基本內(nèi)容
全水是煤炭中含有的水分,
灰分是煤炭燃燒后剩余的灰分,
揮發(fā)份是煤炭燃燒中可揮發(fā)成分,
固定碳是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物,
全硫是煤炭中所有硫元素含量(污染指標(biāo)),
熱值是煤炭的發(fā)熱量,它是確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。
第一個(gè)指標(biāo):水分(M )
煤中水分分為內(nèi)在水分、外在水分、結(jié)晶水和分解水。
煤中水分過(guò)大是不利于加工、運(yùn)輸?shù)?,燃燒時(shí)會(huì)影響熱穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo),煉焦時(shí)會(huì)降低焦產(chǎn)率和延長(zhǎng)焦化周期。
現(xiàn)在我們常報(bào)的水份指標(biāo)有:
1、全水份(Mt),是煤中所有內(nèi)在水份和外在水份的總和,也常用Mar表示。通常規(guī)定在8%以下。
2、空氣干燥基水份(Mad),指煤炭在空氣干燥狀態(tài)下所含的水份。也可以認(rèn)為是內(nèi)在水份,老的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上有稱(chēng)之為“分析基水份”的。
煤中水分的賦存狀態(tài)分為2大類(lèi)。一類(lèi)是與礦物質(zhì)相結(jié)合的水,稱(chēng)為化合水或結(jié)晶水。如石膏(CaSO4。2H2O)和高嶺土(Al2O3。2SiO2。2H2O)中的結(jié)晶水就是以化合形式與礦物質(zhì)相結(jié)合。這部分水分通常要在2000C以上的溫度下才能分解析出。如CaSO4。2H2O中的2個(gè)分子結(jié)晶水要在5000C以上才能完全脫除,在1700C時(shí)能脫除其中1.5份結(jié)晶水。工業(yè)分析中的水分則不包括這部分結(jié)晶水。另一類(lèi)水分是以物理狀態(tài)與煤的有機(jī)物質(zhì)相聯(lián)系。即水分以附著和吸附等形式存在于煤中,這部分水統(tǒng)稱(chēng)為游離水分。這些游離水分在105-1100C的溫度下經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的蒸發(fā)即可全部脫除。游離水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度深淺,也是決定媒質(zhì)優(yōu)劣的重要參數(shù)之一。
當(dāng)煤的內(nèi)部毛細(xì)孔吸附的水分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),其所含的水分稱(chēng)為煤的內(nèi)在水分。煤內(nèi)部毛細(xì)孔容積的大小,基本上能表征煤的煤化程度。尤其是低煤化度煤,毛細(xì)孔的內(nèi)表面積很大,其內(nèi)在水分含量也高。
煤的外在水分和內(nèi)在水分合稱(chēng)為煤的全水分(Mt)。由于煤的外在水分隨煤礦地質(zhì)條件、大氣的濕度等外界條件的改變而變化,所以煤炭的全水分含量也是經(jīng)常發(fā)生變化的。
收到基水分就是指煤的全水分。包含內(nèi)在水分和外在水分。如果說(shuō)空氣干燥機(jī)水分,只是包含內(nèi)在水分,不包含外在水分。 第二個(gè)指標(biāo):灰分A
灰分指煤在燃燒的后留下的殘?jiān)?/span>
不是煤中礦物質(zhì)總和,而是這些礦物質(zhì)在化學(xué)和分解后的殘余物。
灰分高,說(shuō)明煤中可燃成份較低。發(fā)熱量就低。
同時(shí)在精煤煉焦中,灰分高低決定焦炭的灰分。
能常的灰分指標(biāo)有空氣干燥基灰分(Aad)、干燥基灰分(Ad)等。也有用收到基灰分的(Aar)。
