什么是煤炭灰分

2、煤的灰分

煤的灰分，是指煤完全燃烧后剩下的残渣。因为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质（除水分外所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物，所以确切地说，灰分应称为灰分产率。

（1）煤中矿物质

煤中矿物质分为内在矿物质和外在矿物质。

a.内在矿物质，又分为原生矿物质和次生矿物质。

原生矿物质，是成煤植物本身所含的矿物质，其含量一般不超过1～2%；次生矿物质，是成煤过程中泥炭沼泽液中的矿物质与成煤植物遗体混在一起成煤而留在煤中的。次生矿物质的含量一般也不高，但变化较大。

内在矿物质所形成的灰分叫内在灰分，内在灰分只能用化学的方法才能将其从煤中分离出去。

b.外来矿物质，是在菜煤和运输过程中混入煤中的顶、底板和夹石层的矸石。外在矿物质形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗选的方法将其从煤中分离出去。

（2）煤中灰分

煤中灰分来源于矿物质。煤中矿物质燃烧后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸盐、黄铁矿等矿物质在煤的燃烧中发生分解和化合，有一部分变成气体逸出，留下的残渣就是灰分。

灰分通常比原物质含量要少，因此根据灰分，用适当公式校正后可近似地算出矿物质含量。

（3）煤灰灰分对工业利用的影响

煤中灰分是煤炭计价指标之一。在灰分计加重，灰分是计价的基础指标；在发热量计加重，灰分是计价的辅助指标。

灰分是煤中的有害物质，同样影响煤的使用、运输和储存。

煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了锅炉操作（如易结渣、熄火），加剧了设备磨损，增加排渣量。

煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。

还必须指出的是，煤中灰分增加，增加了无效运输，加剧了我国铁路运输的紧张。

（4）煤的灰分测定见GB212-91。

挥发分是由各种碳氢化合物，一氧化物，硫化氢等可燃气体所组成，还有少量的氧，二氧化碳和氢等不可燃气体。燃料性质对着火过程影响最大的是挥发分的含量Vdaf,

挥发分Vdaf降低时,煤粉气流的着火温度显著提高,着火热也随之增大,就是说，必须将煤粉气流加热到更高的温度才能着火。因此，低挥发分的煤着火更困难些，着火所需的时间更长一些，而着火点离开燃烧器zd的喷口的距离自然也增大了。对于难着火的低挥发分煤，将煤粉磨得更加细一些，无疑会加速它的着火过程。

煤炭高温煅烧后，有机成分挥发逸散，而无机成分则残留下来，这些残留物称为灰分。

挥发分是指在隔绝空气的条件下，将煤在850±20摄氏度下加热7分钟，煤中的有机质和一部分矿物质就会分解成气体(如一氧化碳、甲烷等可燃气体)和液体溢出，溢出物减去煤中的水分即为挥发分。

通常所说的灰分是指总灰分包含以下三类灰分：

1、水溶性灰分

水溶性灰分可溶性的钾、钠、钙等的氧化物和盐类的量。

2、水不溶性灰分

污染的泥沙和铁、铝、镁等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐；

3、酸不溶性灰分

污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅等物质。

扩展资料：

煤炭中挥发分和灰分的来源以及特性

一、灰分

1、原生矿物质--成煤植物中所含的无机元素。

2、次生矿物质--煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质。

3、外来矿物质--煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。

二、挥发分

1、煤的挥发分主要是由水分、碳氢氧化物和碳氢化合物(CH4为主)组成，但物理吸附水(包括外在水和内在水)和矿物质生成二氧化碳不属挥发分范围。

2、煤的挥发分测定是一项规范性很强的试验．其结果完全取决于试验条件。

3、其中试样质量、加热温度、加热时间、加热速度、坩埚的材质、形状和尺寸、试验设备的型号及坩埚架的大小、材料，在一定程度上均能影响挥发分的测定结果。

参考资料：百度百科-挥发分

参考资料：百度百科-灰分

工业成分分析：挥发分、固定碳、水分、灰分。

化学成分分析：碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分。

成分指标一般有：发热量（Qnet，ar）、全硫（St，d%）、灰分（Ad%）、挥发份（Vd%）、全水份（Mt%）、固定碳（Fc）、焦渣特征。

①挥发分。是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计要求，供煤挥发分的值变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃器出口，可能因烧坏喷燃器而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。

