1、 第五章第五章 煤質(zhì)分析煤質(zhì)分析5.1 概述概述5.2 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 5.3 煤中硫的測(cè)定煤中硫的測(cè)定 5.4 煤發(fā)熱量的測(cè)定煤發(fā)熱量的測(cè)定 5.5 工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煤的發(fā)熱量工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煤的發(fā)熱量 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、煤的組成和分類一、煤的組成和分類 二、煤的分析方法分類二、煤的分析方法分類5.1 概述概述 一、煤的組成和分類一、煤的組成和分類 1煤的組成煤的組成2煤的分類煤的分類3對(duì)工業(yè)用煤的要求對(duì)工業(yè)用煤的要求1 1煤的組成煤的組成 煤包含有很多種元素，由煤包含有很多種元素，由可燃物和不可燃物兩部分組可燃物和不可燃物兩部分組成。成。 可燃物主要包括有機(jī)質(zhì)和可燃物主要包括

2、有機(jī)質(zhì)和少量的礦物質(zhì)，少量的礦物質(zhì)，不可燃物不可燃物包包括水和括水和大部分大部分礦物質(zhì)，象堿礦物質(zhì)，象堿金屬、堿土金屬、鐵、鋁等金屬、堿土金屬、鐵、鋁等的鹽類。的鹽類。 煤的元素組分煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素. . 碳是組成碳是組成煤大分子的骨架煤大分子的骨架，在各元素中，在各元素中最高，一般大于最高，一般大于70%。隨著煤化程度的不斷。隨著煤化程度的不斷增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超無(wú)煙煤，碳含量可超過無(wú)煙煤，碳含量可超過97%。 碳碳煤的元素組分煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素即碳、氫、氧、

3、氮、硫五個(gè)元素. . 氫是煤中第二個(gè)重要的組成元素，它占煤的氫是煤中第二個(gè)重要的組成元素，它占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%，越是年輕的煤，其含量，越是年輕的煤，其含量也越高。也越高。 氫氫煤的元素組分煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素. . 氧元素是組成煤氧元素是組成煤有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)的十分重要的元素，的十分重要的元素，越是年輕的煤，氧元素的比例也越大，發(fā)熱越是年輕的煤，氧元素的比例也越大，發(fā)熱量常隨氧元素含量的增高而降低，其含量從量常隨氧元素含量的增高而降低，其含量從130%均有。均有。 氧氧煤的元素組分煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素即碳、氫、氧

4、、氮、硫五個(gè)元素. . 氮元素在煤中的比例較少，一般為氮元素在煤中的比例較少，一般為0.53%。 氮氮煤的元素組分煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素. . 硫元素也是組成煤的硫元素也是組成煤的有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)的一種常見元素，的一種常見元素，它在煤中含量的多少，與煤化程度的高低無(wú)它在煤中含量的多少，與煤化程度的高低無(wú)明顯關(guān)系，其含量從最低的明顯關(guān)系，其含量從最低的0.1到最高的到最高的10%均有。均有。硫硫煤的元素組分的不同，不僅能反映出煤化煤的元素組分的不同，不僅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性質(zhì)的不同程度，而且也直接表征出煤性質(zhì)的不同。 如碳含量低、氧含

5、量高的煤，多是粘結(jié)性很如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘結(jié)性很差或是沒有粘結(jié)性的年輕煤；差或是沒有粘結(jié)性的年輕煤； 碳含量高、氧含量低的煤則常是一些無(wú)粘結(jié)碳含量高、氧含量低的煤則常是一些無(wú)粘結(jié)性的年老煤，性的年老煤， 只有碳含量在只有碳含量在848488%88%，氫含量在，氫含量在5%5%以上的以上的中等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦中等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用煤。用煤。 2 2煤的分類煤的分類 煤的種類繁多，質(zhì)量也相煤的種類繁多，質(zhì)量也相差懸殊，不同類型的煤有差懸殊，不同類型的煤有不同的用途。不同的用途。 如結(jié)焦性好或粘結(jié)性好的如結(jié)焦性好或粘結(jié)性好的煤是優(yōu)質(zhì)的煤是優(yōu)質(zhì)的煉焦用煤

6、煉焦用煤，熱，熱穩(wěn)定性好的無(wú)煙塊煤是穩(wěn)定性好的無(wú)煙塊煤是合合成氨廠的主要原料成氨廠的主要原料，揮發(fā)，揮發(fā)分和發(fā)熱量都高的煤是較分和發(fā)熱量都高的煤是較好的好的動(dòng)力用煤動(dòng)力用煤，一些低灰，一些低灰、低硫的年輕煤則是加壓、低硫的年輕煤則是加壓氣化制造氣化制造煤氣和加氫液化煤氣和加氫液化制取人造液體燃料制取人造液體燃料的較好的較好原料。原料。2 2煤的分類煤的分類煤的成因分類：煤的成因分類：按成煤的原始植物進(jìn)行分類的方法；按成煤的原始植物進(jìn)行分類的方法；工業(yè)分類或商業(yè)分類：工業(yè)分類或商業(yè)分類：按煤的工業(yè)使用方法分類；按煤的工業(yè)使用方法分類；煤的科學(xué)分類：煤的科學(xué)分類：按煤的組分結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。按煤的組分

7、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。我國(guó)的分類法是以煉焦用煤為主的工業(yè)分我國(guó)的分類法是以煉焦用煤為主的工業(yè)分類法類法 新的煤分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)把我國(guó)的煤從褐煤到無(wú)新的煤分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)把我國(guó)的煤從褐煤到無(wú)煙煤之間共劃分為煙煤之間共劃分為1414個(gè)大類和個(gè)大類和1717個(gè)小類個(gè)小類。 常見的三類：無(wú)煙煤、褐煤、煙煤常見的三類：無(wú)煙煤、褐煤、煙煤 無(wú)煙煤無(wú)煙煤無(wú)煙煤分為三個(gè)小類：無(wú)煙煤分為三個(gè)小類： 年老無(wú)煙煤、典型無(wú)煙煤、年輕無(wú)煙年老無(wú)煙煤、典型無(wú)煙煤、年輕無(wú)煙煤，主要是按照各小類工藝?yán)锰匦缘拿海饕前凑崭餍☆惞に嚴(yán)锰匦缘牟煌鴦澐帧２煌鴦澐帧?褐煤褐煤褐煤劃為褐煤劃為2 2個(gè)小類：個(gè)小類：年老褐煤和年輕褐煤，也是根據(jù)

8、其性質(zhì)和年老褐煤和年輕褐煤，也是根據(jù)其性質(zhì)和利用特征不同而劃分的。利用特征不同而劃分的。 貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣肥煤、氣煤、肥煤、氣煤、1/31/3焦煤、焦煤、1/21/2中粘煤、弱中粘煤、弱粘煤、不粘煤和長(zhǎng)焰煤共粘煤、不粘煤和長(zhǎng)焰煤共1212個(gè)煤類。個(gè)煤類。 煙煤煙煤3 3對(duì)工業(yè)用煤的要求對(duì)工業(yè)用煤的要求 煤炭的主要用途是燃燒、煉焦和造氣等，也可作為煤炭的主要用途是燃燒、煉焦和造氣等，也可作為化工原料。為了得到強(qiáng)度高，灰分、硫分低的優(yōu)質(zhì)化工原料。為了得到強(qiáng)度高，灰分、硫分低的優(yōu)質(zhì)冶金用焦，對(duì)冶金用焦，對(duì)煉焦用煤煉焦用煤有以下要求：有以下要求：（1

