煤的元素分析

煤的元素分析是對煤中的元素含量進行檢測和分析（一般用質量百分數表示），包括常規的C、H、O、N、S、Al、Si、Fe、Ca等元素含量，還可檢測煤中的痕量元素包括Ti、Na、K等。

元素分析是研究煤的變質程度，計算煤的發熱量，估算煤的乾餾產物的重要指標，也是工業中以煤作燃料時進行熱量計算的基礎。

基本介紹

• 中文名：煤的元素分析
• 意義：研究煤的變質程度
• 目的：估算煤的乾餾產物的重要指標
• 性質：有機質

煤的元素分析

煤的元素組成，是研究煤的變質程度，計算煤的發熱量，估算煤的乾餾產物的重要指標，也是工業中以煤作燃料時進行熱量計算的基礎。 煤中除無機礦物質和水分以外，其餘都是有機質。

由於組成煤的基本結構單元是以碳為骨架得多聚芳香環系統，在芳香環周圍有碳、氫、氧及少量的氮和硫等原子組成的側鏈和官能團。如羧基（-COOH）、羥基（-OH）和甲氧基（-OCH3）。說明了煤中有機質主要由碳、氫、氧和氮、硫等元素組成。

煤的變質程度不同，其結構單元不同，元素組成也不同。碳含量隨變質程度的增加而增加，氫、氧含量隨變質程度的增加而減少，氮、硫與變質程度則無關係（但硫含量與成煤的古地質環境和條件有關）。見表30-11。

表30-11 不同變質程度煤的碳、氫、氧、氮、硫含量

編 號	煤的類別	Mad(%)	Ad(%)	Vdaf(%)	Cdaf(%)	Hdaf(%)	Ndaf(%)	Sdaf(%)	Odaf(%)
1	褐煤	7.24	3.50	42.38	72.23	5.55	2.05	20.17
2	長焰煤	5.54	1.94	41.89	79.23	5.42	0.93	0.35	14.17
3	氣煤	3.28	1.63	40.49	81.57	5.78	1.96	0.66	10.03
4	肥煤	1.15	1.29	32.69	88.04	5.52	1.80	0.42	4.22
5	焦煤	0.95	0.92	21.91	89.26	4.92	1.33	1.51	2.98
6	瘦煤	1.33	1.06	17.88	90.73	4.82	1.69	0.38	2.38
7	貧煤	1.08	2.81	13.49	91.31	4.37	1.52	0.78	2.02
8	無煙煤	4.70	3.18	4.66	96.14	2.71

符號和基準

⑴煤質分析化驗項目名稱的符號，以國際上廣泛採用的符號表示。屬於化學元素分析項目採用化學元素符號表示。屬於化學元素分析項目採用化學元素 符號表示，見表30-8。

表30-8 煤質分析化驗項目名稱的符號表示

水分

灰分

揮發分

硫分

發熱量

羅加指數

粘結指數

膠質指數

碳

氫

氧

氮

二氧化碳

M

A

V

S

Q

R.I

G

Y

C

H

O

N

CO2

⑵煤質分析化驗指標存在的形態，或操作條件的符號表示，用英文字母標在表示該分析化驗制表符號的右下角，見表30-9。

⑶煤質分析化驗指標不同基準的符號表示，也用英文字母標在表示該分析化驗制表符號的右下角。

如果某分析化驗指標既要表明其存在形態或操作條件，又要標明其基準，其符號表示方法是，在該分析化驗制表符號右下角先標明其形態或條件，後標明其基準，中間用“，”斷開。

表30-9 煤質分析化驗指標存在形態或操作條件的符號表示

	全水分	內在水分	外在水分	全硫分	有機硫	硫鐵鹽硫	硫酸鹽硫	彈筒發熱量	高位發熱量	低位發熱量
符號表示	Mt	Minh	Mf	St	So	Sp	Ss	Qb	Qgr	Qnet

煤質分析化驗指標不同基準的符號表示見表30-10。

符號表示舉例：分析基水分 Mad 收到基水分 Mar 分析基揮發分Vad 乾燥無灰基揮發分Vdaf 分析基全硫 St,ad

表30-10 煤質分析化驗指標不同基準的符號表示

	分析基（空氣乾燥基）	乾基（無水基）	收到基	乾燥無灰基	有機基（無水無礦物質基）
符號表示	ad	d	ar	daf	dmmf
	乾燥基全硫分	彈筒發熱量	高位發熱量	低位發熱量	收到基高位發熱量
符號表示	St,d	Qb	Qgr	Qnet	Qgr,ar
	收到基低位發熱量	分析基高位發熱量	分析基低位發熱量
符號表示	Qnet,ar	Qgr,ad	Qnet,ad

分析化驗基準

煤質分析化驗基準的概念

在煤質分析化驗中，不同的煤樣其化驗結果是不同的。同一煤樣在不同的狀態下其測試結果也是不同的。如一個煤樣的水分，經過空氣乾燥後的測試值比空氣乾燥前的測試值要小。所以，任何一個分析化驗結果，必須標明其進行分析化驗時煤樣所處的狀態。否則，該分析現分敘如下：

分析基（ad）：進行煤質分析化驗時，煤樣所處的狀態為空氣乾燥狀態。

乾燥基（d）：進行煤質分析化驗時，煤樣所處的狀態為無水分狀態。

收到基（ar）：進行煤質分析化驗時，煤樣所處的狀態為收到該批煤所處的狀態。

乾燥無灰基（daf）：煤樣的這種狀態實際中是不存在的，是在煤質分析化驗中，根據需要換算出的無水、無灰狀態。

無水無礦物質基（dmmf）：煤樣的這種狀態實際中也是不存在的，也是換算出的無水、無礦質狀態。

恆濕無灰基（maf）：煤樣的這種狀態也是換算出來的。恆濕的含義是指溫度在30c，相對濕度為96%時測得煤樣的水分（或叫最高內在水分）；

驗基準間換算

煤質分析化嚴重，有些基準在實際中是不存在的，是根據需要換算出來的；有些基準在實際存在，但為了方便，有時不進行測試，而是根據已知基準的分析化驗結果進行換算，這樣就簡單多了。

化驗室中進行煤質分析化驗時，使用的煤樣為分析煤樣。分析煤樣是經過一次次破碎和縮分得到的，它所處的狀態為空氣乾燥狀態。所以，化驗室中用分析煤樣進行分析化驗時，其基準為分析基（又稱為空氣乾燥基）。

分析煤樣分析基化驗結果，是化驗室中直接測到的，是最基礎的化驗結果，是換算其它基準的分析化驗結果的基礎。 各種基準間的換算公式：

乾基的換算： Xd=100Xad/(100-Mad)%

式中： Xad——分析基的化驗結果； Mad——分析基水分； Xd——換算乾燥基的化驗結果。

收到基的換算： Xaf=(100-Mar)/(100-Mad)%

式中： Mar——收到基水分； Xar——換算為收到基的化驗結果。 無水無灰基的換算： Xdaf=100Xad/(100-Mad-Aad)%

式中： Aad——分析基灰分； Xdaf——換算為乾燥無灰基的化驗結果。 當煤中碳酸鹽含量大於2%時，上式的分母中還要減去碳酸鹽中CO2含量。