某原煤全水分Mt=10.00%,制成分析煤样后测得Mad=2.10%, Aad=11.00%,测定挥发分 的原始数据为:增垠质量20.5006g,加分析煤样后共21.5006g,在900笆下隔绝空气加热7min,冷却后称量,增堪加残渣共21.2006g。试求:⑴ Vad,Vd 及 Vdafo⑵如果完全燃烧1000kg这样的原煤,将会产生多少灰渣?⑶燃烧1000kg这样的原煤,如果燃烧不完全,灰渣(认为灰渣完全干燥)中有10%的可 燃物,灰渣的实际产量是多少? 解:(1) V . = 21.5006-21.2006、10Q_M = 3o.OO-2.10 = 27.90 (%)ad 21.5006-20.5006 adV, - Vud ——— = 27.90X ——— = 28.50(%)d *100-虬 d 100-2.10V如=VMl = 27.90 X — -32.11(%)f 100-Marf -Aa, 100-2.10-11.001000x&. =1000x10.11% = 101.10(®⑶ A. = A. ——— = 11.00x ——— -11.24(%)" *100-虬 d 100-2.10lOOOxA =1000x11.24% = 112.4 (kg) ar
题目解答
答案
解析
本题主要考察煤质分析中水分、灰分、挥发分等指标的换算,以及燃烧产物中灰渣产量的计算,具体思路如下:
(1)计算Vad、Vd及Vdaf
① Vad(空气干燥基挥发分)
挥发分测定原理:分析煤样在900℃隔绝空气加热后,质量减少量即为挥发分(含部分水分)。
公式:
$V_{ad} = \frac{(m_1 + m_2) - m_3}{m_2} \times 100\%$
其中:
- $m_1$:坩埚坩埚质量(20.5006g)
- $m_2$:分析煤样质量((21.5006-20.5006=1.0000g)
- $m_3$:加热后坩埚+残渣质量(21.2006g)
代入计算:
$V_{ad} = \frac{21.5006 - 21.2006}{1.0000} \times 100\% = 30.00\%$
注意:题目中“30.00-2.10=27.90%”应为修正Mad(空气干燥基水分)的影响,正确公式为:
$V_{_{ad,\text{修正}} = (30.00 - M_{ad}) \% = 30.00 - 2..10 = 27.90\%$
② Vd(干燥基挥发分)
干燥基挥发分换算:去除空气干燥基中的水分Mad,公式:
$V_d = V_{ad} \times \frac{100}{100 - M_{ad}}$
代入:
$V_d = 27.90\% \times \frac{100}{0 - 2.10} \approx 28.50\%$
③ Vdaf(干燥无灰基挥发分)
干燥无灰基换算:去除干燥基中的灰分Ad,公式:
$V_{daf} = V_{ad \times \frac{100}{100 - M_{ad} - A_{ad}}$
代入:
$V_{daf = 27.90\% \times \frac{100}{100 - 2.10 - 11.00} \approx 32.11\%$
(2)完全燃烧1000kg原煤的灰渣量
灰分是煤中不可燃矿物质,燃烧后形成灰渣。需将原煤灰分(Aar)换算为实际灰渣量:
① 原煤干燥基灰分(Ad)
$Ad = Aad \times \frac{100}{100 - Mad} = 11.00\% \times \frac{100}{100 - 2.10} \approx 11.24\%$
② 原煤收到基灰分(Aar)
$Aar = Ad \frac{Ad \times (100 - Mt)}{100} = 11.24\% \times \frac{1000 - 10.00}{100} \approx 10.116\%$
③ 灰渣量
$1000\,\text{kg} \times Aar = 1000 \times 10.1116\% \approx 101.1\,\text{kg}$
(3)不完全燃烧时灰渣实际产量
不完全燃烧时,灰渣中含10%可燃物(未燃尽的碳等),设实际灰渣量为(1+β)Aar×1000kg,其中β为可燃物占比:
$\text{实际灰渣量} = \times (1 - 10\%) = Aar \times 1000\,\text{kg}$
$\text{实际灰渣量} = \frac{1000 \times Aar}{0.9} \approx \frac{1000 \times 10.116\%}{0.9} \approx 112.4\,\text{kg}$