9、）有較強(qiáng)的結(jié)焦性或粘結(jié)性）有較強(qiáng)的結(jié)焦性或粘結(jié)性 （2）煤的灰分要低）煤的灰分要低（3）煤的硫分要低）煤的硫分要低 （4）配合煤的揮發(fā)分要合適）配合煤的揮發(fā)分要合適建材工業(yè)用煤建材工業(yè)用煤 在建材工業(yè)中，水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、石在建材工業(yè)中，水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、石灰等建筑材料，都要經(jīng)過各種爐窯焙燒、鍛燒灰等建筑材料，都要經(jīng)過各種爐窯焙燒、鍛燒甚至熔化等高溫處理，而煤炭是主要的燃料，甚至熔化等高溫處理，而煤炭是主要的燃料，其中水泥工業(yè)對(duì)煤質(zhì)要求最高，尤其是年產(chǎn)水其中水泥工業(yè)對(duì)煤質(zhì)要求最高，尤其是年產(chǎn)水泥泥2020萬(wàn)噸以上的大、中型水泥廠的回轉(zhuǎn)窯燒成萬(wàn)噸以上的大、中型水泥廠的回轉(zhuǎn)窯燒成用煤。

10、因其煤的灰分大小及其煤灰的組成成分用煤。因其煤的灰分大小及其煤灰的組成成分直接影響到水泥的配料，通常要求灰分低、煤直接影響到水泥的配料，通常要求灰分低、煤灰成分穩(wěn)定。如灰分太高，發(fā)熱量就低，達(dá)不灰成分穩(wěn)定。如灰分太高，發(fā)熱量就低，達(dá)不到熟料的燒成溫度到熟料的燒成溫度14501450以上（要求燃料火焰以上（要求燃料火焰溫度達(dá)溫度達(dá)1600160017001700）。）。 二、煤的分析方法分類二、煤的分析方法分類 煤的分析檢驗(yàn)，根據(jù)目的不同，一般可煤的分析檢驗(yàn)，根據(jù)目的不同，一般可分為工業(yè)分析和元素分析。分為工業(yè)分析和元素分析。 1 1工業(yè)分析工業(yè)分析 2 2元素分析元素分析 3 3其它分析其它分

11、析二、煤的分析方法分類二、煤的分析方法分類 1 1工業(yè)分析工業(yè)分析煤的工業(yè)分析又叫技術(shù)分析或?qū)嵱梅治?，是評(píng)價(jià)煤煤的工業(yè)分析又叫技術(shù)分析或?qū)嵱梅治?，是評(píng)價(jià)煤的基本依據(jù)。的基本依據(jù)。它包括煤的水分、灰分它包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳和固定碳四個(gè)項(xiàng)目的測(cè)定。四個(gè)項(xiàng)目的測(cè)定。 通常，水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率都直接測(cè)定，固定通常，水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率都直接測(cè)定，固定碳不作直接測(cè)定，而是用差減法進(jìn)行計(jì)算。碳不作直接測(cè)定，而是用差減法進(jìn)行計(jì)算。 有時(shí)也將上述四個(gè)測(cè)定項(xiàng)目叫做有時(shí)也將上述四個(gè)測(cè)定項(xiàng)目叫做半工業(yè)分析半工業(yè)分析，再加，再加上煤的上煤的發(fā)熱量發(fā)熱量和煤中全硫的測(cè)定，和煤中全硫的測(cè)

12、定，則稱為全工業(yè)分則稱為全工業(yè)分析。析。 二、煤的分析方法分類二、煤的分析方法分類 煤的工業(yè)分析是了解煤的性質(zhì)和用途的重要指標(biāo)。煤的工業(yè)分析是了解煤的性質(zhì)和用途的重要指標(biāo)。如如水分和灰分高水分和灰分高的煤，它的有機(jī)質(zhì)含量就少，的煤，它的有機(jī)質(zhì)含量就少，發(fā)熱量發(fā)熱量低，低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值就小經(jīng)濟(jì)價(jià)值就小。 根據(jù)煤的水分、灰分、揮發(fā)分及其焦渣特征等指標(biāo)，就根據(jù)煤的水分、灰分、揮發(fā)分及其焦渣特征等指標(biāo)，就可以比較可靠地算出煤的可以比較可靠地算出煤的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。 煤中全硫煤中全硫分是確定煉焦用煙煤的重要指標(biāo)分是確定煉焦用煙煤的重要指標(biāo)。 對(duì)于合成氨工業(yè)，空氣干燥基的對(duì)于合成

13、氨工業(yè)，空氣干燥基的固定碳含量固定碳含量（FCad）是評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià)無(wú)煙煤用于制造合成氣（半水煤氣）時(shí)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一個(gè)重?zé)o煙煤用于制造合成氣（半水煤氣）時(shí)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo)。要指標(biāo)。 煤的煤的外在水分和全水分外在水分和全水分，不僅影響動(dòng)力用煤的低位發(fā)熱量，不僅影響動(dòng)力用煤的低位發(fā)熱量，而且還與煤的運(yùn)輸與貯存等都有著十分密切的關(guān)系。而且還與煤的運(yùn)輸與貯存等都有著十分密切的關(guān)系。 2元素分析 主要測(cè)定煤中主要測(cè)定煤中碳、氫、氧、氮、硫碳、氫、氧、氮、硫等元等元素，了解煤的元素組成。元素分析的結(jié)素，了解煤的元素組成。元素分析的結(jié)果是對(duì)煤進(jìn)行科學(xué)分類的主要依據(jù)。在果是對(duì)煤進(jìn)行科學(xué)分類的主要依據(jù)。在工業(yè)上

14、，是計(jì)算發(fā)熱量、計(jì)算熱量平衡工業(yè)上，是計(jì)算發(fā)熱量、計(jì)算熱量平衡的依據(jù)。的依據(jù)。 元素分析儀元素分析儀3 3其它分析其它分析 如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但一如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但一般是指有提取價(jià)值的鍺、鎵、鈾、釩、鋁、鉭般是指有提取價(jià)值的鍺、鎵、鈾、釩、鋁、鉭等常見的稀有元素。等常見的稀有元素。 如煤中的鍺含量在如煤中的鍺含量在2020 g gg g-1-1以上時(shí)即可計(jì)算儲(chǔ)以上時(shí)即可計(jì)算儲(chǔ)量而有一定的提取價(jià)值，鎵含量在量而有一定的提取價(jià)值，鎵含量在5050 g gg g-1-1以以上和鈾含量在上和鈾含量在300300500500 g gg g-1-1以上時(shí)也有提取以上時(shí)

15、也有提取價(jià)值，價(jià)值， 3 3其它分析其它分析 再如有害元素分析。煤中的有害元素種再如有害元素分析。煤中的有害元素種類很多，如硫，磷、氯、砷、氟、鉻、類很多，如硫，磷、氯、砷、氟、鉻、鎘、汞等。硫、磷、氯主要是指工業(yè)利鎘、汞等。硫、磷、氯主要是指工業(yè)利用中對(duì)生產(chǎn)有害，后幾種則是對(duì)人體和用中對(duì)生產(chǎn)有害，后幾種則是對(duì)人體和環(huán)境有害，根據(jù)特殊的需要進(jìn)行檢測(cè)。環(huán)境有害，根據(jù)特殊的需要進(jìn)行檢測(cè)。 其它還有煤灰成分分析，物理性質(zhì)測(cè)定其它還有煤灰成分分析，物理性質(zhì)測(cè)定等，需根據(jù)要求來確定檢測(cè)項(xiàng)目。等，需根據(jù)要求來確定檢測(cè)項(xiàng)目。 5.2 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 一、常用的符號(hào)和基準(zhǔn)一、常用的符號(hào)和基準(zhǔn) 二、水

