煤炭分析儀中煤的發(fā)熱量與硫磷
1.煤的發(fā)熱量(卡/克或千卡/千克)
把一克煤樣放在高壓充氧的彈筒中燃燒,由量熱計測得的發(fā)熱量稱為彈筒發(fā)熱量(QDT).當煤在彈筒中燃燒時,在高溫高壓下,氧生成硝酸,硫生成硫酸都放出熱量,這部分熱量也包括在彈筒發(fā)熱量內(nèi) .另外,水分在彈筒的高壓下保持液態(tài),也放出冷凝熱.而煤在空氣中燃燒時,硫成為二氧化硫放出,而水分仍保持水蒸汽狀態(tài),故彈筒發(fā)熱量減去硫和氧的校正值后的發(fā)熱量稱為高位發(fā)熱量(QGW)。工業(yè)上多采用應(yīng)用煤的低位發(fā)熱量(QDW)作為計算和設(shè)計依據(jù).
低位發(fā)熱量可按下式計算:
QDW=QGW-6(W+9H)
式中:QGW,QDW----應(yīng)用煤的高,低位熱量,卡/克;
WY----應(yīng)用煤的全水分,%;
HY---應(yīng)用煤的氫含量,%
煤的發(fā)熱量除直接定外,還可以根據(jù)元素分析或工業(yè)分析的數(shù)據(jù)進行估算.煤科院煤化學研究所(北京煤化所)根據(jù)我國煤質(zhì)資料推導出許多發(fā)熱量計算式,例如:
利用元素分析數(shù)據(jù),估算可燃基高位發(fā)熱量的半經(jīng)驗公式
低煤化程度的煤：
QGW=80CR+305（310）HR+22SR-26OR-4（Ag-10）
式中，HR前面的系數(shù)對褐煤為305，對長焰煤，不粘煤和弱粘煤為310；對AG≤10%的煤，不計算最后一項灰分的校正值。
由上式可知，OR，AG越高，QJW越低。
焦煤：QGW=80 CR +310HR+22SR-25OR-7（Ag-10）
無煙煤（低灰和高灰適用）：
QGW=80（78.1）CR+320HR+22SR+(SR-OR)-8(AG-10)
式中，對FR﹥1.5%的一般無煙煤,CR前面的系數(shù)用80;對HR≤1.5%的年老無煙煤,CR前面的系數(shù)采用78.1;對AG≤10%的所有無煙煤,公式中最后一項應(yīng)予刪去。
利用工業(yè)分析數(shù)據(jù),估算低熱值煤高位發(fā)熱量的半經(jīng)驗公式
高灰(AF＞45~90%）
煙煤: QGW=81CGD+55VF-3AF
高灰無煙煤: QGW=80CGD+50VF-3AF
石煤: QGW=80CGD+40VF-3AF
2.煤中的硫
煤中硫分的賦存形態(tài)通常可分為有機硫和無機硫兩大類,煤中各種形態(tài)的硫分的總和稱為全硫(SQ)
1）有機硫： 煤的機質(zhì)中所含的硫稱為有機硫 (SYJ).有機硫主要來自成煤植物中的蛋白質(zhì)和微生物的蛋白質(zhì).蛋白質(zhì)中含硫0.3~2.4%,而植物整體的含硫量一般都小于0.5%(紅樹等濱海鹽生植物的硫分較高).一般煤中有機硫的含量較低,但組成很復雜,主要由硫醚或硫化物,二硫化物,硫醇,噻吩類雜環(huán)硫公物及硫醌分合物等組成或官能團所構(gòu)成.有機硫與煤的有機質(zhì)結(jié)為一體,分布均勻,難清除,用一般物理洗選方法不能脫除.一般低硫煤中以有機硫為主,經(jīng)過洗選,精煤全硫因灰分減少而增高.
2）無機硫： 無機硫又分為硫鐵礦硫(STL),硫酸鹽硫(STY)兩種,有時也有微量的元素硫.硫化物硫與有機硫合稱為可燃硫,硫酸鹽硫則為不可燃硫.硫化物硫中絕大部分以黃鐵礦硫形態(tài)存在,有時也有少量的白鐵礦硫.它們的分子式都是FeS2,但黃鐵礦是正方晶系晶體,多呈結(jié)梳狀,透鏡狀,團塊狀和浸染狀等形態(tài)存在于煤中;白鐵礦則是斜方晶系體，多呈放射狀存在，它顯微鏡下的反射率比黃鐵礦低。硫化物硫清除的難易程度與礦物顆粒大小及分布狀態(tài)有關(guān)，顆粒大的可利用黃鐵礦與有機質(zhì)比重不同洗選除去。但以極細顆粒均勻分布在煤中的黃鐵礦則即使將煤細碎也難以除掉。硫化物硫在高硫煤的全硫中所占比重較大，它們一部分來源于適煤植物及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中的硫化物，另一部分則是由停滯缺氧水中的硫酸鐵等鹽類還原生成的。硫酸鹽硫主要存在形態(tài)是石（CaSO4.2H2O）,也有少量綠礬（FeSO4.7H2O）等。我國在部分煤中硫酸鹽含量大部分小于0.1%,部分煤為0.1~0.3%.一般硫酸鹽硫含量較高的煤,可能曾受過氧化.
3.煤中的磷
煤中的磷主要是無機磷,也有微量有機磷.煉焦時,煤中磷全部進入焦炭,焦中磷又全部進入生鐵,使鋼鐵冷脆.因此,磷是煤中有害成分.我國煤中磷含量較低,一般為0.01~0.1%,最高不超過1%.多數(shù)情況下不超過煉焦用煤的工業(yè)要求Pg＜0.01%.
