模塊六煤的元素分析第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系

一、不同類別煤的元素組成煤的元素組成與煤變質(zhì)程度有關(guān)，煤化度越低的煤，其碳含量就越低，氫和氧含量越高，氮含量也越高。統(tǒng)計(jì)研究表明，中國(guó)各類煤的元素組成的分布情況如表5-7所示。二、煤元素分析指標(biāo)間的關(guān)系碳含量越高的煤，其氫含量就必然越低。從圖5-1可以看出，煤中碳含量總的趨勢(shì)是隨氫含量的降低而增高。尤其是在無(wú)煙煤階段，氫含量隨碳含量的增高而有明顯的降低，當(dāng)ωdaf(C)

92%~97%之間時(shí)，ωdaf(H)

由3.8%左右急劇降至0.5%左右。但低階煤的氫含量隨碳含量的降低而增高的趨勢(shì)并不十分顯著。如ωdaf(H)低于85%的年輕氣煤、長(zhǎng)焰煤和弱黏煤類，其氫含量高的可達(dá)到6%左右（如氣煤），低的可到3.5%~4.0%左右（如不黏煤），其總的變化趨勢(shì)是，當(dāng)碳含量相同時(shí)，凡黏結(jié)性越強(qiáng)的煤，其氫含量也就越高。碳和氫含量的關(guān)系第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系表5-7中國(guó)各類煤的元素組成與分布煤類ωdaf(C)/%ωdaf(H)/%ωdaf(O)

/%ωdaf(N)

/%褐煤64~764.5~6.515.6~280.7~2.3長(zhǎng)焰煤76.4~80.74.8~6.112.1~17.40.6~2.4弱黏煤79.9~894.5~5.25.0~13.00.8~1.4不黏煤77.6~85.23.8~5.09~150.6~1.4氣煤、1/3焦煤79~875.0~6.44.0~9.00.9~2.5肥煤、氣肥煤80~895.4~6.53.5~7.00.8~2.2焦煤87~904.8~5.53.0~5.51.0~2.0瘦煤、貧瘦煤88~924.4~5.02.0~5.01.0~2.0年輕無(wú)煙煤90~943.3~4.01.0~3.30.8~1.8典型無(wú)煙煤92~951.9~3.20.8~2.40.5~1.5年老無(wú)煙煤94.5~970.5~2.30.4~2.50.3~1.4第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系由中國(guó)數(shù)百個(gè)煉焦煤的試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)回歸分析之后，可以得出如式（5-16）所示的相關(guān)性方程式，可用于我國(guó)煉焦煤的碳和氫之間的相互推算。圖5-1煤中碳含量與氫含量的關(guān)系圖5-2煤中碳含量與氧含量的關(guān)系

（5-16）第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系中國(guó)無(wú)煙煤碳和氫含量可以用式（5-17）所示的回歸式計(jì)算。

總體來(lái)說(shuō)，碳含量低的煤氧含量高，碳含量高的氧含量低。由圖5-2可見(jiàn)，煤中碳含量與氧含量的關(guān)系呈現(xiàn)規(guī)律性的反比關(guān)系。國(guó)內(nèi)有人對(duì)大量煙煤樣的碳和氧含量測(cè)定值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)兩者的相關(guān)性很強(qiáng)，并得出了可用于相互計(jì)算的回歸方程式，如式（5-18）所示。在褐煤和長(zhǎng)焰煤等低階煤階段，其碳含量和氧含量的反比關(guān)系更加明顯，可用于相互計(jì)算的回歸方程式如式（5-19）所示。（5-17）（5-18）

（5-19）碳和氧含量的關(guān)系第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系

由于年輕煤的氧含量高，往往其氫含量也較高，而無(wú)煙煤的氧含量和氫含量均較低，所以，總的趨勢(shì)是煤中氫含量隨著氧含量的增高而增高。但在煙煤階段，往往是氫含量高的煤，氧含量反而低，所以，總的趨勢(shì)是褐煤、長(zhǎng)焰煤、年輕氣煤等低階煤的氧和氫含量均高，而不黏煤則氧含量越高時(shí)其氫含量就越低，對(duì)煉焦階段的煤，氫含量高時(shí)氧含量就低，無(wú)煙煤則氧含量越高氫含量就越低。大量試驗(yàn)結(jié)果表明，還原程度高的煤，其氫含量高，同時(shí)其氮含量也高。所以，總的趨勢(shì)是煤中氮含量隨著氫含量的增高而增高。氫和氧含量的關(guān)系氮和氧含量的關(guān)系第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系

三、煤工業(yè)分析和元素分析結(jié)果間的關(guān)系

圖5-3表明，煤中碳含量總體上隨揮發(fā)分的增高而降低，揮發(fā)分和碳含量的關(guān)系圖5-3煤的揮發(fā)分和碳含量的關(guān)系第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系

煤中氫含量與揮發(fā)分之間呈二次曲變化趨勢(shì)是氫含量隨揮發(fā)分的增高而增大，如圖5-4所示。

圖5-4煤的揮發(fā)分與氫含量的關(guān)系揮發(fā)分和氫含量的關(guān)系第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系

盡管煤中氧含量是由其他元素含量的分析結(jié)果用差減法計(jì)算而來(lái)，其結(jié)果誤差較大，但對(duì)年輕煤來(lái)說(shuō)，daf(O)與Vdaf之間仍呈正比直線關(guān)系，即Vdaf越高的煤，其daf(O)也越高。對(duì)所有煤來(lái)說(shuō)，總的趨勢(shì)也是daf(O)隨Vdaf的增高而增高。但對(duì)年老無(wú)煙煤階段，隨著揮發(fā)分的降低，其daf(O)反而有所增加。與其他的元素分析指標(biāo)一樣，對(duì)不同種類的煤，可以推導(dǎo)出daf(O)與Vdaf之間的互算關(guān)系式。不黏煤和弱黏煤因在相同揮發(fā)分條件下，有時(shí)其daf(O)值相差很大，無(wú)法用統(tǒng)一的公式計(jì)算其daf(O)值，但同一礦井的這些煤炭可以用線性回歸式進(jìn)行計(jì)算。揮發(fā)分和氧含量的關(guān)系第五講煤元素分析及工業(yè)分析指標(biāo)間的關(guān)系

煤中氮含量與揮發(fā)分成正比關(guān)系，即煤中的Ndaf隨Vdaf的增高而增高。在煙煤階段，