16、分的測(cè)定二、水分的測(cè)定 三、灰分的測(cè)定三、灰分的測(cè)定 四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測(cè)定四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測(cè)定 五、固定碳含量的計(jì)算五、固定碳含量的計(jì)算 六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算 一、常用的符號(hào)和基準(zhǔn)一、常用的符號(hào)和基準(zhǔn)1分析項(xiàng)目的名稱及表示符號(hào)分析項(xiàng)目的名稱及表示符號(hào)表表1 1 分析試驗(yàn)項(xiàng)目及符號(hào)分析試驗(yàn)項(xiàng)目及符號(hào)項(xiàng)項(xiàng)目目水分水分灰分灰分揮發(fā)揮發(fā)分分固定固定碳碳發(fā)熱發(fā)熱量量礦物礦物質(zhì)質(zhì)符符號(hào)號(hào)MAVFCQMMC、H、O、N、S及煤灰中化學(xué)成分等仍以元素名稱為代及煤灰中化學(xué)成分等仍以元素名稱為代表符號(hào)。表符號(hào)。ashvolatile compoundfixed carbonquan

17、tity of produced heatmineral mattermoisture2存在形態(tài)或操作情況指標(biāo)及符號(hào)存在形態(tài)或操作情況指標(biāo)及符號(hào)表表2 2 常用指標(biāo)及符號(hào)常用指標(biāo)及符號(hào)項(xiàng)目外在或游離內(nèi)在全高位低位恒容恒壓符號(hào)finhtgrnetvpfreeinherence totalnether3各種基準(zhǔn)的表示符號(hào)各種基準(zhǔn)的表示符號(hào) 基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤樣分析試驗(yàn)，將得出不同的結(jié)果，所以基準(zhǔn)樣分析試驗(yàn)，將得出不同的結(jié)果，所以基準(zhǔn)又是用以計(jì)算和表達(dá)測(cè)定值的主要依據(jù)之一又是用以計(jì)算和表達(dá)測(cè)定值的主要依據(jù)之一。 收到基（收到基（ar）as r

18、eceived空氣干燥基（空氣干燥基（ad）airdry干基（干基（d）dry干燥無(wú)灰基（干燥無(wú)灰基（daf） dry af干燥無(wú)礦物質(zhì)基（干燥無(wú)礦物質(zhì)基（dmmf） mineral matter tree3.13.1收到基（收到基（arar） 就其含義而言，就其含義而言，是從收到的一批煤樣中取是從收到的一批煤樣中取出具有代表性的煤樣出具有代表性的煤樣，以此種狀態(tài)的煤樣測(cè)，以此種狀態(tài)的煤樣測(cè)定的結(jié)果并以此基表示的值，稱為收到基。定的結(jié)果并以此基表示的值，稱為收到基。 3.23.2空氣干燥基（空氣干燥基（ad ad ）v是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達(dá)到平衡時(shí)的是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達(dá)到平衡時(shí)的

19、煤樣煤樣。在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：煤樣若在空氣中連。在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：煤樣若在空氣中連續(xù)干燥續(xù)干燥1小時(shí)后質(zhì)量變化不超過小時(shí)后質(zhì)量變化不超過0.10%，則認(rèn)，則認(rèn)為達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。為達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。3.33.3干基（干基（d d）以以無(wú)水狀態(tài)無(wú)水狀態(tài)的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方方法。法。3.4干燥無(wú)灰基（干燥無(wú)灰基（daf）v它是以假想的無(wú)水無(wú)灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的分它是以假想的無(wú)水無(wú)灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。析結(jié)果表示方法。二、水分的測(cè)定二、水分的測(cè)定 煤的水分是評(píng)價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最基本的指煤的水分是評(píng)價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最基本的指標(biāo)。因?yàn)槊褐兴趾吭蕉啵旱臒o(wú)用成分

20、標(biāo)。因?yàn)槊褐兴趾吭蕉啵旱臒o(wú)用成分也越多，同時(shí)有大量水分存在，不僅煤的有也越多，同時(shí)有大量水分存在，不僅煤的有用成分減少，而且它在煤燃燒時(shí)要吸收大量用成分減少，而且它在煤燃燒時(shí)要吸收大量的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。越好。 （一）煤中水分的存在形態(tài)（一）煤中水分的存在形態(tài) （二）煤中全水分（二）煤中全水分（M Mt t）的測(cè)定的測(cè)定 （三）分析煤樣的水分測(cè)定（三）分析煤樣的水分測(cè)定 （一）煤中水分的存在形態(tài)（一）煤中水分的存在形態(tài) 分為兩類分為兩類 : :化合水、游離水化合水、游離水 1 1化合水：化合水： 以化合方式和煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水

21、，以化合方式和煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水，即通常所說的結(jié)晶水，例如硫酸鈣（即通常所說的結(jié)晶水，例如硫酸鈣（CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O）、）、高嶺土（高嶺土（AlAl2 2O O3 3 2SiO2SiO4 4 2H2H2 2O O）中的結(jié)晶水。結(jié)晶水要在中的結(jié)晶水。結(jié)晶水要在200200以上才以上才能分解析出。能分解析出。2 2游離水：游離水： 以物理狀態(tài)（如附著、吸附等形式）和煤結(jié)合的水。以物理狀態(tài)（如附著、吸附等形式）和煤結(jié)合的水。根據(jù)存在的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)，分為以下兩種：根據(jù)存在的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)，分為以下兩種： 2.1 2.1外在水分（外在水分（MfMf）是指煤在開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和洗選

22、過程中潤(rùn)濕在煤的外是指煤在開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和洗選過程中潤(rùn)濕在煤的外表及大毛細(xì)孔（直徑表及大毛細(xì)孔（直徑1010cmcm）中的水分。中的水分。 2.2 2.2內(nèi)在水分（內(nèi)在水分（MinhMinh） 內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細(xì)孔（直徑內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細(xì)孔（直徑10cm）中的水分。這部分水分較難蒸發(fā)。中的水分。這部分水分較難蒸發(fā)。 （二）煤中全水分二）煤中全水分（Mt或或Mar ）的測(cè)定的測(cè)定 煤中全水分的測(cè)定有三種方煤中全水分的測(cè)定有三種方法法: : A A通氮干燥法、通氮干燥法、B B甲苯蒸餾法、甲苯蒸餾法、C C空氣干燥法空氣干燥法 方法方法A僅適用于煙煤和無(wú)煙

23、煤，并作為測(cè)定煙煤僅適用于煙煤和無(wú)煙煤，并作為測(cè)定煙煤和無(wú)煙煤水分的仲裁測(cè)定方法；和無(wú)煙煤水分的仲裁測(cè)定方法； 方法方法B和和方法方法C適用于褐煤、煙煤和無(wú)煙煤，但以適用于褐煤、煙煤和無(wú)煙煤，但以方法方法B作為測(cè)定褐煤全水分的仲裁方法。作為測(cè)定褐煤全水分的仲裁方法。 按測(cè)定的速度來說按測(cè)定的速度來說: 方法方法A為常規(guī)測(cè)定法，方法為常規(guī)測(cè)定法，方法B、C為快速測(cè)定法。為快速測(cè)定法。結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算 mmM1t式中式中 M Mt t煤樣的全水分；煤樣的全水分； m m煤樣的質(zhì)量，煤樣的質(zhì)量，g g； m m1 1煤樣干燥后減輕的質(zhì)量，煤樣干燥后減輕的質(zhì)量，g g。全水份測(cè)定注意問題全水份測(cè)定注意

