煤炭分析指南

煤炭分析指南

库仓测硫仪测试结果重复性差，一般情况测试结果偏低的可能性有哪些？

a. 煤样在制样过程中是否混合均匀，可用标煤测试如果标煤正常则煤样有问题。

b. 用手搓燃烧后的煤灰，看是否有未燃烧完全的情况。

c. 气密性是否好，可通过关闭二通阀观察流量计来检查,检查过滤器玻璃熔板和异

径管是否有堵塞的地方。

d. 刚玉管尾端硅胶管是否老化而破裂，此类故障较常见。

e. 刚玉管是否断裂，可通过在测试时观察高温炉中的刚玉管。

f. 搅拌速度过慢引起重复性差，但测试结果一般偏高。

g. 气流量过大，导致煤样未燃烧就被吸走。

h. 电解极片脏，电极上如果吸附有被电解出来的单质碘和溴吸附造成不能正常电解。

 量热仪出现点火失败情况怎么办？

如果只出现一次，一般为点火丝没有装好，若多个样品连续实验点火失败，可以先检查点火丝有没有烧断

    点火丝没有烧断，请检查：

A、氧弹内部坩埚架是否短路；

B、点火电极与氧弹是否接触良好，比如点火爪张得太开、点火电极脏；

C、可以用万用表测量点火电极两极间，在点火时（可以手动在软件中点“点火”）是否有点火电压（量热仪为交流24V左右，），若没有一般为点火电极连线松动或点火电路板坏。

d.查看氧气气压是否高于5MP，如低于5MP请给氧气瓶中加气。

   点火失败，若点火丝已烧断：

A、搅拌故障，如搅拌杆卡死、搅拌时转时不转等

B、内桶未进水或水量不够，可以通过实验开始时观察上水是否正常。

C、若煤样已燃烧有可能是试样热值过低，可以加添加物进行实验。

D、若是做苯甲酸实验，点火丝熔进苯甲酸里，点火丝接触电阻太大或苯甲酸原因。

当库仑测硫仪气流量越来越小或者气流量根本达不到要求时，原因有哪些？

分析出现此类问题一般为气路故障

a. 检查过滤器玻璃熔板和异径管是否有堵塞的地方。

b. 查流量计和干燥管是否有堵塞。

c. 气泵的抽气皮碗破裂引起，一般故障多出现在此。

d. 检查与气泵，流量计和干燥管连接的乳胶管是否有堵塞的地方

 库仑测硫仪测试时间偏长，一般在七分钟以上的故障怎么解决？

分析时间长主要有燃烧问题、气路和指示电路三部分

a. 观察燃烧后的瓷舟灰样是否充分燃烧，如未烧完全则调整热偶系数或温度补偿值。

b. 关闭二通阀看浮子是否下降，检查刚玉管尾端和从尾端到电解池处是否有灰尘堵塞情况。

c. 用酒精清洗电解和指示电极，如不能解决，可能为电极杆注水，故只能换电解池或者将指示电极的正负极对调看是否解决。

d. 如果搅拌速度太快，也有可能出现时间过长。

 由于煤的发热量测定在煤炭化验分析中是最重要指标之一，所以煤的发热量测定设备对煤炭化验室的要求比较严格。

（1）煤炭化验室中热量室应作为发热量测定专用室，室内不得进行其它试验工作；

（2）室内应配备窗帘，避免阳光直射；

（3）每次测定温度变化不超过1℃为宜；冬夏室温差以不超过15~30℃为宜。因此，有条件者应配制空调设备； 

（4）测定煤炭发热量时，室内应避免强力通风及热源辐射，总之，为了减少环境条件对发热量测定结果的影响，发热量测定室应尽可能地保持室温的相对恒定。在室温尚未恒定的时候不得进行发热量的测定。 

 煤炭采制样设备知识 

 序号   术语名称        英文名称                             定义  

 2.2.1  煤样      Coals ample;sample    为确定某些特性而从煤中

                                                 采取的、具有代表性的一部分煤 

   　 　 2.2.2  采样      Samping                    采取煤样的过程 

   　 　 2.2.3  子样      Increment                  采样器具操作一次或截取一次煤流分断面所采取的一份样

    　 　 2.2.4  总样      Gros ssample               从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样 

   　 　 2.2.5  随机采样  andom sampling             在采取子样式，对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出 

   　 　 2.2.6  系统采样  Systematic sampling        按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取 

   　 　 2.2.7  批        Batch;lot                  在相同的条件下，在一段时间内生产的一个量 

   　 　 2.2.8  采样单元  Sampling unit              从一批煤中采取一个总样的煤量。一批煤可以是一个或多个采样单元

    　 　 2.2.9  多份采样  Reduplic atesampling       从一个采样单元取出若干子样依次轮流放入各容器中，每个容器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份每样能代表整个采样单元的煤质

    　 　 2.2.10  煤层煤样 Seam dample              按规定在采掘工作面、探巷或坑道中从一个煤层采取的煤样 

   　 　 2.2.11  分层煤样 Stratified deam sample     按规定从煤和夹矸的每一自然分层中分别采取的试样 

   　 　 2.2.12  可采煤样 Workable seam sample       按采煤规定的厚度应采取的全部试样 

   　 　 2.2.13  生产煤样 Sample froproduction       在正常生产情况下，在一个整班的采煤过程中采出的，能代表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样 

   　 2.2.14  商品煤样 Sample forcommercial coal  代表商品煤平均性质的煤样 

   　 2.2.15  浮煤样   Float sample               经重液分选浮在上部的煤样 

   　 2.2.16  沉煤样   Sink sample                经重液分选沉在下部的煤样 

   　 2.2.17  实验室煤样  Laboratory sample       由总样或分样缩制的、送往试验室供进一步制备的煤样 

   　2.2.18  空气干燥煤样  Air-dried sample      粒度小于0.2mm、与周围空气湿度达到平衡的煤样 一般分析煤样 

   　 2.2.19  标准煤样  Certified reference-coal  具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样，主要用于校准测定仪器，评价分析试验方法和确定煤的特性量值 