煤炭質(zhì)量的基本指標(biāo)之一。煤在徹底燃燒后所剩下的殘?jiān)Q(chēng)為灰分,灰分分外在灰分和內(nèi)在灰分。外在灰分是來(lái)自頂?shù)装搴蛫A矸中的巖石碎塊,它與采煤方法的合理與否有很大關(guān)系。外在灰分通過(guò)分選大部分能去掉。內(nèi)在灰分是成煤的原始植物本身所含的無(wú)機(jī)物,內(nèi)在灰分越高,煤的可選性越差。
灰分是有害物質(zhì)。動(dòng)力煤中灰分增加,發(fā)熱量降低、排渣量增加,煤容易結(jié)渣;一般灰分每增加2%,發(fā)熱量降低100kcz1/kg左右。冶煉精煤中灰分增加,高爐利用系數(shù)降低,焦炭強(qiáng)度下降,石灰石用量增加;灰分美增加1%,焦炭強(qiáng)度下降2%,高爐生產(chǎn)能力下降3%,石灰石用量增加4%。
第三指標(biāo):揮發(fā)份全稱(chēng)為揮發(fā)份產(chǎn)率V
揮發(fā)份指煤中有機(jī)物和部分礦物質(zhì)加熱分解后的產(chǎn)物,不全是煤中固有成分,還有部分是熱解產(chǎn)物,所以稱(chēng)揮發(fā)份產(chǎn)率。
揮發(fā)份大小與煤的變質(zhì)程度有關(guān),煤炭變質(zhì)量程度越高,揮發(fā)份產(chǎn)率就越低。
在燃燒中,用來(lái)確定鍋爐的型號(hào);在煉焦中,用來(lái)確定配煤的比例;同時(shí)更是汽化和液化的重要指標(biāo)。
常使用的有空氣干燥基揮發(fā)份(Vad)、干燥基揮發(fā)份(Vd)、干燥無(wú)灰基揮發(fā)份(Vdaf)和收到基揮發(fā)份(Var)。其中Vdaf是煤炭分類(lèi)的重要指標(biāo)之一。
它對(duì)燃燒和對(duì)鍋爐工作有何影響。將煤加熱到一定溫度時(shí),煤中的部分有機(jī)物和礦物質(zhì)發(fā)生分解并逸出,逸出的氣體(主要是H2,CmHn,CO,CO2等)產(chǎn)物稱(chēng)為煤的揮發(fā)分。
揮發(fā)分是煤在高溫下受熱分解的產(chǎn)物,數(shù)量將隨加熱溫度的高低和加熱時(shí)間的長(zhǎng)短而變化。通常所說(shuō)的揮發(fā)分是指煤在特定條件下加熱有機(jī)物及礦物質(zhì)的氣體產(chǎn)率。即經(jīng)干燥的煤在隔絕空氣下加熱至10℃,恒溫7分鐘所析出的氣體占干燥無(wú)灰基成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù),稱(chēng)干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf。
揮發(fā)分是煤中氫、氧、氮、硫和一部分碳的氣體產(chǎn)物,大部分是可燃?xì)怏w。揮分含量高,煤易于著火,燃燒穩(wěn)定。因此,揮發(fā)分是表征燃燒特性的重要指標(biāo),從而也對(duì)鍋爐工作帶來(lái)多方面的影響,如,需要根據(jù)揮發(fā)分大小考慮爐膛容積及形狀;揮發(fā)分含量影響燃燒器的型式及配風(fēng)方式的選用,影響磨煤機(jī)型式及制粉系統(tǒng)型式的選擇。同時(shí),揮發(fā)分也是煤進(jìn)行分類(lèi)的重要指標(biāo)之一。煤樣與空氣隔絕,并在一定溫度下加熱一定時(shí)間,從煤中有機(jī)物分解出來(lái)的液體(呈蒸汽狀態(tài))和氣體的總和稱(chēng)為揮發(fā)分。
煤的揮發(fā)分主要是由水分、碳?xì)涞难趸锖吞細(xì)浠衔铮ㄒ訡H4為主)組成,但煤中物理吸附水(包括外在水和內(nèi)在水)和礦物質(zhì)二氧化碳不在揮發(fā)分之列。
第四個(gè)指標(biāo):固定碳FC
煤中去掉水分、灰分、揮發(fā)分,剩下的就是固定碳。煤的固定碳與揮發(fā)分一樣,也是表征煤的變質(zhì)程度的一個(gè)指標(biāo),隨變質(zhì)程度的增高而增高。
煤經(jīng)熱解出揮發(fā)分之后,余下的是固定碳和灰分。不同煤種,固定碳含量不同。固定碳是參與氣化反應(yīng)的基本成分。在煤炭工業(yè)中,指揮發(fā)物逸出后所剩余的可烯碳質(zhì)。在煤或焦炭中固定碳的含量用重量百分?jǐn)?shù)表示,即由常樣的重量中減去水分、揮發(fā)物和灰分的重量,或由于樣的重量中減去揮發(fā)物和灰分的重量而得。固定碳的含量是煤的分類(lèi)以及煤和焦炭等的質(zhì)量指標(biāo)之一。一般揮發(fā)物愈少,固定碳就愈多。實(shí)驗(yàn)室中將樣品粉末約>1克置于有蓋的標(biāo)準(zhǔn)坩堝中,在850℃下加熱7分鐘,逐出水分和揮發(fā)物后,由剩余的重量中減去灰分而得。在瀝青工業(yè)中,指溶解于苯、甲苯或二硫化碳的成分。又稱(chēng)化合碳,以區(qū)別于不溶解的游離碳。
