一.概述二.煤的工業(yè)分析三.煤中全硫的測定四.煤發(fā)熱量的測定煤質(zhì)分析1煤的組成和分類一.概述1.1煤的組成煤是由有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)和水三部分組成。有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成碳和氫占有機(jī)質(zhì)的95%以上。硫在熄滅時(shí)也放熱，但熄滅的產(chǎn)物SO2不但腐蝕設(shè)備而且污染環(huán)境礦物質(zhì)主要是堿金屬、堿土金屬、鐵、鋁的碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及硫化物。除硫化物外，其它的礦物質(zhì)不能熄滅，正是由于礦物質(zhì)的存在，使煤的可燃比例減小，影響煤的發(fā)熱量。1.2煤的分類常見的三類：褐煤、煙煤、無煙煤2.“基〞的含義

煤炭分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與煤樣在分析實(shí)驗(yàn)時(shí)所處的形狀直接相關(guān)，即同一煤樣在一樣的實(shí)驗(yàn)條件下，試驗(yàn)結(jié)果會因煤樣的形狀不同而不同。這種“形狀〞除粒度以外，主要指的是煤樣的水分。所以，在提到某一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，必需同時(shí)闡明這個(gè)結(jié)果是以何種狀態(tài)的煤樣為根底得到的，這樣的結(jié)果才算完好科學(xué)。煤炭分析實(shí)驗(yàn)中的“基〞，指的就是這種“形狀〞。它含有“基準(zhǔn)〞、“根底〞的意思。2.1煤炭分析實(shí)驗(yàn)常用的基及其含義

空氣枯燥基：〔ad〕煤樣的水分與空氣濕度到達(dá)平衡的形狀②枯燥基〔d〕假想的無水形狀③收到基〔ar〕以實(shí)踐收到時(shí)的煤為準(zhǔn)的形狀④枯燥無灰基〔daf〕假想的無水無灰形狀⑤枯燥無礦物質(zhì)基〔dmmf〕假想的無水無礦物質(zhì)的煤所處的形狀2023/12/315二.煤的工業(yè)分析1水分的測定煤的水分是評價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最根本的目的。由于煤中水分含量越多，煤的無用成分也越多，同時(shí)有大量水分存在，不僅煤的有用成分減少，而且它在煤熄滅時(shí)要吸收大量的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。1.1煤中水分的存在形狀1〕、游離水以物理吸附或附著方式與煤結(jié)合的水分稱為游離水分，又分為外在水和內(nèi)在水。外在水又成為自在水或外表水分。用Mf表示。此類水分是在開采、儲存等過程中帶入的，覆蓋在煤粒外表上，其蒸汽壓與純水的一樣，在空氣中風(fēng)干1～2天后，即可蒸發(fā)除去，又稱風(fēng)干水分，即在一定條件下煤樣與周圍空氣濕度到達(dá)平衡時(shí)所失去的水分。2023/12/316內(nèi)在水是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部直徑小于10-5cm的毛細(xì)孔中的水分，用Minh表示。由于毛細(xì)孔的吸附作用，這部分水分的蒸汽壓低于純水的，所以難以蒸發(fā)除去，需求在水的正常沸點(diǎn)以上才干除掉。在一定條件下煤樣到達(dá)空氣枯燥形狀時(shí)所堅(jiān)持的水分稱為空氣枯燥煤樣水分〔Mad)。除去內(nèi)在水分的煤稱為枯燥煤。外在水分和內(nèi)在水分的和稱為全水分用Mt表示。2〕、化合水以化合的方式與煤中的礦物質(zhì)結(jié)合的水，即通常說的結(jié)晶水。如石膏中的水，CaSO4·2H2O。游離水在105～110℃的溫度下，經(jīng)過１～２h即可蒸發(fā)掉，而結(jié)晶水要在200℃以上才干除掉。在煤的工業(yè)分析中常測定原煤樣的全水分和空氣枯燥煤樣水分，普通不測化合水。2023/12/3171.2煤中全水分〔Mt〕的測定國家規(guī)范GB/T211-2007中規(guī)定了煤中全水分測定的五種方法。方法A：通氮枯燥法，適用于各種煤用預(yù)先枯燥并稱量過的稱量瓶迅速稱取10～12g粒度小于6mm的煤樣，翻開稱量瓶蓋，放入預(yù)先通入枯燥氮?dú)獠⒁鸭訜岬?05～110℃的枯燥箱中，煙煤枯燥1.5h,褐煤和無煙煤枯燥2h,取出后蓋上蓋子，放入枯燥器中冷卻至室溫后稱量，直到延續(xù)兩次枯燥后的質(zhì)量相差不超越0.01g為止，根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計(jì)算水分的含量。結(jié)果計(jì)算Mt——煤樣的全水分；m——煤樣的質(zhì)量，g；m1——煤樣枯燥后減輕的質(zhì)量，g。2023/12/318方法B：空氣枯燥法，適用于煙煤和無煙煤將稱量瓶放入預(yù)先通入鼓風(fēng)并已加熱到105～110℃的枯燥箱中，在鼓風(fēng)條件下煙煤枯燥2h,無煙煤枯燥3h。其它步驟同上。方法C：微波枯燥法，適用于煙煤和褐煤煤樣在微波爐內(nèi)，利用微波發(fā)生器產(chǎn)生的交變電場作用，引起摩擦發(fā)熱，使水分迅速蒸發(fā)。特點(diǎn)受熱均勻，水分蒸發(fā)快；不適用于無煙煤和焦炭等導(dǎo)電性較強(qiáng)的試樣。方法D：適用于外在水分高的煙煤和無煙煤用枯燥并稱量過的淺盤稱取500g粒度小于13mm的煤樣，均勻攤平，放入預(yù)先通入鼓風(fēng)并已加熱到105～110℃的枯燥箱中，煙煤枯燥2h,無煙煤枯燥3h，直到延續(xù)兩次枯燥后的質(zhì)量相差不超越0.5g為止。2023/12/319

