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煤/煤塵的工業分析

發表時間:2016-12-04 來源:職業衛生網 瀏覽次數: 評論: 頂: 踩:

煤(煤塵)的工業分析也稱煤的實用分析或技術分析,其內容包括煤的水分、灰分、揮發分和固定碳四項測定。利用工業分析結果,可以基本掌握各種煤的質量、工藝性質及特點,以確定煤在工業上的實用價值。

水分

煤是多孔性固體,含有一定的水分。水分是煤中的無機組分,其含量和存在狀態與煤的內部結構及外界條件有關。一般而言,水分的存在不利于煤的加工利用。

煤中水分的來源是多方面的,首先在成煤過程中,成煤植物遺體堆積在沼澤或湖泊中,水因此進入煤中;其次是煤層形成后,地下水進入煤層的縫隙中;第三是在水力開采、洗選和運輸過程中,煤接觸雨、雪或潮濕的空氣所致。煤中的水分按照它的存在狀態及物理化學性質,可分為外在水分、內在水分及化合水三種類型。外在水分(Mf)是指附著在煤的顆粒表面的水膜或存在于直徑大于 10-5 cm 的毛細孔中的水分,又稱自由水分或表面水分。該水分以機械方式和煤結合,其蒸氣壓與純水的蒸氣壓相同,在常溫下較易失去。內在水分(Mi)是指在一定條件下達到空氣干燥狀態時所保留的水分,即存在于煤粒內部直徑小于 10-5 cm 的毛細孔中的水分。該水分以物理化學方式與煤結合,其含量與煤的表面積大小和職業健康風險評估 21 吸附能力有關,蒸氣壓小于純水的蒸氣壓,故在室溫下這部分水不易失去。以上兩種水分是以機械方式及物理化學方式與煤結合,通常稱為游離水,煤中的游離水在常壓下、105~110℃時經短時間干燥即可全部蒸發。把煤的外在水分與內在水分的總和稱為煤的全水分,簡記符號為 Mt。煤中的化合水是指以化學方式與礦物質結合、有嚴格的分子比,在全水分測定后仍保留下來的水分,即通常所說的結晶水和化合水。化合水在煤中含量不大,通常要在 200℃甚至 500℃以上才能析出,如石膏、高嶺石等。煤的工業分析中,一般不考慮化合水,只測定游離水。

灰分

煤的灰分是指煤完全燃燒后剩下的殘渣。因為這個殘渣是煤中可燃物完全燃燒,煤中礦物質(除水分外所有的無機質)在煤完全燃燒過程中經過一系列分析、化合反應后的產物,所以確切地說,灰分應稱為灰分產率。煤中灰分來源于礦物質。煤中礦物質燃燒后形成灰分,如黏土、石膏、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質在煤的燃燒中發生分解和化合,有一部分變成氣體逸出,留下的殘渣就是灰分。灰分是煤中的有害物質,主要成分為游離二氧化硅,不僅影響煤的使用、運輸和儲存,更是導致煤塵作業工人塵肺病的根源。

揮發分和固定碳

揮發分是煤有機質在規定的高溫下熱解析出的氣態產物(包括煤氣和焦油蒸汽)對原煤樣的質量百分數,與煤的灰分一樣是產率,而不是含量。揮發分是反應煤本質的重要指標,也是煤炭分類的主要指標。

煤的固定碳是指從煤中除去水分、灰分和揮發分后余下的物質,即:與揮發分一樣,固定碳也不是煤中的固有成分,而是煤有機質熱解后留下的固定產物。它的元素組成以碳為主,但不完全是碳,還有少量氫、氧、氮、硫等元素。固定碳與煤中碳含量是兩個不同的概念,不可混淆。

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