固定碳含量是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物,它是確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。
固定碳是煤的發(fā)熱量的重要來(lái)源,所以有的國(guó)家以固定碳作為煤發(fā)熱量計(jì)算的主要參數(shù)。固定碳也是合成氨用煤的一個(gè)重要指標(biāo)。
固定碳計(jì)算公式:(FC)ad=100-(Mad Aad Vad)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時(shí):(FC)ad=100-(Mad-Aad Vad)-CO2,ad(煤)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時(shí):(FC)ad=100-(Mad Aad Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣)]式中:
(FC)ad——分析煤樣的固定碳,%;
Mad——分析煤樣的水分,%;
Aad——分析煤樣的灰分,%;
Vad——分析煤樣的揮發(fā)分,%;
CO2,ad(煤)——分析煤樣中碳酸鹽CO2含量,%;
CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量,%
第五個(gè)指標(biāo):全硫St
硫是煤中的有害元素,包括有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫。1%以下才可用于燃料。部分地區(qū)要求在0.6和0.8以下,現(xiàn)在常說(shuō)的環(huán)保煤、綠色能源均指硫份較低的煤。
常用指標(biāo)有:空氣干燥基全硫(St,ad)、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。
煤炭中硫的含量.硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最為重要。煤炭燃燒時(shí)絕大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2),隨煙氣排放,污染大氣,危害動(dòng)、植物生長(zhǎng)及人類(lèi)健康,腐蝕金屬設(shè)備;當(dāng)含硫多的煤用于冶金煉焦時(shí),還影響焦炭和鋼鐵的質(zhì)量?!傲蚍帧焙渴窃u(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。
第六指標(biāo):發(fā)熱量 Q
發(fā)熱量是指煤炭燃燒放熱時(shí)發(fā)出的能量,測(cè)定煤炭發(fā)熱量的儀器設(shè)備-熱量?jī)x/熱量計(jì),煤炭發(fā)熱量的單位為大卡。
煤炭運(yùn)銷(xiāo)中長(zhǎng)用的煤炭發(fā)熱量有:空氣干燥基發(fā)熱量、空氣干燥基高位發(fā)熱量和收到基低位發(fā)熱量。
熱量的單位為J〔焦(耳)〕。1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛頓·米)=107erg(爾格)。我國(guó)過(guò)去慣用的熱量單位為20℃卡,以下簡(jiǎn)稱(chēng)卡(cal)。1cal(20℃)=4.1816J。
發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果以kJ/g(千焦/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表示。