1.3空氣枯燥煤樣水分的測定空氣枯燥煤樣水分又稱空氣枯燥基水分〔Mad)，測定方法有三種。A通氮枯燥法〔適用于一切煤種〕、B空氣枯燥法〔適用于煙煤和無煙煤〕、C微波枯燥法〔適用于褐煤和煙煤水分的快速測定)常用的空氣枯燥法的測定步驟：

。

(1).在預(yù)先枯燥并稱量過的稱量瓶內(nèi)迅速稱取粒度小于0.2mm的空氣枯燥煤樣1.00.1g，平攤在稱量瓶中.(2)翻開稱量瓶蓋，放入預(yù)先通入鼓風(fēng)并已加熱到105～110℃的枯燥箱中，煙煤枯燥1h,無煙煤枯燥1.5h?！?〕.取出后蓋上蓋子，放入枯燥器中冷卻至室溫后稱量，直到延續(xù)兩次枯燥后的質(zhì)量減少不超越0.0010g或質(zhì)量添加時(shí)為止.根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計(jì)算水分的含量。煤的灰分不是煤中固有物質(zhì)，而是煤在規(guī)定件下，其中一切可燃物質(zhì)完全熄滅后以及煤中礦物質(zhì)在一定溫度下經(jīng)過一系列分解、氧化和化合等復(fù)雜反響所構(gòu)成的殘留物。用符號A表示。煤的灰分幾乎全部來自煤中的礦物質(zhì)，但它的組成和性質(zhì)與煤中的礦物質(zhì)不完全一樣，是煤中礦物質(zhì)的衍生物。緩慢灰化法儀器2023/12/31112.1測定過程稱取空氣枯燥煤樣1.00.1g，于曾經(jīng)在81510℃灼燒恒量的灰皿中，均勻平攤，每cm2不超越0.15g，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℃并堅(jiān)持此溫度30min。然后，升高溫度至81510℃，封鎖爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于枯燥器中冷至室溫〔約20min〕稱量，然后進(jìn)展檢查性灼燒，每次進(jìn)展20min，直到煤樣的質(zhì)量變化小于0.001g時(shí)為止，取最后一次質(zhì)量計(jì)算?；曳?lt;15%的樣品，可不用進(jìn)展檢查性灼燒。2.2計(jì)算式中m——試料的質(zhì)量，g；m1——灼燒后殘?jiān)|(zhì)量，g。2.3煤中礦物質(zhì)在煤炭熄滅過程中的反響2.3.1固硫作用CaCO3CaO＋CO2500℃開場分解，到800℃根本分解完全FeS2＋O2Fe2O3＋SO2500℃前根本反響完全CaO＋SO2＋O2CaSO42.3.2固硫作用對灰分測定結(jié)果的影響－－測定結(jié)果偏高－－反復(fù)性和再現(xiàn)性較差2.3.3防止固硫作用良好通風(fēng)CaO和SO2“不見面〞500℃前至少30min500℃停留30min