24、問題 1. 1. 在測(cè)定煤樣的全水分以前，應(yīng)仔細(xì)檢查貯存在測(cè)定煤樣的全水分以前，應(yīng)仔細(xì)檢查貯存煤樣的容器密封情況，擦凈容器表面，稱量，并與煤樣的容器密封情況，擦凈容器表面，稱量，并與容器標(biāo)簽上所注明的質(zhì)量進(jìn)行核對(duì)。容器標(biāo)簽上所注明的質(zhì)量進(jìn)行核對(duì)。 如果煤樣在運(yùn)送過程中水分有損失，則可按下式如果煤樣在運(yùn)送過程中水分有損失，則可按下式求出補(bǔ)正后的煤樣全水分：求出補(bǔ)正后的煤樣全水分：)1 (111tMmmMMM1為煤樣在運(yùn)送過程中水分的損失量（為煤樣在運(yùn)送過程中水分的損失量（%） 全水份測(cè)定注意問題全水份測(cè)定注意問題2. 全水分測(cè)定結(jié)果的允許誤差全水分測(cè)定結(jié)果的允許誤差表表3 3 平行測(cè)定全水分的允

25、許誤差平行測(cè)定全水分的允許誤差全水分全水分（Mt，%）平行測(cè)定結(jié)果的平行測(cè)定結(jié)果的允許誤差（允許誤差（%）10100.400.50* * 在同一化驗(yàn)室進(jìn)行全水分測(cè)定時(shí)在同一化驗(yàn)室進(jìn)行全水分測(cè)定時(shí) 三、灰分的測(cè)定三、灰分的測(cè)定 煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)（除水分以外的所有無(wú)機(jī)質(zhì)的總稱）在一定質(zhì)（除水分以外的所有無(wú)機(jī)質(zhì)的總稱）在一定溫度下，經(jīng)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的溫度下，經(jīng)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的殘?jiān)鼩堅(jiān)?，用符?hào)，用符號(hào)A A表示。表示。 灰分全部來自礦物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤灰分全部來自礦物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤中

26、原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為中原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為“灰分產(chǎn)率灰分產(chǎn)率” ” 。 測(cè)定煤的灰分，對(duì)于鑒定煤的質(zhì)量以及測(cè)定煤的灰分，對(duì)于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價(jià)值也有重要意義確定其使用價(jià)值也有重要意義 因?yàn)槊褐谢曳质怯泻ξ镔|(zhì)，所以各種用因?yàn)槊褐谢曳质怯泻ξ镔|(zhì)，所以各種用途的煤，灰分越低也就越好。雖然煤灰途的煤，灰分越低也就越好。雖然煤灰是煤中有害物，但進(jìn)行綜合利用后，也是煤中有害物，但進(jìn)行綜合利用后，也會(huì)變廢為寶，為國(guó)家創(chuàng)造財(cái)富的。會(huì)變廢為寶，為國(guó)家創(chuàng)造財(cái)富的。 1儀器 灰皿 長(zhǎng)方形灰皿長(zhǎng)方形灰皿 2測(cè)定過程 稱取分析煤樣稱取分析煤樣1 0.1g，于已經(jīng)在于已經(jīng)在815 10灼燒恒

27、量灼燒恒量的灰皿中，輕微振動(dòng)，使樣品分散為均勻的薄層，的灰皿中，輕微振動(dòng)，使樣品分散為均勻的薄層，置溫度低于置溫度低于100的高溫爐中。在爐門留有約的高溫爐中。在爐門留有約15mm左右的縫隙供自然通風(fēng)，控制加熱速度，使?fàn)t溫在左右的縫隙供自然通風(fēng)，控制加熱速度，使?fàn)t溫在30min左右緩慢升高至左右緩慢升高至500并保持此溫度并保持此溫度30min。然后，升高溫度至然后，升高溫度至815 10，關(guān)閉爐門，在此溫度關(guān)閉爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室溫（取出灰皿，于干燥器中冷至室溫（約約20min）稱量，然后進(jìn)行檢查性灼燒，每次進(jìn)行稱量，然后進(jìn)行檢查性灼燒，每次進(jìn)行

28、20min，直到煤樣的質(zhì)量變化小于直到煤樣的質(zhì)量變化小于0.001g時(shí)為止，取時(shí)為止，取最后一次質(zhì)量計(jì)算?；曳肿詈笠淮钨|(zhì)量計(jì)算。灰分15%的樣品，可不必進(jìn)的樣品，可不必進(jìn)行檢查性灼燒。行檢查性灼燒。3. 計(jì) 算mmA1ad式中式中 m試料的質(zhì)量，試料的質(zhì)量，g； m1灼燒后殘?jiān)|(zhì)量，灼燒后殘?jiān)|(zhì)量，g。 4 4灰分測(cè)定的允許誤差灰分測(cè)定的允許誤差 表表4 4 灰分測(cè)定的允許誤差（灰分測(cè)定的允許誤差（% %）灰分（灰分（%）同一實(shí)驗(yàn)室同一實(shí)驗(yàn)室不同實(shí)驗(yàn)室不同實(shí)驗(yàn)室300.20.30.50.30.50.7四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測(cè)定四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測(cè)定 將煤放在與將煤放在與空氣隔絕空氣隔絕的容器內(nèi)，在高溫

29、下的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)一定時(shí)間加熱后，煤中的經(jīng)一定時(shí)間加熱后，煤中的有機(jī)質(zhì)和部分礦有機(jī)質(zhì)和部分礦物質(zhì)分解物質(zhì)分解為為氣體氣體釋出，由減小的質(zhì)量再減去釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即為水的質(zhì)量即為煤的揮發(fā)分煤的揮發(fā)分。 因?yàn)槊褐锌扇夹該]發(fā)分不是煤的固有物質(zhì)，而因?yàn)槊褐锌扇夹該]發(fā)分不是煤的固有物質(zhì)，而是在特定條件下，煤受熱的分解產(chǎn)物，而且其測(cè)是在特定條件下，煤受熱的分解產(chǎn)物，而且其測(cè)定值受溫度、時(shí)間和所用坩堝的大小、形狀等不定值受溫度、時(shí)間和所用坩堝的大小、形狀等不同而異，測(cè)定方法為規(guī)范性試驗(yàn)方法，因此所測(cè)同而異，測(cè)定方法為規(guī)范性試驗(yàn)方法，因此所測(cè)的結(jié)果應(yīng)稱為的結(jié)果應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率揮發(fā)分產(chǎn)率，用