彈筒發(fā)熱量:在氧彈中,在有過(guò)剩的氧的情況下〔氧氣初始?jí)毫?.6~3.0MPa(26~30atm)〕,燃燒單位質(zhì)量的試樣所產(chǎn)生的熱量稱(chēng)為彈筒發(fā)熱量。燃燒產(chǎn)物為二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液態(tài)的水和固態(tài)的灰。
注:任何物質(zhì)(包括煤)的燃燒熱,隨燃燒產(chǎn)物的最終溫度而改變,溫度越高,燃燒熱越低。因此,一個(gè)嚴(yán)密的發(fā)熱量定義,應(yīng)對(duì)燒燒產(chǎn)物的溫度有所規(guī)定。但在實(shí)際測(cè)定發(fā)熱量時(shí),由于具體條件的限制,把終點(diǎn)溫度限定在一個(gè)特定的溫度或一個(gè)很窄的范圍內(nèi)都是不現(xiàn)實(shí)的。溫度每升高1K,煤和苯甲酸的燃燒熱約降低0.4~1.3J/g。當(dāng)按規(guī)定在相近的溫度下標(biāo)定熱容量和測(cè)定發(fā)熱量時(shí),溫度對(duì)燃燒熱的影響可近于完全抵銷(xiāo),而無(wú)需加以考慮。
恒容高位發(fā)熱量:煤在工業(yè)裝置的實(shí)際燃燒中,硫只生成二氧化硫,氮?jiǎng)t成為游離氮,這是同氧彈中的情況不同的。由彈筒發(fā)熱量減掉稀硫酸生成熱和二氧化硫生成熱之差以及稀硝酸的生成熱,得出的就是高位發(fā)熱量。因?yàn)閺椡舶l(fā)熱量的測(cè)定是在恒定容積(即彈筒的容積)下進(jìn)行的,由此算出的高位發(fā)熱量也相應(yīng)地稱(chēng)為恒容高位發(fā)熱量,它比工業(yè)上的恒壓(即大氣壓力)狀態(tài)下的發(fā)熱量約低8~16J/g,一般可忽略不計(jì)。
恒容低位發(fā)熱量:工業(yè)燃燒與氧彈中燃燒的另一個(gè)不同的條件是:在前一情況下全部水(包括燃燒生成的水和煤中原有的水)呈蒸汽狀態(tài)隨燃燒廢氣排出,在后一情況下水蒸氣凝結(jié)成液體。由恒容高位發(fā)熱量減掉水的蒸發(fā)熱,得出的就是恒容低位發(fā)熱量
基本內(nèi)容
全水是煤炭中含有的水分,
灰分是煤炭燃燒后剩余的灰分,
揮發(fā)份是煤炭燃燒中可揮發(fā)成分,
固定碳是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物,
全硫是煤炭中所有硫元素含量(污染指標(biāo)),
熱值是煤炭的發(fā)熱量,它是確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。
第一個(gè)指標(biāo):水分(M )
煤中水分分為內(nèi)在水分、外在水分、結(jié)晶水和分解水。
煤中水分過(guò)大是不利于加工、運(yùn)輸?shù)?,燃燒時(shí)會(huì)影響熱穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo),煉焦時(shí)會(huì)降低焦產(chǎn)率和延長(zhǎng)焦化周期。
現(xiàn)在我們常報(bào)的水份指標(biāo)有:
1、全水份(Mt),是煤中所有內(nèi)在水份和外在水份的總和,也常用Mar表示。通常規(guī)定在8%以下。
2、空氣干燥基水份(Mad),指煤炭在空氣干燥狀態(tài)下所含的水份。也可以認(rèn)為是內(nèi)在水份,老的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上有稱(chēng)之為“分析基水份”的。
煤中水分的賦存狀態(tài)分為2大類(lèi)。一類(lèi)是與礦物質(zhì)相結(jié)合的水,稱(chēng)為化合水或結(jié)晶水。如石膏(CaSO4。2H2O)和高嶺土(Al2O3。2SiO2。2H2O)中的結(jié)晶水就是以化合形式與礦物質(zhì)相結(jié)合。這部分水分通常要在2000C以上的溫度下才能分解析出。如CaSO4。2H2O中的2個(gè)分子結(jié)晶水要在5000C以上才能完全脫除,在1700C時(shí)能脫除其中1.5份結(jié)晶水。工業(yè)分析中的水分則不包括這部分結(jié)晶水。另一類(lèi)水分是以物理狀態(tài)與煤的有機(jī)物質(zhì)相聯(lián)系。即水分以附著和吸附等形式存在于煤中,這部分水統(tǒng)稱(chēng)為游離水分。這些游離水分在105-1100C的溫度下經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的蒸發(fā)即可全部脫除。游離水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度深淺,也是決定媒質(zhì)優(yōu)劣的重要參數(shù)之一。
