第三章煤的工業(yè)分析和元素分析1、工業(yè)分析：初步判斷煤的性質(zhì)、種類和工業(yè)用途2、元素分析：了解煤的元素組成3、與煤的成因、煤化度以及巖相組成有密切關(guān)系4、可用于煤的分類1ppt課件第三章煤的工業(yè)分析和元素分析1、工業(yè)分析：初步判斷煤第三章煤的工業(yè)分析和元素分析3.1煤的工業(yè)分析3.2煤中硫的測定3.3煤發(fā)熱量測定3.4工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量

2ppt課件第三章煤的工業(yè)分析和元素分析3.1煤的工業(yè)分析2p§3.1

煤的工業(yè)分析一、常用的符號和基準(zhǔn)二、水分的測定三、灰分的測定四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定五、固定碳含量的計算六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算3ppt課件§3.1煤的工業(yè)分析3ppt課件一、常用的符號和基準(zhǔn)1．分析項目的名稱及表示符號表1分析試驗項目及符號項目水分灰分揮發(fā)分固定碳發(fā)熱量礦物質(zhì)符號MAVFCQMMC、H、O、N、S及煤灰中化學(xué)成分等仍以元素名稱為代表符號。ashvolatilecompoundfixedcarbonquantityofproducedheatmineralmattermoisture4ppt課件一、常用的符號和基準(zhǔn)1．分析項目的名稱及表示符號表12．存在形態(tài)或操作情況指標(biāo)及符號表2常用指標(biāo)及符號項目外在或游離內(nèi)在全高位低位恒容恒壓符號finhtgrnetvpfreeinherencetotalnethergross5ppt課件2．存在形態(tài)或操作情況指標(biāo)及符號表2常用指標(biāo)及符號項目外在3．各種基準(zhǔn)的表示符號基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤樣分析試驗，將得出不同的結(jié)果，所以基準(zhǔn)又是用以計算和表達測定值的主要依據(jù)之一。

收到基（ar）asreceived空氣干燥基（ad）airdry干基（d）dry

干燥無灰基（daf）dryandashfree干燥無礦物質(zhì)基（dmmf）dryandmineralmatterfree6ppt課件3．各種基準(zhǔn)的表示符號基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤收到基（ar）

就其含義而言，是從收到的一批煤樣中取出具有代表性的煤樣，以此種狀態(tài)的煤樣測定的結(jié)果并以此基表示的值，稱為收到基。

空氣干燥基（ad）

是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達到平衡時的煤樣。在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：煤樣若在空氣中連續(xù)干燥1小時后質(zhì)量變化不超過0.10%，則認(rèn)為達到空氣干燥狀態(tài)。7ppt課件收到基（ar）就其含義而言，是從收到的一批煤樣中取出干基（d）以無水狀態(tài)的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。干燥無灰基（daf）以假想的無水無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。8ppt課件干基（d）以無水狀態(tài)的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。干燥無灰二、水分的測定

煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟價值的最基本的指標(biāo)。因為煤中水分含量越多，煤的無用成分也越多，同時有大量水分存在，不僅煤的有用成分減少，而且它在煤燃燒時要吸收大量的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。（一）煤中水分的存在形態(tài)（二）煤中全水分（Mt）的測定（三）分析煤樣的水分測定9ppt課件二、水分的測定煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟價值的最基本的指標(biāo)。因（一）煤中水分的存在形態(tài)分為兩類:化合水、游離水

1．化合水：

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（CaSO42H2O）、高嶺土（Al2O32SiO42H2O）中的結(jié)晶水。結(jié)晶水要在200℃以上才能分解析出。10ppt課件（一）煤中水分的存在形態(tài)分為兩類:化合水、游離水10pp2．游離水

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：外在水分（Mf）是指煤在開采、運輸、儲存和洗選過程中潤濕在煤的外表及大毛細(xì)孔（直徑＞10cm）中的水分。內(nèi)在水分（Minh）

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)。

11ppt課件2．游離水外在水分（Mf）內(nèi)在水分（Minh）11ppt課件（二）煤中全水分（Mt或Mar）的測定

煤中全水分的測定有三種方法:A、B、C

方法A僅適用于煙煤和無煙煤，并作為測定煙煤和無煙煤水分的仲裁測定方法；方法B和方法C適用于褐煤、煙煤和無煙煤，但以方法B作為測定褐煤全水分的仲裁方法。按測定的速度來說:

方法A為常規(guī)測定法，方法B、C為快速測定法。12ppt課件（二）煤中全水分（Mt或Mar）的測定結(jié)果計算

式中

Mt——煤樣的全水分；

m——煤樣的質(zhì)量，g；

m1——煤樣干燥后減輕的質(zhì)量，g。13ppt課件結(jié)果計算式中13ppt課件全水份測定注意問題

1.在測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，并與容器標(biāo)簽上所注明的質(zhì)量進行核對。

如果煤樣在運送過程中水分有損失，則可按下式求出補正后的煤樣全水分：M1為煤樣在運送過程中水分的損失量（%）

14ppt課件全水份測定注意問題1.在測定煤樣的全水分以前，應(yīng)仔全水份測定注意問題

2.全水分測定結(jié)果的允許誤差表3平行測定全水分的允許誤差全水分（Mt，%）平行測定結(jié)果的允許誤差（%）<10≥100.400.50*在同一化驗室進行全水分測定時

15ppt課件全水份測定注意問題2.全水分測定結(jié)果的允許誤差表3（三）分析煤樣的水分測定

分析煤樣的水分就是空氣干燥基水分Mad

，測定方法分為常規(guī)方法、快速方法和蒸餾方法三種。

Mad——分析煤樣水分；

m1——分析煤樣干燥后失去的質(zhì)量，g；

m——分析煤樣的質(zhì)量，g。16ppt課件（三）分析煤樣的水分測定分析煤樣的水分就是三、灰分的測定

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機質(zhì)的總稱）在一定溫度下，經(jīng)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的殘渣，用符號A表示?；曳秩縼碜缘V物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤中原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為“灰分產(chǎn)率”。17ppt課件三、灰分的測定煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)（

測定煤的灰分，對于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價值也有重要意義。

因為煤中灰分是有害物質(zhì)，所以各種用途的煤，灰分越低也就越好。雖然煤灰是煤中有害物，但進行綜合利用后，也會變廢為寶，為國家創(chuàng)造財富的。18ppt課件測定煤的灰分，對于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價值也有重1．儀器灰皿

