煤质技术指标-灰分常见问题

1.灰分计算公式:

计算煤样的空气干燥基灰分

  m1  
Aad= ×100
  m  

式中:
Aad —— 空气干燥基灰分的质量分数,%;
m —— 称取的一般分析试验煤样的质量,单位为克(g);
m1 —— 灼烧后残留物的质量,单位为克(g)。

2.什么是煤炭中的灰分?

答: 指煤在燃烧的后留下的残渣。不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。灰分高,说明煤中可燃成份较低。发热量就低。同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。 能常的灰分指标有空气干燥基灰分( Aad )、干燥基灰分( Ad )等。也有用收到基灰分的( Aar )。灰分分外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶底板和夹矸中的岩石碎块,它与采煤方法的合理与否有很大关系。外在灰分通过分选大部分能去掉。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物,内在灰分越高,煤的可选性越差。

灰分是有害物质。动力煤中灰分增加,发热量降低、排渣量增加,煤容易结渣一般灰分每增加 2% ,发热量降低 100kca/kg 左右。冶炼精煤中灰分增加,高炉利用系数降低,焦炭强度下降,石灰石用量增加;灰分每增加 1% ,焦炭强度下降 2% ,高炉生产能力下降 3% ,石灰石用量增加 4%

3.测定灰份注意那些事项?

答: 1 、高温炉通风良好,且要正确安装烟囱;

2 、热电偶位置要正确

3 、灰皿在炉膛内的位置要合适

4 、灰皿要放置在恒温区域内

5 、煤样要完全灰化

6 、空气中冷却时间要一致

4. 影响灰分测定结果的主要因素有那些?如何获得可靠的灰份测定结果?

造成灰分测定误差的主要因素有三个:

① 黄铁矿氧化程度; ② 碳酸盐(主要是方解石)分解程度; ③ 灰中固定的硫的多少。

为了测得可靠的灰分产率,就必须使黄铁矿氧化完全,方解石分解完全,以及三氧化硫和演化钙间的反应降低到最低程度,为此可采取以下措施:

(一)、采用慢速灰化法,使煤中硫化物在碳酸盐分解前就完全氧化并排出,避免硫酸钙的生产;

(二)、 灰化过程中始终保持良好的通风状态,是硫氧化物一经生成就即使排出,因此要求马弗炉装有烟囱,在炉门上有通风眼,或将炉门开启一小缝使炉内空气可自然流通;

(三)、 煤样在灰皿中要铺平,一避免局部过厚,一方面避免燃烧不完全,另一方面可防止底部煤样中硫化物生成的二氧化硫被上部碳酸盐分写生产的氧化钙固定;

(四)、 在足够高(>800℃)的温度下灼烧足够长的时间,以保证碳酸分解及二氧化碳完全驱出。

5.缓慢灰化法的测定程序是根据什么制定的?

实验证明,煤中黄铁矿和有机硫在 500℃ 以前就基本上氧化完全,而碳酸钙从 500℃ 开始分解到 800℃ 分解完全,椐此, GB211 《煤的工业分析方法》中规定了如下缓慢灰化程序;煤样放入冷马弗炉,在 30min 内有室温逐渐加热到 500℃(使煤样逐渐灰化、防止爆燃),在 500 停留 30min( 使有机硫和硫化铁充分氧化并排除 ) ,然后在将炉温升到 815±10℃ 并保持 1h( 使碳酸钙分解完全 )

6. 灰分测定方法是什么:

缓慢灰化法 :( 1 ) 方法提要:称取一定量的空气干燥煤样,放在马弗炉中,以一定的速度加热到( 815±10 ) ℃,灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。

( 2 )仪器和设备: a 、马弗炉:能保持温度为( 815±10 ) ℃ 。炉膛具有足够的恒温区。炉后壁的上部带有直径为25 -30mm 的烟囱,下部离炉膛底 20 -30mm 处,有一个插热电偶的小孔,炉门上有一个直径为 20mm 的通气孔。

b 、 瓷灰皿:长方形,底面长 45mm ,宽 22mm ,高 14mm .

c 、 干燥器:内装变色硅胶或无水氯化钙。

d 、 分析天平:感量 0.0001g 。

e 、 耐热瓷板或石棉板:尺寸与炉膛相适应。(或专用灰皿架)

( 3 ) 测定步骤 用预先灼烧至质量恒定的灰皿,称取粒度为 0.2mm 以下的空气干燥煤样( 1±0.1 ) g, 精确至 0.0002g ,均匀地摊平在灰皿中,使其每平方厘米的质量不超过 0.15g 。 将灰皿置于灰皿架上并送入温度不超过 100℃ 的马弗炉中,关上炉门并使炉门留有 15mm 左右的缝隙。在不少于 30min 的时间内将炉温缓慢上升至 500℃ ,并在此温度下保持 30min 。继续升至( 815±10 ) ℃ ,并在此温度下灼烧 1h. 从炉中取出灰皿架放在耐热瓷板或石棉板上,在空气中冷却 5min 左右,将灰皿移入干燥器中冷却至室温(约 20min )后,称量。进行检查性灼烧,每次 20min ,直到连续两次灼烧的质量变化不超过 0.0010g 为止。用最后一次灼烧后的质量为计算依据。灰分低于 15% 时,不必进行检查性灼烧。

7. 焦炭灰分测定方法和设备是什么?

