煤的元素分析(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))
煤的元素組成,是研究煤的變質(zhì)程度,計(jì)算煤的發(fā)熱量,估算煤的干餾產(chǎn)物的重要指標(biāo),也是工業(yè)中以煤作燃料時(shí)進(jìn)行熱量計(jì)算的基礎(chǔ)。
煤中除無(wú)機(jī)礦物質(zhì)和水分以外,其余都是有機(jī)質(zhì)。
由于組成煤的基本結(jié)構(gòu)單元是以碳為骨架得多聚芳香環(huán)系統(tǒng),在芳香環(huán)周?chē)刑肌?、氧及少量的氮和硫等原子組成的側(cè)鏈和官能團(tuán)。如羧基(-COOH)、羥基(-OH)和甲氧基(-OCH3)。說(shuō)明了煤中有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧和氮、硫等元素組成。
煤的變質(zhì)程度不同,其結(jié)構(gòu)單元不同,元素組成也不同。碳含量隨變質(zhì)程度的增加而增加,氫、氧含量隨變質(zhì)程度的增加而減少,氮、硫與變質(zhì)程度則無(wú)關(guān)系(但硫含量與成煤的古地質(zhì)環(huán)境和條件有關(guān))。見(jiàn)表30-11。
表30-11 不同變質(zhì)程度煤的碳、氫、氧、氮、硫含量
煤的元素分析(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))
| 編 號(hào) | 煤的類(lèi)別 | Mad(%) | Ad(%) | Vdaf(%) | Cdaf(%) | Hdaf(%) | Ndaf(%) | Sdaf(%) | Odaf(%) |
| 1 | 褐煤 | 7.24 | 3.50 | 42.38 | 72.23 | 5.55 | 2.05 | | 20.17 |
| 2 | 長(zhǎng)焰煤 | 5.54 | 1.94 | 41.89 | 79.23 | 5.42 | 0.93 | 0.35 | 14.17 |
| 3 | 氣煤 | 3.28 | 1.63 | 40.49 | 81.57 | 5.78 | 1.96 | 0.66 | 10.03 |
| 4 | 肥煤 | 1.15 | 1.29 | 32.69 | 88.04 | 5.52 | 1.80 | 0.42 | 4.22 |
| 5 | 焦煤 | 0.95 | 0.92 | 21.91 | 89.26 | 4.92 | 1.33 | 1.51 | 2.98 |
| 6 | 瘦煤 | 1.33 | 1.06 | 17.88 | 90.73 | 4.82 | 1.69 | 0.38 | 2.38 |
| 7 | 貧煤 | 1.08 | 2.81 | 13.49 | 91.31 | 4.37 | 1.52 | 0.78 | 2.02 |
| 8 | 無(wú)煙煤 | 4.70 | 3.18 | 4.66 | 96.14 | 2.71 | | | |
[煤質(zhì)分析化驗(yàn)常用的符號(hào)和基準(zhǔn)]
1、項(xiàng)目名稱的符號(hào),以國(guó)際上廣泛采用的符號(hào)表示。屬于化學(xué)元素分析項(xiàng)目采用化學(xué)元素符號(hào)表示。屬于化???元素分析項(xiàng)目采用化學(xué)元素
符號(hào)表示,見(jiàn)表30-8。煤的元素分析(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))
表30-8 煤質(zhì)分析化驗(yàn)項(xiàng)目名稱的符號(hào)表示
| | 水 分 | 灰 分 | 揮 發(fā) 分 | 硫 分 | 發(fā) 熱 量 | 羅加指數(shù) | 粘結(jié)指數(shù) | 膠質(zhì)指數(shù) | 碳 | 氫 | 氧 | 氮 | 二氧化碳 |
| 符號(hào)表示 | M | A | V | S | Q | R*1 | G | Y | C | H | O | N | CO2 |
2、煤質(zhì)分析化驗(yàn)指標(biāo)不同基準(zhǔn)的符號(hào)表示,也用英文字母標(biāo)在表示該分析化驗(yàn)制表符號(hào)的右下角。
如果某分析化驗(yàn)指標(biāo)既要表明其存在形態(tài)或操作條件,又要標(biāo)明其基準(zhǔn),其符號(hào)表示方法是,在該分析化驗(yàn)制表符號(hào)右下角先標(biāo)明其形態(tài)或條件,后標(biāo)明其基準(zhǔn),中間用“,”斷開(kāi)。
表30-9 煤質(zhì)分析化驗(yàn)指標(biāo)存在形態(tài)或操作條件的符號(hào)表示
| | 全水分 | 內(nèi)在水分 | 外在水分 | 全硫分 | 有機(jī)硫 | 硫鐵鹽硫 | 硫酸鹽硫 | 彈筒發(fā)熱量 | 高位發(fā)熱量 | 低位發(fā)熱量 |
| 符號(hào)表示 | Mt | Minh | Mf | St | So | Sp | Ss | Qb | Qgr | Qnet |