當(dāng)煤的內(nèi)部毛細(xì)孔吸附的水分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),其所含的水分稱(chēng)為煤的內(nèi)在水分。煤內(nèi)部毛細(xì)孔容積的大小,基本上能表征煤的煤化程度。尤其是低煤化度煤,毛細(xì)孔的內(nèi)表面積很大,其內(nèi)在水分含量也高。
煤的外在水分和內(nèi)在水分合稱(chēng)為煤的全水分(Mt)。由于煤的外在水分隨煤礦地質(zhì)條件、大氣的濕度等外界條件的改變而變化,所以煤炭的全水分含量也是經(jīng)常發(fā)生變化的。
收到基水分就是指煤的全水分。包含內(nèi)在水分和外在水分。如果說(shuō)空氣干燥機(jī)水分,只是包含內(nèi)在水分,不包含外在水分。 第二個(gè)指標(biāo):灰分A
灰分指煤在燃燒的后留下的殘?jiān)?/span>
不是煤中礦物質(zhì)總和,而是這些礦物質(zhì)在化學(xué)和分解后的殘余物。
灰分高,說(shuō)明煤中可燃成份較低。發(fā)熱量就低。
同時(shí)在精煤煉焦中,灰分高低決定焦炭的灰分。
能常的灰分指標(biāo)有空氣干燥基灰分(Aad)、干燥基灰分(Ad)等。也有用收到基灰分的(Aar)。
煤炭質(zhì)量的基本指標(biāo)之一。煤在徹底燃燒后所剩下的殘?jiān)Q(chēng)為灰分,灰分分外在灰分和內(nèi)在灰分。外在灰分是來(lái)自頂?shù)装搴蛫A矸中的巖石碎塊,它與采煤方法的合理與否有很大關(guān)系。外在灰分通過(guò)分選大部分能去掉。內(nèi)在灰分是成煤的原始植物本身所含的無(wú)機(jī)物,內(nèi)在灰分越高,煤的可選性越差。
灰分是有害物質(zhì)。動(dòng)力煤中灰分增加,發(fā)熱量降低、排渣量增加,煤容易結(jié)渣;一般灰分每增加2%,發(fā)熱量降低100kcz1/kg左右。冶煉精煤中灰分增加,高爐利用系數(shù)降低,焦炭強(qiáng)度下降,石灰石用量增加;灰分美增加1%,焦炭強(qiáng)度下降2%,高爐生產(chǎn)能力下降3%,石灰石用量增加4%。
第三指標(biāo):揮發(fā)份全稱(chēng)為揮發(fā)份產(chǎn)率V
揮發(fā)份指煤中有機(jī)物和部分礦物質(zhì)加熱分解后的產(chǎn)物,不全是煤中固有成分,還有部分是熱解產(chǎn)物,所以稱(chēng)揮發(fā)份產(chǎn)率。
揮發(fā)份大小與煤的變質(zhì)程度有關(guān),煤炭變質(zhì)量程度越高,揮發(fā)份產(chǎn)率就越低。
在燃燒中,用來(lái)確定鍋爐的型號(hào);在煉焦中,用來(lái)確定配煤的比例;同時(shí)更是汽化和液化的重要指標(biāo)。
常使用的有空氣干燥基揮發(fā)份(Vad)、干燥基揮發(fā)份(Vd)、干燥無(wú)灰基揮發(fā)份(Vdaf)和收到基揮發(fā)份(Var)。其中Vdaf是煤炭分類(lèi)的重要指標(biāo)之一。
它對(duì)燃燒和對(duì)鍋爐工作有何影響。將煤加熱到一定溫度時(shí),煤中的部分有機(jī)物和礦物質(zhì)發(fā)生分解并逸出,逸出的氣體(主要是H2,CmHn,CO,CO2等)產(chǎn)物稱(chēng)為煤的揮發(fā)分。
