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煤的元素分析｜煤質儀器
2018-09-18 01:55:03
煤質技術中 煤的元素組成，是研究煤的變質程度，計算煤的發熱量，估算煤的干餾產物的重要指標，也是工業中以煤作燃料時進行熱量計算的基礎。煤中除無機礦物質和水分以外，其余都是有機質。
由于組成煤的基本結構單元是以碳為骨架得多聚芳香環系統，在芳香環周圍有碳、氫、氧及少量的氮和硫等原子組成的側鏈和官能團。如羧基（-COOH）、羥基（-OH）和甲氧基（-OCH3）。說明了煤中有機質主要由碳、氫、氧和氮、硫等元素組成。
煤的變質程度不同，其結構單元不同，元素組成也不同。碳含量隨變質程度的增加而增加，氫、氧含量隨變質程度的增加而減少，氮、硫與變質程度則無關系（但硫含量與成煤的古地質環境和條件有關）。見表30-11。
表30-11 不同變質程度煤的碳、氫、氧、氮、硫含量
編 號 煤的類別 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 無煙煤 4.70 3.18 4.66 96.14 2.71 mm mm mm
[煤質分析化驗常用的符號和基準]
1、煤質化驗分析項目名稱的符號，以國際上廣泛采用的符號表示。屬于化學元素分析項目采用化學元素符號表示。屬于化學元素分析項目采用化學元素符號表示，見表30-8。
表30-8 煤質分析化驗項目名稱的符號表示
水分 M
灰分 A
揮發分 V
硫分 S
發熱量 Q
羅加指數R*1
粘結指數G
膠質指數Y
2、煤質分析化驗指標存在的形態，或操作條件的符號表示，用英文字母標在表示該分析化驗制表符號的右下角，見表30-9。
3、煤質分析化驗指標不同基準的符號表示，也用英文字母標在表示該分析化驗制表符號的右下角。
如果某分析化驗指標既要表明其存在形態或操作條件，又要標明其基準，其符號表示方法是，在該分析化驗制表符號右下角先標明其形態或條件，后標明其基準，中間用“，”斷開。
表30-9 煤質分析化驗指標存在形態或操作條件的符號表示
mm 全水分 Mt
內在水分 Minh
外在水分 Mf
全硫分 St
有機硫 So
硫鐵鹽硫 Sp
硫酸鹽硫 Ss
彈筒發熱量 Qb
高位發熱量 Qgr
低位發熱量 Qnet
煤質分析化驗指標不同基準的符號表示見表30-10。
符號表示舉例：
分析基水分 Mad
收到基水分 Mar
分析基揮發分Vad
干燥無灰基揮發分Vdaf
分析基全硫 St,ad
表30-10 煤質分析化驗指標不同基準的符號表示
mm 分析基（空氣干燥基） 干基（無水基） 收到基 干燥無灰基 有機基（無水無礦物質基）
符號表示 ad d ar daf dmmf
干燥基全硫分 St,d
彈筒發熱量 Qb
高位發熱量 Qgr
低位發熱量Qnet
收到基高位發熱量 Qgr,ar
收到基低位發熱量Qnet,ar
分析基高位發熱量Qgr,ad
分析基低位發熱量Qnet,ad、
4、煤質分析化驗的基準
1.煤質分析化驗基準的概念
在煤質分析化驗中，不同的煤樣其化驗結果是不同的。同一煤樣在不同的狀態下其測試結果也是不同的。如一個煤樣的水分，經過空氣干燥后的測試值比空氣干燥前的測試值要小。所以，任何一個分析化驗結果，必須標明其進行分析化驗時煤樣所處的狀態。否則，該分析見表31-11.現分敘如下：
分析基（ad）：進行煤質分析化驗時，煤樣所處的狀態為空氣干燥狀態。
干燥基（d）：進行煤質分析化驗時，煤樣所處的狀態為無水分狀態。
收到基（ar）：進行煤質分析化驗時，煤樣所處的狀態為收到該批煤所處的狀態。
干燥無灰基（daf）：煤樣的這種狀態實際中是不存在的，是在煤質分析化驗中，根據需要換算出的無水、無灰狀態。
無水無礦物質基（dmmf）：煤樣的這種狀態實際中也是不存在的，也是換算出的無水、無礦質狀態。
恒濕無灰基（maf）：煤樣的這種狀態也是換算出來的。恒濕的含義是指溫度在30c，相對濕度為96%時測得煤樣的水分（或叫最高內在水分）；
2.煤質分析化驗基準的示意圖
煤質分析化驗中的各種基準可以用示意圖表示，如圖30-10所示。
煤
揮發物質 固體
水蒸氣 可揮發物質 不可揮發物質 灰分
外在水份 內在水份 無水無礦物質基
全水 干燥無灰基
干燥基
分析基
收到基
3.煤質分析化驗基準間的換算
煤質分析化嚴重，有些基準在實際中是不存在的，是根據需要換算出來的；有些基準在實際存在，但為了方便，有時不進行測試，而是根據已知基準的分析化驗結果進行換算，這樣就簡單多了。
化驗室中進行煤質分析化驗時，使用的煤樣為分析煤樣。分析煤樣是經過一次次破碎和縮分得到的，它所處的狀態為空氣干燥狀態。所以，化驗室中用分析煤樣進行分析化驗時，其基準為分析基（又稱為空氣干燥基）。
分析煤樣分析基化驗結果，是化驗室中直接測到的，是最基礎的化驗結果，是換算其它基準的分析化驗結果的基礎。
各種基準間的換算公式：
干基的換算：
Xd=100Xad/(100-Mad)%
式中：
Xad——分析基的化驗結果；
Mad——分析基水分；
Xd——換算干燥基的化驗結果。
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結果。
無水無灰基的換算：
Xdaf=100Xad/(100-Mad-Aad)%
式中：
Aad——分析基灰分；
Xdaf——換算為干燥無灰基的化驗結果。
當煤中碳酸鹽含量大于2%時，上式的分母中還要減去碳酸鹽中CO2含量。