②灰分。灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。

③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。

④发热量。为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强，因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。

⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超过2.5%。

煤中灰分是煤质评价的重要指标，与煤中无机元素有密切联系，它对煤的加工利用产生负面影响，同时造成对环境的污染。然而，灰分不是煤的一种固有性质，因为煤中并不含“灰”，灰分是煤在规定条件下的完全燃烧后的固态残留物（陈鹏，2001）。它既不同于煤中矿物质，也不同于煤的无机组分。煤燃烧后，绝大部分的矿物质都转入煤灰中，构成煤灰的大部分，但同时，与煤有机质相结合的无机质（各种金属、非金属元素及化合物）也部分转入煤灰中。由于测试条件的限制，真正直接、准确地认知煤中的矿物质或无机组分的数量、组成、分布方式等特性是非常困难的。由于煤灰是煤燃烧后无机物的主要保留形式，灰成分代表了煤中主要无机元素的特征。因而，考虑到分析的方便，常常通过灰分来近似了解煤中的矿物质或无机组分。

煤中的矿物是煤中无机组分赋存的重要形式，在多数情况下是主要形式。然而，在不同地区、不同时代形成的煤，由于其地质环境差异（如近海环境与大陆环境），地球化学条件的差异，成煤盆地周围岩石类型的差异，地形地貌的差异，距离剥蚀区远近的不同，构造活动的强度不同，以及岩浆活动的强弱等原因，会导致煤中矿物种类和化学成分有所差别。但总体来看，绝大多数煤中常见的矿物主要有高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、伊利石等粘土矿物，占物质总量的60%～80%，其次为黄铁矿、白铁矿等硫化物，石英、玉髓、蛋白质等氧化物以及方解石、菱铁矿等碳酸盐矿物。随着测试技术的发展，煤中偶见的矿物种类也较多被发现。Mackowsky（1975）根据多年的研究，提出一份煤中的矿物名单，并按每种矿物在煤中矿物总量中的多少，将这些矿物分为六级（表2-1）。

一般情况下，煤中所含矿物以粘土矿物为主，然而，在各煤田中，粘土矿物又有所不同，许多资料表明，石炭纪煤田的煤中以高岭石为主，有些煤田的煤（如澳大利亚的煤）中伊利石占显著地位，有关煤中蒙脱石的报道也不乏见。我国的情况基本类似，华北石炭纪煤田的煤中以高岭石占优势，华北晚侏罗世的一些煤中伊利石类占主导，而在一些以火山岩为基底和蚀源区母岩的煤田中，煤层中常发育膨润土型粘土矿物（蒙脱石类，绿泥石-蒙脱石混层类），这种现象说明，煤中矿物的成分及特征取决于含煤盆地的地质背景，含煤岩系经历了各种地质过程以及与煤层有关的古沉积环境（李河民，1987）。

表2-1 煤中矿物

注：主要的——占60%以上；丰富的——占30%～60%；很常见——占10%～30%；常见——5%～10%；稀少——1%～5%；很稀少—占1%。

（据Mackowsky，1975）

煤灰灰分对工业利用的影响

煤中灰分是煤炭计价指标之一。在灰分计加重，灰分是计价的基础指标；在发热量计加重，灰分是计价的辅助指标。

灰分是煤中的有害物质，同样影响煤的使用、运输和储存。

煤用作动力燃料时，灰分增加，煤中可燃物质含量相对减少。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而降低了煤的发热量，影响了锅炉操作（如易结渣、熄火），加剧了设备磨损，增加排渣量。 煤用于炼焦时，灰分增加，焦炭灰分也随之增加，从而降低了高炉的利用系数。

还必须指出的是，煤中灰分增加，增加了无效运输，加剧了我国铁路运输的紧张。