30、，用符號(hào)符號(hào)V V表示。表示。主要指標(biāo)主要指標(biāo) 根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別別煤的變質(zhì)程度煤的變質(zhì)程度、發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率等等各種重要性質(zhì)，而且?guī)缀跏澜绺鲊?guó)都采各種重要性質(zhì)，而且?guī)缀跏澜绺鲊?guó)都采用用干燥無(wú)灰基揮發(fā)分干燥無(wú)灰基揮發(fā)分作為煤分類的一個(gè)作為煤分類的一個(gè)主要指標(biāo)。主要指標(biāo)。 工業(yè)生產(chǎn)上用煤也都首先需要了解揮工業(yè)生產(chǎn)上用煤也都首先需要了解揮發(fā)分是否合乎要求，所以煤的揮發(fā)分是發(fā)分是否合乎要求，所以煤的揮發(fā)分是了解煤性質(zhì)和用途的最基本也是最重要了解煤性質(zhì)和用途的最基本也是最重要的指標(biāo)，也是煤分類的重要指標(biāo)。的指標(biāo)，也是煤分類的重要指標(biāo)。 1

31、儀器 1.1 1.1 磨口坩堝磨口坩堝 1.2 1.2 高溫爐高溫爐 1.3 1.3 坩堝架坩堝架 坩堝蓋外緣坩堝蓋外緣槽形，此槽槽形，此槽正好蓋在坩正好蓋在坩堝口的外緣堝口的外緣上，在蓋內(nèi)上，在蓋內(nèi)邊有凹處，邊有凹處，以備揮發(fā)釋以備揮發(fā)釋出。出。 高溫爐高溫爐 帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個(gè)排氣帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個(gè)排氣孔。爐膛內(nèi)必須有一個(gè)溫度穩(wěn)定的恒溫孔。爐膛內(nèi)必須有一個(gè)溫度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐內(nèi)溫度能恒定在區(qū)，以保證爐內(nèi)溫度能恒定在900900 1010范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 坩堝架坩堝架 用鎳鉻絲制成用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能，其規(guī)格以能放置放置6 6個(gè)坩堝個(gè)坩堝為好，為好， 大小大

32、小應(yīng)與爐內(nèi)應(yīng)與爐內(nèi)900900 1010穩(wěn)定穩(wěn)定溫度區(qū)相適應(yīng)溫度區(qū)相適應(yīng)，放在架上的，放在架上的坩堝底部應(yīng)與坩堝底部應(yīng)與爐堂底距離爐堂底距離20203030mmmm。 2測(cè)定過程測(cè)定過程 稱取分析煤樣稱取分析煤樣1 1 0.010.01g g，于已在于已在900900 1010灼燒恒量的專用坩鍋內(nèi)，輕敲坩堝使試樣攤灼燒恒量的專用坩鍋內(nèi)，輕敲坩堝使試樣攤平，然后蓋上坩堝蓋，置于坩堝架上，迅速平，然后蓋上坩堝蓋，置于坩堝架上，迅速將坩堝架推至已預(yù)先加熱至將坩堝架推至已預(yù)先加熱至900900 1010的高溫的高溫爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開動(dòng)秒表，關(guān)閉爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開動(dòng)秒表，關(guān)閉爐門。準(zhǔn)確灼

33、燒恰好爐門。準(zhǔn)確灼燒恰好7 7minmin，迅速取出坩堝架迅速取出坩堝架，在空氣中放置，在空氣中放置5 56 6minmin，再將坩鍋置于干燥再將坩鍋置于干燥器中冷卻至室溫，稱量。計(jì)算揮發(fā)分產(chǎn)率。器中冷卻至室溫，稱量。計(jì)算揮發(fā)分產(chǎn)率。3. 3. 計(jì)計(jì) 算算ad1adMmmV式中式中 m試料的質(zhì)量，試料的質(zhì)量，g； m1樣品加熱后減少的質(zhì)量，樣品加熱后減少的質(zhì)量，g。4 4注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 4.14.1當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時(shí)，爐溫可能當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時(shí)，爐溫可能下降，但是在下降，但是在3 3minmin內(nèi)必須使?fàn)t溫達(dá)到內(nèi)必須使?fàn)t溫達(dá)到900900 1010，否則試驗(yàn)作廢。，否則試驗(yàn)作廢。

34、4.24.2從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，造成測(cè)定誤差。焦渣被氧化，造成測(cè)定誤差。4.34.3每次測(cè)定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳每次測(cè)定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，應(yīng)灼燒除去后再使用煙，應(yīng)灼燒除去后再使用。 5 5測(cè)定揮發(fā)分產(chǎn)率的允許誤差測(cè)定揮發(fā)分產(chǎn)率的允許誤差 表表5 5 揮發(fā)分產(chǎn)率測(cè)定的允許誤差揮發(fā)分產(chǎn)率測(cè)定的允許誤差揮發(fā)分揮發(fā)分產(chǎn)率產(chǎn)率（%）平行測(cè)定結(jié)果平行測(cè)定結(jié)果的允許誤差的允許誤差（%）不同化驗(yàn)室同一煤不同化驗(yàn)室同一煤樣的測(cè)定結(jié)果的允樣的測(cè)定結(jié)果的允許誤差（許誤差（%）450.30.51.00.51.01.5五、固定碳含量的計(jì)算五、

35、固定碳含量的計(jì)算 固定碳固定碳 是指除去水分、灰分和揮發(fā)分后是指除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，用符號(hào)的殘留物，用符號(hào)FCFCadad表示。表示。 固定碳的化學(xué)組分，固定碳的化學(xué)組分，主要是主要是C C元素元素，另外還，另外還有一定數(shù)量的有一定數(shù)量的H H、O O、N N、S S等其它元素等其它元素。 說 明 1.從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來看，從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來看，發(fā)熱量主要是發(fā)熱量主要是煤中固定碳燃燒產(chǎn)生的煤中固定碳燃燒產(chǎn)生的，因此國(guó)際上利用工，因此國(guó)際上利用工業(yè)分結(jié)果計(jì)算發(fā)熱量的公式，即以煤的固定業(yè)分結(jié)果計(jì)算發(fā)熱量的公式，即以煤的固定碳作為發(fā)熱量的主要來源，碳作為發(fā)熱量的主要來源， 2. F

36、Cdaf煤的變質(zhì)程度的一個(gè)參數(shù)煤的變質(zhì)程度的一個(gè)參數(shù) 煤的干燥無(wú)灰基固定碳含量與揮發(fā)分一樣，也是煤的干燥無(wú)灰基固定碳含量與揮發(fā)分一樣，也是表示煤的變質(zhì)程度的一個(gè)參數(shù)，表示煤的變質(zhì)程度的一個(gè)參數(shù)，即煤中固定碳含即煤中固定碳含量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高，因此有些國(guó)家，因此有些國(guó)家（如日本、美國(guó)）的煤炭分類即以干燥無(wú)灰基固（如日本、美國(guó)）的煤炭分類即以干燥無(wú)灰基固定碳含量定碳含量FCdaf作為分類指標(biāo)之一。作為分類指標(biāo)之一。 說 明3. 3. 空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的一個(gè)重要指標(biāo)，如對(duì)合成氨用煤，要求一個(gè)重要指標(biāo)，如對(duì)合成

37、氨用煤，要求FCFCadad65%65%。4. 4. 固定碳含量，一般不直接測(cè)定，而是通固定碳含量，一般不直接測(cè)定，而是通過計(jì)算得到過計(jì)算得到 換算關(guān)系 煤的干燥無(wú)灰基煤的干燥無(wú)灰基組成不受水分和灰分組成不受水分和灰分的影響。一般同一礦井的煤，它的干燥的影響。一般同一礦井的煤，它的干燥無(wú)灰基組成不會(huì)發(fā)生很大的變化，因此無(wú)灰基組成不會(huì)發(fā)生很大的變化，因此煤礦的煤質(zhì)資料常以此基組成表示。也煤礦的煤質(zhì)資料常以此基組成表示。也就是說煤礦一般給的是干燥無(wú)灰基組成就是說煤礦一般給的是干燥無(wú)灰基組成，而實(shí)際使用時(shí)則為收到基。因此，不，而實(shí)際使用時(shí)則為收到基。因此，不同基準(zhǔn)時(shí)的組成需要進(jìn)行換算同基準(zhǔn)時(shí)的組成需

