1、a,1,第三章 煤的工業(yè)分析和元素分析,3.1 煤樣的采集,3.2 煤的工業(yè)分析,3.3 煤中硫的測定,3.4 煤發(fā)熱量的測定,3.5 工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量,主要內(nèi)容,3.2 煤樣的制備,a,2,一、采樣基礎(chǔ)知識 煤樣的采集是指按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法采取具有代表性煤樣的過程，簡稱采樣。 1. 采樣中常用的基本概念 （1）批 （2）采樣單元 （3）子樣 （4）總樣 （5）分樣,3.1 煤樣的采集,a,3,2采樣的基本原理 采樣的基本原理就是在一批煤的各規(guī)定位置上分別采取一定量的若干個子樣，由此匯集成一個總樣。子樣的份數(shù)是由煤的不均勻程度和采樣的精密度所決定，子樣質(zhì)量達(dá)到一定限度之后，再增加

2、質(zhì)量就不能顯著提高采樣的精密度。,3.1 煤樣的采集,a,4,二、商品煤樣采取方法 1采取商品煤樣對采樣工具的要求 采樣工具的大小、規(guī)格、型號關(guān)系到采樣的質(zhì)量。各國采樣工具的尺寸都以煤的粒度的倍數(shù)來確定，一般為粒度的2.03.0倍。 2采樣精密度 國家標(biāo)準(zhǔn)GB 475-1996商品煤樣采取方法中，根據(jù)煤炭品種和灰分來規(guī)定采樣精密度，具體數(shù)值如表3-1。,3.1 煤樣的采集,a,5,3采樣單元 4子樣數(shù)目和質(zhì)量 5煤流中采取商品煤樣 6火車頂部采取商品煤樣 【例題3-1】設(shè)一節(jié)車皮容量為50t，分別畫出下列要求的采樣點(diǎn)布置情況。 以200t煤量的原煤為一采樣單元； 以50t煤量的原煤為一采樣單元

3、； 以150t煤量的精煤為一采樣單元。,3.1 煤樣的采集,a,6,三、生產(chǎn)煤樣采取方法 1采取生產(chǎn)煤樣的總則 2生產(chǎn)煤樣的采樣要點(diǎn) 3采取生產(chǎn)煤樣時應(yīng)注意的問題 四、煤層煤樣采取方法 1煤層煤樣及其采取目的 2采取煤層煤樣的總則 3煤層煤樣采取方法,3.1 煤樣的采集,a,7,4煤層煤樣分析試驗(yàn)結(jié)果的整理 按GB/T 217真相對密度測定方法和GB/T 212工業(yè)分析方法測定每一分層煤樣的真相對密度和灰分。根據(jù)測定結(jié)果，分別計算全部分層煤樣、應(yīng)開采部分分層煤樣和煤分層煤樣的加權(quán)平均灰分，其計算公式如下：,3.1 煤樣的采集,a,8,d煤樣的加權(quán)平均灰分（干燥基），%； Ad1、Ad2、Adn

4、第1、2n個煤分層或夾石層的灰分 （干燥基），%； t1、t2、tn第1、2n個煤分層或夾石層的厚度，m； TRD1、TRD2TRDn第1、2n個煤分層或夾石層的真相對密度。,3.1 煤樣的采集,a,9,（3）根據(jù)應(yīng)開采部分各分層煤樣算出的加權(quán)平均灰分與可采煤樣灰分之間的相對差值不得超過10%，如超過限度時，則所采的煤樣作廢，應(yīng)重新采取。 其相對差值按下式計算：,3.1 煤樣的采集,a,10,式中,應(yīng)開采部分各分層煤樣的加權(quán)平均灰分（干燥基），%；,可采煤樣灰分（干燥基），%。,3.1 煤樣的采集,a,11,可采煤樣的分析試驗(yàn)結(jié)果,3.1 煤樣的采集,a,12,一、煤樣制備的程序 煤樣的制備包

5、括破碎、篩分、混合、縮分和干燥等程序。煤樣的縮制實(shí)際上是按粒度不同分級進(jìn)行的，通常分為25mm、13mm、6mm、3mm、1mm五組，最后制備成小于0.2mm的分析煤樣。 1. 破碎 2. 篩分 3. 混合,3.2 煤樣的制備,a,13,4. 縮分 5. 干燥,3.2 煤樣的制備,a,14,二、煤樣的減灰 1. 減灰重液的相對密度 （1）煙煤、褐煤一般用相對密度為1.4的重液減灰，如用該重液減灰后灰分仍大于10%，應(yīng)另取煤樣用相對密度為1.35的重液減灰，如灰分仍大于10%，則不再減灰。 （2）無煙煤用的減灰重液相對密度（減灰相對密度）可按原煤樣的干基真相對密度 （ ）d、干燥無礦物質(zhì)基真相對

6、密度（ ）dmmf和干基灰分（Ad）的關(guān)系按下式計算：,3.2 煤樣的制備,a,15,三、煤樣的制備,煤樣制備程序圖,3.2 煤樣的制備,a,16,第三節(jié)煤質(zhì)分析中常用基準(zhǔn)和符號,一、煤質(zhì)分析的常用基準(zhǔn) 新舊標(biāo)準(zhǔn)中各種基采用的名稱及符號對照表,a,17,二、煤質(zhì)分析中的常用符號 部分煤質(zhì)及工藝性質(zhì)分析項(xiàng)目符號的新舊標(biāo)準(zhǔn)對照表,3.3 煤質(zhì)分析中常用基準(zhǔn)和符號,a,18,a,19,續(xù)表,a,20,3.4 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,a,21,一、常用的符號和基準(zhǔn),1分析項(xiàng)目的名稱及表示