2023/12/31143.揮發(fā)分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(shí)間加熱后，煤中的有機(jī)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。由于煤中可燃性揮發(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(shí)間和所用坩堝的大小、外形等不同而異，測定方法為規(guī)范性實(shí)驗(yàn)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。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。2023/12/3115高溫爐帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個(gè)排氣孔。爐膛內(nèi)必需有一個(gè)溫度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐內(nèi)溫度能恒定在90010℃范圍內(nèi)。坩堝架用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能放置6個(gè)坩堝為好，大小應(yīng)與爐內(nèi)90010℃穩(wěn)定溫度區(qū)相順應(yīng)，放在架上的爐堂底間隔20坩堝底部應(yīng)與～30mm。

2023/12/31163.1測定過程稱取空氣枯燥煤樣1.00.01g，于已在90010℃灼燒恒量的公用坩鍋內(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)，并立刻開動(dòng)秒表，封鎖爐門。準(zhǔn)確灼燒恰好7min，迅速取出坩堝架，在空氣中放置5～6min，再將坩鍋置于枯燥器中冷卻至室溫，稱量。計(jì)算揮發(fā)分產(chǎn)率。式中m——試料的質(zhì)量，g；m1——樣品加熱后減少的質(zhì)量，g。3.2計(jì)算2023/12/31173.3本卷須知〔1〕當(dāng)翻開爐門，推入坩堝架時(shí)，爐溫能夠下降，但是在3min內(nèi)必需使?fàn)t溫到達(dá)90010℃，否那么實(shí)驗(yàn)作廢?！?〕從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，呵斥測定誤差?！?〕每次測定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，應(yīng)灼燒除去后再運(yùn)用。4.固定碳的計(jì)算FCad=100－Mad－Aad－Vad留意：固定碳不同于碳元素含量。1.全硫的測定意義硫是煤中的一種有害元素，在煤炭熄滅、氣化、焦化等工等利用途徑中都會呵斥不同程度的危害。因此，當(dāng)今對煤中的全硫含量日益關(guān)注，是煤炭分析實(shí)驗(yàn)的最主要最常見的工程之一，也是煤炭質(zhì)量評定及計(jì)價(jià)目的之一。2.煤中硫元素在電力消費(fèi)中主要影響：2.1呵斥大氣污染構(gòu)成酸雨和在特殊氣候條件下對人體呵斥危害。2.2三氧化硫?qū)﹀仩t受熱面呵斥腐蝕；2.3煤中硫，特別是黃鐵礦硫，是呵斥和加劇煤炭自燃的緣由之一。三.煤中全硫的測定全硫有機(jī)硫硫化物硫可燃硫無機(jī)硫元素硫硫酸鹽硫3.煤中硫元素的存在形狀及特性

