煤的工業分析與元素分析是煤質分析的基本內容。通過工業分析，可以初步判斷煤的性質、種類和工業用途。元素分析主要用于了解煤的元素組成。由于工業分析方法較為簡便，故應用較廣泛。

煤的工業分析

煤的工業分析也稱為煤的實用分析或技術分析，包括煤的水分、灰分、揮發分的測定和固定炭的計算四項內容。水分和灰分可反映出煤中無機質的數量，而揮發分和固定炭則初步表明了煤中有機質的數量與性質。

1、煤中的水分

煤中的水分，按其在煤中存在的形態，可以分為外在水分、內在水分和化合水分。簡記符號M。

A 外在水分

煤的外在水分是指煤在開采、運輸、儲存和洗選過程中，附著在煤的顆粒表面以及直徑大于10-5cm的毛細孔中的水分。也就是當煤在室溫下的空氣中放置時，外在水分不斷蒸發，直至與空氣的相對濕度達到平衡時為止。此時失去的水分就是外在水分。含有外在水分的煤稱為收到基，僅失去外在水分的煤則稱為空氣干燥基。煤質化驗通常采用空氣干燥煤樣進行。

現行國家標準規定:在制備煤樣時,若在室溫下連續干燥1小時后煤樣質量變化≤0.1%,則為達到空氣干燥狀態。

B、內在水分

煤的內在水分是指在定條件下煤樣達到空氣干燥狀態時所保持的水分。因此，將空氣干燥煤樣加熱至105~110℃時所失去的水分即為內在水分。失去內在水分的煤稱為干燥煤。

當環境的相對濕度為96%，溫度為30℃，且煤樣內部毛細孔吸附的水分達到平衡(飽和)狀態時，內在水分達到最大值，此時的內在水分即稱為最高內在水分。

全水分是指煤的內在水分和外在水分的和。

C、化合水

煤中的化合水是指以化學方式與礦物質結合的、除去全水分后仍保留下來的水分。即通常所說的結晶水和結合水。化合水含量不大，在工業分析中一般不考慮。

此外，煤的有機質中的氫和氧在干餾或燃燒時生成的水稱為熱結水，亦不在工業分析的考慮之列。

D、水分對煤利用的影響

一般說來，水分是煤中無利有害的無機物質。這是因為:在運輸時，煤的水分增加了運輸負荷，在寒冷地帶水分易凍結;對煤進行機械加工時，煤中水分過多將造成粉碎、篩分困難，降低生產效率，損壞設備;燃燒時降低了煤的有效發熱量。

2、煤中礦物質和煤的灰分產率

煤中礦物質是指除水分外所有無機質的總稱。不包括游離水，但包括化合水。主要成分一般有黏土、高嶺土、黃鐵礦和方解石等。礦物類型屬硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、金屬硫化物和硫酸亞鐵等。

煤的灰分是指煤中所有可燃物質完全燃燒時，煤中礦物質在規定條件下完全燃燒后所得的殘留物，因此稱為灰分產率更確切。簡記符號A。灰分不是煤中固有的組成之一，與溫度和燃燒條件有關。

煤灰分的組成

在工業生產中，煤灰是指煤用作鍋爐燃料和氣化原料時得到的大量灰渣。煤灰依形態不同可分為粉煤灰和爐渣兩種。粉煤灰又稱飛灰，是指隨同煙道氣或煤氣一起帶出的粒徑小于90微米的灰塵。爐渣是指呈熔融狀態或以較大顆粒的不熔狀態從爐底排出的底灰。

煤灰與煤灰分的化學組成是一致的，其主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂，它們之和占煤灰的95%以上。

煤中礦物質和灰分對煤利用的影響

煤在作為燃料或加工轉化的資源時，幾乎都是利用煤中的有機質。因此煤中礦物質或灰分一向被認為是有害的廢物。但是煤中礦物質對煤的某些利用過程是有益的。即使是煤灰也得到了越來越廣泛的利用。

不利影響主要表現在增加運輸負荷;增加煤炭消耗，煤灰外排帶走顯熱及夾帶一部分未燃煤，動力煤的灰分每增加1%，大約要多消耗2.0%~2.5%的煤炭;影響操作條件，煤中的某些低熔點灰分易造成鍋爐的結渣和堵塞;腐蝕設備和裝置;造成環境污染。

利用途徑主要表現在作為煤轉化過程的催化劑;生產建筑材料;制成環保制劑與材料;回收稀有金屬和其他有用成分;用作化肥和土壤改良劑。

3、煤的揮發分和固定炭

A 揮發分的概念

煤在規定條件下隔絕空氣加熱后揮發出有機物質的產率稱為揮發分，簡記符號V。事實上，煤在該條件下產生的揮發物既包括了煤的有機質熱解氣態產物，還包括煤中水分產生的水蒸氣以及碳酸鹽礦物質分解出的二氧化碳等。因此，揮發分屬于煤揮發物的一部分，但并不等