   　 2.2.20  煤样制备  Sample preparation        使煤样达到实验所要求的状态的过程，包括煤样的破碎、混合、缩分和空气干燥    　 　 

2.2.21  煤样破碎  Sample reduction          在制样过程中用机械或人工减小煤样粒度的过程

    　 　 2.2.22  煤样混合  Sample mixing             把煤样混合均匀的过程 

   　 　 2.2.23  煤样缩分  Sample division           按规定把一部分煤样留下来，其余部分弃掉以减少煤样数量的过程 　 　 2.2.24  堆锥四分法  Coning andquarterirg    把煤样堆成一个圆锥体，再压成厚度均匀的圆饼，并分成四个相等的扇形，取其中两个相对的扇形部分作为煤样的方法    　 　 

2.2.25  二分器     riffle                   混合、所分煤样的工具。由已列平行而交替的、宽度均等的斜槽所组成

人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占75.5%，消费占75.0%。在国民经济中，工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。   

一、矿物原料特点   

（一） 煤的物理性质   

煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。   

1.颜色   

是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。   

2.光泽   

是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。   

3.粉色   

指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。   

4.比重和容重   

煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。   

5.硬度   

是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。   

6.脆度   

是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。   

7.断口   

是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。   

8.导电性   

是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导电性。   

（二） 煤的化学组成   

煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。   

煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。此外，还有极少量的磷和其他元素。煤中有机质的元素组成，随煤化程度的变化而有规律地变化。一般来讲，煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。唯硫的含量则与煤的成因类型有关。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素，氧是助燃元素，三者构成了有机质的主体。煤炭燃烧时，氮不产生热量，常以游离状态析出，但在高温条件下，一部分氮转变成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体，不仅腐蚀金属设备，与空气中的水反应形成酸雨，污染环境，危害植物生产，而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时，煤中的硫和磷大部分转入焦炭中，冶炼时又转入钢铁中，严重影响焦炭和钢铁质量，不利于钢铁的铸造和机械加工。用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时，各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料，砷含量过高，会增加产品毒性，危及人民身体健康。   

煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。   

另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等，它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。其中某些元素的含量，一旦达到工业品位或可综合利用时，就是重要的矿产资源。   

通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致判断煤的种类和用途。煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。   

1.水分   

指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃；在运输时，会增加运量，浪费运力，增加运费；炼焦时，消耗热量，降低炉温，延长炼焦时间，降低生产效率；燃烧时，降低有效发热量；在高寒地区的冬季，还会使煤冻结，造成装卸困难。只有在压制煤砖和煤球时，需要适量的水分才能成型。   

2.灰分   

是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。灰分对煤的加工利用极为不利。灰分越高，热效率越低；燃烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和燃烧，同时造成排渣困难；炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严重影响焦炭质量。煤灰成分十分复杂，成分不同直接影响到灰分的熔点。灰熔点低的煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来许多困难。为此，在评价煤的工业用途时，必须分析灰成分，测定灰熔点。   

3.挥发分   

指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指标，并被用来初步确定煤的加工利用性质。煤的挥发分产率与煤化程度有密切关系，煤化程度越低，挥发分越高，随着煤化程度加深，挥发分逐渐降低。   

4.固定碳   

测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发的固体可燃物，可以用计算方法算出。焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系，因此，根据焦渣的外观特征，可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。   

（三）煤的工艺性质   

为了提高煤的综合利用价值，必须了解、研究煤的工艺性质，以满足各方面对煤质的要求。煤的工艺性质主要包括：粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。   

1.粘结性和结焦性   

粘结性是指煤在干馏过程中，由于煤中有机质分解，熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。煤的粘结性是结焦性的必要条件，结焦性好的煤必须具有良好的粘结性，但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。粘结性是进行煤的工业分类的主要指标，一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示，常称胶质层厚度。胶质层越厚，粘结性越好。测定粘结性和结焦性的方法很多，除胶质层测定法外，还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。煤化程度最高和最低的煤，一般都没有粘结性，胶质层厚度也很小。   

2.发热量   

是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量，亦称热值，常用106J/kg表示。它是评价煤炭质量，尤其是评价动力用煤的重要指标。国际市场上动力用煤以热值计价。我国自1985年6月起，改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化程度有关。为便于比较耗煤量，在工业生产中，常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368×107J/kg的标准煤来进行计算。   

3.化学反应性   

又称活性。是指煤在一定温度下与二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反应能力。它是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。反应性强弱直接影响到耗煤量和煤气的有效成分。煤的活性一般随煤化程度加深而减弱。   

4.热稳定性   

又称耐热性。是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。它是评价气化用煤和动力用煤的又一项重要指标。热稳定性的好坏，直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。   

5.透光率   

指低煤化程度的煤（褐煤、长焰煤等），在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后，所得溶液对光的透过率称为透光率。随着煤化程度加深，透光率逐渐加大。因此，它是区别褐煤、长焰煤和气煤的重要指标。   

6.机械强度   

是指块煤受外力作用而破碎的难易程度。机械强度低的煤投入气化炉时，容易碎成小块和粉末，影响气化炉正常操作。因此，气化用煤必须具备较高的机械强度。   

7.可选性   

是指煤通过洗选，除去其中的夹矸和矿物质的难易程度。我国现行的选煤方法，详见第四节。   

二、用途与技术经济指标   

（一） 煤的工业分类   

1958年，国家颁布了以炼焦用煤为主的分类方案，为工业部门合理使用煤炭资源创造了有利条件，但在实践中也出现了一些问题。在认真分析研究和吸收国外先进分类方法的基础上，为了使各项分类的技术经济指标最能反映煤的质量特点，达到更加合理地利用煤炭资源的目的，1986年，国家重新颁布了从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准，将自然界中的煤划分为14大类，其中，褐煤和无烟煤又分别划分为2个和3个小类（表2.2.1）。这就是我国现行的煤炭分类国家标准。   

表 2.2.1中国煤炭分类国家标准 （GB5751-86）   

（1） 分类指标及其符号Vr为干燥无灰基挥发分（%）；Hr为干燥无灰基氢含量（%）；GR.I（简记G）为烟煤的粘结指数；Y为烟煤的胶质层最大厚度；PM为煤样的透光率（%）；b为烟煤的奥亚膨胀度（%）；Q-A.GNGW为煤的恒湿无灰基高位发热量（MJ/kg）。   

（2） 煤类的编码各类煤用两位阿拉伯数码表示。10位表示煤的挥发分，个位数在无烟煤及褐煤表示煤化程度，在烟煤表示结粘性。   

（二） 各煤类的主要特征和用途   

1.褐煤   

它是煤化程度最低的煤。其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化学反应性强、热稳定性差、发热量低，含有不同数量的腐殖酸。多被用作燃料、气化或低温干馏的原料，也可用来提取褐煤蜡、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。一号褐煤还可以作农田、果园的有机肥料。   

