1.什么是煤的工業(yè)分析?測試煤的工業(yè)分析有什么用處?
煤的工業(yè)分析是煤質(zhì)分析中最基本也是最重要的分析項(xiàng)目,它包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳,全硫和發(fā)熱量等一系列煤質(zhì)分析項(xiàng)目。因此,凡是以煤為原料或燃料的工業(yè)部門都需要進(jìn)行煤的工業(yè)分析。
煤的工業(yè)分析也曾叫煤的實(shí)用分析、近似分析或技術(shù)分析,其測試內(nèi)容有煤的外在水分、內(nèi)在水分、全水分、分析煤樣的水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳、全硫和各種硫及發(fā)熱量等項(xiàng)目。通常把煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳叫做煤的半工業(yè)分析,再加上硫分和發(fā)熱量等分析項(xiàng)目則叫做煤的全工業(yè)分析。
測出煤的工業(yè)分析以后,即能大致了解煤的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和某些基本性質(zhì)。如水分和灰分高的煤其有機(jī)質(zhì)含量就少,發(fā)熱量低,經(jīng)濟(jì)價(jià)值小。如我國的煤炭產(chǎn)品中就根據(jù)灰分采劃分煤的等級和確定價(jià)格。又如根據(jù)煤的揮發(fā)分產(chǎn)率和焦渣特征,即可初步確定煤的煤化程度的高低、黏結(jié)性的強(qiáng)弱、低溫焦油產(chǎn)率的大小以及發(fā)熱量的高低等基本特性。而根據(jù)煤的水分、灰分、揮發(fā)分及其焦渣特征等指標(biāo),即可比較可靠地算出煤的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。煤中全硫的高與低是確定煉焦用煙煤的重要指標(biāo)。對于合成氨工業(yè),干燥基煤的固定碳(FCd)含量是坪價(jià)無煙煤用于制造合成氣(半水煤氣)叫經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo)。此外,煤的外在水分和全水分,不僅影響動(dòng)力用煤的低位發(fā)熱量,而且還與煤的運(yùn)輸與貯存等條件有十
分密切的關(guān)系。例如在寒冷地區(qū)的冬季,就不宜將水分高的煤作長距離運(yùn)輸.因?yàn)樵?nbsp;?o負(fù)20度至負(fù)30度的低溫下,高水分煤就會(huì)與車皮凍在一起而造成無法卸車的事故。同樣,如把水分高的煤露天堆放由于煤塊凍結(jié)也無法裝車。根據(jù)煤中各種硫的比例還可推測煤樣
洗選脫硫的可能性。如有機(jī)硫占全硫比較高的煤,經(jīng)洗選后的精煤其硫分反而會(huì)比洗選前的原煤還高。
.測定煤的水分有何實(shí)際意義?煤中水分存在哪些形態(tài)?
煤的水分是評價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值最基本的指標(biāo)。因?yàn)槊褐兴趾吭蕉,煤的無用成分也就越多。同時(shí)、煤中有大量水分時(shí),不僅煤的有用成分減少.而且大量水分在煤燃燒時(shí),還要吸收大量的熱量為水蒸氣蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。但煤中水分特別是內(nèi)在水分與煤的煤化程度有關(guān):年輕煤內(nèi)在水分最大,強(qiáng)黏結(jié)性煤內(nèi)在水分最小,向年老煤過渡時(shí)內(nèi)在水分又有所增加。外在水分與外界氣候等多種因素有關(guān)。所以,煤的全水分既與煤的煤化程度有關(guān)又與外界天氣等各種因素有關(guān)。
煤中水分的存在形式,可根據(jù)其結(jié)合狀態(tài)的不同而分為游離水化合水兩大類。游離水是以物理狀態(tài)(如附著、吸附等形式)同煤結(jié)合;化合水是以化合方式同煤中的礦物質(zhì)結(jié)合,即通常所說的結(jié)晶水和結(jié)合水,如硫酸鈣(CaSO4.2H2O)中的結(jié)晶水和高嶺土[AI2(Si4O14)(OH)8]中的結(jié)合水。煤中的游離水,在105℃-110度的溫度下放置一至兩個(gè)小時(shí)后一般即可全部蒸發(fā)掉。這是因?yàn)槊褐杏坞x水幾乎完全是以吸附狀態(tài)存在于煤的表面的緣故,而結(jié)晶水通常要在200℃以上才能分解析出。但煤中含量很少的硫酸鈣二水化和物失水溫度儀為l63℃,而高嶺土組分中的結(jié)合水的分解失水溫度高達(dá)560℃。
根據(jù)水分存在的不同賦存狀態(tài),煤中的水分又可分為內(nèi)在水分和外在水分兩種。吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水,稱為內(nèi)在水分;附著在煤粒表面上的水,稱為外在水分。由于毛細(xì)孔吸附力的作用,內(nèi)在水分比外在水分較難蒸發(fā)。如外在水分在45-50℃的溫度下放置一定時(shí)間后即能蒸發(fā)掉,而內(nèi)在水分需要100℃以上的溫度經(jīng)過一定時(shí)間后才能蒸發(fā)。
煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔吸附的水分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),內(nèi)在水分達(dá)到最高值,這種水分稱為煤的最高內(nèi)在水分。由于煤的孔隙率與其煤化程度有一定的變化規(guī)律,所以煤的最高內(nèi)在水分基本上反映了煤化程度,黏結(jié)性和發(fā)熱量等煤質(zhì)特征。如年輕褐煤的最高內(nèi)在水分在30%以上,而最高內(nèi)在水分含量小于1%的煙煤,幾乎都是強(qiáng)粘結(jié)性和高發(fā)熱量的肥煤和主焦煤。用最高內(nèi)在水分來區(qū)別各種年煤最為適宜。