長方形灰皿

19ppt課件1．儀器灰皿

長方形灰皿19ppt課件2．測定過程

稱取分析煤樣10.1g，于已經(jīng)在81510℃灼燒恒量的灰皿中，輕微振動，使樣品分散為均勻的薄層，置溫度低于100℃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30min左右緩慢升高至500℃并保持此溫度30min。然后，升高溫度至81510℃，關(guān)閉爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室溫（約20min）稱量，然后進行檢查性灼燒，每次進行20min，直到煤樣的質(zhì)量變化小于0.001g時為止，取最后一次質(zhì)量計算?；曳?lt;15%的樣品，可不必進行檢查性灼燒。20ppt課件2．測定過程稱取分析煤樣10.1g，于已經(jīng)在815103.計算式中

m——試料的質(zhì)量，g；

m1——灼燒后殘渣質(zhì)量，g。

21ppt課件3.計算式中21ppt課件4．灰分測定的允許誤差

表4灰分測定的允許誤差（%）灰分（%）同一實驗室不同實驗室<1515~30>300.20.30.50.30.50.722ppt課件4．灰分測定的允許誤差表4灰分測定的允許誤差（%）<1四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定

將煤放在與空氣隔絕的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)一定時間加熱后，煤中的有機質(zhì)和部分礦物質(zhì)分解為氣體釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即為煤的揮發(fā)分。

因為煤中可燃性揮發(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，而且其測定值受溫度、時間和所用坩堝的大小、形狀等不同而異，測定方法為規(guī)范性試驗方法，因此所測的結(jié)果應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率，用符號V表示。23ppt課件四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定將煤放在與空氣隔絕的容器內(nèi)，在高主要指標(biāo)

根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別煤的變質(zhì)程度、發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率等各種重要性質(zhì)，而且?guī)缀跏澜绺鲊疾捎酶稍餆o灰基揮發(fā)分作為煤分類的一個主要指標(biāo)。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)。24ppt課件主要指標(biāo)根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別煤的變質(zhì)程1．儀器

磨口坩堝高溫爐坩堝架

坩堝蓋外緣槽形，此槽正好蓋在坩堝口的外緣上，在蓋內(nèi)邊有凹處，以備揮發(fā)釋出。

25ppt課件1．儀器磨口坩堝高溫爐坩堝架坩堝蓋外緣高溫爐帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個排氣孔。爐膛內(nèi)必須有一個溫度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐內(nèi)溫度能恒定在90010℃范圍內(nèi)。26ppt課件高溫爐26ppt課件坩堝架

用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能放置6個坩堝為好，大小應(yīng)與爐內(nèi)90010℃穩(wěn)定溫度區(qū)相適應(yīng)，放在架上的坩堝底部應(yīng)與爐堂底距離20～30mm。

27ppt課件坩堝架用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能放置6個坩堝為好，大小2．測定過程

稱取分析煤樣10.01g，于已在90010℃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，迅速將坩堝架推至已預(yù)先加熱至90010℃的高溫爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開動秒表，關(guān)閉爐門。準(zhǔn)確灼燒恰好7min，迅速取出坩堝架，在空氣中放置5～6min，再將坩鍋置于干燥器中冷卻至室溫，稱量。計算揮發(fā)分產(chǎn)率。28ppt課件2．測定過程稱取分析煤樣10.01g，于已在903.計算式中m——試料的質(zhì)量，g；

m1——樣品加熱后減少的質(zhì)量，g。29ppt課件3.計算式中m——試料的質(zhì)量，g；29ppt課4．注意事項

當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時，爐溫可能下降，但是在3min內(nèi)必須使?fàn)t溫達到90010℃，否則試驗作廢。從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，造成測定誤差。每次測定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，應(yīng)灼燒除去后再使用。

30ppt課件4．注意事項當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時，爐溫可能下降5．測定揮發(fā)分產(chǎn)率的允許誤差

表5揮發(fā)分產(chǎn)率測定的允許誤差揮發(fā)分產(chǎn)率（%）平行測定結(jié)果的允許誤差（%）不同化驗室同一煤樣的測定結(jié)果的允許誤差（%）<1010~45>450.30.51.00.51.01.531ppt課件5．測定揮發(fā)分產(chǎn)率的允許誤差表5揮發(fā)分產(chǎn)率測定的允許誤五、固定碳含量的計算

固定碳

—是指除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，用符號FCad表示。固定碳的化學(xué)組分，主要是C元素，另外還有一定數(shù)量的H、O、N、S等其它元素。

32ppt課件五、固定碳含量的計算固定碳—是指除去水分、灰分和說明

1.從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來看，發(fā)熱量主要是煤中固定碳燃燒產(chǎn)生的，因此國際上利用工業(yè)分析結(jié)果計算發(fā)熱量的公式，即以煤的固定碳作為發(fā)熱量的主要來源，

2.FCdaf煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù)

煤的干燥無灰基固定碳含量與揮發(fā)分一樣，也是表示煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù)，即煤中固定碳含量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高，因此有些國家（如日本、美國）的煤炭分類即以干燥無灰基固定碳含量FCdaf作為分類指標(biāo)之一。33ppt課件說明1.從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來看，發(fā)熱量主要是煤中說明3.空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的一個重要指標(biāo)，如對合成氨用煤，要求FCad＞65%。4.固定碳含量，一般不直接測定，而是通過計算得到。

34ppt課件說明3.空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的一個重要計算FCad=100%-Mad-Aad–Vad

FCd=100%-Ad–Vd

FCdaf=100%-Vdaf35ppt課件計算FCad=100%-Mad-Aad–V六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算干基=空氣干燥基-空氣干燥基水分干燥無灰基=空氣干燥基-空氣干燥基水分-空氣干燥基灰分36ppt課件六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算干基=空氣干燥基-空氣干燥換算關(guān)系

煤的干燥無灰基組成不受水分和灰分的影響。一般同一礦井的煤，它的干燥無灰基組成不會發(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。也就是說煤礦一般給的是干燥無灰基組成，而實際使用時則為收到基。因此，不同基準(zhǔn)時的組成需要進行換算.

37ppt課件換算關(guān)系煤的干燥無灰基組成不受水分和灰分的影響。38ppt課件38ppt課件換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計算得到的

例如收到基與干燥無灰基的轉(zhuǎn)換:設(shè)已知FCdaf、Mar、Aar，求FCar。解：計算基準(zhǔn)：100kg的收到基煤折合成干燥無灰基煤100-（Mar+Aar）kg，但含固定碳的絕對量相等，即：收到基含碳量=干燥無灰基含碳量故：100×FCar=[100-(Mar+Aar)]×FCdaf∴FCar=FCdaf[100-（Mar+Aar）]／10039ppt課件換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計算得到的例如收到基與干燥

例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下：空氣干燥基的水分Mad=1.76%，灰分Aad=23.17%，揮發(fā)分Vad=8.59%

計算：（1）干基的灰分Ad=?