2.长焰煤   

它的挥发分含量很高，没有或只有很小的粘结性，胶质层厚度不超过5mm,易燃烧，燃烧时有很长的火焰，故得名长焰煤。可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。   

3.不粘煤   

它水分大，没有粘结性，加热时基本上不产生胶质体，燃烧时发热量较小，含有一定的次生腐殖酸。主要用作制造煤气和民用或动力燃料。   

4.弱粘煤   

水分大，粘结性较弱，挥发分较高，加热时能产生较少的胶质体，能单独结焦，但结成的焦块小而易碎，粉焦率高。这种煤主要用作气化原料和动力燃料。   

5. 1/2中粘煤   

它具有中等粘结性和中高挥发分。可以作为配煤炼焦的原料，也可以作为气化用煤和动力燃料。   

6.气煤   

挥发分高，胶质层较厚，热稳定性差。能单独结焦，但炼出的焦炭细长易碎，收缩率大，且纵裂纹多，抗碎和耐磨性较差。故只能用作配煤炼焦，还可用来炼油、制造煤气、生产氮肥或作动力燃料。   

7.气肥煤   

它的挥发分和粘结性都很高，结焦性介于气煤和肥煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学物质。最适合高温干馏制造煤气，更是配煤炼焦的好原料。   

8.肥煤   

具有很好的粘结性和中等及中高等挥发分，加热时能产生大量的胶质体，形成大于25mm的胶质层，结焦性最强。用这种煤来炼焦，可以炼出熔融性和耐磨性都很好的焦炭，但这种焦炭横裂纹多，且焦根部分常有蜂焦，易碎成小块。由于粘结性强，因此，它是配煤炼焦中的主要成分。   

9. 1/3焦煤   

它是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤，具有很强的粘结性和中高等挥发分，单独用来炼焦时，可以形成熔融性良好、强度较大的焦炭。因此，它是良好的配煤炼焦的基础煤。   

10.焦煤   

具有中低等挥发分和中高等粘结性，加热时可形成稳定性很好的胶质体，单独用来炼焦，能形成结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易破碎的焦炭。但因其膨胀压力大，易造成推焦困难，损坏炉体，故一般都作为炼焦配煤使用。   

11.瘦煤   

具有较低挥发分和中等粘结性。单独炼焦时，能形成块度大、裂纹少、抗碎强度较好，但耐磨性较差的焦炭。因此，用它加入配煤炼焦，可以增加焦炭的块度和强度。   

12.贫瘦煤   

挥发分低，粘结性较弱，结焦性较差。单独炼焦时，生成的焦粉很多。但它能起到瘦化剂的作用。故可作炼焦配煤使用，同时，也是民用和动力的好燃料。   

13.贫煤   

具有一定的挥发分，加热时不产生胶质体，没有粘结性或只有微弱的粘结性，燃烧火焰短，炼焦时不结焦。主要用于动力和民用燃料。在缺乏瘦料的地区，也可充当配煤炼焦的瘦化剂。   

14.无烟煤   

它是煤化程度最高的煤。挥发分低、比重大、硬度高、燃烧时烟少火苗短、火力强。通常作民用和动力燃料。质量好的无烟煤可作气化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料，以及制造电石、电极和炭素材料等。   

（三） 工业用煤的质量要求   

煤的工业用途非常广泛，归纳起来主要是冶金、化工和动力三个方面。同时，在炼油、医药、精密铸造和航空航天工业等领域也有广阔的利用前景。各工业部门对所用的煤都有特定的质量要求和技术标准。简要介绍如下：   

1.炼焦用煤   

炼焦是将煤放在干馏炉中加热，随着温度的升高（最终达到1 000℃左右），煤中有机质逐渐分解，其中，挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出，成为煤气和煤焦油，残留下的不挥发性产物就是焦炭。焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石，提供热能和支撑炉料，保持炉料透气性能良好的作用。因此，炼焦用煤的质量要求，是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。国家对冶金焦用煤有专门的质量标准，见表2.2.2。   

表 2.2.2冶金焦用煤质量标准 （GB397-65）见上图   

2气化用煤   

煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质，经过热化学处理过程，把煤转变为各种用途的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种：①固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料，制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固定碳＞80%，灰分（Ag）＜25%，硫分（SgQ）≤2%，要求粒度要均匀，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm，机械强度＞65%，热稳定性S+13＞60%，灰熔点（T2）＞1 250℃，挥发分不高于9%，化学反应性愈强愈好。②沸腾层气化法。对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%，不粘结或弱粘结，灰分（Ag）＜25%，硫分（SgQ）＜2%，水分（WQ）＜10%，灰熔点（T2）＞1 200℃，粒度＜10mm，主要使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。   

3.炼油用煤   

一般以褐煤、长焰煤为主，弱粘煤和气煤也可以使用，其要求取决于炼油方法。①低温干馏法，是将煤置于550℃左右的温度下进行干馏，以制取低温焦油，同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是：焦油产率（Tf）＞7%，胶质层厚度＜9mm，热稳定性S+13＞40%，粒度6～13mm,最好为20～80mm 。②加氢液化法，是将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化成低分子液态或气态产物，进一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要为褐煤、长焰煤及气煤。要求煤的碳氢化（C/H）＜16，挥发分＞35%，灰分（Ag）＜5%，煤岩的丝炭含量＜2%。   

4.燃料用煤   

任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。蒸汽机车用煤要求较高，国家规定是：挥发分（Vr）≥20%，灰分（Ag）≤24%，灰熔点（T2）≥1 200℃，硫分（SgQ）长隧道及隧道群区段≤1%，低位发热量2.09312×107～2.51174×107J/kg以上。发电厂一般应尽量用灰分（Ag）＞30%的劣质煤，少数大型锅炉可用灰分（Ag）20%左右的煤。为了将优质煤用于发展冶金和化学工业，近年来，我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展，不少发热量仅有8 372.5J/ kg左右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂，有的发电厂已掺烧煤矸石达30%。   

