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                                煤質技術指標-灰分常見問題

                                1.灰分計算公式:

                                計算煤樣的空氣干燥基灰分

                                  m1  
                                Aad= ×100
                                  m  

                                式中:
                                Aad —— 空氣干燥基灰分的質量分數,%;
                                m —— 稱取的一般分析試驗煤樣的質量,單位為克(g);
                                m1 —— 灼燒后殘留物的質量,單位為克(g)。

                                2.什么是煤炭中的灰分?

                                答: 指煤在燃燒的后留下的殘渣。不是煤中礦物質總和,而是這些礦物質在化學和分解后的殘余物。灰分高,說明煤中可燃成份較低。發熱量就低。同時在精煤煉焦中,灰分高低決定焦炭的灰分。 能常的灰分指標有空氣干燥基灰分( Aad )、干燥基灰分( Ad )等。也有用收到基灰分的( Aar )。灰分分外在灰分和內在灰分。外在灰分是來自頂底板和夾矸中的巖石碎塊,它與采煤方法的合理與否有很大關系。外在灰分通過分選大部分能去掉。內在灰分是成煤的原始植物本身所含的無機物,內在灰分越高,煤的可選性越差。

                                灰分是有害物質。動力煤中灰分增加,發熱量降低、排渣量增加,煤容易結渣一般灰分每增加 2% ,發熱量降低 100kca/kg 左右。冶煉精煤中灰分增加,高爐利用系數降低,焦炭強度下降,石灰石用量增加;灰分每增加 1% ,焦炭強度下降 2% ,高爐生產能力下降 3% ,石灰石用量增加 4%

                                3.測定灰份注意那些事項?

                                答: 1 、高溫爐通風良好,且要正確安裝煙囪;

                                2 、熱電偶位置要正確

                                3 、灰皿在爐膛內的位置要合適

                                4 、灰皿要放置在恒溫區域內

                                5 、煤樣要完全灰化

                                6 、空氣中冷卻時間要一致

                                4. 影響灰分測定結果的主要因素有那些?如何獲得可靠的灰份測定結果?

                                造成灰分測定誤差的主要因素有三個:

                                ① 黃鐵礦氧化程度; ② 碳酸鹽(主要是方解石)分解程度; ③ 灰中固定的硫的多少。

                                為了測得可靠的灰分產率,就必須使黃鐵礦氧化完全,方解石分解完全,以及三氧化硫和演化鈣間的反應降低到最低程度,為此可采取以下措施:

                                (一)、采用慢速灰化法,使煤中硫化物在碳酸鹽分解前就完全氧化并排出,避免硫酸鈣的生產;

                                (二)、 灰化過程中始終保持良好的通風狀態,是硫氧化物一經生成就即使排出,因此要求馬弗爐裝有煙囪,在爐門上有通風眼,或將爐門開啟一小縫使爐內空氣可自然流通;

                                (三)、 煤樣在灰皿中要鋪平,一避免局部過厚,一方面避免燃燒不完全,另一方面可防止底部煤樣中硫化物生成的二氧化硫被上部碳酸鹽分寫生產的氧化鈣固定;

                                (四)、 在足夠高(>800℃)的溫度下灼燒足夠長的時間,以保證碳酸分解及二氧化碳完全驅出。

                                5.緩慢灰化法的測定程序是根據什么制定的?

                                實驗證明,煤中黃鐵礦和有機硫在 500℃ 以前就基本上氧化完全,而碳酸鈣從 500℃ 開始分解到 800℃ 分解完全,椐此, GB211 《煤的工業分析方法》中規定了如下緩慢灰化程序;煤樣放入冷馬弗爐,在 30min 內有室溫逐漸加熱到 500℃(使煤樣逐漸灰化、防止爆燃),在 500 停留 30min( 使有機硫和硫化鐵充分氧化并排除 ) ,然后在將爐溫升到 815±10℃ 并保持 1h( 使碳酸鈣分解完全 )

                                6. 灰分測定方法是什么:

                                緩慢灰化法 :( 1 ) 方法提要:稱取一定量的空氣干燥煤樣,放在馬弗爐中,以一定的速度加熱到( 815±10 ) ℃,灰化并灼燒到質量恒定。以殘留物的質量占煤樣質量的百分數作為煤樣的灰分。

                                ( 2 )儀器和設備: a 、馬弗爐:能保持溫度為( 815±10 ) ℃ 。爐膛具有足夠的恒溫區。爐后壁的上部帶有直徑為25 -30mm 的煙囪,下部離爐膛底 20 -30mm 處,有一個插熱電偶的小孔,爐門上有一個直徑為 20mm 的通氣孔。

                                b 、 瓷灰皿:長方形,底面長 45mm ,寬 22mm ,高 14mm .