38、要進(jìn)行換算. . 3.3 煤中硫的測(cè)定煤中硫的測(cè)定 煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類：煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類： 有機(jī)硫有機(jī)硫 無(wú)機(jī)硫無(wú)機(jī)硫 單質(zhì)硫單質(zhì)硫 根據(jù)燃燒性分類：根據(jù)燃燒性分類： 可燃硫：有機(jī)硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫可燃硫：有機(jī)硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫 不可燃硫（固定硫不可燃硫（固定硫 ）：硫酸鹽硫）：硫酸鹽硫 硫是煤中的有害元素之一硫是煤中的有害元素之一 燃料用煤中的硫在煤燃燒過程中形成燃料用煤中的硫在煤燃燒過程中形成SOSO2 2。SOSO2 2不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且還會(huì)造成不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且還會(huì)造成空氣污染。煉焦用煤中的硫直接影響鋼空氣污染。煉焦用煤中的硫直接影響鋼鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫

39、大于鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫大于0.07%0.07%，就會(huì)使鋼，就會(huì)使鋼鐵熱脆而成為廢品。脫除煤中的硫是煤鐵熱脆而成為廢品。脫除煤中的硫是煤炭利用的一個(gè)重要問題。炭利用的一個(gè)重要問題。 全全 硫硫 煤中各種形態(tài)硫的總和叫做全硫，記作煤中各種形態(tài)硫的總和叫做全硫，記作St，全硫通常就是煤中的硫酸鹽硫（記作全硫通常就是煤中的硫酸鹽硫（記作Ss）、）、硫鐵礦硫（記作硫鐵礦硫（記作Sp）和有機(jī)硫（記作和有機(jī)硫（記作So）的的總和，即總和，即 St = Ss + Sp + So如果煤中有單質(zhì)硫（記作如果煤中有單質(zhì)硫（記作S），），也應(yīng)包含在全硫中。也應(yīng)包含在全硫中。 一般工業(yè)分析中只測(cè)全硫，全硫的測(cè)定方法有：艾

40、士卡質(zhì)一般工業(yè)分析中只測(cè)全硫，全硫的測(cè)定方法有：艾士卡質(zhì)量法、燃燒法、彈筒法等。燃燒法是快速方法，而艾士卡量法、燃燒法、彈筒法等。燃燒法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，法至今仍是全世界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法， 艾士卡質(zhì)量法艾士卡質(zhì)量法 1 1方法要點(diǎn)方法要點(diǎn) 本法是用本法是用艾士卡試劑艾士卡試劑（NaNa2 2COCO3 3和和MgOMgO以質(zhì)量比以質(zhì)量比1 1 :2:2的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡質(zhì)量法。方法包括煤樣的質(zhì)量法。方法包括煤樣的半熔反應(yīng)半熔反應(yīng)、用水浸、用水浸取、硫酸鋇的沉淀、過濾、洗滌、干燥、灰取、硫酸鋇的沉淀、過濾、洗滌、干

41、燥、灰化和灼燒等過程?；妥茻冗^程。 2 2基本原理基本原理 熔樣：熔樣： 煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進(jìn)煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進(jìn)行半熔反應(yīng)，使各種形態(tài)的硫都轉(zhuǎn)化成可溶行半熔反應(yīng)，使各種形態(tài)的硫都轉(zhuǎn)化成可溶于水的硫酸鹽。煤樣在空氣中燃燒時(shí)，可燃于水的硫酸鹽。煤樣在空氣中燃燒時(shí)，可燃硫首先轉(zhuǎn)化為硫首先轉(zhuǎn)化為SO2，繼而在有空氣存在下，和繼而在有空氣存在下，和艾士卡試劑作用形成可溶于水的硫酸鹽艾士卡試劑作用形成可溶于水的硫酸鹽： 煤煤 + 空氣空氣 = CO2 + H2O + SO2 + SO3 + N2 2SO2 + O2 + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + 2CO2

42、 SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2 MgO 作用？作用？ 艾士卡試劑中的艾士卡試劑中的MgOMgO能能疏松反應(yīng)物疏松反應(yīng)物，使空，使空氣能進(jìn)入煤樣，同時(shí)也能與氣能進(jìn)入煤樣，同時(shí)也能與SOSO2 2和和SOSO3 3發(fā)生反發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)。 CaSO4 ？ MeSO4？ 不可燃燒又難溶于水的不可燃燒又難溶于水的CaSO4，也能同時(shí)也能同時(shí)能和艾士卡試劑作用。難溶于水的硫酸鹽能和艾士卡試劑作用。難溶于水的硫酸鹽MeSO4和艾士卡試劑中的和艾士卡試劑中的Na2CO3反應(yīng)如下：反應(yīng)如下： MeSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + MeCO3熔塊浸取熔塊浸??？ 經(jīng)半熔反應(yīng)后的

43、熔塊，用水浸取，經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，NaNa2 2SOSO4 4都溶入水中。未作用完的都溶入水中。未作用完的NaNa2 2COCO3 3也進(jìn)入水也進(jìn)入水中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。 酸性酸性 pH約約12 濾渣經(jīng)過洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)濾渣經(jīng)過洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液酸度，使其呈酸性（節(jié)溶液酸度，使其呈酸性（pHpH約約1 12 2），其目的是消除其目的是消除COCO3 32-2-的影響的影響，因其也會(huì)，因其也會(huì)和和BaBa2+2+在中性溶液中形成碳酸鋇沉淀。在中性溶液中形成碳酸鋇沉淀。 沉淀、洗滌、灼燒、恒量沉淀、洗滌、灼燒、恒量

44、 加入加入BaBa2+2+后，生成硫酸鋇沉淀：后，生成硫酸鋇沉淀： SOSO4 42-2- + Ba + Ba2-2- = BaSO = BaSO4 4 濾出濾出BaSOBaSO4 4沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，即可稱量。，即可稱量。3試劑試劑3.1 艾士卡合劑艾士卡合劑(MgONa2CO3質(zhì)量比質(zhì)量比2 :1)；3.2 鹽酸溶液（鹽酸溶液（1+1）；）；3.3 氯化鋇溶液（氯化鋇溶液（100 g/L）；）；3.4 甲基橙指示劑（甲基橙指示劑（2 g/L）；）；3.5 硝酸銀溶液（硝酸銀溶液（10 g/L）。）。 4 4測(cè)定方法測(cè)定方法 稱取煤樣（粒度應(yīng)小干稱

45、取煤樣（粒度應(yīng)小干0.20.2mm mm ）1g1g，置置于于3030mLmL瓷坩堝中，取艾士卡試劑瓷坩堝中，取艾士卡試劑2 2g g，放放在瓷坩堝內(nèi)仔細(xì)混勻，上面再覆蓋在瓷坩堝內(nèi)仔細(xì)混勻，上面再覆蓋1 1g g艾艾士卡試劑，把坩堝推入高溫爐內(nèi)。在士卡試劑，把坩堝推入高溫爐內(nèi)。在2 2h h內(nèi)從室溫升到內(nèi)從室溫升到850850，在，在850850下加熱下加熱2 2h h，取出坩堝，冷卻到室溫。用玻璃棒把取出坩堝，冷卻到室溫。用玻璃棒把熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無(wú)殘?zhí)款w粒（如果熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無(wú)殘?zhí)款w粒（如果有，則再送入爐中加熱）。有，則再送入爐中加熱）。 熔熔 樣樣 熔塊熔塊浸取浸取 將熔塊連同坩堝