煤的其他用途还很多。如，褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类肥料；从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、印刷、精密铸造、化工等部门使用；用优质无烟煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和供高炉喷吹或作铸造燃料；用煤沥青制成的碳素纤维，其抗拉强度比钢材大千倍，且重量轻、耐高温，是发展太空技术的重要材料；用煤沥青还可以制成针状焦，生产新型的电炉电极，可提高电炉炼钢的生产效率等等。总之，随着现代科学技术的不断进步，煤炭的综合利用技术也在迅速发展，煤炭的综合利用领域必将继续扩大。   

三、矿业简史   

（一） 古代煤矿业简史   

我国是世界上发现、利用煤炭最早的国家。1973年，在辽宁省沈阳市北陵附近新石器时代的新乐遗址下层发现了为数不少的精煤制品。其中有：圆泡形饰25件，耳（王当）形饰6件，圆珠15件，和这些煤制品同时出土的还有碎煤精、精煤半成品和煤块97块。这些煤制品，经过前辽宁省煤田地质勘探公司科研所鉴定，“呈弱油脂光泽，均一状结构，硬度、韧性均很大为其特点”，很容易用火柴点燃，燃烧时发出明亮而带黑烟的火焰，并发出一种烧橡皮的气味。经过工业分析和元素分析证明，其原料就是烛煤。这是世界上用煤最早的确凿证据，也是说明我国早在六七千年前就已发现并开始利用煤炭的历史见证。   

50年代中期和70年代中期，考古工作者先后在陕西省4处西周墓中出土了煤雕制品，其中，宝鸡市茹家庄一处就出土了200余枚之多。据此可以判断，早在西周时期，作为当时全国政治、经济中心的陕西地区，煤炭已经被开采利用。   

战国时期，除继续利用煤炭雕刻生活用品外，还在当时的著作中出现了关于煤的记载。先秦时期的地理著作《山海经》就有3处有关石涅的记载：一处见于该书的《西山经》，“女床之山，其阳多赤铜，其阴多石涅”；另二处见于《中山经》，“岷山之首，曰女几之山，其上多石涅”，“又东一百五十里，曰风雨之山，其上多白金，其下多石涅”。据有关专家考证，女床之山，女几之山，风雨之山，分别位于今陕西凤翔、四川双流、什邡和通江、南江、巴中一带。古今对照，以上各地均有煤炭产出，证明《山海经》的记载基本是对的，同时，说明当时这些地方的煤炭已被发现，而且已积累了一些找煤的初步地质知识。   

西汉至魏晋南北朝，出现了一定规模的煤井和相应的采煤技术，煤的用途，不仅用作生产燃料，而且还用于冶铁；不仅能够利用原煤，而且还把粉煤进行成型加工成煤饼，从而提高了煤炭的使用价值。煤的产地不仅在北方，而且在南方，甚至新疆也都有了产煤的记载。同时，煤雕工艺在这时已初步普及。   

隋、唐至元代，煤炭开发更为普遍，用途更加广泛，冶金、陶瓷等行业均以煤作燃料，煤炭成了市场上的主要商品，地位日益重要，人们对煤的认识更加深化。特别应该指出的是，唐代用煤炼焦开始萌芽，到宋代，炼焦技术已臻成熟。1978年秋和1979年冬，山西考古研究所曾在山西省稷山县马村金代砖墓中发掘出大量焦炭。1957年冬至 1958年4月，河北省文化局文物工作队在河北峰峰矿区的砚台镇发掘出3座宋、元时期的炼焦炉遗址。焦炭的出现和炼焦技术的发明，标志着煤炭的加工利用已进入了一个崭新的阶段。   

从明朝到清道光20年（1840年）的时间里，当时的封建统治者比较重视煤炭的开发，对发展煤炭生产采取了一些措施，矿业管理政策也发生了某些利于煤业的变化，煤炭行业的各个环节，比以前都有较大的进步。煤炭开发技术得到了发展，形成了丰富多彩的中国古代煤炭科学技术。尽管当时都是手工作业煤窑，但因其开采利用早于其他国家，因此，17世纪以前，中国煤炭技术和管理许多方面都处于世界领先地位，这是值得我们自豪的。但是，日益衰败腐朽的封建制度终于阻碍了古代煤业的继续前进，这就导致了中国近代煤矿的诞生。   

（二） 近代煤矿业简史   

1840年鸦片战争以后，中国的门户被迫开放，进入了半封建半殖民地社会，开始出现近代航运业和机器工业，需要大量煤炭，而旧式手工煤窑生产已远远不能适应需要，因此，清廷洋务派积极酝酿引进西方先进的采煤技术和设备，于是近代煤矿开始出现。近代煤矿的主要标志，一是资本主义经营方式；二是在提升、通风、排水三个生产环节上使用以蒸汽为动力的提升机、通风机和排水机，其他生产环节仍然靠人力和畜力。这种技术状况差不多一直延续到1949年，其中即或有所变化，也只是局部的、微小的。这是近代煤矿区别于古代手工煤窑和现代机械化矿井的主要技术特征。   

我国最早的近代煤矿是台湾的基隆煤矿和河北的开平煤矿。基隆煤矿是清政府两江总督沈葆祯雇用英国煤师开办的，1876年兴建，1878年出煤，年产量约3～5万t，因经营管理不善，投产不久产量就日渐下降，1884年中法战争时，矿井被炸，停止生产。开平煤矿是直隶总督李鸿章1876年命唐廷枢等筹建的，1877年筹办，1881年建成唐山矿，以后又建成林西、西山等矿，到1894年，平均日产达到1 500t，最高日产达2 000t。这期间还先后开办了规模大小不同、寿命长短不一的近代煤矿14个，或官办，或官商合办，或官督商办，都有官僚资本主义性质。因管理不善、资金不足、规模很小，大多数都归于失败。   

1894年中日甲午战争之后，中国国势益衰，列强乘势接踵而来，外国资本大量侵入中国煤矿。1898年4月，中德签订的《胶澳租借条约》规定：“德国在山东境内自胶州湾修筑南北两条铁路，铁路沿线两旁各三十华里（15km）以内的矿产，德商有开采权。”此后，英、俄、法、日相继攫得了类似的权利。据不完全统计，从1895～1912年间，帝国主义攫取中国煤矿权的条约、协定和合同共42项（包括其他矿藏），涉及辽、吉、黑、滇、桂、川、皖、闽、黔、鲁、浙、晋、冀、热、豫、鄂、藏、新等19省。开办了开平、滦州、焦作、孟县、平定州（现平定县）、潞安、泽州、平阳府属煤矿、本溪湖、临城等规模较大的煤矿。外资煤矿的产量占中国当时近代煤矿总产量的83.2%，基本上控制了中国的煤炭工业。帝国主义的侵略激起了中国人民的反抗，从1903年起，掀起了收回矿权运动，1911年达到高潮。中国的爱国绅商，不满利源外流，在人民开展收回矿权的斗争的运动中，集资开办了一批煤矿。官僚买办见开煤矿有利可图，不愿坐失良机，亦想方设法开办煤矿。于是，从1895～1936年中国近代煤矿呈现出发展的趋势。   