                                c 、 干燥器:內裝變色硅膠或無水氯化鈣。

                                d 、 分析天平:感量 0.0001g 。

                                e 、 耐熱瓷板或石棉板:尺寸與爐膛相適應。(或專用灰皿架)

                                ( 3 ) 測定步驟 用預先灼燒至質量恒定的灰皿,稱取粒度為 0.2mm 以下的空氣干燥煤樣( 1±0.1 ) g, 精確至 0.0002g ,均勻地攤平在灰皿中,使其每平方厘米的質量不超過 0.15g 。 將灰皿置于灰皿架上并送入溫度不超過 100℃ 的馬弗爐中,關上爐門并使爐門留有 15mm 左右的縫隙。在不少于 30min 的時間內將爐溫緩慢上升至 500℃ ,并在此溫度下保持 30min 。繼續升至( 815±10 ) ℃ ,并在此溫度下灼燒 1h. 從爐中取出灰皿架放在耐熱瓷板或石棉板上,在空氣中冷卻 5min 左右,將灰皿移入干燥器中冷卻至室溫(約 20min )后,稱量。進行檢查性灼燒,每次 20min ,直到連續兩次灼燒的質量變化不超過 0.0010g 為止。用最后一次灼燒后的質量為計算依據。灰分低于 15% 時,不必進行檢查性灼燒。

                                7. 焦炭灰分測定方法和設備是什么?

                                一、方法簡介:稱取一定質量的焦炭試樣,于 815℃ 下灰化,以其殘留物的質量占焦炭試樣質量的百分數為灰分含量。

                                二、試劑 :1 、變色硅膠,工業用品2 、無水氯化鈣:化學純,粒狀

                                三、儀器和設備:

                                1 、 箱型高溫爐:帶有測量和控溫裝置,能保持溫度在 815± 10℃ ,爐膛具有足夠的恒溫區,爐后壁的上部具有直徑25— 30mm , 高 400mm 的煙囪,下部具有插入熱電偶的小孔,孔的位置應使熱電偶的測溫點處于恒溫區的中間并距爐底20— 30mm ,爐門有一通氣小孔,如 XL-1 型爐適合要求,符合國標規定。

                                2 、 灰血:瓷質。上寬 25— 30mm ,上長 55— 60mm

                                3 、干燥箱:內裝變色硅膠或粒狀無水氯化鈣干燥劑

                                4 、分析天平感量 0.0001g

                                8.煤的灰分分級:

                                序號 級別名稱 代號 灰分( Ad )范圍, %
                                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.冶煉用煉焦精煤灰分等級劃分

                                等   級 灰分( Ad ), % 等   級 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    

                                其他用煉焦精煤灰分等級劃分

                                等   級 灰分( Ad ), % 等   級 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.其他煤炭產品灰分等級劃分

                                等   級 灰分( Ad ), % 等   級 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% 的低質煤,如需要并能保證環境質量的條件下,可雙方協商解決。

                                11.說明煤中灰分的性質

                                答:煤中不能燃燒的礦物質在燃燒時將形成灰分。灰分是煤的的雜質。

                                12.煤中的灰分對鍋爐運行有何影響?

                                答:煤中灰分含量高,則煤的發熱量就低,開采運輸等費用相對增加,同時還增大制粉系統的耗電量。灰分容易隔絕可燃物與氧化劑的接觸,因而多灰分的煤不容易完全燃盡。熔化的灰常黏在受熱面上形成渣,結渣不易清除,影響傳熱。固態飛灰隨煙氣流動,則會使受熱面磨損與堵灰。排出的灰分還會污染環境。

                                13.使用煤質化驗設備進行灰分測定化驗應注意的問題?

                                1、灰分實驗中時間、溫度如何確定

                                在操作煤質化驗設備爐溫從1OO'C作用升到500C的額定測試溫度過程中,時間一般控制在30分鐘左右,這樣在逐步升溫的時間段中,測試煤樣有充足的時間進行灰化,測試數據更加準確;否則,急速的升溫會導致煤樣的爆燃,進而使大量的礦物質隨著氣流排出導致測試結果低于預期。
                                把溫度控制在500攝氏度30分鐘的目的在于,煤樣中含有的有機硫及黃鐵礦硫產生的二氧化硫在碳酸鹽分解前,能被準確檢測到以得到準確的灰分數據。
                                小知識:碳酸鹽在500攝氏度以上才開始分解,當溫度到不這個溫度時,碳酸鹽的分解產物氧化形成硫酸鹽將難以被分解,并會增加煤樣的灰分。

                                2、通風狀況良好

                                灰分測試是煤樣的揮發性實驗,在煤樣的灰化過程中,要始終保持良好的通風狀況,這樣當分解生產的硫的氧化物在生成后能在最短的時間內排出煤質化驗設備的爐內,減少與氧化鈣接觸的機會,避免其它反應物的生成干擾灰分數據。

                                灰分相關鏈接:

                                GB/T 212 煤的工業分析方法
                                SD323-89 煤灰成分分析方法
                                煤炭灰分測定步驟
                                煤炭質量標準煤的灰分分級
                                煤炭灰分、揮發份與煤炭的關系
                                煤炭灰分測定誤差的主要因素
                                WSWK-5微電腦時溫程控儀
                                SWK-B型可控硅數顯溫度控制器
                                HWSK-6型微電腦時溫控制儀
                                JXL-620節能型快速智能馬弗爐
                                XL—1/2型箱式高溫爐
                                KH-3型快速灰分測定儀
                                優酷視頻灰分測定儀安裝說明(視頻)
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