Part 4：   Coal constituents   Chapter 4  Coal petrographic constituents;    Chapter 5  Coal chemical constituents;   Chapter 6  Coal family constituents;       1、 煤中的水分Moisture in coal  1.1 煤中水分的特点characteristics：          水分是煤中的重要组成部分，是煤炭质量的重要指标。煤中的水分一般是指与煤呈物理态结合的水(phsycally-associated water) ，它吸附在to be adsorbed in/on煤的外表面outer surface和内部孔隙interior pores中。因此，煤的颗粒越细、内部孔隙越发达，煤中吸附的水分就越高。 1.2 煤中水分的 来源 （1）成煤过程中，沼泽中的水随着成煤过程进入煤中；（2）煤层Coal seam形成后，地下水ground water进入煤层的裂隙fracture/fissure、孔隙pore中；（3）开采mining、洗选preparation、运输transportation、贮存reserve过程中进入煤中。 1.3  外在水分、内在水分等重要概念 max.book118.com  外在水分和内在水分：        煤中的水分可分为两类，即在常温的大气中易于失去的水分和不易失去的水分，       前者称为外在水分free moisture，       后者称为内在水分inherent moisture 。       内在水分和外在水分之和称为全水分total moisture。 1.4  测定煤中水分的基本方法         水分测定时使用的仪器设备apparatus有分析天平analytical balance、干燥箱drying oven、称量瓶weighing bottle等。 还有自动化的仪器设备。 自动水分测定仪的特点： （1）采用微波microwave或红外干燥infrared drying，自动称量。（2）计算机自动控制、测量准确，性能稳定。（3）分析速度快，操作简便。 技术参数： （1）分析试样数：８个/次（2）分析时间：约20min（3）测定精度：≤0.4%（全水）；≤0.2%（空干水）（4）试样质量：10-12g(全水)；0.9-1.1g(空干水)（5）试样粒度：≤6mm(全水)；≤80目(空干水)? 1.5 煤的最高内在水分 ?max.book118.com  定义 ?????       煤的最高内在水分是指煤样在30℃，相对湿度relative humidity达到96%的条件下吸附水分达到饱和water saturation时测得的水分，用符号MHC (moisture holding capacity)表示。这一指标反映了年青煤的煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。  max.book118.com高内在水分的测定?              将饱浸水分的煤样用恒湿纸处理，以除去大部分外在水分并使煤团分散开，然后放在温度为30℃，相对湿度为96%(硫酸钾结晶及其饱和溶液)的充氮调湿器内，在常压和不断搅动气氛的情况下使其达到湿度平衡，然后在105～110℃的温度下烘干，以其减量的重量百分数表示最高内在水分。一般需要24～48小时。 2   煤的灰分  2.1 煤灰分的定义        煤的灰分(ash) ：煤样在规定条件下完全燃烧后complete incineration所得的残渣residue。该残渣的质量占测定煤样质量的百分数称为:     灰分产率ash productivity/ ash production rate ，简称为灰分。      Ash content 的说法不准确。 2.3 煤中矿物质的来源 3    挥发分和固定碳 volatile matter and Fixed carbon  3.1  挥发分和固定碳的定义：         在高温条件下，将煤隔绝空气加热一定时间，煤的有机质发生热解反应thermal decomposition reactions /pyrolysis reactions ，形成部分小分子的化合物，在测定条件下呈气态析出，其余有机质则以固体形式残留remained下来或固定fixed下来。呈气态析出的小分子化合物称为挥发分volatile matter ，以固体形式残留下来的称为固定碳 Fixed carbon 。  3.3  Vad的校正calibration/correction：          在煤隔绝空气加热的情况下，煤中的矿物质也发生分解反应，产生一些气态产物逸出，主要是碳酸盐分解产生CO2，影响到挥发分测定的准确性accuracy，需校正correction。         当碳酸盐CO2含量≧2％时，         Vdaf,校正＝Vdaf – (CO2) daf         式中(CO2 ) daf –干燥无灰基碳酸盐CO2的含量，％           3    挥发分和固定碳 3.6  影响挥发分的其他因素：         煤的挥发分主要决定于其煤化程度，但成因类型genesic type和煤岩组分micropetrologic constituents也有影响。 （1）腐植煤Humic Coal的挥发分低于腐泥煤sapropelite 。这是因为成煤原始植物和结构的差异引起的。腐植煤以稠环芳香族物质为主，受热不易分解，而腐泥煤则以脂肪族为主，受热易裂解为小分子化合物成为挥发分。 （2）壳质组exinite的挥发分最高，镜质组vitrinite次之，惰质组inertinite最低。  3.7 焦渣特征(characteristics of char residue) 焦渣的定义：煤样在测定完挥发分后的固体残留物。它是由固定碳和灰分构成的。 焦渣特征：指焦渣的形态form（粉状、块状）、光泽luster、强度strength、形状shape等特点，并根据这些特点，把焦渣特征划分为8种，用以粗略判断煤的粘结性强弱，号数越大，表明粘结性越强。 焦渣特征号如下： 1号粉状：全部是粉末，没有相互粘着的颗粒2号粘着：颗粒粘着，但用手轻压即碎成粉状3号弱粘结：已经成块，但手指轻压即碎成小块4号不熔融粘结：用手指用力压才裂成小块5号不膨胀熔融粘结：角质呈扁平的饼状，煤粒界面不易分清，表面有银白色金属光泽 第二节 元素分析(ultimate analysis)  1、元素分析(ultimate analysis/elementary analysis ) 的定义：          煤的元素分析是对组成煤的有机质主要元素的化验分析，煤的元素组成也就是指煤有机质的元素组成。大量的研究表明，煤的有机质主要是由碳、氢、氧、氮和硫等五种元素组成的。 4.1   氢元素在煤分子上的位置：         氢元素是煤中第二重要的元素，主要存在于煤分子的侧链和官能团上，在有机质中的含量约为2.0%～6.5％左右。 5.1  三节炉法 5.1  三节炉法 5、 煤中的氧元素 5.1    氧元素在煤分子上的位置：     
chap4-2煤的组成－化学组成.ppt