1937年“七·七”事变后，日本帝国主义侵占了我国的绝大多数煤矿，包括外资经营的，都陆续被其霸占，开采方式完全是掠夺性的。从1931～1945年，日本共霸占我国大小煤矿200多处，掠夺煤炭4.2亿t，被其破坏的煤炭资源不计其数。   

抗日战争时期，国民政府资源委员会直辖煤矿29处，还采取资助经费等办法，鼓励私人开办煤矿，共59处，年总产量约为600多万t。在解放区，也办了一些小煤窑，供当地军民作燃料。据战后统计，晋、察、冀边区共有小煤窑473个，日产煤炭共计2 739t。   

1945年抗日战争胜利后，日本霸占的煤矿小部分由解放区人民政府接管，大部分被国民党政权接管。解放战争初期，受政治、军事形势多变的影响，有些煤矿几经易手，处于停产或半停产状态。1947年以后，国民政府逐步崩溃，直到1949年新中国诞生，这些煤矿才陆续回到人民政府手中，但已遭到严重的破坏。   

（三） 现代煤矿业简史   

据不完全统计，新中国建国时，各地人民政府从旧中国共接收了约40个煤矿企业，200处矿井和少数几个露天矿。它们主要分布在东北、华北和华东的山东、安徽两省，除少数几处外，规模都很小，设备简陋，技术落后，加上长期战争的破坏，已是千疮百孔，一片衰微破败的景象。例如，山西大同煤矿9对矿井全部被水淹没，机器设备破坏无遗，井下没有一个完好的工作面，地面没有一间完整的厂房，没有一部机器可以正常运转，没有一条巷道可以正常通车，生产完全停顿；辽宁抚顺煤矿的西露天矿和龙凤矿井已被水淹，基本停产；河南焦作煤矿18个坑口中11个完全破坏，7个仅剩井架，已完全停产；山东淄博、枣庄，山西阳泉等较大的煤矿也是一片废墟。新中国的煤矿业就是在这样一个烂摊子上起步的。  

1.煤灰熔融性（煤的灰熔点）－－ 煤灰的熔融性是指煤灰受热时由固态向液态逐渐转化的特性，

煤的灰熔融性是动力用煤高温特性的重要测定项目之一。由于煤灰不是一个纯净物，它没有严格意义的熔点，

衡量其熔融过程的温度变化，通常用三个特征温度：即变形温度（DT），软化温度（ST）、流动温度（FT）。

这三个温度代表了煤灰在熔融过程中固相减少，液相渐多的三点，在工业上多用软化温度作为熔融性指标，称为灰熔点。

因此煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重重要指标，煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点，但严格来讲，这是不确切的。因为煤灰是多种矿物质组成的混合物，这

种混合物并没有一个固定的溶点，而仅有一个熔化温度的范围。开始熔化的温度远比其中

任一组分纯净矿物质熔点为低。这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体，这种共熔体

在熔化状态时，有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能，从而改变了熔体的成及其熔化温度

。煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成。煤灰成分十分复杂，主要有：

SiO2,A12O3,Fe2,CaO,MgO,SO3等，如下表所示： 

       我国煤灰成分的分析　　　 

灰分成分           含量（％）

 SiO2              15-60

 Al2O3             15-40 

 Fe2O3             1-35

 CaO               1-20

 MgO               1-5 

 K20+Na20          1-5

     煤灰成分及其含量与层聚积环境有关。我国很多煤层的矿物质以粘土为主，煤灰成分

则为SiO2,Al2O3为主，两者总和一般可达50─80％。在滨海沼泽中形成的煤层，如华北

晚石纪煤层黄铁矿含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦较高；在内陆湖盆地中形成的某些

第三纪褐煤的煤灰中CaO含量较高。

大量试验资料表明,SiO2含量在45─60％时，煤质灰熔点随SiO2含量增加而降低；SiO2在

其含量〈45％或〉60％时，与灰熔点的关系不够明显。Al2O3在煤灰中始终起增高灰熔点

的作用。煤灰中Al2O3的含量超过期30％时，灰熔点1500灰成分中Fe2O3,CaO,MaO均为较

易熔组分，这些组分含量越高，煤炭灰熔点就越低。灰熔点也可根据其组成用经验公式进行计

算。也可用我公司生产的灰熔点测定仪来测定。　

     2.、煤灰的熔融性对于煤粉固态排渣炉的炉膛结渣有密切关系： 

如灰熔融性温度低，在炉膛高温下熔融粘在炉膛受热面上，冷却后形成结渣。根据运行经验，煤灰软化温度小于1350℃就有可能造成炉膛结渣。故煤粉固态排渣炉要求灰熔融性温度高。 

    煤灰熔融过程中DT-ST之间的温度为软化区间温度，根据其范围把灰分为长渣和短渣，一般认为软化区温度大于200℃为长渣，小于100℃为短渣。通常短渣的煤易于结焦，燃用长渣的煤较为安全。 

    3.、影响煤灰熔融性的因素： 

影响煤灰熔融性的因素主要是煤灰的化学组成和煤灰受热时所处的环境介质的性质： 

 A、煤灰的化学组成比较复杂，通常以各种氧化物的百分含量来表示。其组成百分含量可按下列顺序排列：SiO2，Al2O3，（Fe2O3+FeO），CaO，MgO，（Na2O+K2O）。这些氧化物在纯净状态时熔点大都较高（Na2O和K2O除外）。在高温下，由于各种氧化物相互作用，生成了有较低熔点的共熔体。熔化的共熔体还有溶解灰中其他高熔点矿物质的性能，从而改变共熔体的成分，使其熔化温度更低。上列氧化物分为三类，此三类氧化物对煤灰的熔融性的影响如下： 

