衡量評(píng)價(jià)煤的特性指標(biāo)(2)
全水分的測(cè)定采用空氣干燥法,將一定粒度和質(zhì)量的煤樣在105—110C鼓風(fēng)干操箱中干燥至質(zhì)量恒定,以煤樣的失重計(jì)算全水分。計(jì)算公式為:
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Mt=M1+G1/G (100-M1)
式中 Mt:煤樣的全水分,%;
M1:煤樣在運(yùn)送過程中的水分損失量,%;
G1: 煤樣干燥后減輕的質(zhì)量,g;
G: 煤樣的質(zhì)量,g。
② 空氣干燥基水分
實(shí)驗(yàn)所用煤樣均為空氣干燥煤樣,粒度為小于0.2mm。
將一定量的煤置于105~110℃干燥箱中,在干燥氮?dú)饬骰蚩諝饬髦懈稍锏劫|(zhì)量恒定,然后按下式計(jì)算出水分的含量。
Mad=M1/M×100%
式中 Mad—空氣干燥(基)煤樣的水分含量,%;
M—煤樣干燥后失去的質(zhì)量,g;
M— 煤樣的質(zhì)量,g。
③ *高內(nèi)在水分
*高內(nèi)在水分的測(cè)定要點(diǎn)是:取粒度小于0.2 mm煤樣約20g,飽浸水分,用恒濕紙除去大部分外在水分并使煤團(tuán)分散開。然后放在溫度30℃,相對(duì)濕度為96%的充氮調(diào)濕器內(nèi),在常壓和不斷攪動(dòng)氣氛的情況下使其達(dá)到濕度平衡。然后在105—110℃的溫度下烘干至質(zhì)量恒定,以其減量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示*高內(nèi)在水分
4、
(3) 全水分和內(nèi)、外在水分的關(guān)系
因?yàn)闇y(cè)定煤樣外在水分和內(nèi)在水分時(shí)所用的煤樣不同,因而計(jì)算基準(zhǔn)不同,故全水分不等于內(nèi)、外在水分含量直接相加,需要用以下公式計(jì)算。
根據(jù)定義:Mmh、ad=Mad,Mt、ar=Mar
根據(jù)物質(zhì)不滅定律得:
Mmh、ad= Mad×100-Mf、ar/100
所以:Mt、ar=Mar= Mf、ar+ Mmh、ad= Mf、ar+ Mad(100- Mf、ar)/100
(4) 水分與煤質(zhì)的關(guān)系
煤中各種水分的多少在一定程度上反映了煤質(zhì)狀況。煤中的內(nèi)在水分,與煤化度密切相關(guān)。低煤化度煤結(jié)構(gòu)疏松,結(jié)構(gòu)中極性官能團(tuán)多,內(nèi)部毛細(xì)管發(fā)達(dá),內(nèi)表面積大,因此內(nèi)在水分大。例如褐煤的內(nèi)在水分可高達(dá)20%以上。隨著煤化度的提高,內(nèi)在水分減少。在煙煤中的肥煤與焦煤變質(zhì)階段,內(nèi)在水分達(dá)到*小值(小于1%)。到高變質(zhì)的無煙煤階段,由于縮聚的收縮應(yīng)力使煤粒內(nèi)部的裂隙增加,內(nèi)在水分又有所增加,內(nèi)在水分可達(dá)到4%左右。 煤的*高內(nèi)在水分與煤化度的關(guān)系基本與內(nèi)在水分相同,具有明顯的規(guī)律性
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(5) 水分對(duì)煤利用的影響
一般說來,水分是煤中無利有害的無機(jī)物質(zhì)。這是因?yàn)椋涸谶\(yùn)輸時(shí),煤的水分增加了運(yùn)輸負(fù)荷;對(duì)煤進(jìn)行機(jī)械加工時(shí),煤中水分過多將造成粉碎、篩分困難,降低生產(chǎn)效率,損壞設(shè)備;煉焦時(shí),煤中水分的蒸發(fā)需消耗熱量,增加焦?fàn)t能耗,延長了結(jié)焦時(shí)間,降低了焦?fàn)t生產(chǎn)能力。水分過大時(shí),還會(huì)損壞焦?fàn)t,使焦?fàn)t使用年限縮短。此外,煉焦煤中的各種水分,包括熱解水全部轉(zhuǎn)入焦化剩余氨水,增大了焦化廢水處理的負(fù)荷:氣化與燃燒時(shí),煤中的水分降低了煤的有效發(fā)熱量。
2、 煤中礦物質(zhì)和煤的灰分產(chǎn)率
煤中礦物質(zhì)(mineral matter,簡記符號(hào)MM)是除水分外所有無機(jī)質(zhì)的總稱。主要成分一般有粘土、高嶺石、黃鐵礦和方解石等。礦物類型屬硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、金屬硫化物和硫酸亞鐵等。
煤的灰分( ash,簡記符號(hào)A)是指煤中所有可燃物質(zhì)完全燃燒時(shí),煤中礦物質(zhì)在一定溫度下經(jīng)過一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘?jiān)?,因此稱為灰分產(chǎn)率更確切。
煤的灰分與煤中礦物質(zhì)有密切的關(guān)系。國標(biāo)規(guī)定的工業(yè)分析只包括煤的灰分測(cè)定,但因?yàn)椴粌H灰分,而且礦物質(zhì)對(duì)煤的利用也有直接影響,所以有必要分別討論。
(1) 煤中礦物質(zhì)
煤中的礦物質(zhì)一般有三個(gè)來源。
①原生礦物質(zhì)—即原始成煤植物含有的礦物質(zhì)。它參與成煤,與煤有機(jī)質(zhì)緊密結(jié)合,很難除去。一般不超過1—2%。
②次生礦物質(zhì)—在成煤過程中進(jìn)入煤層的礦物質(zhì),有通過水力和風(fēng)力搬運(yùn)到泥炭沼澤中而沉積的碎屑礦物和從膠體溶液中沉積出來的化學(xué)成因礦物。通常類礦物在煤中的含量也不很高,約10%以下。
上述原生和次生礦物質(zhì)都屬煤的內(nèi)在礦物質(zhì),故較難用洗選法脫除。
③外來礦物質(zhì)—采掘過程中混入煤中的底板、頂板和夾石層的矸石。它的含量隨煤層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和采掘方法而異,一般為5—10%,高的可達(dá)20%以上。這類礦物質(zhì)用重力洗選法容易除去。