煤的工業(yè)分析與元素分析

1、.煤的工業(yè)分析與元素分析1、煤的工業(yè)分析、元素分析煤是一種遠(yuǎn)古植物殘骸經(jīng)長(zhǎng)期地質(zhì)變化形成的可燃性生物巖。它是由碳、氫、氧、硫、氮等化學(xué)元素組成的復(fù)雜有機(jī)物的混合物。 具有多極性集團(tuán)和發(fā)達(dá)的毛細(xì)管， 可以吸附水而成為內(nèi)在水。對(duì)于年輕的煤，變質(zhì)程度較淺，毛細(xì)管較發(fā)達(dá)，親水性較強(qiáng)，反應(yīng)活性較好。隨著煤齡的變長(zhǎng)，變質(zhì)程度加深，毛細(xì)管狀況變差，內(nèi)表面減少，內(nèi)在水份減少。表現(xiàn)為憎水性增強(qiáng)，反應(yīng)活性較差。煤的工業(yè)利用價(jià)值可以通過(guò)工業(yè)分析得到:（ 1）水份（ Mad）煤中的水份按存在形態(tài)可以分為三種：外在水，也稱游離水。是在開采、運(yùn)輸、貯存過(guò)程中帶入的水份。一般附著于煤的外表和直徑大于 1.0E-5cm 的大

2、毛細(xì)管中。在空氣中，外在水份可以自然風(fēng)干。外在水份與外在條件有關(guān)，而與煤質(zhì)本身無(wú)關(guān)。內(nèi)在水份， 也稱吸附水。 以吸附的方式存在于較小的毛細(xì)管中（直徑小于1.0E-5cm ）。一般在 100 多度下恒溫能夠除去。內(nèi)在水份的含量和煤質(zhì)有關(guān)，是影響成漿性的重要因素。結(jié)晶水，也稱化合水。是煤中無(wú)機(jī)化合物的水化物中所含的水。如硫酸鈣（CaSO4?2H2O）、高嶺土（ AL2O3?2SiO2?2H2O）等。結(jié)晶水一般在200 多度下恒溫能夠除去。（ 2）灰份（ Aad）灰份是煤樣在815 10燃燒至恒重時(shí)殘留物的重量分率。煤中的灰份高，相對(duì)降低了含碳量。灰份在氣化爐中是無(wú)用而有害的物質(zhì)。無(wú)用是不參加化學(xué)反

3、應(yīng)， 不能生成合成氣的有效成分。有害是灰份熔融要消耗熱量，增加比氧耗和比煤耗。 溶渣會(huì)沖刷、 侵蝕向火面磚， 縮短耐火磚的使用壽命。 并且灰份高會(huì)增大粗合成氣的水氣比，并增大渣水系統(tǒng)的負(fù)荷。灰份的主要組成是：SiO2、AL2O3、Fe2O3、 CaO、MgO、TiO2、SO3等。這些組分的熔化溫度決定了灰份的熔點(diǎn)。如果灰份中 SiO2 AL2O3 所占比例愈大，灰份的熔點(diǎn)愈高。因?yàn)檫@兩種成分的特點(diǎn)是熔點(diǎn)極高。其他成分如 Fe2O3、CaO、MgO的含量越多時(shí)， 則灰熔點(diǎn)越低。通常用下式判斷灰份熔融的難易程度：SiO2+ AL2O3/CaO+MgO+ Fe2O3當(dāng)比值大于 1 小于 5 時(shí)易熔，

4、比值大于5 時(shí)難熔。由于多原料漿加壓氣化是液態(tài)排渣，因此， 灰熔點(diǎn)對(duì)選擇最佳的氣化溫度是很重要的，灰熔點(diǎn)和灰的粘溫特性決定了氣化的操作溫度。灰熔點(diǎn)一般分為四個(gè)溫度：初始變形溫度 （IT ）、軟化溫度（ ST）、半球溫度（ HT）、流動(dòng)溫度（ FT）。多原料漿溶渣氣化工藝，一般在高于灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度（ FT） 30-50 下操作，使灰呈熔融態(tài)沿氣化爐耐火磚流下。（3）揮發(fā)份（ Vad）揮發(fā)份是煤樣在 900 10下隔絕熱空氣加熱 7 分鐘后的失重率扣去水份的數(shù)值。煤的揮發(fā)份與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，變質(zhì)程度較淺的煤中揮發(fā)份含量較高。揮發(fā)份含量的高低對(duì)煤的反應(yīng)活性有影響，揮發(fā)份愈高，煤的反應(yīng)活性愈好。由

5、于氣化爐在1380下的高溫操作，揮發(fā)份會(huì)立即發(fā)生燃燒和裂解。在合成氣中，不會(huì)存在由揮發(fā)份形成的有機(jī)烴類。（ 4）固定碳（ FCad）固定碳是煤中除去水份、灰份、揮發(fā)份等之后剩余的可燃物質(zhì)，它是煤中的有效物質(zhì)，固定碳含量越高，利用價(jià)值越大。2、煤的元素分析.煤的元素分析用來(lái)計(jì)算煤的發(fā)熱量和燃燒產(chǎn)物。一般元素分析主要分析碳、氫、氧、硫、氮五種元素的含量。 由于氯、 砷的含量對(duì)后工序的設(shè)計(jì)和選材有重要的指導(dǎo)作用， 因此也不能忽視這兩種元素的分析。（ 1）碳 C碳是煤中的重要可燃物，純碳的燃燒需要很高的溫度，含碳量越高的煤越不容易著火燃燒。（ 2）氫 H氫是煤中的一種可燃物，氫的含量與煤種有關(guān)，煤齡越

6、長(zhǎng)，氫含量越少。（ 3）氮 N煤中的氮含量不高，一般為有機(jī)氮。它的含量決定了煤氣中的氮含量和煤氣冷凝水的PH值，冷凝水中的PH值高可以減輕設(shè)備的酸性腐蝕。因此，設(shè)備的選材受其影響。（ 4）氧 O煤中的氧含量和煤質(zhì)有關(guān)， 煤齡越短， 煤中的氧含量越高。 煤中的氧含量和水份含量是衡量煤的變質(zhì)程度重要指標(biāo)， 也是衡量成漿性的重要指標(biāo)。 氧含量和水分越高， 煤的成漿性越差。（5）硫 SH S 和煤中的硫以 無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫兩種形式存在，在氣化爐中經(jīng)高溫氣化后主要生成COS。它們是煤的部分氧化反應(yīng)、煤的裂解反應(yīng)及煤的燃燒反應(yīng)的產(chǎn)物。在合成氣中2H S 的2含量較高， COS的含量較少。無(wú)論是有機(jī)硫還是無(wú)機(jī)硫，它們的存在都會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，并會(huì)是后工序的 觸媒中毒 。因此，硫在合成氣中是一種有害物質(zhì)。（ 6）氯 Cl一般煤中的氯80-90 會(huì)進(jìn)入氣相，如果合成氣中氯的含量較高，會(huì)對(duì)管道和設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕，特別是對(duì)不銹鋼材質(zhì)。含氯量超過(guò)0