    Al2O3 能提高灰熔点，煤灰中三氧化二铝含量自15%开始，煤灰熔融性温度随其含量增加而有规律的增加，煤灰中Al2O3含量大于40%时，ST一般都超过1500℃；大于30%时，ST也多在1300℃以上。当三氧化二铝含量高于25%时，DT与ST 的温差，随其含量增加而变小。 

    SiO2 对灰熔点的影响较复杂，主要看它是否与Al2O3结合成2SiO2.Al2O3，如煤灰中SiO2和Al2O3的含量比为1.18（即2SiO2.Al2O3）时，灰熔点一般较高。随着该比值增加，灰熔点逐渐降低，这是由于灰中存在游离氧化硅。游离氧化硅在高温下可能与碱性氧化物结合成低熔点的共晶体，因而使灰熔点下降。游离氧化硅过剩较多时，却可以使灰熔点升高。由于大多数煤灰的SiO2和Al2O3的含量比值在1 4之间，所以煤灰中碱性氧化物的存在会降低灰熔点。 

  碱性氧化物（Fe2O3+CaO+MgO+KNaO）一般此类氧化物能降低灰熔点。其中Fe2O3的影响较复杂，灰渣所处的介质性质不同而有不同影响，但总的趋势是降低灰熔融性温度。CaO和MgO有减低灰熔点的助熔作用，且有利于形成短渣，但其含量超过一定值时（大约25% 30%），却可以提高灰熔点。K2O和Na2O能促进熔点很低的共熔体的形成，因而使DT减低。 

    B、在锅炉炉膛中介质的性质可分为两种：弱还原性介质和氧化性介质。介质性质不同时，灰渣中的铁具有不同的价态。在弱还原气体介质中，铁呈氧化亚铁（熔点1420℃）；在氧化性介质中呈氧化铁（熔点1565℃）。氧化亚铁最容易与灰渣中的氧化硅形成低熔点的共熔体（FeSiO4），所以在弱还原性介质中，灰熔点最低，在氧化性介质中，灰熔点要高一些。 

 综上所述，对于大多数煤灰SiO2含量较高，多呈酸性。在酸性灰渣中，碱性氧化物的存在起了降低灰熔融温度的作用。

烟煤的粘结指数测定是将一定质量的试验煤样和专用无烟煤样（我国以宁夏汝萁沟矿生产的专用   

无烟煤为标准煤样），在规定的条件下混合，快速加热成焦，所得焦块在一定规格的转鼓内进行  

强度检验，以焦块的耐磨强度，即抗破坏力的大小来表示煤样的粘结能力。粘结指数是判别煤的  

粘结性、结焦性的一个关键指标。  

粘结指数是我国北京煤化所参考罗加指数测定原理提出的表征烟煤粘结性的一种指标。该指标  

的测定方法是按1:5或3:3的配比使烟煤和标准无烟煤混合后灼烧,测定其所得焦块的强度。烟煤  

的粘结指数（GR.I）与R.I不同之点在于：  

1.专用无烟煤的统一加工及选定；  

2.标准无烟煤的粒度由R.I法的0.3－－0.4毫米，改为GR.I法的0.1－－0.2毫米,扩大强粘煤的测值范  

围,同时由于无烟煤粒度与试验用烟煤粒度相近,容易混匀,减少指标误差,提高测定的重现性与稳  

定性；  

3.在测定弱粘结性煤的粘结指数时,将无烟煤与烟煤的配比改为3:3,解决罗加法中对弱粘煤的测定  

不准的问题；  

4.实现了机械搅拌，改善了试验条件，减少了人为误差；  

5.将三次转鼓试验改为二次，并改变计算分式，简化了操作。这些改进受到国内有关煤炭、冶金  

化验单位的欢迎。GR.I法已被国内用于煤的分类,在扩大炼焦用煤范围及炼焦配煤、焦炭质量预测  

等方面，并取得可喜成果。

我公司代销宁夏专用无烟煤 

  中 国 煤 炭 分 类

  名称 挥发份 G Y b 

SM

 瘦煤 >10.0-20.0 >20.0-65.0     

FM 肥煤 >10.0-37.0 >85.0 >25.0   

QF 气肥煤 >37.0 >85.0 >25.0 >220 

QM 气煤 >28.0-37.0

>37.0 >50.0-65.0

>35.0 ≤25.0 ≤220 

JM 焦煤 >20.0-28.0

>10.0-28.0 >50.0-65.0

>65.0 ≤25.0 ≤150 

1/3JM 1/3焦煤 >28.0-37.0 >65.0 ≤25.0 ≤220 

RN 弱粘煤 >20.0-37.0 >5.0-30.0   

煤的工业分析方法

 1  范围

    本标准规定了煤的水分、灰分和挥发分的测定方法和固定碳的计量方法。

      本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤。

 2  规范性引用文件

      下列文件中的条款通过本标准有引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

      GB/T 218  煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法（eqv ISO 925）

      GB/T 7560  煤中矿物质的测定方法（ neq ISO 602）

3  水分的测定

     本标准规定了煤的两种水分测定方法。其中方法A适用于所有煤种，方法B仅适用于烟煤和无烟煤。

      在仲裁分析中遇到有用空气干燥煤样水分进行效正以及基的换算时，应用方法A测定空气干燥煤样的水分。

3.1    方法A（通氮干燥法）

3.1.1     方法提要

       取一定量的空气干燥煤样，置于105~110℃干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出水分质量的分数。

3.1.2   试剂

3.1.2.1    氮气：纯度99.9%，含氧量小于0.01%.

3.1.2.2    无水氯化钙（HGB3208）；化学纯，粒状。

3.1.2.3    变色硅胶：工业用品。

3.1.3   仪器、设备

3.1.3.1     小空间干燥箱：箱体严密，具有较小的自由空间，有气体进、出口，并带有自动控温装置，能保持温度在105~110℃范围内。

3.1.3.2  玻璃称量瓶：直径40mm,高25mm, 并带有严密的磨口盖（见图1）

3.1.3.3  干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。

3.1.3.4  干燥塔：容量250ml，内装干燥剂。

3.1.3.5  流量剂：量程为100~1000ml/min.