煤中有機(jī)硫含量普通都比較低。煤中硫，特別是高硫煤，主要以無機(jī)硫特別是黃鐵礦為主。在煤炭熄滅的過程中，黃鐵礦和元素硫幾乎全部都轉(zhuǎn)化成S02隨煙氣排出。CaS04·2H2O只發(fā)生失去結(jié)晶水的反響，CaS04分解溫度很高，普通在1300℃才分解。3、煤中全硫測定方法規(guī)范當(dāng)中規(guī)定了三種方法：艾士卡法〔分量法〕全硫測定高溫熄滅中和法庫侖滴定法2023/12/31223.1.1、原理將煤樣與艾氏卡試劑〔2份質(zhì)量的MgO+1份質(zhì)量的Na2CO3〕混勻緩慢熄滅，使各種形狀的硫都轉(zhuǎn)化成可溶于水的硫酸鹽。發(fā)生的反響如下：2Na2CO3+2SO2+O2=2Na2SO4+2CO2↑Na2CO3+SO3=Na2SO4+CO2煤+空氣=CO2+H2O+SO2+SO3+N2艾氏卡試劑中的MgO能疏松反響物，使空氣能進(jìn)入煤樣，同時(shí)也能與SO2和SO3發(fā)生反響。3.1艾士卡法2023/12/31232MgO+2SO2+O2=2MgSO4不可熄滅又難溶于水的CaSO4，也能同時(shí)能和艾士卡試劑作用Na2CO3+CaSO4=Na2SO4+CaCO3

參與Ba2+后，生成硫酸鋇沉淀：MgSO4+Na2SO4+2BaCl2=2BaSO4+2NaCl+MgCl2濾出BaSO4沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，即可稱量。根據(jù)生成的硫酸鋇的質(zhì)量計(jì)算煤中硫的含量。3.2.1原理

煤樣在催化劑作用下，在氧氣流中熄滅，硫生硫的氧化物，用過氧化氫吸收生成硫酸，用氫氧化鈉溶液滴定，根據(jù)耗費(fèi)的堿的量，計(jì)算煤中全硫含量。3.2高溫熄滅中和法2023/12/31253.3庫侖滴定法3.3.1原理煤樣在催化劑作用下，在氧氣流中熄滅，硫生成SO2并被凈化的空氣流帶到電解池內(nèi)，被其中的I2氧化為H2SO4，導(dǎo)致溶液中的I2濃度降低，而I-濃度添加，指示電極的電位發(fā)生改動(dòng)，儀器發(fā)生電解反響，又生成I2，使電解液回到平衡形狀，根據(jù)電解過程所耗費(fèi)的電量及法拉第定律求得試樣中全硫的含量。3.3.2儀器與試劑〔1〕高溫熄滅爐臥式單管爐。普通以硅碳管為加熱元件，爐內(nèi)裝石英制異徑管，耐溫1300℃以上。其出口處填充玻璃纖維棉和硅酸鋁棉，以防止熄滅產(chǎn)生的灰塵堵塞玻璃融板?！?〕空氣供應(yīng)及凈化安裝由電磁泵和凈化管組成。