（2）干燥無灰基的揮發(fā)分Vdaf=？40ppt課件例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下：40ppt課件解：

41ppt課件解：41ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

碳是組成煤大分子的骨架，在各元素中最高，一般大于70%。隨著煤化程度的不斷增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超無煙煤，碳含量可超過97%。碳§3.2

煤的元素分析

42ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.一、煤的元素組分

即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

氫是煤中第二個重要的組成元素，它占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～6%，越是年輕的煤，其含量也越高。氫§3.2

煤的元素分析

43ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.氫是煤中第一、煤的元素組分

即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

氧元素是組成煤有機質(zhì)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)熱量常隨氧元素含量的增高而降低，其含量從1～30%均有。氧§3.2

煤的元素分析

44ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.氧元素是組一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

氮元素在煤中的比例較少，一般為0.5～3%。

氮§3.2

煤的元素分析

45ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.氮元素在一、煤的元素組分

即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

硫元素也是組成煤的有機質(zhì)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明顯關(guān)系，其含量從最低的0.1到最高的10%均有。硫§3.2

煤的元素分析

46ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.硫元素也是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。

如碳含量低、氧含量高的煤，多是黏結(jié)性很差或是沒有黏結(jié)性的年輕煤；碳含量高、氧含量低的煤則常是一些無黏結(jié)性的年老煤，只有碳含量在84～88%，氫含量在5%以上的中等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用煤。47ppt課件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二、煤中硫的測定

煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類：有機硫無機硫單質(zhì)硫根據(jù)燃燒性分類：可燃硫：有機硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫不可燃硫（固定硫）：硫酸鹽硫

§3.2

煤的元素分析

48ppt課件二、煤中硫的測定煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類：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SO2。SO2不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且還會造成空氣污染。煉焦用煤中的硫直接影響鋼鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫大于0.07%，就會使鋼鐵熱脆而成為廢品。脫除煤中的硫是煤炭利用的一個重要問題。49ppt課件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SO2全硫

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Ss）、硫鐵礦硫（記作Sp）和有機硫（記作So）的總和，即

St=Ss+Sp+So如果煤中有單質(zhì)硫（記作S），也應(yīng)包含在全硫中。

一般工業(yè)分析中只測全硫，全硫的測定方法有：艾士卡質(zhì)量法、燃燒法、彈筒法等。燃燒法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，

50ppt課件全硫煤中各種形態(tài)硫的總和叫做全硫，記作St，全硫通常就是煤艾士卡質(zhì)量法

1．方法要點本法是用艾士卡試劑（Na2CO3和MgO以質(zhì)量比1:2的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡質(zhì)量法。方法包括煤樣的半熔反應(yīng)、用水浸取、硫酸鋇的沉淀、過濾、洗滌、干燥、灰化和灼燒等過程。51ppt課件艾士卡質(zhì)量法1．方法要點51ppt課件2．基本原理

熔樣：煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進行半熔反應(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，可燃硫首先轉(zhuǎn)化為SO2，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：

煤

+空氣

=CO2

+H2O+

SO2+SO3

+N2

2SO2+O2+2Na2CO3=

2Na2SO4

+2CO2

SO3+Na2CO3=Na2SO4

+CO2

52ppt課件2．基本原理熔樣：煤+空氣=CO2MgO作用？

艾士卡試劑中的MgO能疏松反應(yīng)物，使空氣能進入煤樣，同時也能與SO2和SO3發(fā)生反應(yīng)。

2SO2+O2+2MgO=2MgSO4SO2+MgO+O2

MgSO4

53ppt課件MgO作用？艾士卡試劑中的MgO能疏松反應(yīng)物，使空熔塊浸??？經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，Na2SO4都溶入水中。未作用完的Na2CO3也進入水中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。54ppt課件熔塊浸??？經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，Na2SO4都溶入水酸性pH約1～2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（pH約1～2），其目的是消除CO32-的影響，因其也會和Ba2+在中性溶液中形成碳酸鋇沉淀。55ppt課件酸性pH約1～2濾渣經(jīng)過洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液酸沉淀、洗滌、灼燒、恒量

加入Ba2+后，生成硫酸鋇沉淀：

SO42-+Ba2-=BaSO4

濾出BaSO4沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，即可稱量。56ppt課件沉淀、洗滌、灼燒、恒量加入Ba2+后，生成硫酸鋇沉3．試劑

艾士卡合劑(MgO﹕Na2CO3質(zhì)量比2:1)；鹽酸溶液（1:1）；氯化鋇溶液（100g/L）；甲基橙指示劑（2g/L）；硝酸銀溶液（10g/L）。57ppt課件3．試劑

艾士卡合劑(MgO﹕Na2CO3質(zhì)量比2:1)；54．測定方法

稱取煤樣（粒度應(yīng)小干0.2mm）1g，置于30mL瓷坩堝中，取艾士卡試劑2g，放在瓷坩堝內(nèi)仔細(xì)混勻，上面再覆蓋1g艾士卡試劑，把坩堝推入高溫爐內(nèi)。在2h內(nèi)從室溫升到850℃，在850℃下加熱2h，取出坩堝，冷卻到室溫。用玻璃棒把熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無殘?zhí)款w粒（如果有，則再送入爐中加熱）。熔樣58ppt課件4．測定方法稱取煤樣（粒度應(yīng)小干0.2mm）1g，置于3熔塊浸取

將熔塊連同坩堝一并放入400mL燒杯中，用熱蒸餾水洗出坩堝。加入100～150mL熱蒸溜水，充分?jǐn)嚢枋谷蹓K散碎，煮沸約5min（此時如果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全的黑色顆粒漂浮在溶液表面，則此次試驗報廢）。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溶物，吹洗時應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗幾次（約12次，最后溶液體積不超300mL）。

59ppt課件熔塊浸取將熔塊連同坩堝一并放入400mL燒杯中，用調(diào)整試液酸度

在濾液中滴加甲基橙（2g/L水溶液）指示劑3滴，然后用HCl溶液(1+1)調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加2mLHCl溶液(1+1)，60ppt課件調(diào)整試液酸度在濾液中滴加甲基橙（2g/L水溶液）指示沉淀……恒量

