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（1）煤中矿物质
煤中矿物质分为内在矿物质和外在矿物质。 a.内在矿物质，又分为原生矿物质和次生矿物质。 原生矿物质，是成煤植物本身所含的矿物质，其含量一般不超过1～2%；次生矿物质，是成煤过程中泥炭沼泽液中的矿物质与成煤植物遗体混在一起成煤而留在煤中的。次生矿物质的含量一般也不高，但变化较大。 内在矿物质所形成的灰分叫内在灰分，内在灰分只能用化学的方法才能将其从煤中分离出去。 b.外来矿物质，是在菜煤和运输过程中混入煤中的顶、底板和夹石层的矸石。外在矿物质形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗选的方法将其从煤中分离出去。 （2）煤中灰分 煤中灰分来源于矿物质。煤中矿物质燃烧后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸盐、黄铁矿等矿物质在煤的燃烧中发生分解和化合，有一部分变成气体逸出，留下的残渣就是灰分。 2SiO2"AL2O3"2H2O-→ 2SiO2+AL2O3+2H2O↑ CaSO4"2H2O-→CaSO4+2H20↑ CaCO3-→CaO+CO2↑” CaO+SO3-→CaSO4 CaO+SO3-→2Fe2O3+8SO2↑ 灰分通常比原物质含量要少，因此根据灰分，用适当公式校正后可近似地算出矿物质含量。 （3）煤灰灰分对工业利用的影响 煤中灰分是煤炭计价指标之一。在灰分计加重，灰分是计价的基础指标；在发热量计加重，灰分是计价的辅助指标。 灰分是煤中的有害物质，同样影响煤的使用、运输和储存。 煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了锅炉操作（如易结渣、熄火），加剧了设备磨损，增加排渣量。 煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。 还必须指出的是，煤中灰分增加，增加了无效运输，加剧了我国铁路运输的紧张。 （4）煤的灰分测定见GB212-91。 3、煤的挥发分 煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。 （1）煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标，也是动力用煤的一个重要指标，是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。 挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%，褐煤一般为40～60%，烟煤一般为10～50%，高变质的无烟煤则小于10%。煤的挥发分和煤岩组成有关，角质类的挥发分最高，镜煤、亮煤次之，丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。 （2）煤的挥发分测试要点见GB212-91。 4、煤的固定碳 煤中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。 煤的固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的一个指标，随变质程度的增高而增高。所以一些国家以固定碳作为煤分类的一个指标。 固定碳是煤的发热量的重要来源，所以有的国家以固定碳作为煤发热量计算的主要参数。固定碳也是合成氨用煤的一个重要指标。 固定碳计算公式： (FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad) 当分析煤样中碳酸盐CO2含量为2-12%时： (FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO2,ad(煤) 当分析煤样中碳酸盐CO2含量大于12%时： (FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣）] 式中： （FC）ad——分析煤样的固定碳，%； Mad——分析煤样的水分，%； Aad——分析煤样的灰分，%； Vad——分析煤样的挥发分，%； CO2,ad（煤）——分析煤样中碳酸盐CO2含量，%； CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量，%； 5、煤的硫分 （1）煤中硫存在的形态 煤的工业分析 [煤的工业分析]煤的工业分析，又叫煤的技术分析或实用分析，是评价煤质的基本依据。在国家标准种，煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定， 又叫煤的全工业分析。 1、煤的水分 煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。 煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤的水分增加，煤中有用成分相对减少，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。煤的水分增加，还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。特点是冬季寒冷地区，经常发生冻车，影响卸车，影响生产，影响车皮周转，加剧了运输的紧张。 煤的水分也容易引起煤炭粘仓而减小煤仓容量，甚至发生堵仓事故。 随着矿井开采深度的增加，采掘机械化的发展和井下安全生产的加强，以及喷露洒水、煤层注水、综合防尘等措施的实施，原煤水分呈增加的趋势。为此，煤矿除在开采设计上和开采过程中的采煤、掘进、通风和运输等各个环节上制定减少煤的水分的措施外，还应在煤的地面加工中采取措施减少煤的水分。 （1）煤中游离水和化合水 煤中水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙（NaSO4.2H2O）和高龄土（AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水。游离水在105～110C的温度下经过1～2小时可蒸发掉，而结晶水通常要在200C以上才能分解析出。 煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。 （2）煤的外在水分和内在水分 煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。 外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。 内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100C以上的温度经过一定时间才能蒸发。 最高内在水分，当煤颗粒内部毛细孔内吸附的书分达到饱和状态时，这是煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地区分低煤化度煤。如年轻褐煤的最高内在水分多在25%以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31%。最高内在水分小于2%的烟煤，几乎都是强粘性和高发热量的肥煤和主焦煤。无烟煤的最高内在水分比烟煤有有所下降，因为无烟煤的孔隙度比烟煤增加了。 （3）煤的全水分 全水分，是煤炭按灰分计加中的一个辅助指标。a.煤中全水分的含义。煤中全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。必须指出的是，化验室里测试煤的全水分时所测的煤的外在水分和内在水分，与上面讲的煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分是完全不同的。化验室里所测的外在水分是指煤样在空气中并同空气湿度达到平衡时失去的水分（这是吸附在煤毛细孔中的内在水分也会相应失去一部分，其数量随当时空气湿度的降低和温度的升高而增大），这时残留在煤中的水分为内在水分。显然，化验室测试的外在水分和内在水分，除与煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分有关外，还与测试是空气的湿度和温度有关。b.煤的全水分测试方法要点见GB212-91。 2、煤的灰分 煤的灰分，是指煤完全燃烧后剩下的残渣。因为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质（除水分外所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物，所以确切地说，灰分应称为灰分产率。 煤炭知识 2.6.4 烟煤 Bituminous coal 煤化程度高于褐煤而低于无烟煤，其特点是挥发分产率范围大，单独炼焦时从不结焦到强结焦均有，燃烧时有烟 YM 2.6.5 无烟煤 anthracite 煤化程度高的煤，挥发分低、密度大，燃点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟 WY 白煤 2.6.6 硬煤 Hard coal 一般指烟煤和无烟煤的总称，或者指恒湿无灰基高位发热量等于或大于24MJ/KG的煤，以及恒湿无灰基高位发热量等于或小于24MJ/KG，但镜质体平均随机反射率等于或大于0.6%的煤 2.6.7 长焰煤 Long flame coal 变质程度最低、挥发分最高的烟煤，一般不结焦，燃烧时火焰长 CY 2.6.8 气煤 Gas coal 变质程度较低、挥发分较高的烟煤，单独炼焦时，焦炭多细长、易碎，并有较多的纵裂纹 QM 2.6.9 肥煤 Fat coal 变质程度中等的烟煤。单独炼焦时，能生成熔融性良好的焦炭，但有较多的横裂纹，焦根部分有蜂焦 FM 2.6.10 焦煤 Coking coal 变质程度较高的烟煤。单独炼焦时，生成的胶质体热稳定性好，所得焦炭的块度大、裂纹少，强度高 JM 2.6.11 瘦煤 Lean coal 变质程度高的烟煤。单独炼焦时大部分能结焦。焦炭的块度大、裂纹少，但熔融性较差，耐磨强度低 SM 2.6.12 1/3焦煤 1/3coking coal 介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时，能生成强度较高的焦炭 QF 2.6.13 气肥煤 Gas-fatcoal 挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能生成强度高的焦炭 QF 2.6.14 1/2中粘煤 1/2medium caking coal 粘结性介于气煤和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤 1/2ZN 2.6.15 贫瘦煤 Meager lean coal 变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤 PS 2.6.16 贫煤 Meager coal 变质程度高、挥发分最低的烟煤。不结焦 PM 2.6.17 不粘煤 Non-caking coal 变质程度较低的、挥发分范围较宽的烟煤。无粘结性的烟煤 BN 2.6.18 弱粘煤 Weakly caking coal 变质程度较低的、挥发分范围较宽的烟煤。