揮發(fā)分是煤在高溫下受熱分解的產(chǎn)物,數(shù)量將隨加熱溫度的高低和加熱時(shí)間的長(zhǎng)短而變化。通常所說(shuō)的揮發(fā)分是指煤在特定條件下加熱有機(jī)物及礦物質(zhì)的氣體產(chǎn)率。即經(jīng)干燥的煤在隔絕空氣下加熱至10℃,恒溫7分鐘所析出的氣體占干燥無(wú)灰基成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù),稱(chēng)干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf。
揮發(fā)分是煤中氫、氧、氮、硫和一部分碳的氣體產(chǎn)物,大部分是可燃?xì)怏w。揮分含量高,煤易于著火,燃燒穩(wěn)定。因此,揮發(fā)分是表征燃燒特性的重要指標(biāo),從而也對(duì)鍋爐工作帶來(lái)多方面的影響,如,需要根據(jù)揮發(fā)分大小考慮爐膛容積及形狀;揮發(fā)分含量影響燃燒器的型式及配風(fēng)方式的選用,影響磨煤機(jī)型式及制粉系統(tǒng)型式的選擇。同時(shí),揮發(fā)分也是煤進(jìn)行分類(lèi)的重要指標(biāo)之一。煤樣與空氣隔絕,并在一定溫度下加熱一定時(shí)間,從煤中有機(jī)物分解出來(lái)的液體(呈蒸汽狀態(tài))和氣體的總和稱(chēng)為揮發(fā)分。
煤的揮發(fā)分主要是由水分、碳?xì)涞难趸锖吞細(xì)浠衔铮ㄒ訡H4為主)組成,但煤中物理吸附水(包括外在水和內(nèi)在水)和礦物質(zhì)二氧化碳不在揮發(fā)分之列。
第四個(gè)指標(biāo):固定碳FC
煤中去掉水分、灰分、揮發(fā)分,剩下的就是固定碳。煤的固定碳與揮發(fā)分一樣,也是表征煤的變質(zhì)程度的一個(gè)指標(biāo),隨變質(zhì)程度的增高而增高。
煤經(jīng)熱解出揮發(fā)分之后,余下的是固定碳和灰分。不同煤種,固定碳含量不同。固定碳是參與氣化反應(yīng)的基本成分。在煤炭工業(yè)中,指揮發(fā)物逸出后所剩余的可烯碳質(zhì)。在煤或焦炭中固定碳的含量用重量百分?jǐn)?shù)表示,即由常樣的重量中減去水分、揮發(fā)物和灰分的重量,或由于樣的重量中減去揮發(fā)物和灰分的重量而得。固定碳的含量是煤的分類(lèi)以及煤和焦炭等的質(zhì)量指標(biāo)之一。一般揮發(fā)物愈少,固定碳就愈多。實(shí)驗(yàn)室中將樣品粉末約>1克置于有蓋的標(biāo)準(zhǔn)坩堝中,在850℃下加熱7分鐘,逐出水分和揮發(fā)物后,由剩余的重量中減去灰分而得。在瀝青工業(yè)中,指溶解于苯、甲苯或二硫化碳的成分。又稱(chēng)化合碳,以區(qū)別于不溶解的游離碳。
固定碳含量是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物,它是確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。
固定碳是煤的發(fā)熱量的重要來(lái)源,所以有的國(guó)家以固定碳作為煤發(fā)熱量計(jì)算的主要參數(shù)。固定碳也是合成氨用煤的一個(gè)重要指標(biāo)。
固定碳計(jì)算公式:(FC)ad=100-(Mad Aad Vad)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時(shí):(FC)ad=100-(Mad-Aad Vad)-CO2,ad(煤)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時(shí):(FC)ad=100-(Mad Aad Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣)]式中:
(FC)ad——分析煤樣的固定碳,%;
Mad——分析煤樣的水分,%;
Aad——分析煤樣的灰分,%;
Vad——分析煤樣的揮發(fā)分,%;
CO2,ad(煤)——分析煤樣中碳酸鹽CO2含量,%;
CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量,%
第五個(gè)指標(biāo):全硫St
硫是煤中的有害元素,包括有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫。1%以下才可用于燃料。部分地區(qū)要求在0.6和0.8以下,現(xiàn)在常說(shuō)的環(huán)保煤、綠色能源均指硫份較低的煤。