46、一并放入將熔塊連同坩堝一并放入400400mLmL燒杯中，用燒杯中，用熱蒸餾水洗出坩堝。加入熱蒸餾水洗出坩堝。加入100100150150mLmL熱蒸溜水熱蒸溜水，充分?jǐn)嚢枋谷蹓K散碎，煮沸約，充分?jǐn)嚢枋谷蹓K散碎，煮沸約5 5minmin（此時(shí)如此時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全的黑色顆粒漂浮在溶液表果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全的黑色顆粒漂浮在溶液表面，則此次試驗(yàn)報(bào)廢）。用定性濾紙濾出不溶面，則此次試驗(yàn)報(bào)廢）。用定性濾紙濾出不溶物，收集濾液在燒杯中，再用熱蒸餾水吹洗不物，收集濾液在燒杯中，再用熱蒸餾水吹洗不溶物，吹洗時(shí)應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗溶物，吹洗時(shí)應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗幾次（約幾次（約1212次，最

47、后溶液體積不超次，最后溶液體積不超300300mLmL）。）。 調(diào)整試液酸度調(diào)整試液酸度 在濾液中滴加甲基橙（在濾液中滴加甲基橙（2 2g/Lg/L水溶液）水溶液）指示劑指示劑3 3滴，然后用滴，然后用HClHCl溶液溶液(1+1)(1+1)調(diào)節(jié)酸調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，度。先調(diào)至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加然后再多加2 2mL HClmL HCl溶液溶液(1+1)(1+1)， 沉淀沉淀恒量恒量 把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪拌下，慢慢滴加攪拌下，慢慢滴加1010mLBaClmLBaCl2 2溶液溶液(100(100g/L)g/

48、L)，在電熱板上保溫在電熱板上保溫2 2h h（或放置過夜），用慢速定或放置過夜），用慢速定量濾紙過濾。用熱蒸餾水洗至無(wú)量濾紙過濾。用熱蒸餾水洗至無(wú)ClCl，將沉淀和將沉淀和濾紙正確折疊放在濾紙正確折疊放在850850下已恒量的坩堝中進(jìn)下已恒量的坩堝中進(jìn)行干燥，灰化至濾紙已無(wú)黑色，然后放在行干燥，灰化至濾紙已無(wú)黑色，然后放在850850的高溫爐中灼燒的高溫爐中灼燒4040minmin，取出，先在空氣取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到室溫、稱量。中冷卻，然后移入干燥器中冷到室溫、稱量。 5 5結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算mmmS1374. 0)(21adt, m煤樣質(zhì)量，煤樣質(zhì)量，g； m1灼燒后硫

49、酸鋇的質(zhì)量，灼燒后硫酸鋇的質(zhì)量，g； m2空白試驗(yàn)硫酸鋇的質(zhì)量，空白試驗(yàn)硫酸鋇的質(zhì)量，g； 0.1374由硫酸鋇換算為硫的換算因數(shù)。由硫酸鋇換算為硫的換算因數(shù)。 6 6測(cè)定全硫的允許誤差測(cè)定全硫的允許誤差 測(cè)定全硫的允許誤差測(cè)定全硫的允許誤差St,ad同一實(shí)驗(yàn)室，同一實(shí)驗(yàn)室，% 不同實(shí)驗(yàn)室，不同實(shí)驗(yàn)室，%40.050.100.200.100.200.307注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 7.1 7.1 必須在通風(fēng)下進(jìn)行半熔反應(yīng)，否則煤粒必須在通風(fēng)下進(jìn)行半熔反應(yīng)，否則煤粒燃燒不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為燃燒不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為SOSO2 2。這就這就是為什么在半熔完畢后，用水抽提不得有黑色是為什么在半熔完

50、畢后，用水抽提不得有黑色顆粒的緣故。顆粒的緣故。 7.2 7.2 在用水浸取、洗滌時(shí)，溶液體積不宜過在用水浸取、洗滌時(shí)，溶液體積不宜過大，當(dāng)加入大，當(dāng)加入BaC1BaC12 2溶液后，最后體積應(yīng)在溶液后，最后體積應(yīng)在200200mLmL左右為宜。體積過大，雖然左右為宜。體積過大，雖然BaSOBaSO4 4的溶度積不的溶度積不大，但是也會(huì)影響測(cè)定值（偏低）。大，但是也會(huì)影響測(cè)定值（偏低）。7 7注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 7.3 7.3 調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時(shí)再加熱，是為了調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時(shí)再加熱，是為了消除消除COCO3 32-2-的影響：的影響：2 2H H+ + + CO + CO3 32-2-

51、 = H = H2 2O + COO + CO2 2 7.4 7.4 在熱溶液中加入在熱溶液中加入BaClBaCl2 2溶液以及在攪拌下慢溶液以及在攪拌下慢慢滴加，都是為了防止慢滴加，都是為了防止BaBa2+2+局部過濃，以致造成局部過濃，以致造成局部局部BaBa2+2+和和 SOSO4 42-2- 的乘積大于溶度積而析出的乘積大于溶度積而析出沉淀。在上述條件下可以使沉淀。在上述條件下可以使BaSOBaSO4 4晶體慢慢形成晶體慢慢形成，長(zhǎng)成較大顆粒。，長(zhǎng)成較大顆粒。 7 7注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 7.5 7.5 在洗滌過程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)該將在洗滌過程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)該將洗液都濾干

52、，這樣洗滌效果較好。洗液都濾干，這樣洗滌效果較好。 7.6 7.6 在灼燒前不得殘留濾紙，高溫爐也應(yīng)通風(fēng)。在灼燒前不得殘留濾紙，高溫爐也應(yīng)通風(fēng)。如果這兩方面不注意，如果這兩方面不注意，BaSOBaSO4 4會(huì)被還原而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)會(huì)被還原而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。果偏低。 BaSOBaSO4 4 + 2C = BaS + 2CO + 2C = BaS + 2CO2 2 5.4 煤發(fā)熱量的測(cè)定煤發(fā)熱量的測(cè)定 一、發(fā)熱量的定義及單位一、發(fā)熱量的定義及單位 二、發(fā)熱量的種類和基準(zhǔn)二、發(fā)熱量的種類和基準(zhǔn) 三、煤的發(fā)熱量的測(cè)定三、煤的發(fā)熱量的測(cè)定5.4 煤發(fā)熱量的測(cè)定煤發(fā)熱量的測(cè)定 煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)