煤質(zhì)分析化驗(yàn)指標(biāo)不同基準(zhǔn)的符號(hào)表示見(jiàn)表30-10。
符號(hào)表示舉例:
分析基水分 Mad
收到基水分 Mar
分析基揮發(fā)分Vad
干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf
分析基全硫 St,ad
表30-10 煤質(zhì)分析化驗(yàn)指標(biāo)不同基準(zhǔn)的符號(hào)表示
煤的元素分析(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))
| | 分析基(空氣干燥基) | 干基(無(wú)水基) | 收到基 | 干燥無(wú)灰基 | 有機(jī)基(無(wú)水無(wú)礦物質(zhì)基) |
| 符號(hào)表示 | ad | d | ar | daf | dmmf |
干燥基全硫分 St,d
彈筒發(fā)熱量 Qb
高位發(fā)熱量 Qgr
低位發(fā)熱量Qnet
收到基高位發(fā)熱量 Qgr,ar
收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar
分析基高位發(fā)熱量Qgr,ad
分析基低位發(fā)熱量Qnet,ad
3、煤質(zhì)分析化驗(yàn)的基準(zhǔn)
1.煤質(zhì)分析化驗(yàn)基準(zhǔn)的概念
在煤質(zhì)分析化驗(yàn)中,不同的煤樣其化驗(yàn)結(jié)果是不同的。同一煤樣在不同的狀態(tài)下其測(cè)試結(jié)果也是不同的。如一個(gè)煤樣的水分,經(jīng)過(guò)空氣干燥后的測(cè)試值比空氣干燥前的測(cè)試值要小。所以,任何一個(gè)分析化驗(yàn)結(jié)果,必須標(biāo)明其進(jìn)行分析化驗(yàn)時(shí)煤樣所處的狀態(tài)。否則,該分析見(jiàn)表31-11.現(xiàn)分?jǐn)⑷缦拢?/span>
分析基(ad):進(jìn)行煤質(zhì)分析化驗(yàn)時(shí),煤樣所處的狀態(tài)為空氣干燥狀態(tài)。
干燥基(d):進(jìn)行煤質(zhì)分析化驗(yàn)時(shí),煤樣所處的狀態(tài)為無(wú)水分狀態(tài)。
收到基(ar):進(jìn)行煤質(zhì)分析化驗(yàn)時(shí),煤樣所處的狀態(tài)為收到該批煤所處的狀態(tài)。
干燥無(wú)灰基(daf):煤樣的這種狀態(tài)實(shí)際中是不存在的,是在煤質(zhì)分析化驗(yàn)中,根據(jù)需要換算出的無(wú)水、無(wú)灰狀態(tài)。
無(wú)水無(wú)礦物質(zhì)基(dmmf):煤樣的這種狀態(tài)實(shí)際中也是不存在的,也是換算出的無(wú)水、無(wú)礦質(zhì)狀態(tài)。
恒濕無(wú)灰基(maf):煤樣的這種狀態(tài)也是換算出來(lái)的。恒濕的含義是指溫度在30c,相對(duì)濕度為96%時(shí)測(cè)得煤樣的水分(或叫*高內(nèi)在水分);
4.煤質(zhì)分析化驗(yàn)基準(zhǔn)間的換算
煤質(zhì)分析化嚴(yán)重,有些基準(zhǔn)在實(shí)際中是不存在的,是根據(jù)需要換算出來(lái)的;有些基準(zhǔn)在實(shí)際存在,但為了方便,有時(shí)不進(jìn)行測(cè)試,而是根據(jù)已知基準(zhǔn)的分析化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行換算,這樣就簡(jiǎn)單多了。
化驗(yàn)室中進(jìn)行煤質(zhì)分析化驗(yàn)時(shí),使用的煤樣為分析煤樣。分析煤樣是經(jīng)過(guò)一次次破碎和縮分得到的,它所處的狀態(tài)為空氣干燥狀態(tài)。所以,化驗(yàn)室中用分析煤樣進(jìn)行分析化驗(yàn)時(shí),其基準(zhǔn)為分析基(又稱為空氣干燥基)。
分析煤樣分析基化驗(yàn)結(jié)果,是化驗(yàn)室中直接測(cè)到的,是*基礎(chǔ)的化驗(yàn)結(jié)果,是換算其它基準(zhǔn)的分析化驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)。
各種基準(zhǔn)間的換算公式:
干基的換算:
Xd=100Xad/(100-Mad)%
式中:
Xad——分析基的化驗(yàn)結(jié)果;
Mad——分析基水分;
Xd——換算干燥基的化驗(yàn)結(jié)果。
收到基的換算:
Xaf=(100-Mar)/(100-Mad)%
式中:
Mar——收到基水分;
Xar——換算為收到基的化驗(yàn)結(jié)果。
無(wú)水無(wú)灰基的換算:
Xdaf=100Xad/(100-Mad-Aad)%
式中:
Aad——分析基灰分;
Xdaf——換算為干燥無(wú)灰基的化驗(yàn)結(jié)果。
當(dāng)煤中碳酸鹽含量大于2%時(shí),上式的分母中還要減去碳酸鹽中CO2含量。