把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪拌下，慢慢滴加10mLBaCl2溶液(100g/L)，在電熱板上保溫2h（或放置過夜），用慢速定量濾紙過濾。用熱蒸餾水洗至無Cl，將沉淀和濾紙正確折疊放在850℃下已恒量的坩堝中進行干燥，灰化至濾紙已無黑色，然后放在850℃的高溫爐中灼燒40min，取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到室溫、稱量。61ppt課件沉淀……恒量把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪5．結(jié)果計算

m——煤樣質(zhì)量，g；

m1——灼燒后硫酸鋇的質(zhì)量，g；

m2——空白試驗硫酸鋇的質(zhì)量，g；

0.1374——由硫酸鋇換算為硫的換算因數(shù)。

62ppt課件5．結(jié)果計算m——煤樣質(zhì)量，g；62ppt課6．測定全硫的允許誤差

測定全硫的允許誤差St,ad同一實驗室，%

不同實驗室，%<11~4>40.050.100.200.100.200.3063ppt課件6．測定全硫的允許誤差測定全硫的允許7．注意事項

必須在通風(fēng)下進行半熔反應(yīng)，否則煤粒燃燒不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為SO2。這就是為什么在半熔完畢后，用水抽提不得有黑色顆粒的緣故。在用水浸取、洗滌時，溶液體積不宜過大，當(dāng)加入BaC12溶液后，最后體積應(yīng)在200mL左右為宜。體積過大，雖然BaSO4的溶度積不大，但是也會影響測定值（偏低）。64ppt課件7．注意事項必須在通風(fēng)下進行半熔反應(yīng)，否則煤粒燃燒不7．注意事項

調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時再加熱，是為了消除CO32-的影響：2H++CO32-=H2O+CO2

在熱溶液中加入BaCl2溶液以及在攪拌下慢慢滴加，都是為了防止Ba2+局部過濃，以致造成局部［Ba2+］和[SO42-]的乘積大于溶度積而析出沉淀。在上述條件下可以使BaSO4晶體慢慢形成，長成較大顆粒。65ppt課件7．注意事項調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時再加熱，是為了消除7．注意事項

在洗滌過程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)該將洗液都濾干，這樣洗滌效果較好。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，BaSO4會被還原而導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。

BaSO4+2C=BaS+2CO2

66ppt課件7．注意事項在洗滌過程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)該將洗§3.3煤發(fā)熱量的測定

一、發(fā)熱量的定義及單位二、發(fā)熱量的種類和基準(zhǔn)三、煤的發(fā)熱量的測定67ppt課件§3.3煤發(fā)熱量的測定一、發(fā)熱量的定義及單位67pp§3.3

煤發(fā)熱量的測定煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)之一。1.煤作為動力燃料，其發(fā)熱量越高，經(jīng)濟價值就越大。2.煤在燃燒或氣化過程中，還須用煤的發(fā)熱量計算熱平衡、耗煤量和熱效率。根據(jù)這些計算參數(shù)即可考慮改進操作條件和工藝過程，從而設(shè)法達到最大的熱能利用率。3.煤的發(fā)熱量是表征煤炭各種特征的綜合指標(biāo)，在煤質(zhì)研究中也是一個十分重要的參數(shù)。煤的發(fā)熱量也是反映煤化程度的指標(biāo)，還常作為煤炭分類的指標(biāo)。68ppt課件§3.3煤發(fā)熱量的測定煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)之一。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)量的煤完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時（室溫）所放出的熱量，用Q表示。

發(fā)熱量的單位:

J/g、kJ/kg或MJ/kg表示。過去曾使用卡（cal）作單位，1cal=4.1816J。

69ppt課件一、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)量的煤完全燃二、發(fā)熱量的種類和基準(zhǔn)煤的發(fā)熱量分類：彈筒發(fā)熱量高位發(fā)熱量低位發(fā)熱量70ppt課件二、發(fā)熱量的種類和基準(zhǔn)煤的發(fā)熱量分類：70ppt課件1．彈筒發(fā)熱量：（Qb）是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計和彈筒內(nèi)，在過量的高壓氧氣條件下（初始壓力為27～35大氣壓）燃燒后產(chǎn)生的熱量，也就是用彈筒量熱計實測出的熱量。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NO2或N2O5，硫被氧化為SO3，它們?nèi)苡谒矔a(chǎn)生熱量。因此煤在彈筒中燃燒要比在空氣中燃燒時產(chǎn)生的熱量多，所以又稱為“最高發(fā)熱量”。

71ppt課件1．彈筒發(fā)熱量：（Qb）是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計和彈筒內(nèi)，2．高位發(fā)熱量（Qgr表示）

高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時產(chǎn)生的熱量，此時煤中的硫只生成SO2，氮是游離狀態(tài)N2，水呈液態(tài)冷凝（常溫約25℃）。

高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：Qgr,ad=Qb,ad-（95St,ad+Qb,ad）72ppt課件2．高位發(fā)熱量（Qgr表示）高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時高位發(fā)熱量可從彈筒發(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，J/g；

Qb,ad——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；

95——煤中每1%硫的校正值，J；

——硝酸校正系數(shù)（可由表4-11查得）。

Qb,ad，KJ/g<16.7016.70~25.10>25.100.0010.00120.0016硝酸校正系數(shù)表

73ppt課件高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：Q3．低位發(fā)熱量（Qnet）

低位發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒時所產(chǎn)生的熱量。煤在工業(yè)窯爐中燃燒時，煤中水分和氫生成的水蒸汽隨煙道氣進入大氣中（假設(shè)燃燒產(chǎn)物中的水成20℃水蒸氣狀態(tài)），此時燃料燃燒放出的熱量一部分被水氣化所吸收，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)熱后，即為低位發(fā)熱量。74ppt課件3．低位發(fā)熱量（Qnet）低位發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒4．常用的表示方法

除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五種不同的基準(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際應(yīng)用意義不大。常用的有下列五種：空氣干燥基彈筒發(fā)熱量，Qb,ad；空氣干燥基高位發(fā)熱量，Qgr,ad；干基高位發(fā)熱量，Qgr,d；干燥無灰基高位發(fā)熱量，Qgr,daf；收到基低位發(fā)熱量，Qnet,ar；

75ppt課件4．常用的表示方法除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又注意表示方法的問題空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測定的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)以高位發(fā)熱量作測定結(jié)果報出。動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，必須搞清楚其類別和基準(zhǔn)；否則會造成很大的誤差。76ppt課件注意表示方法的問題空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測定的原始數(shù)據(jù)，5．不同表示方法間的換算

