模塊五-第一講-煤中水分課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,模塊五 煤的工業(yè)分析,第一講 煤中水分,模塊五 煤的工業(yè)分析 第一講 煤中水分,第一講 煤中水分,一、煤中水分的來源,水分是一項(xiàng)重要的煤質(zhì)指標(biāo)，在煤的基礎(chǔ)理論研究和加工利用中都具有重要的意義。根據(jù)煤中水分隨煤變質(zhì)程度加深而呈規(guī)律性變化的特性，可以大致推斷煤的變質(zhì)程度。水分是煤中的無機(jī)組分，能對(duì)煤的加工利用性能產(chǎn)生影響，是煤炭質(zhì)量的重要標(biāo)志。在煤質(zhì)分析中，煤的水分是進(jìn)行不同基的煤質(zhì)分析結(jié)果換算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。,煤中水分的來源是多方面的。,在成煤過程中，成煤植物遺體堆積在沼澤或湖泊中，水 因此進(jìn)入煤中,是煤層形成后

2、，地下水進(jìn)入煤層的縫隙中,在水力開采、洗選和運(yùn)輸過程中，煤接觸水體、雨、雪或潮濕的空氣均可使水分增加。,第一講 煤中水分 一、煤中水分的來源 水分,第一講 煤中水分,二、煤中水分的類型,1.,游離水和化合水,游離水,是以附著、吸附等物理狀態(tài)與煤結(jié)合的水。煤中的游離水，在,105110,的溫度下放置,12h,后即可全部蒸發(fā)掉，,化合水,是指以化合方式與煤中的礦物質(zhì)結(jié)合，即通常所說的結(jié)晶水和結(jié)合水，如硫酸鈣（,CaSO,4,2H,2,O,）中的結(jié)晶水和高嶺土,Al,2,Si,2,O,5,(OH),3,中的結(jié)合水。,第一講 煤中水分 二、煤中水分的類型1.游離水和化合水游,2.,內(nèi)在水分和外在水分,

3、根據(jù)水分的不同賦存狀態(tài)，煤中水分又可分為內(nèi)在水分和外在水分兩種。,內(nèi)在水分,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，它是在一定條件下煤樣與周圍空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)所保持的水分，項(xiàng)目符號(hào)為,M,inh,。,外在水分,附著在煤粒的外表面或較大的毛細(xì)孔中的水稱為外在水分，是一定條件下煤樣與周圍空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)失去的水分，又稱自由水分或表面水分，項(xiàng)目符號(hào)為,M,f,。,2.內(nèi)在水分和外在水分內(nèi)在水分吸附或凝聚在煤粒,第一講 煤中水分,煤的外在水分與內(nèi)在水分的總和稱為煤的,全水分,，代表了剛開采出來或使用單位剛收到或者即將投入使用狀態(tài)下煤中的全部水分，項(xiàng)目符號(hào)為,M,t,。,3.,最高內(nèi)在水分,煤

4、樣在溫度為,30,，相對(duì)濕度為,96%,下達(dá)到平衡時(shí)測得的內(nèi)在水分稱為,最高內(nèi)在水分,，項(xiàng)目符號(hào)為,MHC,。,4.,工業(yè)分析所測定的外在水分和內(nèi)在水分與理論定義的差異之處,在煤的工業(yè)分析中，只測定游離水，一般不考慮化合水。煤有機(jī)質(zhì)中的氫和氧在干餾或燃燒時(shí)生成的水稱為熱解水，不屬于上述的水分范圍，也不是工業(yè)分析的內(nèi)容。,在工業(yè)分析的實(shí)際測定中，由于煤從脫去表面水到脫去內(nèi)在,水是連續(xù)而復(fù)雜的過程，二者難以嚴(yán)格分開，因此工業(yè)分析中的,表面水和內(nèi)在水不是按照其理論定義來劃分的，而是按照測定方,法或者說是測定條件來定義的。,第一講 煤中水分 煤的外在水分與內(nèi)在水分的總和稱為煤的,第一講 煤中水分,煤種