53、之一。煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)之一。 1. 1. 煤作為動(dòng)力燃料，其發(fā)熱量越高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值就越煤作為動(dòng)力燃料，其發(fā)熱量越高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值就越大。大。 2. 煤在燃燒或氣化過程中，還須用煤的發(fā)熱量計(jì)算熱煤在燃燒或氣化過程中，還須用煤的發(fā)熱量計(jì)算熱平衡、耗煤量和熱效率。根據(jù)這些計(jì)算參數(shù)即可考慮平衡、耗煤量和熱效率。根據(jù)這些計(jì)算參數(shù)即可考慮改進(jìn)操作條件和工藝過程，從而設(shè)法達(dá)到最大的熱能改進(jìn)操作條件和工藝過程，從而設(shè)法達(dá)到最大的熱能利用率。利用率。 煤的發(fā)熱量是表征煤炭各種特征的煤的發(fā)熱量是表征煤炭各種特征的綜合指標(biāo)綜合指標(biāo)，在煤質(zhì)研究中也是一個(gè)十分重要的參數(shù)。煤的發(fā)熱在煤質(zhì)研究中也是一個(gè)十分重要的參

54、數(shù)。煤的發(fā)熱量也是反映量也是反映煤化程度煤化程度的指標(biāo)，還常作為的指標(biāo)，還常作為煤碳分類煤碳分類的的指標(biāo)。指標(biāo)。一、發(fā)熱量的定義及單位 煤的發(fā)熱量或熱值是指單位質(zhì)量的煤完煤的發(fā)熱量或熱值是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時(shí)（室溫）所放出的熱量，用度時(shí)（室溫）所放出的熱量，用Q Q表示。表示。 發(fā)熱量的單位發(fā)熱量的單位: : J/g、kJ/kg或或MJ/kg表示。表示。過去曾使用卡（過去曾使用卡（cal）作單位，作單位，1 cal = 4.1816 J。 二、發(fā)熱量的種類和基準(zhǔn)二、發(fā)熱量的種類和基準(zhǔn) 煤的發(fā)熱量分類：煤的發(fā)熱量分類： 彈筒發(fā)熱

55、量彈筒發(fā)熱量 高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量 低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量1彈筒發(fā)熱量：（Qb） 是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計(jì)和彈筒內(nèi)，在是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計(jì)和彈筒內(nèi)，在過量的高壓氧氣條件下（初始?jí)毫檫^量的高壓氧氣條件下（初始?jí)毫?7273535大氣壓）燃燒后產(chǎn)生的熱量，也就是用彈筒大氣壓）燃燒后產(chǎn)生的熱量，也就是用彈筒量熱計(jì)實(shí)測(cè)出的熱量。量熱計(jì)實(shí)測(cè)出的熱量。 煤中原有的水和氫元素燃燒生成的水冷凝在煤中原有的水和氫元素燃燒生成的水冷凝在彈筒中，氮被氧化為彈筒中，氮被氧化為NONO2 2或或N N2 2O O5 5，硫被氧化為硫被氧化為SOSO3 3，它們?nèi)苡谒矔?huì)產(chǎn)生熱量。因此煤在它們?nèi)苡谒矔?huì)產(chǎn)生熱量

56、。因此煤在彈筒中燃燒要比在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量彈筒中燃燒要比在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量多，所以又稱為多，所以又稱為“最高發(fā)熱量最高發(fā)熱量”。 2 2高位發(fā)熱量（高位發(fā)熱量（Q Qgrgr表示）表示） 高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量，此時(shí)煤中的硫只生成量，此時(shí)煤中的硫只生成SOSO2 2，氮是游離狀態(tài)氮是游離狀態(tài)N N2 2，水呈液態(tài)冷凝（常溫約水呈液態(tài)冷凝（常溫約2525）。）。 高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：Qgr,ad = Qb,ad -（95St,ad + Qb,ad）高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：高位發(fā)熱量可

57、從彈筒發(fā)熱量求得：Qgr,ad = Qb,ad -（95St,ad + Qb,ad） Qgr,ad空氣干燥基煤的高位發(fā)熱量，空氣干燥基煤的高位發(fā)熱量，J/g； Qb,ad空氣干燥基煤的彈筒發(fā)熱量，空氣干燥基煤的彈筒發(fā)熱量，J/g； St,ad空氣干燥基煤的全硫含量；空氣干燥基煤的全硫含量； 95煤中每煤中每1%硫的校正值，硫的校正值，J； 硝酸校正系數(shù)（可由表硝酸校正系數(shù)（可由表4-11查得）。查得）。 Qb,ad，KJ/g25.10 0.0010.00120.0016硝酸校正系數(shù)表硝酸校正系數(shù)表 低位發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱低位發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量。量。

58、 煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)，煤中水分和氫生成的水蒸煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)，煤中水分和氫生成的水蒸汽隨煙道氣進(jìn)入大氣中（假設(shè)燃燒產(chǎn)物中的水成汽隨煙道氣進(jìn)入大氣中（假設(shè)燃燒產(chǎn)物中的水成2020水蒸氣狀態(tài)），此時(shí)燃料燃燒放出的水蒸氣狀態(tài)），此時(shí)燃料燃燒放出的熱量一部熱量一部分被水氣化分被水氣化所吸收，故熱值降低。所吸收，故熱值降低。 高位發(fā)熱量必須減去這部分氣化熱或叫蒸發(fā)熱高位發(fā)熱量必須減去這部分氣化熱或叫蒸發(fā)熱后，即為低位發(fā)熱量后，即為低位發(fā)熱量。4常用的表示方法常用的表示方法 除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五種不同的基準(zhǔn)。因此煤的發(fā)熱量就可以有十五種種不同的

59、基準(zhǔn)。因此煤的發(fā)熱量就可以有十五種不同的表示方法，但其中有些表示方法的實(shí)際應(yīng)不同的表示方法，但其中有些表示方法的實(shí)際應(yīng)用意義不大。常用的有下列五種：用意義不大。常用的有下列五種： 4.1 空氣干燥基彈筒發(fā)熱量，空氣干燥基彈筒發(fā)熱量，Qb,ad；4.2 空氣干燥基高位發(fā)熱量，空氣干燥基高位發(fā)熱量，Qgr,ad；4.3 干基高位發(fā)熱量，干基高位發(fā)熱量，Qgr,d；4.4 干燥無(wú)灰基高位發(fā)熱量，干燥無(wú)灰基高位發(fā)熱量，Qgr,daf；4.5 收到基低位發(fā)熱量，收到基低位發(fā)熱量，Qnet,ar； 注意表示方法的問題注意表示方法的問題 空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測(cè)定的原空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測(cè)定的原始

60、數(shù)據(jù)，應(yīng)以高位發(fā)熱量作測(cè)定結(jié)果報(bào)始數(shù)據(jù)，應(yīng)以高位發(fā)熱量作測(cè)定結(jié)果報(bào)出。動(dòng)力燃料必須使用收到基低位發(fā)熱出。動(dòng)力燃料必須使用收到基低位發(fā)熱量。在使用發(fā)熱量結(jié)果時(shí)，必須搞清楚量。在使用發(fā)熱量結(jié)果時(shí)，必須搞清楚其類別和基準(zhǔn)；否則會(huì)造成很大的誤差其類別和基準(zhǔn)；否則會(huì)造成很大的誤差。三、煤的發(fā)熱量的測(cè)定三、煤的發(fā)熱量的測(cè)定 測(cè)定發(fā)熱量的通用方法是測(cè)定發(fā)熱量的通用方法是“氧彈法氧彈法”。 1 1原理原理 取一定量的分析煤樣在充滿高壓氧氣的彈筒（浸取一定量的分析煤樣在充滿高壓氧氣的彈筒（浸沒在裝一定質(zhì)量的水的容器沒在裝一定質(zhì)量的水的容器俗稱內(nèi)筒）內(nèi)完全燃俗稱內(nèi)筒）內(nèi)完全燃燒，生成的熱被水吸收，水溫升高，由水升