粘结性介于不粘煤和1/2中粘煤之间 RN 2.6.19 天然煤 carbonite 煤层中的煤因受岩浆热的影响而形成的焦炭 自然焦 6.20 风化煤 WEATHERED COAL 受风化作用的影响，含氧量增高，发热量较低，并含有再生腐植酸等明显变化的煤 （七）煤质分析常用数理统计术语 序号 术语名称 英文名称 定义 符号 允许使用 的同义词 停止使用 的同义词 2.7.1 观测值 obserations 在试验中所测量或观测到的数值 2.7.2 极差 Range 一组观测的最高值和最低值的差值 2.7.3 偏差 dcviation 一个观测值与一个规定值之间的数值 2.7.4 平均偏差 Mean deviation 各观测值与其平均值差值（取绝对值）的平均值 2.7.5 总体 Population universe 作为数理统计对象的全部观测值 母体 2.7.6 个体 individual 总体中的一个，即指一个观测值 2.7.7 总体平均值 Population mean 总体中全部观测值的平均值 μ 2.7.8 方差 variance 各观测值与其平均值差值的平方和除以自由度 V S2 煤炭知识 2.3.14 焦渣特征 Characteristics of charresidue 煤样再测定挥发份后的残留物的粘结性柱状 2.3.15 固定碳 Fixed carbon 从测定煤样的挥发份后的残渣中减去灰分后的残留物 FC 2.3.16 燃料比 Fuel ratio 煤的固定碳和挥发分之比 FC/V 2.3.17 有机硫 Organic sulfur 与煤的有机质相结合的硫 s 2.3.18 无机硫 Inorganicsulfur;mineral sulfur 煤中矿物质内的硫化物硫、硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称 矿物质硫 2.3.19 全硫 Total sulfur 煤中无机硫和有机硫的总和 St 2.3.20 硫铁矿硫 Pyretic sulfnr 煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫 S 2.3.21 硫酸盐硫 Sulfate sulfur 煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫 Ss 2.3.22 固定硫 Fixed sulfur 煤热分解后残渣中的硫 2.3.23 真相对密度 True relative density 在20Oc时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 TDR 真比重 2.3.24 视相对密度 APPARENT RELATIVE DENSITY 在20OC时煤（包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 ARD 视比重、 容重 2.3.25 散密度 BULKDENS-ITY 容器中单位体积散状煤的质量 堆比重 2.3.26 块密度 DENSITY OF LUMP 整块煤的单位体积质量 体重 2.3.27 孔隙率 POROSITY 煤的毛细孔体积与煤的视体积（包括煤的孔隙）之比 孔隙度 2.3.28 恒容高位发热量 GROSS CALORIFIC value ATCON STANT OOLU ME 煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮的校正值后的热值 Qgr,v 2.3.29 恒容低位发热量 Net calor ific value at constant tvolu me 煤的恒容高位发热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值 Qnet,v 2.3.30 元素分析 Ultimate analysis 碳、氢、氧、氮、硫五个项目煤质分析的总称 2.3.31 煤中有害元素 Harmful elements in coal 煤中存在的、对任何生态有害的元素，通常指煤中砷、氟、氯、磷、硫、镉、汞、硌、铍、砣、铅等元素 2.3.32 煤中微量元素 Trace elements in coal 在煤中以微量存在的元素如锗、镓、铀、钍、铍、镉、铬、铜、锰、镍、铅、锌等元素 2.3.33 燃点 Ignition temperature 煤释放出足够的挥发分与周围大气形成可燃混合物的最低着火温度 (四)煤质分析结果的表示方法 序号 术语名称 英文名称 定义 符号 允许使用的同义词 停止使用的同义词 2.4.1 收到基 As received basis 已收到状态的煤为基准 ar 应用基 2.4.2 空气干燥基 Air dried basis 与空气湿度达到平衡状态的煤为基准 ad 分析基 2.4.3 干燥基 Dry basis 以假想无水状态的煤为基准 d 干基 2.4.4 干燥无灰基 Dry ash-free basis 以假想无水、无灰状态的煤为基准 daf 可燃基 2.4.5 干燥无矿物质基 Dry mineralmatter free basis 一假想无水、无矿物质状态的煤为基准 dmmf 有机基 2.4.6 恒湿无灰基 Moist ashfree basis 一假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准 maf 2.4.7 恒湿无矿物质基 Moist mineral matter-free-baisis 以假想含最高内在水分、无矿物质状态的煤为基准 M,mmf （五）煤的工艺性试验 序号 术语名称 英文名称 定义 符号 允许使用 的同义词 停止使用 的同义词 2.5.1 结焦性 Chking property 煤经干馏结成焦炭的性能 2.5.2 粘结性 Caking property 煤在干馏时粘结其本身或 外加惰性物质的能力 2.5.3 塑性 Plastic property 煤在干馏时形成的胶质体的粘稠、流动、透气等性能 2.5.4 膨胀性 Swelling property 煤在干馏时体积发生膨胀或收缩的性能 |
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