同一基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量與高位發(fā)熱量的換算可利用前面介紹的公式。不同基準(zhǔn)間高位發(fā)熱量的換算可利用表4-11的換算關(guān)系換算。不同基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量間的換算，因為要考慮水對發(fā)熱量的影響，所以不能直接應(yīng)用表4-11的換算關(guān)系。77ppt課件5．不同表示方法間的換算同一基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量與高位發(fā)熱量的

§3.7

由工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量

煤的發(fā)熱量可以直接用量熱儀測定，但大多數(shù)廠礦的化驗室由于儀器條件的限制無法測定，因此利用煤的工業(yè)分析結(jié)果如水分、灰分、揮發(fā)分等來計算煤的發(fā)熱量，對于指導(dǎo)生產(chǎn)、降低煤耗具有很大的實用意義。78ppt課件

§3.7由工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量可以半經(jīng)驗公式

1．無煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式

Qnet,ad=-86Mad-92Aad-24Vad

式中

Qnet,ad——煤的空氣干燥基低位發(fā)熱量，kcal/kg（1cal=4.1816J）；

Mad——煤的空氣干燥基水分；

Aad——煤的空氣干燥基灰分；

Vad——煤的空氣干燥基揮發(fā)分。

79ppt課件半經(jīng)驗公式1．無煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式72．煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式

Qnet,ad=100K1-（K1+6）（Mad+Aad

）-3Vad-40Mad

只有少數(shù)Vdaf＜35％、同時Mad又大于3%的煙煤，在計算Qnet,ad時才減去最后一項（即40Mad）。K1——系數(shù)，可按Vdaf和焦渣特征由表4-16中查得。在查表前先將Vad換算成Vdaf，再從表4-16中查出K1值。

80ppt課件2．煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式Qnet,ad3．褐煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式

Qnet,ad=100K2-（K2+6）（Mad+Aad

）-3Vad-40Mad

式中

K2——系數(shù)。

81ppt課件3．褐煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式Qnet,ad=14．標(biāo)準(zhǔn)煤耗的計算各種燃料設(shè)備消耗能源的多少，可用標(biāo)準(zhǔn)煤耗來表示，用下式計算：82ppt課件4．標(biāo)準(zhǔn)煤耗的計算各種燃料設(shè)備消耗能源的多少，可用標(biāo)準(zhǔn)煤耗來例：某廠煙煤的Mar=10.50％，Mad=2.71%，Aad=23.20％，Vad=26.41%，焦渣物征為（5），實物煤耗290公斤／噸熟料。試求Qnet,ad，Qnet,ar和標(biāo)準(zhǔn)煤耗值。解：83ppt課件例：某廠煙煤的Mar=10.50％，Mad=2.71%，Aa由Vdaf和焦渣特征，由表4-18查得K1’=81.0Qnet,ad=100K1’-（K1’+6）（Mad+Aad

）-3Vad=100×81-（81+6）（2.71+23.20）-3×26.41=8100–2254-79=5767kcal／kg煤84ppt課件由Vdaf和焦渣特征，由表4-18查得K1’=81.0

再由公式

=5105kcal／kg煤

標(biāo)準(zhǔn)煤耗＝

=211.5kg標(biāo)煤/t熟料85ppt課件再由公式=5105kcal／kg煤85ppt課件習(xí)題

1．煤主要由哪些組份構(gòu)成？各組份的作用如何？2．煤的分析有哪幾類分析方法？煤的工業(yè)分析一般測定那些項目？86ppt課件習(xí)題1．煤主要由哪些組份構(gòu)成？各組份的作用如何4．稱取空氣干燥基煤試祥1.2000g，測定揮發(fā)份時失去質(zhì)量0.1420g，測定灰份時殘渣的質(zhì)量0.1125g，如已知空氣干燥基水分為4％，求煤樣的揮發(fā)份、灰份和固定碳的含量？

5．稱取空氣干燥基煤試樣1.000g，測定揮發(fā)份時，失去質(zhì)量為0.2824g，已知此空氣干燥基煤試樣中的水分為2.50%，灰分為9.00％，收到基水分為8.10%，分別求收到基、空氣干燥基、干基和干燥無灰基的揮發(fā)份及固定碳含量。

習(xí)

題87ppt課件4．稱取空氣干燥基煤試祥1.2000g，測定揮發(fā)份時失習(xí)

題6．什么是艾士卡試劑？在煤中硫的測定中，各組分的作用如何?7．稱取空氣干燥基煤試樣1.2000g，灼燒后殘余物的質(zhì)量是0.1000g，已知收到基水分為5.40%，空氣干燥基水分為1.50%，求收到基、空氣干燥基、干基和干燥無灰基的灰分。

8．煤的分析結(jié)果各種基準(zhǔn)之間的換算關(guān)系?88ppt課件習(xí)題6．什么是艾士卡試劑？在煤中硫的測

第三章煤的工業(yè)分析和元素分析1、工業(yè)分析：初步判斷煤的性質(zhì)、種類和工業(yè)用途2、元素分析：了解煤的元素組成3、與煤的成因、煤化度以及巖相組成有密切關(guān)系4、可用于煤的分類89ppt課件第三章煤的工業(yè)分析和元素分析1、工業(yè)分析：初步判斷煤第三章煤的工業(yè)分析和元素分析3.1煤的工業(yè)分析3.2煤中硫的測定3.3煤發(fā)熱量測定3.4工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量

90ppt課件第三章煤的工業(yè)分析和元素分析3.1煤的工業(yè)分析2p§3.1

煤的工業(yè)分析一、常用的符號和基準(zhǔn)二、水分的測定三、灰分的測定四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定五、固定碳含量的計算六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算91ppt課件§3.1煤的工業(yè)分析3ppt課件一、常用的符號和基準(zhǔn)1．分析項目的名稱及表示符號表1分析試驗項目及符號項目水分灰分揮發(fā)分固定碳發(fā)熱量礦物質(zhì)符號MAVFCQMMC、H、O、N、S及煤灰中化學(xué)成分等仍以元素名稱為代表符號。ashvolatilecompoundfixedcarbonquantityofproducedheatmineralmattermoisture92ppt課件一、常用的符號和基準(zhǔn)1．分析項目的名稱及表示符號表12．存在形態(tài)或操作情況指標(biāo)及符號表2常用指標(biāo)及符號項目外在或游離內(nèi)在全高位低位恒容恒壓符號finhtgrnetvpfreeinherencetotalnethergross93ppt課件2．存在形態(tài)或操作情況指標(biāo)及符號表2常用指標(biāo)及符號項目外在3．各種基準(zhǔn)的表示符號基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤樣分析試驗，將得出不同的結(jié)果，所以基準(zhǔn)又是用以計算和表達測定值的主要依據(jù)之一。