5、,內(nèi)在水分,/%,煤種,內(nèi)在水分,/%,泥炭,525,焦煤,0.51.5,褐煤,525,瘦煤,0.52.0,長焰煤,312,貧煤,0.52.5,氣煤,15,無煙煤,0.7,3,肥煤,0.33,年老無煙煤,29.5,三、煤中水分與煤質(zhì)的關(guān)系,煤中各種水分的多少均在一定程度上反映了煤質(zhì)狀況，煤中的外在水分和內(nèi)在水分都與煤質(zhì)有關(guān)。表,4-1,為不同煤化度煤中內(nèi)在水分的含量變化區(qū)間。,表,4-1,煤中內(nèi)在水分與煤的變質(zhì)程度的關(guān)系,第一講 煤中水分煤種內(nèi)在水分/%煤種內(nèi)在水分/%泥炭5,第一講 煤中水分,圖,4-1 MHC,與,V,daf,的關(guān)系,煤的最高內(nèi)在水分與煤化度的關(guān)系與內(nèi)在水分基本相同，但表現(xiàn)

6、出更為明顯的規(guī)律性，如圖,4-1,所示。,第一講 煤中水分圖4-1 MHC與Vdaf的關(guān)系,第一講 煤中水分,四、水分對(duì)煤加工利用性能的影響,在運(yùn)輸過程時(shí),，煤的水分增加了運(yùn)輸負(fù)荷與成本，在寒冷地帶水分的凍結(jié)導(dǎo)致裝卸困難。,在儲(chǔ)存時(shí),，煤中的水分隨空氣的濕度而變化，使煤易破裂，加速了氧化。,在機(jī)械加工時(shí),，水分過多會(huì)引起粉碎、篩分困難，既容易損壞設(shè)備，又降低生產(chǎn)效率。,在鍋爐燃燒中,，水分高會(huì)影響燃燒的穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)。,在煉焦工業(yè)中,，水分高會(huì)降低焦炭產(chǎn)率，而且由于水分大量蒸發(fā)帶走熱量而延長焦化周期。,第一講 煤中水分 四、水分對(duì)煤加工利用性能的影響,第一講 煤中水分,序號(hào),級(jí)別名稱,代號(hào),分

7、級(jí)范圍（,M,t,），,%,1,特低全水分煤,SLM,6.00,2,低全水分煤,LM,6.08.0,3,中等全水分煤,MM,8.012.0,4,中高全水分煤,MHM,12.020.0,5,高全水分煤,HM,20.040.0,6,特高全水分煤,SHM,40.0,五、我國煤中全水分的分級(jí),表,4-2,煤中全水分分級(jí),MT/T850,提出了我國煤中全水分的分級(jí)方案，如表,4-2,所示。我國煤以低水分煤和中等水分煤為主，二者共占,61.90%,，較低水分煤次之，約占,22%,；其他水分級(jí)別的煤所占比例均很小。,第一講 煤中水分序號(hào)級(jí)別名稱代號(hào)分級(jí)范圍（Mt），%1特低,第一講 煤中水分,六、煤中水分的

8、測定,在實(shí)際工作中，需要測定的水分指標(biāo)包括煤中,全水分、一般分析試驗(yàn)煤樣水分和最高內(nèi)在水分。,1.,全水分的測定,GB/T211,規(guī)定，,全水分測定,兩步法,一步法,微波干燥法,其中兩步法和一步法又分別包括通氮干燥法及空氣干燥法兩種方法,第一講 煤中水分六、煤中水分的測定 在實(shí)際工作中，需,第一講 煤中水分,兩步法中的通氮干燥法被標(biāo)準(zhǔn)列為仲裁方法，這里以此為例說明煤中全水分測定的方法要點(diǎn)以及結(jié)果計(jì)算等。,1,）外在水分,在兩步法中的通氮干燥法測定中，先將粒度小于,13mm,的煤樣，在溫度不高于,40,的環(huán)境下干燥到質(zhì)量恒定，按照式（,4-1,）計(jì)算外在水分。,（,4-2,）,3,）全水分,將空

9、氣干燥基內(nèi)在水分換算為收到基內(nèi)在水分，按照式（,4-3,）相加得出全水分，即收到基全水分。,第一講 煤中水分 兩步法中的通氮干燥法被標(biāo)準(zhǔn),第一講 煤中水分,（,4-3,）,如果在運(yùn)送過程中煤樣的水分有損失，按式（,4-4,）求出補(bǔ)正后的全水分值：,（,4-4,）,第一講 煤中水分（4-3）如果在運(yùn)送過程中煤樣的水分有損失,第一講 煤中水分,表,4-3,煤中全水分測定的精密度,全水分（,M,t,）,/%,重復(fù)性限,/%,10.0,0.4,10.0,0.5,當(dāng),M,t,大于,1%,時(shí)，表明煤樣在運(yùn)送過程中可能受到意外損失，則不可補(bǔ)正。但測得的水分可作為試驗(yàn)室收到煤樣的全水分。在報(bào)告結(jié)果時(shí)，應(yīng)注明“

