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煤炭工业学年毕业论文 浅谈煤炭工业分析项目的重要性

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(宁夏工业学校 753000)

煤炭工业

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摘要 本文主要介绍了煤炭工业分析项目的具体内容及测定时应注意的问题。煤的工业分析是了解煤质特性的重要指标,也是评价煤质的基本标准。根据工业分析测定的煤中水分、灰分、挥发分及固定碳的计算结果,可初步判断煤的性质、种类、各种煤的加工利用效果及其工业用途。

关键词 煤炭 工业分析 重要性

1 煤工业分析的具体内容

工业分析,就是对煤中水分、灰分、挥发分的测定及固定碳的计算。

1.1 水分

煤中水分随煤的变质程度加深而成规律性变化,见表1。

这样可以根据煤中水分与煤的变质程度的关系,由煤的水分含量大致推断:

(1) 煤的变质程度。

(2) 煤质分析中,煤的水分作为不同基础煤质分析结果换算的基础数据。

(3) 煤中水分对其加工利用、贸易和储运都有很大影响:

a)锅炉燃烧中,水分高会影响燃烧稳定性和热传导性。炼焦中,水分高会降低焦炭产率,而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期。

b)煤炭贸易中,煤的水分是一个重要的计质计量指标。

1.2 灰分

(1) 煤的灰分越高,有效碳的产率就越低,煤灰含量已作为商业上定级论价依据。

(2) 在炼焦工业中,以煤的灰分量预计焦炭中的灰分,决定焦炭质量级别。

(3) 煤燃烧和气化中,根据煤灰含量及灰熔点、粘度、导电性和化学组成等特性来预测燃烧和气化中可能出现的腐蚀、沾污、结渣问题,并据此进行炉型选择及煤灰渣利用研究。

(4) 灰分与含碳量、发热量、粘结度、活性及可磨性有程度不同的依赖关系,通过灰分来研究上述各种特性。

(5) 煤灰是煤中矿物质的衍生物, 可用它来算煤中矿物质含量。

(6) 在煤炭采样和制样研究中,由于煤中灰分测定简单,灰分在煤中分布不均衡,一般都用灰分测定结果来评定方法的准确度和精密度。

(7) 煤的灰分作为洗选工艺研究中的效率指标。

鉴于上述,煤中灰分测定结果是煤质特性和利用研究中起重要作用的指标。

1.3 挥发分

煤的挥发分产率随煤的变质程度加深而降低,见表2。

(1) 煤的挥发分产率可以估计煤的种类,我国及国际煤炭分类方案中,以挥发分为第一分类指标。

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(2) 根据挥发分产率和测定挥发分后的焦块特性可初步决定煤的加工利用途径:

a)、高挥发分的煤,干馏时化学副产品产率高,可用作低温干馏原料,还可作为气化原料。b)、挥发分适中的烟煤,粘结性较好,用于炼焦。

c)、在配煤炼焦中,要用挥发分来确定配煤比,使混煤的挥发分控制到25%~31%这一适宜范围。

d)、在燃煤中,可依挥发分来选择特定煤源所需燃烧设备或适于特定设备的煤源。

(3)根据挥发分,可估算炼焦时焦碳、煤气、焦油和粗笨等产品的产率。

(4)在气化和液化工艺条件的选择上,挥发分也有一定的参考

作用。

(5)挥发分还作为环境保护制定烟雾法的一个依据。

(6)利用挥发分与发热量、碳和氢含量相关关系,可以计算煤的发热量和碳氢含量。

1.4 固定碳

煤的固定碳随变质程度的加深而加深,见表3。

固定碳是煤炭分类、燃烧和焦化中的一项重要指标:

(1)在煤的燃烧中,利用固定碳来计算燃烧设备的效率。

(2)在炼焦工业中,根据固定碳来预计焦炭的产率。

2 准确测定,真实反映煤自身特性

2.1煤中水分

煤中水分,即在环境温度和湿度下,煤与大气接近湿度平衡时失去的水分及留下的水分。从制样到测试前,保证煤中水分不要损失或增加。应注意的问题是:

(1)密封良好的全水分试样送到实验室后要立即测定。

(2)全水分测定要采用两步法,先将煤破碎成小于13mm粒度测其外水,再破碎到<3mm粒度在105℃~110℃下干燥测出内在水分,并将这空气干燥基内在水分换算成收到基水分后,与外水相加求得全水分。

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(3)烘烤法测定煤中水分时,必须用带鼓风的烘箱。鼓风的目的是保持干燥箱内空气流动,使箱内温度均匀,也能促使煤中水分尽快蒸发缩短试验周期。试验证明,鼓风条件下干燥1小时测得的水分值均高于不鼓风条件下测得的结果。在随后的0.5h检查性干燥中,在鼓风条件下只需进行一次,试样的质量即达到恒重;而不鼓风时,需进行多次,才能达到恒重。

2.2 煤的灰分

煤的灰分是煤中原生、次生及外来矿物质随着煤在规定条件下完全燃烧后的残留物。为测得可靠的灰分产率,必须使黄铁矿(FeS)氧化完全,方解石(Ca[CO])分解完全,以及三氧化硫(SO)和氧化钙(CaO)间的反应降到最低程度。保证措施是:

(1)按GB211《煤的工业分析方法》规定的缓慢灰化程序:煤样放人冷马弗炉,在0.5h内由室温逐渐加热到500℃,使煤样逐渐灰化,防止爆燃,在500℃停留0.5h,使有机硫和硫化铁充分氧化并排除,然后再将炉温升到815℃±10℃并保持1h,使碳酸钙分解完全。

(2)灰化过程中始终保持良好的通风状态,使SO、SO一经生成就及时排出,为此马弗炉必装烟囱,炉门上设风眼,或炉门开启留缝,保证炉内空气自然流通。

(3) 煤样在灰皿中要均匀铺平,以避免因局部过厚燃烧不完全,还可防止底部煤样中硫化物生成的SO被上部碳酸盐分解生成的CaO固定。

(4) 在>800℃温度下灼烧1h以上,以保证碳酸盐分解完全及CO 完全驱出。

2.3 煤的挥发分

煤样在规定的条件下,900℃±10℃高温隔绝空气加热一定时间,从煤中分解出来挥发物质减去煤中水分后,占试验数量的百分数即为挥发分。测试结果取决于试验条件。因此要获得可靠的挥发分结果,必须提高操作水平。

(1)测定温度严格控制在900℃±10℃。为此,必须做到:a)、定期对热电偶及毫伏计进行校正,校正和使用热电偶时,其冷端应放入冰水或将零点调到室温,或采用冷端补偿器。b)、定期测量马弗炉的恒温区,装煤样的坩埚必须放在马弗炉的恒温区内。

(2) 当装有煤样的坩埚放人马弗炉后,保证炉温在3min内恢复到900℃土10℃。为此,必须做到:a)、经常验证马弗炉温度恢复速度或以手动控制、保证符合要求。b)、每次试验应放同样数目的坩埚,保证坩埚及其支架热容量基本一致。

(3)总加热时间含温度恢复时间要严格控制为7min。

(4)使用的坩埚符合GB211规定,其盖子必须严密。

(5)坩埚架必须耐热、不脱皮。

(6)从马弗炉取出坩埚后,严格掌握在空气中的冷却时间,以

防焦渣吸水。

3 结语

煤炭资源是目前我国主要的能源之一,通过煤的工业分析,根据各项测定结果可初步判断煤的性质、种类和各种煤的加工利用效果及其工业用途,这样就可以合理的开发利用煤炭资源。把煤的工业分析测定结果作到真实、准确的反映煤自身的特性,为煤炭的合理有效的利用提供可靠依据。

参考材料:

[1]计算机在煤炭工业中的应用

[2]论煤炭企业物资供应管理工作

[3]中国采矿工程对煤炭行业和安全的影响

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