收到基（ar）asreceived空氣干燥基（ad）airdry干基（d）dry

干燥無灰基（daf）dryandashfree干燥無礦物質(zhì)基（dmmf）dryandmineralmatterfree94ppt課件3．各種基準(zhǔn)的表示符號基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤收到基（ar）

就其含義而言，是從收到的一批煤樣中取出具有代表性的煤樣，以此種狀態(tài)的煤樣測定的結(jié)果并以此基表示的值，稱為收到基。

空氣干燥基（ad）

是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達到平衡時的煤樣。在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：煤樣若在空氣中連續(xù)干燥1小時后質(zhì)量變化不超過0.10%，則認(rèn)為達到空氣干燥狀態(tài)。95ppt課件收到基（ar）就其含義而言，是從收到的一批煤樣中取出干基（d）以無水狀態(tài)的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。干燥無灰基（daf）以假想的無水無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。96ppt課件干基（d）以無水狀態(tài)的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。干燥無灰二、水分的測定

煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟價值的最基本的指標(biāo)。因為煤中水分含量越多，煤的無用成分也越多，同時有大量水分存在，不僅煤的有用成分減少，而且它在煤燃燒時要吸收大量的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。（一）煤中水分的存在形態(tài)（二）煤中全水分（Mt）的測定（三）分析煤樣的水分測定97ppt課件二、水分的測定煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟價值的最基本的指標(biāo)。因（一）煤中水分的存在形態(tài)分為兩類:化合水、游離水

1．化合水：

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（CaSO42H2O）、高嶺土（Al2O32SiO42H2O）中的結(jié)晶水。結(jié)晶水要在200℃以上才能分解析出。98ppt課件（一）煤中水分的存在形態(tài)分為兩類:化合水、游離水10pp2．游離水

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：外在水分（Mf）是指煤在開采、運輸、儲存和洗選過程中潤濕在煤的外表及大毛細(xì)孔（直徑＞10cm）中的水分。內(nèi)在水分（Minh）

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)。

99ppt課件2．游離水外在水分（Mf）內(nèi)在水分（Minh）11ppt課件（二）煤中全水分（Mt或Mar）的測定

煤中全水分的測定有三種方法:A、B、C

方法A僅適用于煙煤和無煙煤，并作為測定煙煤和無煙煤水分的仲裁測定方法；方法B和方法C適用于褐煤、煙煤和無煙煤，但以方法B作為測定褐煤全水分的仲裁方法。按測定的速度來說:

方法A為常規(guī)測定法，方法B、C為快速測定法。100ppt課件（二）煤中全水分（Mt或Mar）的測定結(jié)果計算

式中

Mt——煤樣的全水分；

m——煤樣的質(zhì)量，g；

m1——煤樣干燥后減輕的質(zhì)量，g。101ppt課件結(jié)果計算式中13ppt課件全水份測定注意問題

1.在測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，并與容器標(biāo)簽上所注明的質(zhì)量進行核對。

如果煤樣在運送過程中水分有損失，則可按下式求出補正后的煤樣全水分：M1為煤樣在運送過程中水分的損失量（%）

102ppt課件全水份測定注意問題1.在測定煤樣的全水分以前，應(yīng)仔全水份測定注意問題

2.全水分測定結(jié)果的允許誤差表3平行測定全水分的允許誤差全水分（Mt，%）平行測定結(jié)果的允許誤差（%）<10≥100.400.50*在同一化驗室進行全水分測定時

103ppt課件全水份測定注意問題2.全水分測定結(jié)果的允許誤差表3（三）分析煤樣的水分測定

分析煤樣的水分就是空氣干燥基水分Mad

，測定方法分為常規(guī)方法、快速方法和蒸餾方法三種。

Mad——分析煤樣水分；

m1——分析煤樣干燥后失去的質(zhì)量，g；

m——分析煤樣的質(zhì)量，g。104ppt課件（三）分析煤樣的水分測定分析煤樣的水分就是三、灰分的測定

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機質(zhì)的總稱）在一定溫度下，經(jīng)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的殘渣，用符號A表示?；曳秩縼碜缘V物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤中原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為“灰分產(chǎn)率”。105ppt課件三、灰分的測定煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)（

測定煤的灰分，對于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價值也有重要意義。

因為煤中灰分是有害物質(zhì)，所以各種用途的煤，灰分越低也就越好。雖然煤灰是煤中有害物，但進行綜合利用后，也會變廢為寶，為國家創(chuàng)造財富的。106ppt課件測定煤的灰分，對于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價值也有重1．儀器灰皿

長方形灰皿

107ppt課件1．儀器灰皿

長方形灰皿19ppt課件2．測定過程

稱取分析煤樣10.1g，于已經(jīng)在81510℃灼燒恒量的灰皿中，輕微振動，使樣品分散為均勻的薄層，置溫度低于100℃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30min左右緩慢升高至500℃并保持此溫度30min。然后，升高溫度至81510℃，關(guān)閉爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室溫（約20min）稱量，然后進行檢查性灼燒，每次進行20min，直到煤樣的質(zhì)量變化小于0.001g時為止，取最后一次質(zhì)量計算?；曳?lt;15%的樣品，可不必進行檢查性灼燒。108ppt課件2．測定過程稱取分析煤樣10.1g，于已經(jīng)在815103.計算式中

m——試料的質(zhì)量，g；

m1——灼燒后殘渣質(zhì)量，g。

109ppt課件3.計算式中21ppt課件4．灰分測定的允許誤差

表4灰分測定的允許誤差（%）灰分（%）同一實驗室不同實驗室<1515~30>300.20.30.50.30.50.7110ppt課件4．灰分測定的允許誤差表4灰分測定的允許誤差（%）<1四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定

將煤放在與空氣隔絕的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)一定時間加熱后，煤中的有機質(zhì)和部分礦物質(zhì)分解為氣體釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即為煤的揮發(fā)分。

因為煤中可燃性揮發(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，而且其測定值受溫度、時間和所用坩堝的大小、形狀等不同而異，測定方法為規(guī)范性試驗方法，因此所測的結(jié)果應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率，用符號V表示。111ppt課件四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定將煤放在與空氣隔絕的容器內(nèi)，在高主要指標(biāo)