10、未經(jīng)補(bǔ)正水分損失”，并將煤樣容器標(biāo)簽和密封情況一并報(bào)告。為使分析結(jié)果可靠，每項(xiàng)分析試驗(yàn)應(yīng)對(duì)同一試樣進(jìn)行兩次重復(fù)測定，在同一試驗(yàn)室，兩次重復(fù)測定結(jié)果的差值不得超過表,4-3,的規(guī)定，否則應(yīng)進(jìn)行第三次測定。,表,4-3,煤中全水分測定的精密度,【,例題,4-1】,某收到煤樣的質(zhì)量是,500.0g,，經(jīng)空氣干燥后質(zhì)量為,450.0g,，用空氣干燥煤樣測定內(nèi)在水分，兩次重復(fù)測定結(jié)果如下：,第一講 煤中水分表4-3煤中全水分測定的精密度全水分（M,第一講 煤中水分,煤樣,煤樣,煤樣質(zhì)量,/g 10.000 10.000,105,干燥后煤樣質(zhì)量,/g 9.512 9.484,求收到煤樣的全水分。,解：,將

11、試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入式（,4-1,），計(jì)算收到煤樣的外在水分,M,f,：,用式（,4-2,）計(jì)算煤樣的內(nèi)在水分,M,inh,：,煤樣,煤樣,第一講 煤中水分,第一講 煤中水分,由式（,4-3,）計(jì)算收到煤樣的全水分,M,t,：,答：,該收到煤樣的全水分為,14.7%,。,2.,一般分析試驗(yàn)煤樣水分的測定,一般分析試驗(yàn)煤樣水分過去曾被稱為空氣干燥煤樣水分，是指在規(guī)定條件下測定的一般分析煤樣水分。,GB/T212-2008,規(guī)定，用,通氮干燥法、空氣干燥法和微波干燥法等,三種方法測定一般分析煤樣水分。其中通氮干燥法適用于所有煤種，空氣干燥法僅適用于煙煤和無煙煤，微波干燥法被列入附錄中，適用于褐煤和煙煤水分

12、的快速測定。,在仲裁分析中，遇到有用一般分析試驗(yàn)煤樣水分進(jìn)行校正以及基的換算時(shí)，應(yīng)采用通氮干燥法測定。這里以通氮干燥法為例說明一般分析試驗(yàn)煤樣水分的測定方法和原理。,在通氮干燥法中，稱取一定量的一般分析試驗(yàn)煤樣，置于,105110,干燥箱中，在干燥氮?dú)饬髦懈稍锏劫|(zhì)量恒定。根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失，按照式（,4-5,）計(jì)算出水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。,第一講 煤中水分由式（4-3）計(jì)算收到煤樣的全水分Mt：答,第一講 煤中水分,（,4-5,）,水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（,M,ad,）,/%,重復(fù)性限,/%,5.00,0.20,5.0010.00,0.30,10.00,0.40,一般分析試驗(yàn)煤樣水分測定的重復(fù)性限如表,4-4,所示。,表,4-4,水分測定的精密度,第一講 煤中水分,第一講 煤中水分,3.,最高內(nèi)在水分的測定,GB/T4632-2008,規(guī)定，用充氮常壓法測定煤的最高內(nèi)在水分。,計(jì)算方法如,式（,4-6,）所示,。,（,4-6,）,取粒度小于,0.2mm,的煤樣約,20g,，飽浸水分，然后用恒濕紙除去,大部分外在水分并使煤團(tuán)分散開。在溫度,30,，相對(duì)濕度為,96%,和充氮常壓下達(dá)到濕度平衡，然后于,105110,下，在氮?dú)饬髦?干燥，以其質(zhì)量損失分?jǐn)?shù)表示最高內(nèi)在水分，,方法要點(diǎn),第一講 煤中水分 3.最高內(nèi)在水分的測定計(jì)算方法,