3.1.3.6  分析天平：感量0.1mg 

3.1.4   分析步骤

3.1.4.1     在预先干燥和已称量过的称量瓶内称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1+0.1）g，称准至0.0002g平摊的称量瓶中。

 3.1.4.2   打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到105~110℃的干燥箱（3.1.3.1）中。烟煤干燥1.5h，褐煤和无烟煤干燥2h。

  注：在称量瓶放入干燥箱前功尽弃10min开始通氮气，氮气流量以每小时换气15次为准。

3.1.4.3   从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约定20min）后称量。

3.1.4.4   进行检查性干燥，每次30min，直到两次连续干燥煤样质量的减少不超过0.0010g或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在2.00%以下时，不必进行检查性干燥。

3.2  方法B（空气干燥法）

3.2.1    方法提要

      称取一定量的空气干燥煤样，置于105~110℃干燥箱内，于空气流中干燥到质量恒定。根据煤样的质量损失计算出水分质量分数。

3.2.2  仪器、设备

3.2.2.1   鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在105~110℃范围内。

3.2.2.2 玻璃称量瓶：同3.1.3.2.

3.2.2.3 干燥器：同3.1.3.6.

3.2.2.4 分析天平：同3.1.3.6

3.2.3  分析步骤

3.2.3.1 在预先干燥并以称量过的称量瓶内称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1+0.1）g

，称准至0.0002g,平摊在称量瓶中。

3.2.3.2  打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105~110℃的干燥箱（3.2.2.1）中。在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1~5h。

  注：预先鼓风是为了使温度均匀。将装有煤样的称量瓶放入干燥箱前3~min就开始鼓风。

3.2.3.从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。

3.2.3.4 起家行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010ga或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为讲算依据。水分在2.00%以下时，不必进行检查性干燥。

3.3  结果的计算

    空气干燥的煤样水分按式（1）计算

                Mad=  m1   x100………………………（1）

                                                                                             m

式中：

mad————空气干燥煤样的水分，单位为百分数（%）；

m——称取的空气干燥的煤样质量，单位为克（g）

m1——煤样干燥后失去的质量，单位为克（g）

3.4  水分测定的精密度

     水分测定的重复性如表1规定：

表1

水分（Mad）/% 重复性限/% 

﹤5.00

5.00~10.00

＞10.00 0.20

0.30

0.40 

4 灰分的测定

本标准包括两种测定煤中灰分的方法——缓慢灰化法和快速灰化法。缓慢灰化法为仲裁法。

4.1  缓慢灰化法

4.1.1  方法提要

称取一定量的空气干燥煤样，放入马弗炉中，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。

4.1.2  仪器、设备

4.1.2..1   马弗炉：炉膛具有足够的恒温区，能保持温度为（815+10）℃。炉后壁的上部带有直径为（25~30）mm的烟囱，下部离炉膛底（20~30）mm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。

马弗炉的恒温区应在关闭炉门下测定，并至少每年测定一次。高温计（包括毫伏计和热电偶）至少每年较准一次。

4.1.2.2   灰皿：瓷质，长方形，底长45mm，底宽：22mm高:14mm

4.1.2.3  干燥器：同3.1.3.3。

47.1.2.4 分析天平：同3.1.3.6。

4.1.2.5  耐热瓷板或石棉板

4.1.3   分析步骤

4.1.3.1 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm 的空气干燥煤样（1+0.1）g

,称准至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。

4.1.3.2 将灰皿放送入炉温不超过100℃的马弗炉恒温区中，关上炉门并使炉门留有15mm d左右的缝隙。在不少于30min的时间内将炉温缓慢升至500℃，并在此温度下保持30min.继续升温到（815+10）℃，并在此温度下灼烧1h.

4.1.3.3 从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干燥气中冷却至室温（约20min）后称量。

4.1.3.4  进行检查性灼烧，每次20min，直到连续两次灼烧后的质量变化不超过0.15g为止。以最后一次灼烧后的质量为计算依据。灰分低于15.00%时，不必进行检查性灼烧。

4.2  快速灰化法

  本标准包括两种快速灰化法：方法A和方法B。

4.2.1  方法A

4.2.1.1方法提要

  将装有煤样的灰皿放在预先加热至（815+10）℃的灰分快速测定仪的传送带上，煤样自动送入仪器内完全灰化，然后送出。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。

4.2.1.2   专用仪器：快速灰分测定仪（见附录A）

4.2.1.3   分析步骤

       a） 将快速灰分测定仪预先加热至（815+10）℃。

       b） 开动传送带并将其传送速度调节到17mm/min左右或它合适的速度。

  注：对于新的灰分快速测定仪，应对不停煤种进行与缓慢的灰化法的对比试验，根据对比试验结果及煤的灰化情况，调节传送带的传送速度。

        C） 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（ 0.5+0.01）g,称准至0.0002g,均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过0.08g。

        d） 将盛有煤样的灰皿放在快速灰分测定仪的传送带上，灰皿即自动送入炉中。

        e） 当灰皿从炉中取出时，取下，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。

4.2.2  方法B

4.2.2.1   方法提要

     将装有煤样的灰皿由炉外逐渐送入预先加热至（815+10）℃的马弗炉中灰化并灼烧至质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。

4.2.2.2   仪器、设备：同4.1.2

4.2..2.3   分析步骤

         a）在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm 的空气干燥煤样（1+0.1）g,称准至0.0002g，均匀的摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过0.15g。将盛有煤样的灰皿预先分排放在耐热瓷板或石棉板上。

        b）将马弗炉加热到850℃，打开炉门，将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓缓推入马弗炉中，先使第一排的灰皿中的煤样灰化。待5~10 min后煤样不在冒烟时，以每分钟不大于2cm 的速度把其余各排灰皿顺序推入炉内积热部分（若煤样着火发生爆燃，试验应作废）。

        c） 关上炉门，在（815+10）℃温度下灼烧40min。

        d）从炉中取出灰皿，放在空气中冷却5min 左右，移入干燥器中冷至室温（约20min）后，称量。

        e）进行检查性灼烧，每次20min，直到连续两次灼烧后的质量变化不超过去时0.0010g为止。以最后一次灼烧后的质量为计算依据。如遇检查性灼烧时结果不稳定，应改用缓慢灰化法重新测定。灰分低于15.00% 时不必进行检查性灼烧。

4.3  结果的计算

     空气干燥煤样的灰分按式（2）计算：

Aad=  m1   x100……………………………………………..（2）

                                                       m 

式中：

A ad——空气干燥煤样的灰分，单位为百分数（%）；

m——称取的空气干燥煤样的质量，单位为克（g）；

m1————灼烧后残留物的质量，单位为克（g ）;