根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別煤的變質(zhì)程度、發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率等各種重要性質(zhì)，而且?guī)缀跏澜绺鲊疾捎酶稍餆o灰基揮發(fā)分作為煤分類的一個主要指標(biāo)。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)。112ppt課件主要指標(biāo)根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別煤的變質(zhì)程1．儀器

磨口坩堝高溫爐坩堝架

坩堝蓋外緣槽形，此槽正好蓋在坩堝口的外緣上，在蓋內(nèi)邊有凹處，以備揮發(fā)釋出。

113ppt課件1．儀器磨口坩堝高溫爐坩堝架坩堝蓋外緣高溫爐帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個排氣孔。爐膛內(nèi)必須有一個溫度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐內(nèi)溫度能恒定在90010℃范圍內(nèi)。114ppt課件高溫爐26ppt課件坩堝架

用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能放置6個坩堝為好，大小應(yīng)與爐內(nèi)90010℃穩(wěn)定溫度區(qū)相適應(yīng)，放在架上的坩堝底部應(yīng)與爐堂底距離20～30mm。

115ppt課件坩堝架用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能放置6個坩堝為好，大小2．測定過程

稱取分析煤樣10.01g，于已在90010℃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，迅速將坩堝架推至已預(yù)先加熱至90010℃的高溫爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開動秒表，關(guān)閉爐門。準(zhǔn)確灼燒恰好7min，迅速取出坩堝架，在空氣中放置5～6min，再將坩鍋置于干燥器中冷卻至室溫，稱量。計算揮發(fā)分產(chǎn)率。116ppt課件2．測定過程稱取分析煤樣10.01g，于已在903.計算式中m——試料的質(zhì)量，g；

m1——樣品加熱后減少的質(zhì)量，g。117ppt課件3.計算式中m——試料的質(zhì)量，g；29ppt課4．注意事項

當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時，爐溫可能下降，但是在3min內(nèi)必須使?fàn)t溫達到90010℃，否則試驗作廢。從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，造成測定誤差。每次測定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，應(yīng)灼燒除去后再使用。

118ppt課件4．注意事項當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時，爐溫可能下降5．測定揮發(fā)分產(chǎn)率的允許誤差

表5揮發(fā)分產(chǎn)率測定的允許誤差揮發(fā)分產(chǎn)率（%）平行測定結(jié)果的允許誤差（%）不同化驗室同一煤樣的測定結(jié)果的允許誤差（%）<1010~45>450.30.51.00.51.01.5119ppt課件5．測定揮發(fā)分產(chǎn)率的允許誤差表5揮發(fā)分產(chǎn)率測定的允許誤五、固定碳含量的計算

固定碳

—是指除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，用符號FCad表示。固定碳的化學(xué)組分，主要是C元素，另外還有一定數(shù)量的H、O、N、S等其它元素。

120ppt課件五、固定碳含量的計算固定碳—是指除去水分、灰分和說明

1.從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來看，發(fā)熱量主要是煤中固定碳燃燒產(chǎn)生的，因此國際上利用工業(yè)分析結(jié)果計算發(fā)熱量的公式，即以煤的固定碳作為發(fā)熱量的主要來源，

2.FCdaf煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù)

煤的干燥無灰基固定碳含量與揮發(fā)分一樣，也是表示煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù)，即煤中固定碳含量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高，因此有些國家（如日本、美國）的煤炭分類即以干燥無灰基固定碳含量FCdaf作為分類指標(biāo)之一。121ppt課件說明1.從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來看，發(fā)熱量主要是煤中說明3.空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的一個重要指標(biāo)，如對合成氨用煤，要求FCad＞65%。4.固定碳含量，一般不直接測定，而是通過計算得到。

122ppt課件說明3.空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的一個重要計算FCad=100%-Mad-Aad–Vad

FCd=100%-Ad–Vd

FCdaf=100%-Vdaf123ppt課件計算FCad=100%-Mad-Aad–V六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算干基=空氣干燥基-空氣干燥基水分干燥無灰基=空氣干燥基-空氣干燥基水分-空氣干燥基灰分124ppt課件六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算干基=空氣干燥基-空氣干燥換算關(guān)系

煤的干燥無灰基組成不受水分和灰分的影響。一般同一礦井的煤，它的干燥無灰基組成不會發(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。也就是說煤礦一般給的是干燥無灰基組成，而實際使用時則為收到基。因此，不同基準(zhǔn)時的組成需要進行換算.

125ppt課件換算關(guān)系煤的干燥無灰基組成不受水分和灰分的影響。126ppt課件38ppt課件換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計算得到的

例如收到基與干燥無灰基的轉(zhuǎn)換:設(shè)已知FCdaf、Mar、Aar，求FCar。解：計算基準(zhǔn)：100kg的收到基煤折合成干燥無灰基煤100-（Mar+Aar）kg，但含固定碳的絕對量相等，即：收到基含碳量=干燥無灰基含碳量故：100×FCar=[100-(Mar+Aar)]×FCdaf∴FCar=FCdaf[100-（Mar+Aar）]／100127ppt課件換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計算得到的例如收到基與干燥

例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下：空氣干燥基的水分Mad=1.76%，灰分Aad=23.17%，揮發(fā)分Vad=8.59%

計算：（1）干基的灰分Ad=?

（2）干燥無灰基的揮發(fā)分Vdaf=？128ppt課件例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下：40ppt課件解：

129ppt課件解：41ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

碳是組成煤大分子的骨架，在各元素中最高，一般大于70%。隨著煤化程度的不斷增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超無煙煤，碳含量可超過97%。碳§3.2

煤的元素分析

130ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.一、煤的元素組分

即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

氫是煤中第二個重要的組成元素，它占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～6%，越是年輕的煤，其含量也越高。氫§3.2

煤的元素分析

131ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.氫是煤中第一、煤的元素組分

即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

氧元素是組成煤有機質(zhì)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)熱量常隨氧元素含量的增高而降低，其含量從1～30%均有。氧§3.2

煤的元素分析

132ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.氧元素是組一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

氮元素在煤中的比例較少，一般為0.5～3%。

氮§3.2

煤的元素分析

133ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.氮元素在一、煤的元素組分

即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.

