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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,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,水分是一項重要的煤質(zhì)指標，在煤的基礎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。水分是煤中的無機組分，能對煤的加工利用性能產(chǎn)生影響，是煤炭質(zhì)量的重要標志。在煤質(zhì)分析中，煤的水分是進行不同基的煤質(zhì)分析結果換算的基礎數(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 因此進入煤中,是煤層形成后
2、，地下水進入煤層的縫隙中,在水力開采、洗選和運輸過程中，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)結合，即通常所說的結晶水和結合水，如硫酸鈣（,CaSO,4,2H,2,O,）中的結晶水和高嶺土,Al,2,Si,2,O,5,(OH),3,中的結合水。,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到平衡時所保持的水分，項目符號為,M,inh,。,外在水分,附著在煤粒的外表面或較大的毛細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到平衡時失去的水分，又稱自由水分或表面水分，項目符號為,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，項目符號為,M,t,。,3.,最高內(nèi)在水分,煤
4、樣在溫度為,30,，相對濕度為,96%,下達到平衡時測得的內(nèi)在水分稱為,最高內(nèi)在水分,，項目符號為,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。煤有機質(zhì)中的氫和氧在干餾或燃燒時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)而復雜的過程，二者難以嚴格分開，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。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,的關系,煤的最高內(nèi)在水分與煤化度的關系與內(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的關系,第一講 煤中水分,四、水分對煤加工利用性能的影響,在運輸過程時,，煤的水分增加了運輸負荷與成本，在寒冷地帶水分的凍結導致裝卸困難。,在儲存時,，煤中的水分隨空氣的濕度而變化，使煤易破裂，加速了氧化。,在機械加工時,，水分過多會引起粉碎、篩分困難，既容易損壞設備，又降低生產(chǎn)效率。,在鍋爐燃燒中,，水分高會影響燃燒的穩(wěn)定性和熱傳導。,在煉焦工業(yè)中,，水分高會降低焦炭產(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、水分對煤加工利用性能的影響,第一講 煤中水分,序號,級別名稱,代號,分
7、級范圍（,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,表,4-2,煤中全水分分級,MT/T850,提出了我國煤中全水分的分級方案，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%,；其他水分級別的煤所占比例均很小。,第一講 煤中水分序號級別名稱代號分級范圍（Mt），%1特低,第一講 煤中水分,六、煤中水分的
8、測定,在實際工作中，需要測定的水分指標包括煤中,全水分、一般分析試驗煤樣水分和最高內(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 在實際工作中，需,第一講 煤中水分,兩步法中的通氮干燥法被標準列為仲裁方法，這里以此為例說明煤中全水分測定的方法要點以及結果計算等。,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準,第一講 煤中水分,（,4-3,）,如果在運送過程中煤樣的水分有損失，按式（,4-4,）求出補正后的全水分值：,（,4-4,）,第一講 煤中水分（4-3）如果在運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,）,/%,重復性限,/%,10.0,0.4,10.0,0.5,當,M,t,大于,1%,時，表明煤樣在運送過程中可能受到意外損失，則不可補正。但測得的水分可作為試驗室收到煤樣的全水分。在報告結果時，應注明“
10、未經(jīng)補正水分損失”，并將煤樣容器標簽和密封情況一并報告。為使分析結果可靠，每項分析試驗應對同一試樣進行兩次重復測定，在同一試驗室，兩次重復測定結果的差值不得超過表,4-3,的規(guī)定，否則應進行第三次測定。,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，兩次重復測定結果如下：,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、試驗數(shù)據(jù)代入式（,4-1,），計算收到煤樣的外在水分,M,f,：,用式（,4-2,）計算煤樣的內(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.,一般分析試驗煤樣水分的測定,一般分析試驗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煤樣水分進行校正以及基的換算時，應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煤樣，置于,105110,干燥箱中，在干燥氮氣流中干燥到質(zhì)量恒定。根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失，按照式（,4-5,）計算出水分的質(zhì)量分數(shù)。,第一講 煤中水分由式（4-3）計算收到煤樣的全水分Mt：答,第一講 煤中水分,（,4-5,）,水分質(zhì)量分數(shù)（,M,ad,）,/%,重復性限,/%,5.00,0.20,5.0010.00,0.30,10.00,0.40,一般分析試驗煤樣水分測定的重復性限如表,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分散開。在溫度,30,，相對濕度為,96%,和充氮常壓下達到濕度平衡，然后于,105110,下，在氮氣流中,干燥，以其質(zhì)量損失分數(shù)表示最高內(nèi)在水分，,方法要點,第一講 煤中水分 3.最高內(nèi)在水分的測定計算方法,
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