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1、I科技创逝与应用丨2012年8冃(上)科技创新利用灰分、挥发分、全硫和发热量结果计算烟煤的碳、氢含量贾志浩(黑龙江霜煤炭质量监骨检验五站，黑龙江 哈尔潦150026)摘 要：本文比校评价了二十余个以元素分析结果为基础的煤发热量计算公式的赫确度;研究了烟煤咬氢含童比与挥发分的相关 性，在此恳屈上提出了一组由灰分、仝硫、挥发分与发热量计算烟煤戒氢含量约公式：0.20咚dj)007Mtn740.4571 十 1.4558 /(22.56 0.1 H5Vdad)Hd = Cd/(22.56 - 0185Vd")用 g0多个标样和婉检样的分析结果脸证表明：约有95%样品的碳氢的计算值与实测值之
2、差分别小于1%和03%,绝大部分差值在宝 内允许差或宣间允许差之内，公式有校好的实用价值。关键词：碳氢含量；公式;计算I科技创逝与应用丨2012年8冃(上)科技创新I科技创逝与应用丨2012年8冃(上)科技创新煤的灰分、挥发分、全硫、发热就和碳氢值足般基本也足用電要 的煤质指标。这些指标可基本反映出煤的煤化程度和理化性质。煤 的上述指标间乂有密切相关关系。早在70多年前，热化学家杜龙 (Dulong)就提出了用碳、氢、硫、氧计算烟煤发热址的公式。此后数十 年间乂相继发表数十个以工业分析、元素分析结果计算发热田的公 式。其孔近几年出现的儿个式了梢度较航但思冃前为止还未见 到由发热駅、全硫等指标计
3、算煤的碳氢含楚的公式。然而解决由发 热放反算碳爲的何题，具冇更大的价佰。这是因为:(1)国内数以0 计的煤矿化验室同前大都冇提供工业分析、全硫和发热垃测试结果 的能力但大都怅未开展碳氢测定。如果冇一个由工业分析、全硫和 发热量计算碳氢的公式则煤矿化验室也可在一定精度范WI内提供 元素分析数据;化验项H齐全的化验室可自用工业分析、元索分 析、全硫、发热凰何的互算公式对化验结果综合审査检査出不合规 律的分析结果确保化验数据合理准确;将经验式编成计算机软 件固化在煤质分析专用微锐化仪器申(如微电脑热展计申)则町利 用仪器对测值自脸,并可提供苴他指标的计算值(由发热母计算碳 氢值这就扩大了仪器的功能和
4、应用范图。1发热療经验式的精度比较和新计算式的导出1.1发热笊经验式梢度比较本文对12个有代水件的冷热贰经脸式精度进行了出较。这些 经验式有传统公式(如杜龙式、门捷列夫式等)也有近几年来发表 的一些经绘式(如Prancis式等)。桃据公式涉及的变晴参数分为以 下四类12个。第一类以磺、氢、灰分、全硫为变笊参数。李式QO.4539C+1.4705114-0.214S+0.097A-11.591(1-1)(2) Mason 式Q=0.4608C+1.4428H+0.188S*.K)46A- II .986(1-2)第二类以碳、氢、硫和魚为计算参数0(3) 杜龙式Q=O3381C+I.4418H+0
5、.0941 S-0.18020(1-3)(4) 捷列夫式Q 二 O.3387C+1.2545H+OJ087S-0.10870(1-4)(5 )Grummel.式Q=09864+()0152)x(C/3+H - O/8+S/8)(1-5)(6)Moit 式QP.336C+14184H+0.0941S-0.1450()-6)(7 )Subramanian 式Q=O35O5C 十 1.0435 H+0.13128-0.13140+0.418(1-7)(8) Francis 式：Q=O3456C+1.2334H+0.0622S-02880(1 -8)1三类以碳、氢、緘、硫和灰分为讣算参数.(9) 煤研
6、院式Q =0.3345 (03266 )C+1.2963 (l2545)H+0063S-00450-0.021 (Ad-10)(1-9)式屮当Cdaf>95%或Hdaf<1.5%时,碳前的系数为0.3266其余 为0.3345;当C(h：<77%时，氢前系数为】2545其余为1.2963;对于灰 分小于或等于1C炀的煤，不减最后-项(还冇儿个适川于某待定煤类 的&用式，因通用性差，本文未作比较).第四类，以碳、氢傾、氮和硫为计算参数.(10) Francis2 式：Q=03578C+1.1356H+0.0594N+0.1119S-0.0R45O-0.974(1-10)
7、(11) Boie 式：Qb=0.3515C+1.1617H+0.0628N+0.1046S-0.1109()(1-11)(12) Schuylcr 式：Q=0.2975C+1.4835H+0.1297S+0.0477N-0.10210-0.0326V+0.327 (1-12) 关于上述12个公式的几点说明： (1)血)、(7)、和(10),各批标用干燥基庶余公式用干燥无 灰垄，当式中无常数项时也可用干燥基； 除另外注明外，式中Q均为高位发热凰单位为MJ/kg或KJ/ g C、HXhN$、A、V分别代表煤的碳、氢、氧氮、硫、灰分和挥 发冲位为仏1.2比校方法为了对1：述12个经验式进行比较，采
8、用作者收集到的标样统 检样，多单，立互检样和部分闰国PSOC煤样的化验资料。这业煤样 包括了各类煤(烟煤范围)其化验结果准确、冇代表性。根据这些样 品的工业分析.元素分析、全硫和发热址的分析结果利用上述各式 求出各煤样的绘热扯计算值朋与实测値之程再分别求出平均偏孝 (偏差绝对仪的均值);根据这些统计就对各公式精度的优劣进行比 较。13新式提出木文所列煤样均为烟煤。EJ的是通过比较公式榊度找出一个 对烟煤发热虽计算精度最佳的式子,以此导出计算烟煤碳氢含址的 公式。为此根据匕述比较结果将李式和Mason式“杂交”并对常 数项稍作修改(以减少二式计算值的负偏基),得到一个新的更适合 于低中灰烟煤发热
9、虽11算的公式即:Q=0.4571C+1.4558H+0.201S+0007A-11.74(1-13)利用该式时.上述煤样的QgrJ计算值与实测值之差的平均偵 为OO6(MJ/kg);(8O个煤样)其精度是令人满意的。2烟煤碳、氢比与挥发分相关性和冋归方程式求出煤的C/H比是由Q、S、A计算C与H的关键当煤的Qgr.d.StJ和Ad已知时.公式(1-13)可转化为 0.457Cd+1.4558Hd=Qgr,d-0.201 St,d-0007Ad+l l74 若利用一种方 法求出C/H之比值K代入上式则得Cd =(如-020Md - 0.1007Arf )/(0.4571 -h 1.4558 /
10、 K )(1 -14)|Hd = CdfKQ-因此只要求出K值，即可算岀碳氢含就。该样右如下指标的标准值：(?以=32041也/；"157知Ad=11.09%；V<w=27.24%o将上述指标代入式(3-1)和(3-2)得到：32.04-0.201x1.57-0.1007 x£l .09111.74"0.457+14558)/(22.56 0.185x27.24)= 78.39(%)=78.39/(22.56- 0.185 x 27.24) = 4.47(%)本样的Cd和Hd的实测值(标准值)分別为78.34%和4.54%. 实测值与计算值十分接近远小于室内允许差。I科技创逝与应用丨2012年8冃(上)科技创新I科技创逝与应用丨2012年8冃(上)科技创新一 16