同于揮發物。因此稱為揮發分產率更確切。

B、揮發分對電廠生產運行的影響

揮發分是發電廠用煤的重要指標，揮發分的高低對煤的著火和燃燒有較大影響。揮發分高的煤易著火，火焰大，燃燒穩定，但火焰溫度較低。相反，揮發分低的煤，不易點燃，燃燒不穩定，化學和機械不完全燃燒熱損失增加，嚴重時還能引起熄火。煤粉細度、送風方式都與揮發分有關，揮發分高的煤易燃燒完全，煤粉可以磨的粗些，揮發分低的煤不易燃燒完全，煤粉要磨的細些。

煤的揮發分對煤粉鍋爐燃燒器的結構形式和

一、二次風的選擇，爐膛形狀及大小燃燒帶的鋪設，制粉系統的選型和防爆措施的設計等都與揮發分有密切關系。所以，在供應煤時，應盡可能根據原設計煤種的揮發分供給。

除此之外，煤的揮發分還與煤的存放及制粉系統的安全運行有密切關系，煤粉引燃的溫度隨煤的揮發分含量增高而降低，如Vdaf為

15%~30%的煤的引燃溫度為270~300℃，Vdaf為40%的煤的引燃溫度為210℃，因此當揮發分高時，制粉系統積集時容易使煤粉著火自燃。揮發分高的煤在儲存時易發生氧化與自燃，因此，高揮發分煤存放時間不易過長，通常以1~2個月為宜，組堆不易過高。揮發分高的煤加速了煤的氧化和變質，使發熱量降低，灰分增加。

由于煤的揮發分與煤的煤化程度關系密切，隨著煤化程度加深而降低的規律性十分明顯，中國以及國外上都以揮發分為煤分類的主要依據。

C、焦渣特征

測定揮發分時，坩堝中殘留下來的固體物稱為焦渣。從焦渣的形狀、強度和光澤的特征，可以初步判斷煤的粘結性、熔融性和膨脹性。焦渣特征可分為以下八大類:

a) 粉狀(1型)-全部是粉末，沒有相互粘著的顆粒。

b)粘著(2型)-用手指輕碰即成粉末或基本上是粉末，其中較大的團塊輕輕一碰即成粉末。

c)弱粘結(3型)-用手指輕壓即成小塊。 d)不熔融粘結(4型)以手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無光澤，下表面稍有銀白色光澤。

e)不膨脹熔融粘結(5型)-焦渣形成扁平的塊，煤粒的界線不易分清，焦渣上表面有明顯銀白色金屬光澤，下表面銀白色光澤更明顯。

f)微膨脹熔融粘結(6型)-用手指壓不碎，焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤，但焦渣表面具有較小的膨脹泡(或小氣泡)。

g)膨脹熔融粘結(7型)-焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過15mm。 h) 強膨脹熔融粘結(8型)-一-焦渣上、下表面有銀白色金屬光澤，焦渣高度大于15mm。

為了簡便起見，通常用上列序號作為各種焦渣特征的代號。

根據揮發分產率和焦渣特征，可以初步評價各種煤的加工工藝適宜性。

D、焦渣特征對電力用煤的意義

揮發分逸出后的焦渣特征系表示煤在驟熱下的粘結結焦性能。它對鍋爐用煤的選擇有積極的參考意義。對于鏈條爐，燃用粉狀焦渣特征的煤，則容易被空氣吹走，造成燃燒不完全，燃用粘結性強的煤，焦渣粘附在爐柵上，增加煤層阻力，妨礙通風。對于煤粉爐，粘結性強的煤，則在噴入爐膛吸熱后立即粘結在一起，形成空心的粒子團，未燃盡就被煙氣帶出爐膛，增加飛灰可燃物。上述這些情況，都會導致鍋爐效率降低，增加一次能源消耗，降低電廠經濟效益。因此，焦渣特征類型對鍋爐燃燒用煤的選擇和指導都有著實際應用價值。

4、固定炭

A、固定炭的概念

從測定煤樣揮發分后的焦渣中減去灰分后的殘留物稱為固定炭，簡記符號FC。固定炭實際上是煤中的有機質在加熱制度下產生的熱解固體產物，屬于焦渣的一部分。在元素組成上，固定炭不僅含有炭元素，還含有氫、氧、氮等元素。因此，固定炭含量與煤中有機質的碳元素含量是不相同的兩個概念。一般說來，煤中固定炭含量小于煤中有機質的碳含量，只有在高煤化度的煤中兩者才接近。 B、固定炭的計算

按照固定炭的概念和煤的工業分析的基本思想煤的固定炭應為除去水分、揮發分和灰分

后的殘余物，其產率可采用減量法計算，即:

FCad=100-(Mad+Aad+Vad)式中:

FCad一空氣干燥基煤樣的固定碳含量，單位為百分數(%);

Mad空氣干燥煤樣的水分含量，單位為百分數(%);

Aad空氣干燥煤樣的灰分產率，單位為百分數(%);

Vad一空氣干燥基煤樣揮發分的產

率，單位為百分數(%)。