煤的元素分析

     煤的元素组成，是研究煤的变质程度，计算煤的发热量，估算煤的干馏产物的重要指标，也是工业中以煤作燃料时进行热量计算的基础。
　　煤中除无机矿物质和水分以外，其余都是有机质。
　　由于组成煤的基本结构单元是以碳为骨架得多聚芳香环系统，在芳香环周围有碳、氢、氧及少量的氮和硫等原子组成的侧链和官能团。如羧基（-COOH）、羟基（-OH）和甲氧基（-OCH₃）。说明了煤中有机质主要由碳、氢、氧和氮、硫等元素组成。
　　煤的变质程度不同，其结构单元不同，元素组成也不同。碳含量随变质程度的增加而增加，氢、氧含量随变质程度的增加而减少，氮、硫与变质程度则无关系（但硫含量与成煤的古地质环境和条件有关）。见表30-11。
　　表30-11 不同变质程度煤的碳、氢、氧、氮、硫含量

编 号	煤的类别	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	长焰煤	5.54	1.94	41.89	79.23	5.42	0.93	0.35	14.17
3	气煤	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	贫煤	1.08	2.81	13.49	91.31	4.37	1.52	0.78	2.02
8	无烟煤	4.70	3.18	4.66	96.14	2.71

[煤质分析化验常用的符号和基准]
1、煤质分析化验项目名称的符号，以国际上广泛采用的符号表示。属于化学元素分析项目采用化学元素符号表示。属于化学元素分析项目采用化学元素
符号表示，见表30-8。
表30-8 煤质分析化验项目名称的符号表示

水 分

灰 分

挥 发 分

硫 分

发 热 量

罗加指数

粘结指数

胶质指数

碳

氢

氧

氮

二氧化碳

符号表示

M

A

V

S

Q

R*1

G

Y

C

H

O

N

CO2

2、煤质分析化验指标存在的形态，或操作条件的符号表示，用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角，见表30-9。
3、煤质分析化验指标不同基准的符号表示，也用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角。
如果某分析化验指标既要表明其存在形态或操作条件，又要标明其基准，其符号表示方法是，在该分析化验制表符号右下角先标明其形态或条件，后标明其基准，中间用“，”断开。
表30-9 煤质分析化验指标存在形态或操作条件的符号表示

	全水分	内在水分	外在水分	全硫分	有机硫	硫铁盐硫	硫酸盐硫	弹筒发热量	高位发热量	低位发热量
符号表示	Mt	Minh	Mf	St	So	Sp	Ss	Qb	Qgr	Qnet

煤质分析化验指标不同基准的符号表示见表30-10。
符号表示举例：
分析基水分 M_ad
收到基水分 M_ar
分析基挥发分V_ad
干燥无灰基挥发分V_daf
分析基全硫 S_t,ad
表30-10 煤质分析化验指标不同基准的符号表示

	分析基（空气干燥基）	干基（无水基）	收到基	干燥无灰基	有机基（无水无矿物质基）
符号表示	ad	d	ar	daf	dmmf

干燥基全硫分 S_t,d
弹筒发热量 Q_b
高位发热量 Q_gr
低位发热量Q_net
收到基高位发热量 Q_gr,ar
收到基低位发热量Q_net,ar
分析基高位发热量Q_gr,ad
分析基低位发热量Q_net,ad

4、煤质分析化验的基准

1.煤质分析化验基准的概念
　　在煤质分析化验中，不同的煤样其化验结果是不同的。同一煤样在不同的状态下其测试结果也是不同的。如一个煤样的水分，经过空气干燥后的测试值比空气干燥前的测试值要小。所以，任何一个分析化验结果，必须标明其进行分析化验时煤样所处的状态。否则，该分析见表31-11.现分叙如下：
　　分析基（ad）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为空气干燥状态。
　　干燥基（d）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为无水分状态。
　　收到基（ar）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为收到该批煤所处的状态。
　　干燥无灰基（daf）：煤样的这种状态实际中是不存在的，是在煤质分析化验中，根据需要换算出的无水、无灰状态。
　　无水无矿物质基（dmmf）：煤样的这种状态实际中也是不存在的，也是换算出的无水、无矿质状态。
　　恒湿无灰基（maf）：煤样的这种状态也是换算出来的。恒湿的含义是指温度在30c，相对湿度为96%时测得煤样的水分（或叫最高内在水分）；
2.煤质分析化验基准的示意图
煤质分析化验中的各种基准可以用示意图表示，如图30-10所示。

		煤
	挥发物质		固体
水蒸气 可挥发物质 不可挥发物质 灰分
外在 水分 内在 水分 无水无矿物质基
全水 干燥无灰基
干燥基   分析基   收到基

3.煤质分析化验基准间的换算
煤质分析化严重，有些基准在实际中是不存在的，是根据需要换算出来的；有些基准在实际存在，但为了方便，有时不进行测试，而是根据已知基准的分析化验结果进行换算，这样就简单多了。
化验室中进行煤质分析化验时，使用的煤样为分析煤样。分析煤样是经过一次次破碎和缩分得到的，它所处的状态为空气干燥状态。所以，化验室中用分析煤样进行分析化验时，其基准为分析基（又称为空气干燥基）。
分析煤样分析基化验结果，是化验室中直接测到的，是最基础的化验结果，是换算其它基准的分析化验结果的基础。
各种基准间的换算公式：
干基的换算：
　　Xd=100X_ad/(100-M_ad)%
式中：
　　X_ad——分析基的化验结果；
　　M_ad——分析基水分；
　　X_d——换算干燥基的化验结果。
收到基的换算：
　　Xaf=(100-M_ar)/(100-M_ad)%
式中：
　　Mar——收到基水分；
　　Xar——换算为收到基的化验结果。
无水无灰基的换算：
　　Xdaf=100Xad/(100-M_ad-A_ad)%
式中：
　　A_ad——分析基灰分；
　　X_daf——换算为干燥无灰基的化验结果。
当煤中碳酸盐含量大于2%时，上式的分母中还要减去碳酸盐中CO₂含量。