常用指標(biāo)有:空氣干燥基全硫(St,ad)、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。
煤炭中硫的含量.硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最為重要。煤炭燃燒時(shí)絕大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2),隨煙氣排放,污染大氣,危害動(dòng)、植物生長(zhǎng)及人類(lèi)健康,腐蝕金屬設(shè)備;當(dāng)含硫多的煤用于冶金煉焦時(shí),還影響焦炭和鋼鐵的質(zhì)量?!傲蚍帧焙渴窃u(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。
第六指標(biāo):發(fā)熱量 Q
發(fā)熱量是指煤炭燃燒放熱時(shí)發(fā)出的能量,測(cè)定煤炭發(fā)熱量的儀器設(shè)備-熱量?jī)x/熱量計(jì),煤炭發(fā)熱量的單位為大卡。
煤炭運(yùn)銷(xiāo)中長(zhǎng)用的煤炭發(fā)熱量有:空氣干燥基發(fā)熱量、空氣干燥基高位發(fā)熱量和收到基低位發(fā)熱量。
熱量的單位為J〔焦(耳)〕。1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛頓·米)=107erg(爾格)。我國(guó)過(guò)去慣用的熱量單位為20℃卡,以下簡(jiǎn)稱(chēng)卡(cal)。1cal(20℃)=4.1816J。
發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果以kJ/g(千焦/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表示。
彈筒發(fā)熱量:在氧彈中,在有過(guò)剩的氧的情況下〔氧氣初始?jí)毫?.6~3.0MPa(26~30atm)〕,燃燒單位質(zhì)量的試樣所產(chǎn)生的熱量稱(chēng)為彈筒發(fā)熱量。燃燒產(chǎn)物為二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液態(tài)的水和固態(tài)的灰。
注:任何物質(zhì)(包括煤)的燃燒熱,隨燃燒產(chǎn)物的最終溫度而改變,溫度越高,燃燒熱越低。因此,一個(gè)嚴(yán)密的發(fā)熱量定義,應(yīng)對(duì)燒燒產(chǎn)物的溫度有所規(guī)定。但在實(shí)際測(cè)定發(fā)熱量時(shí),由于具體條件的限制,把終點(diǎn)溫度限定在一個(gè)特定的溫度或一個(gè)很窄的范圍內(nèi)都是不現(xiàn)實(shí)的。溫度每升高1K,煤和苯甲酸的燃燒熱約降低0.4~1.3J/g。當(dāng)按規(guī)定在相近的溫度下標(biāo)定熱容量和測(cè)定發(fā)熱量時(shí),溫度對(duì)燃燒熱的影響可近于完全抵銷(xiāo),而無(wú)需加以考慮。
恒容高位發(fā)熱量:煤在工業(yè)裝置的實(shí)際燃燒中,硫只生成二氧化硫,氮?jiǎng)t成為游離氮,這是同氧彈中的情況不同的。由彈筒發(fā)熱量減掉稀硫酸生成熱和二氧化硫生成熱之差以及稀硝酸的生成熱,得出的就是高位發(fā)熱量。因?yàn)閺椡舶l(fā)熱量的測(cè)定是在恒定容積(即彈筒的容積)下進(jìn)行的,由此算出的高位發(fā)熱量也相應(yīng)地稱(chēng)為恒容高位發(fā)熱量,它比工業(yè)上的恒壓(即大氣壓力)狀態(tài)下的發(fā)熱量約低8~16J/g,一般可忽略不計(jì)。
恒容低位發(fā)熱量:工業(yè)燃燒與氧彈中燃燒的另一個(gè)不同的條件是:在前一情況下全部水(包括燃燒生成的水和煤中原有的水)呈蒸汽狀態(tài)隨燃燒廢氣排出,在后一情況下水蒸氣凝結(jié)成液體。由恒容高位發(fā)熱量減掉水的蒸發(fā)熱,得出的就是恒容低位發(fā)熱量