〔3〕電解池和電磁攪拌器電解池高120-180mm，容量大于400mL,內(nèi)有鉑電極和碘指示電極2023/12/3126

3.3.測定步驟〔1〕將高溫爐加熱至〔1150±5〕℃，開動(dòng)供氣泵和抽氣泵，調(diào)理氣流量。在抽氣形狀下，將300mL左右的電解液參與電解池內(nèi)，啟動(dòng)電磁攪拌器?！?〕終點(diǎn)電位調(diào)整實(shí)驗(yàn):在瓷舟中放入少量非測定煤樣，按照以下方法進(jìn)展測定，直到實(shí)驗(yàn)終了后積分顯示器的顯示值不為零?！?〕稱取0.05g〔準(zhǔn)確至0.0002g)煤樣于熄滅舟中，覆蓋三氧化鎢，將瓷舟置于送樣的石英托盤上，開啟進(jìn)樣程序控制器，煤樣即自動(dòng)送進(jìn)爐內(nèi)。庫侖滴定隨即開場。氣路由電磁泵和氣體凈化管組成。供氣量約1500mL/min，抽氣量約1000mL/min。凈化管內(nèi)裝氫氧化鈉和硅膠。3.4.1送氣道路圖3.4.氣路圖硅膠氫氧化鈉電磁泵大氣1500mL/min高溫爐3.4.2.抽氣道路圖3.4.2.電解池硅膠流量計(jì)電磁泵1000mL/min大氣1.發(fā)熱量的定義和單位1.1定義：單位質(zhì)量的煤在規(guī)定條件下完全熄滅所放出的熱量。1.2單位：焦耳每克J/g；兆焦每千克MJ/kg卡每克cal/g1.3單位換算：1MJ/kg＝1000J/g，1cal/g＝4.1816J/g注：這里的卡是“20℃卡〞，即一克水從19.5℃升高到20.5℃所吸收的熱量。四煤的發(fā)熱量的測定方法它是熄滅設(shè)備熱工計(jì)算的根底。熄滅工藝過程的熱平衡、耗煤量、熱效率等的計(jì)算，都是以所用煤的發(fā)熱量為根據(jù)的。在設(shè)計(jì)電廠鍋爐和蒸發(fā)量大的各種高壓鍋爐時(shí)，也需求根據(jù)煤的平均低位發(fā)熱量來思索鍋爐種類、型號、熄滅方式等。

在中國煤分類和中國煤層煤分類中，列為低階煤的分類目的或輔助目的。如褐煤與煙煤分界采用恒濕無灰基〔30℃相對濕度為96%〕高位發(fā)熱量Qgr,MHC,af=24MJ/kg為界值，>24MJ/kg的為煙煤，<24MJ/kg為褐煤。劃分為褐煤后，根據(jù)透光率PM=30~50%為二號褐煤，〈30為1號褐煤。

煤的收到基低位發(fā)熱量是評價(jià)動(dòng)力煤質(zhì)量的最主要的目的。在對外貿(mào)易中，動(dòng)力煤常已收到基低位發(fā)熱量為計(jì)價(jià)根據(jù)。2.發(fā)熱量測定意義3.1何為彈筒、高位和低位發(fā)熱量？煤炭在氧氣中的熄滅是一種化學(xué)反響，煤熄滅放出的熱量就是煤和氧氣發(fā)生的化學(xué)反響的反響熱。而化學(xué)反響的反響熱不僅與參與化學(xué)反響的反響物組成與形狀有關(guān)，還與產(chǎn)物的組成和形狀有關(guān)，另外還與反響所處的壓力等條件有關(guān)。所以提到所謂煤的發(fā)熱量就該當(dāng)闡明是什么形狀的煤在什么條件下與氧氣怎樣熄滅反響，得到什么形狀的什么產(chǎn)物所放出的熱量，才算完好。3.彈筒、高位和低位發(fā)熱量

在實(shí)驗(yàn)室條件下測定煤的發(fā)熱量時(shí)，煤的狀態(tài)和熄滅條件〔煤樣到達(dá)空氣枯燥形狀、在充有過量的氧氣的氧彈內(nèi)完全熄滅〕都是固定的，可以變化的就是產(chǎn)物的組成和形狀。因此，根據(jù)煤炭在充有過量的氧氣的氧彈內(nèi)完全熄滅后其產(chǎn)物的組成和形狀不同，將煤的發(fā)熱量區(qū)分為三種發(fā)熱量。彈筒發(fā)熱量Qb發(fā)熱量高位發(fā)熱量Qgr低位發(fā)熱量Qnet發(fā)熱量熄滅產(chǎn)物彈筒O2、N2、CO2、HNO3、H2SO4、液態(tài)水、固態(tài)灰高位O2、N2、CO2、SO2、液態(tài)水、固態(tài)灰低位O2、N2、CO2、SO2、氣態(tài)水、固態(tài)灰

彈筒發(fā)熱量是實(shí)驗(yàn)室測定發(fā)熱量時(shí)直接從量熱儀上測定的發(fā)熱量；高位發(fā)熱量是由彈筒發(fā)熱量減去硝酸生成熱和硫酸校正熱后得到的發(fā)熱量；