硫元素也是組成煤的有機質(zhì)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明顯關(guān)系，其含量從最低的0.1到最高的10%均有。硫§3.2

煤的元素分析

134ppt課件一、煤的元素組分即碳、氫、氧、氮、硫五個元素.硫元素也是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。

如碳含量低、氧含量高的煤，多是黏結(jié)性很差或是沒有黏結(jié)性的年輕煤；碳含量高、氧含量低的煤則常是一些無黏結(jié)性的年老煤，只有碳含量在84～88%，氫含量在5%以上的中等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用煤。135ppt課件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二、煤中硫的測定

煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類：有機硫無機硫單質(zhì)硫根據(jù)燃燒性分類：可燃硫：有機硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫不可燃硫（固定硫）：硫酸鹽硫

§3.2

煤的元素分析

136ppt課件二、煤中硫的測定煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類：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SO2。SO2不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且還會造成空氣污染。煉焦用煤中的硫直接影響鋼鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫大于0.07%，就會使鋼鐵熱脆而成為廢品。脫除煤中的硫是煤炭利用的一個重要問題。137ppt課件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SO2全硫

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Ss）、硫鐵礦硫（記作Sp）和有機硫（記作So）的總和，即

St=Ss+Sp+So如果煤中有單質(zhì)硫（記作S），也應(yīng)包含在全硫中。

一般工業(yè)分析中只測全硫，全硫的測定方法有：艾士卡質(zhì)量法、燃燒法、彈筒法等。燃燒法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，

138ppt課件全硫煤中各種形態(tài)硫的總和叫做全硫，記作St，全硫通常就是煤艾士卡質(zhì)量法

1．方法要點本法是用艾士卡試劑（Na2CO3和MgO以質(zhì)量比1:2的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡質(zhì)量法。方法包括煤樣的半熔反應(yīng)、用水浸取、硫酸鋇的沉淀、過濾、洗滌、干燥、灰化和灼燒等過程。139ppt課件艾士卡質(zhì)量法1．方法要點51ppt課件2．基本原理

熔樣：煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進行半熔反應(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，可燃硫首先轉(zhuǎn)化為SO2，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：

煤

+空氣

=CO2

+H2O+

SO2+SO3

+N2

2SO2+O2+2Na2CO3=

2Na2SO4

+2CO2

SO3+Na2CO3=Na2SO4

+CO2

140ppt課件2．基本原理熔樣：煤+空氣=CO2MgO作用？

艾士卡試劑中的MgO能疏松反應(yīng)物，使空氣能進入煤樣，同時也能與SO2和SO3發(fā)生反應(yīng)。

2SO2+O2+2MgO=2MgSO4SO2+MgO+O2

MgSO4

141ppt課件MgO作用？艾士卡試劑中的MgO能疏松反應(yīng)物，使空熔塊浸??？經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，Na2SO4都溶入水中。未作用完的Na2CO3也進入水中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。142ppt課件熔塊浸??？經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，Na2SO4都溶入水酸性pH約1～2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（pH約1～2），其目的是消除CO32-的影響，因其也會和Ba2+在中性溶液中形成碳酸鋇沉淀。143ppt課件酸性pH約1～2濾渣經(jīng)過洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液酸沉淀、洗滌、灼燒、恒量

加入Ba2+后，生成硫酸鋇沉淀：

SO42-+Ba2-=BaSO4

濾出BaSO4沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，即可稱量。144ppt課件沉淀、洗滌、灼燒、恒量加入Ba2+后，生成硫酸鋇沉3．試劑

艾士卡合劑(MgO﹕Na2CO3質(zhì)量比2:1)；鹽酸溶液（1:1）；氯化鋇溶液（100g/L）；甲基橙指示劑（2g/L）；硝酸銀溶液（10g/L）。145ppt課件3．試劑

艾士卡合劑(MgO﹕Na2CO3質(zhì)量比2:1)；54．測定方法

稱取煤樣（粒度應(yīng)小干0.2mm）1g，置于30mL瓷坩堝中，取艾士卡試劑2g，放在瓷坩堝內(nèi)仔細(xì)混勻，上面再覆蓋1g艾士卡試劑，把坩堝推入高溫爐內(nèi)。在2h內(nèi)從室溫升到850℃，在850℃下加熱2h，取出坩堝，冷卻到室溫。用玻璃棒把熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無殘?zhí)款w粒（如果有，則再送入爐中加熱）。熔樣146ppt課件4．測定方法稱取煤樣（粒度應(yīng)小干0.2mm）1g，置于3熔塊浸取

將熔塊連同坩堝一并放入400mL燒杯中，用熱蒸餾水洗出坩堝。加入100～150mL熱蒸溜水，充分?jǐn)嚢枋谷蹓K散碎，煮沸約5min（此時如果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全的黑色顆粒漂浮在溶液表面，則此次試驗報廢）。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溶物，吹洗時應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗幾次（約12次，最后溶液體積不超300mL）。

147ppt課件熔塊浸取將熔塊連同坩堝一并放入400mL燒杯中，用調(diào)整試液酸度

在濾液中滴加甲基橙（2g/L水溶液）指示劑3滴，然后用HCl溶液(1+1)調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加2mLHCl溶液(1+1)，148ppt課件調(diào)整試液酸度在濾液中滴加甲基橙（2g/L水溶液）指示沉淀……恒量

把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪拌下，慢慢滴加10mLBaCl2溶液(100g/L)，在電熱板上保溫2h（或放置過夜），用慢速定量濾紙過濾。用熱蒸餾水洗至無Cl，將沉淀和濾紙正確折疊放在850℃下已恒量的坩堝中進行干燥，灰化至濾紙已無黑色，然后放在850℃的高溫爐中灼燒40min，取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到室溫、稱量。149ppt課件沉淀……恒量把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪5．結(jié)果計算

m——煤樣質(zhì)量，g；

m1——灼燒后硫酸鋇的質(zhì)量，g；

m2——空白試驗硫酸鋇的質(zhì)量，g；

0.1374——由硫酸鋇換算為硫的換算因數(shù)。

150ppt課件5．結(jié)果計算m——煤樣質(zhì)量，g；62ppt課6．測定全硫的允許誤差

測定全硫的允許誤差St,ad同一實驗室，%

不同實驗室，%<11~4>40.050.100.200.100.200.30151ppt課件6．測定全硫的允許誤差測定全硫的允許7．注意事項

必須在通風(fēng)下進行半熔反應(yīng)，否則煤粒燃燒不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為SO2。這就是為什么在半熔完畢后，用水抽提不得有黑色顆粒的緣故。在用水浸取、洗滌時，溶液體積不宜過大，當(dāng)加入BaC12