4.4  灰分测定的精密度

灰分测定的重复性和再现性如表2规定：

灰分 重复性限Aad/% 再现性临界差Ad/% 

<15.00

15.00~30.00

＞30.00 0.20

0.30

0.50 0.30

0.50

0.70  

5  挥发分测定

5.1   方法提要

称取一定量的空气干燥煤样，放在带盖的瓷坩埚中，在（900+10）℃下，隔绝空气加热7min。以减少的质量占煤样质量的百分数，减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发分。

5.2  仪器、设备

5.2.1   挥发分坩埚：带有配合严密盖的瓷坩埚，形状和尺寸如图3所示。坩埚总质量为15~20g 。

5.2.2  马弗炉：带有高温计和调温装置，能保持温度在（900+10）℃，并有足够的（900+10）℃的恒温区。炉子的热熔量为当起使温度为920℃时，放入室温下的坩埚架和若干坩埚，关闭炉门后，在3min 内恢复到（900+10）℃。炉后壁有一个排气孔和一个插热电偶插入炉内后其热接点在坩埚底和炉底之间，距炉底20~30mm处。

      马弗炉的恒温区应在关闭炉门下测定，并至少每年测定一次。高温计（包括毫伏计和热电偶）至少每年校准一次。

5.2.3  坩埚架：用镍铬丝或其它耐热金属丝制成。其规格尺寸以能使所有的坩埚都在马弗炉恒温区内，并用坩埚底部紧邻热电偶热接点上方（见图4）

5.2.4  坩埚架夹（见图5）

5.2.5  干燥器：同3.1.3.3

5.2.6  分析天平；同3.1.3.6

5.2.7  压饼机：螺旋式或杠杆式压饼机，能压压制直径约10mm的煤饼。

5.2.8  秒表

5.3  分析步骤

5.3.1   在预先于900℃温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷埚中，称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1+0.01）g（称准至0.0002g）,然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。

     褐煤和长焰煤应预先压饼，并切成约3mm的小块。

5.3.2   将马弗炉预先加热至920℃左右。打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区，立即关上炉门并计时，准确加热7min。坩埚及架子放入后要求炉温在3min内恢复至（900+10）℃，否则此试验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。

5.3.3   从炉中取出坩埚，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。

5.4  焦煤特征分类

   测定挥发份所得焦渣的特征，按下列规定加以区分：

  （1）粉状——全部是粉末，没有相互粘粘着的颗粒。

  （2）粘着——用手指轻碰即成粉末或基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉未。

  （3）弱粘结——用手指轻压即成小块。

  （4）不熔融粘结——以手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光泽。

  （5）不膨胀熔融粘结——焦渣形成扁平的块， 煤粒的界线不易分清，焦渣上表面有明显银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。

  （6）微膨胀熔融粘结——用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表面具有较小的膨胀泡（或小汽泡）

  （7）膨胀熔融粘结——焦渣上、下表面有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm。

  （8）强膨胀熔融粘结——焦渣上、下表面有银白色金属光泽，焦渣高度大于15mm。

   为了简便起见，通常用上列序号作为各种焦渣特征的代号。

5.5 结果的计算

   空气干燥煤样的挥发分按式（3）计算：

 Vad= m1   x100-Mad             ………………………………..（3）

                                                      m

式中：

   Vad————空气干燥煤样的挥发分，单位为百分数（%）

   m————空气干燥煤样的质量，单位为克（g ）; 

   m1————煤样加热后减少的质量，单位为克（g ）;

Mad————空气干燥煤样的水分，单位为百分数（%）;

5.6  挥发分测定的精密度

挥发分测定的重复性和再现性如表3规定：

表3

挥发分 重复性限Vad/% 再现性临界Vd/% 

﹤20.00

20.00~40.00

＞40.00 0.30

0.50

0.80 0.50

1.00

1.50 

6  固定碳的计算

      空气干燥基固定碳按式（4）计算：

                         FCad=100-（Mad+Aad+Vad）…………………（4）

式中：

FCad——空气干燥基固定碳，单位为百分数（%）；

Mad——空气干燥煤样的水分，单位为百分数（%）；

Aad——空气干燥灯样的灰分，单位为百分数（%）；

Vad——空气干燥煤样的挥发分，单位为百分数（%）；

7 空气干燥基挥发分换算成干燥无灰基挥发分及干燥无矿物质基挥发分

7.1  干燥无灰基挥发分

               Vdaf =  Vad               x 100     …………………（5）

                  100- Mad- Aad

  当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳质量分数为2%~12%时，则：

Vdaf =  Vad  -（CO2）ad   x 100     …………………（6）

                     100- Mad- Aad

当空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳质量分数大于12%时，则

Vdaf =  Vad  -[（CO2）ad-（CO2）ad（焦渣）]   x 100  …………………（7）

                     100- Mad- Aad

式中:

Vdaf——干燥无灰基挥发分，单位为百分数（%）

（CO2）ad——空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳的质量分数（按GB/T218测定），单位为百分数（%）。

（CO2）ad（焦渣）——焦渣中二氧碳对煤样量的质量分数，单位为百分数（%）。

7.2 干燥无矿物质基挥发分

      Vdmmf=     Vad                 

煤的工业分析结果计算发热量经验公式 

单位：千卡/千克　 

褐煤（V>37%） Qad,net=7588.69-16.85Vad-76.91Aad-92.88Mad 

烟煤（v=10-35%） 　Qad,net=8575.63-17.63Vad-94.64Aad-167.89Mad+41.52CRC 注：CRC－是焦渣特征代号 

无烟煤 Qad,net=8325.46-5.92Vad-91.41Aad-134.63Mad 

煤的发热量一般是用氧弹测热计测出的，在一些发热量测试不便或者对精度要求较低时也可采用经验公式计算： 

门捷列夫公式Q=339C+1030H-109（O-S）-25W 单位为KJ/KG； 

以上公式中Q为煤的应用基低位发热量，其他几项全是应用基的含量。 

C-煤中碳含量、H-氢、O-氧、S-硫、W-煤中水份 

对于挥发分较高的煤样或灰分较高难燃烧完全的煤样，测试其发热量时应分别采取什么措施？

挥发分较高的煤样，点火丝浅装或用擦镜纸包好。

灰分较高难燃烧完全的煤样，点火丝深装，或在称样前在坩埚底部垫酸洗石棉绒。