一、方法简介:称取一定质量的焦炭试样,于 815℃ 下灰化,以其残留物的质量占焦炭试样质量的百分数为灰分含量。

二、试剂 :1 、变色硅胶,工业用品2 、无水氯化钙:化学纯,粒状

三、仪器和设备:

1 、 箱型高温炉:带有测量和控温装置,能保持温度在 815± 10℃ ,炉膛具有足够的恒温区,炉后壁的上部具有直径25— 30mm , 高 400mm 的烟囱,下部具有插入热电偶的小孔,孔的位置应使热电偶的测温点处于恒温区的中间并距炉底20— 30mm ,炉门有一通气小孔,如 XL-1 型炉适合要求,符合国标规定。

2 、 灰血:瓷质。上宽 25— 30mm ,上长 55— 60mm

3 、干燥箱:内装变色硅胶或粒状无水氯化钙干燥剂

4 、分析天平感量 0.0001g

8.煤的灰分分级:

序号 级别名称 代号 灰分( Ad )范围, %
1 特低灰煤 SLA ≤ 5.00
2 低灰分煤 LA 5.01 ~ 10.00
3 低中灰煤 LMA  10.01 ~ 20.00
4 中灰分煤 MA 20.01 ~ 30.00
5 中高灰煤 MHA 30.01 ~ 40.00
6 高灰分煤 HA 40.01 ~ 50.00

9.冶炼用炼焦精煤灰分等级划分

等   级 灰分( Ad ), % 等   级 灰分( Ad ), %
1 5.01 ~ 5.50 9 9.01 ~ 9.50
2 5.51 ~ 6.00 10 9.51 ~ 10.00
3 6.01 ~ 6.50 11 10.01 ~ 10.50
4 6.51 ~ 7.00 12 10.51 ~ 11.00
5 7.01 ~ 7.50 13 11.01 ~ 11.50
6 7.51 ~ 8.00 14 11.51 ~ 12.00
7 8.01 ~ 8.50 15 12.01 ~ 12.50
8 8.51 ~ 9.00    

其他用炼焦精煤灰分等级划分

等   级 灰分( Ad ), % 等   级 灰分( Ad ), %
1 12.51 ~ 13.00 5 14.51 ~ 15.00
2 13.01 ~ 13.50 6 15.01 ~ 15.50
3 13.51 ~ 14.00 7 15.51 ~ 16.00
4 14.01 ~ 14.50    

10.其他煤炭产品灰分等级划分

等   级 灰分( Ad ), % 等   级 灰分( Ad ), %
1 ≤ 5.00 19 22.01 ~ 23.00
2 5.01 ~ 6.00 20 23.01 ~ 24.00
3 6.01 ~ 6.00 21 24.01 ~ 25.00
4 7.01 ~ 8.00 22 25.01 ~ 26.00
5 8.01 ~ 9.00 23 26.01 ~ 27.00
6 9.01 ~ 10.00 24 27.01 ~ 28.00
7 10.01 ~ 11.00 25 28.01 ~ 29.00
8 11.01 ~ 12.00 26 29.01 ~ 30.00
9 12.01 ~ 13.00 27 30.01 ~ 31.00
10 13.01 ~ 14.00 28 31.01 ~ 32.00
11 14.01 ~ 15.00 29 32.01 ~ 33.00
12 15.01 ~ 16.00 30 33.01 ~ 34.00
13 16.01 ~ 17.00 31 34.01 ~ 35.00
14 17.01 ~ 18.00 32 45.01 ~ 36.00
15 18.01 ~ 19.00 33 36.01 ~ 37.00
16 19.01 ~ 20.00 34 37.01 ~ 38.00
17 20.01 ~ 21.00 35 38.01 ~ 39.00
18 21.01 ~ 22.00 36 39.01 ~ 40.00(1)

注:(1) 灰分( Ad )>40% 的低质煤,如需要并能保证环境质量的条件下,可双方协商解决。

11.说明煤中灰分的性质

答:煤中不能燃烧的矿物质在燃烧时将形成灰分。灰分是煤的的杂质。

12.煤中的灰分对锅炉运行有何影响?

答:煤中灰分含量高,则煤的发热量就低,开采运输等费用相对增加,同时还增大制粉系统的耗电量。灰分容易隔绝可燃物与氧化剂的接触,因而多灰分的煤不容易完全燃尽。熔化的灰常黏在受热面上形成渣,结渣不易清除,影响传热。固态飞灰随烟气流动,则会使受热面磨损与堵灰。排出的灰分还会污染环境。

13.使用煤质化验设备进行灰分测定化验应注意的问题?

1、灰分实验中时间、温度如何确定

在操作煤质化验设备炉温从1OO'C作用升到500C的额定测试温度过程中,时间一般控制在30分钟左右,这样在逐步升温的时间段中,测试煤样有充足的时间进行灰化,测试数据更加准确;否则,急速的升温会导致煤样的爆燃,进而使大量的矿物质随着气流排出导致测试结果低于预期。
把温度控制在500摄氏度30分钟的目的在于,煤样中含有的有机硫及黄铁矿硫产生的二氧化硫在碳酸盐分解前,能被准确检测到以得到准确的灰分数据。
小知识:碳酸盐在500摄氏度以上才开始分解,当温度到不这个温度时,碳酸盐的分解产物氧化形成硫酸盐将难以被分解,并会增加煤样的灰分。

2、通风状况良好

灰分测试是煤样的挥发性实验,在煤样的灰化过程中,要始终保持良好的通风状况,这样当分解生产的硫的氧化物在生成后能在最短的时间内排出煤质化验设备的炉内,减少与氧化钙接触的机会,避免其它反应物的生成干扰灰分数据。

灰分相关链接:

GB/T 212 煤的工业分析方法
SD323-89 煤灰成分分析方法
煤炭灰分测定步骤
煤炭质量标准煤的灰分分级
煤炭灰分、挥发份与煤炭的关系
煤炭灰分测定误差的主要因素
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