.外來礦物質，是在菜煤和運輸過程中混入煤中的頂、底板和夾石層的矸石。外在礦物質形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗選的方法將其從煤中分離出去。

（2）煤中灰分

煤中灰分來源于礦物質。煤中礦物質燃燒后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質在煤的燃燒中發生分解和化合，有一部分變成氣體逸出，留下的殘渣就是灰分。

灰分通常比原物質含量要少，因此根據灰分，用適當公式校正后可近似地算出礦物質含量。

（3）煤灰灰分對工業利用的影響 煤中灰分是煤炭計價指標之一。在灰分計加重，灰分是計價的基礎指標；在發熱量計加重，灰分是計價的輔助指標。灰分是煤中的有害物質，同樣影響煤的使用、運輸和儲存。煤用作動力燃料時，灰分增加，煤中可燃物質含量相對減少。礦物質燃燒灰化時要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而降低了煤的發熱量，影響了鍋爐操作（如易結渣、熄火），加劇了設備磨損，增加排渣量。煤用于煉焦時，灰分增加，焦炭灰分也隨之增加，從而降低了高爐的利用系數。還指出的是，煤中灰分增加，增加了無效運輸，加劇了我國鐵路運輸的緊張。

（4）煤的灰分測定見煤炭檢驗國標GB212-91。

3、煤的揮發分

煤的揮發分，即煤在溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質（氣體或液體）中減掉水分后的含量。剩下的殘渣叫做焦渣。因為揮發分不是煤中固有的，而是在特定溫度下熱解的產物，所以確切的說應稱為揮發分產率。

（1）煤的揮發分不僅是煉焦、氣化要考慮的一個指標，也是動力用煤的一個重要指標，是動力煤按發熱量計價的一個輔助指標。揮發分是煤分類的重要指標。煤的揮發分反映了煤的變質程度，揮發分由大到小，煤的變質程度由小到大。如泥炭的揮發分高達70%，褐煤一般為40～60%，煙煤一般為10～50%，高變質的無煙煤則小于10%。煤的揮發分和煤巖組成有關，角質類的揮發分高，鏡煤、亮煤次之，絲碳低。所以世界各國和我國都以煤的揮發分作為煤分類的重要的指標。

（2）煤的揮發分測試要點見煤炭化驗分析國標GB212-91。

4、煤的固定碳

煤中去掉水分、灰分、揮發分，剩下的就是固定碳。 煤的固定碳與揮發分一樣，也是表征煤的變質程度的一個指標，隨變質程度的增高而增高。所以一些以固定碳作為煤分類的一個指標。固定碳是煤的發熱量的重要來源，所以有的以固定碳作為煤發熱量計算的主要參數。固定碳也是合成氨用煤的一個重要指標。

固定碳計算公式：

(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)

當分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時：

(FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO2,ad(煤)

當分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時：

(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣）]

式中：

（FC）ad——分析煤樣的固定碳，%；

Mad——分析煤樣的水分，%；

Aad——分析煤樣的灰分，%；

Vad——分析煤樣的揮發分，%；

CO2,ad（煤）——分析煤樣中碳酸鹽CO2含量，%；

CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量，%；