7、符號,表1 分析試驗(yàn)項(xiàng)目及符號,C、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。,ash,volatile compound,fixed carbon,quantity of produced heat,mineral matter,moisture,a,22,2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,free,inherence,total,nether,a,23,3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(yàn)，將得出不同的結(jié)果，所以基準(zhǔn)又是用以計算和表達(dá)測定值的主要依據(jù)之一。,收到基（ar）as received 空氣干燥基（ad）airdr

8、y 干基（d）dry 干燥無灰基（daf） dry a f 干燥無礦物質(zhì)基（dmmf） mineral matter free,a,24,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(dá)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(dá)到空氣干燥狀態(tài)。,a,25,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）,它是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。,a,26,二、水分的測定,

9、煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟(jì)價值的最基本的指標(biāo)。因?yàn)槊褐兴趾吭蕉啵旱臒o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,a,27,（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。,a,28,2游離水： 以物理狀態(tài)（如附著、吸附等形式）和煤結(jié)合的水。

10、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(yùn)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)。,a,29,（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。,a,30,結(jié)果計算,式中

11、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。,a,31,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(jìn)行核對。,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：,M1為煤樣在運(yùn)送過程中水分的損失量（%）,a,32,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,* 在同一化驗(yàn)室進(jìn)行全水分測定時,a,33,（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

12、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。,a,34,三、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(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)以后所剩下的殘?jiān)梅朅表示。,灰分全部來自礦物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤中原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為“灰分產(chǎn)率” 。,a,35,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?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。雖然煤灰是煤中有害物，但進(jìn)行綜合利用后，也會變廢為寶，為國家創(chuàng)造財富的。,a,36,1儀器 灰皿,長方形灰皿,a,37,2測定過程,稱

13、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(jìn)行檢查性灼燒，每次進(jìn)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?5%的樣品，可不必進(jìn)行檢查性灼燒。,a,38,3. 計算,式中 m試料的質(zhì)量，g； m1灼燒后殘?jiān)|(zhì)量，g。,a,39,4灰分測定的允許誤差,

14、表4 灰分測定的允許誤差（%）,a,40,四、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(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。,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(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。,a,41,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

15、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)。,a,42,1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。,a,43,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)。,a,44,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2030mm。,a,45,2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

16、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56min，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。,a,46,3. 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。,a,47,4注意事項(xiàng),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(dá)到90010，否則試驗(yàn)作廢。 從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，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。,a,48,5測定揮發(fā)分產(chǎn)率的

17、允許誤差,表5 揮發(fā)分產(chǎn)率測定的允許誤差,a,49,五、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。,a,50,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FC

18、daf作為分類指標(biāo)之一。,a,51,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FCad65%。,4. 固定碳含量，一般不直接測定，而是通過計算得到,a,52,計 算,FCad = 100% - Mad - Aad Vad FCd = 100% - Ad Vd FCdaf = 100% - Vdaf,a,53,六、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,a,54,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

19、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(shí)際使用時則為收到基。因此，不同基準(zhǔn)時的組成需要進(jìn)行換算.,a,55,a,56,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：100FCar =100- (Mar+Aar)FCdaf FCar =FCdaf100-（Mar+Aar）100,a,57,例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下： 空氣干燥基的水分M

20、ad=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=？,a,58,解：,a,59,一、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,3.5 煤的元素分析,a,60,一、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16%，越是年輕的煤，其含量也越高。,氫,3.5 煤的元素分析,a,61,一、煤的元素組分,即碳、氫、氧

21、、氮、硫五個元素.,氧元素是組成煤有機(jī)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130%均有。,氧,3.5 煤的元素分析,a,62,一、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0.53%。,氮,3.5 煤的元素分析,a,63,一、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(jī)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,3.5 煤的元素分析,a,64,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

22、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8488%，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。,a,65,二、 煤中硫的測定,煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類： 有機(jī)硫 無機(jī)硫 單質(zhì)硫,根據(jù)燃燒性分類： 可燃硫：有機(jī)硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫 不可燃硫（固定硫 ）：硫酸鹽硫,3.5 煤的元素分析,a,66,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

23、。脫除煤中的硫是煤炭利用的一個重要問題。,a,67,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(jī)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，,a,68,艾士卡質(zhì)量法,1方法要點(diǎn) 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、

24、干燥、灰化和灼燒等過程。,a,69,2基本原理,熔樣： 煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進(jìn)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 ,a,70,MgO 作用？,艾士卡試劑中的MgO能疏松反應(yīng)物，使空氣能進(jìn)入煤樣，同時也能與SO2和SO3發(fā)生反應(yīng)。,CaSO4 ？ MeSO4？,不可

25、燃燒又難溶于水的CaSO4，也能同時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Na2CO3反應(yīng)如下： MeSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + MeCO3,a,71,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(jìn)入水中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。,a,72,酸性 pH約12,濾渣經(jīng)過洗滌后，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液酸度，使其呈酸性（pH約12），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。,a,73,沉淀、洗滌、灼燒、恒量,加入Ba2+后，生成硫酸鋇沉淀： SO42- + Ba2-

26、 = BaSO4 濾出BaSO4沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，即可稱量。,a,74,3試劑,艾士卡合劑(MgONa2CO3質(zhì)量比2+1)； 鹽酸溶液（1+1）； 氯化鋇溶液（100 g/L）； 甲基橙指示劑（2 g/L）； 硝酸銀溶液（10 g/L）。,a,75,4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,a,76,熔塊浸取,將熔塊連

27、同坩堝一并放入400mL燒杯中，用熱蒸餾水洗出坩堝。加入100150mL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(yàn)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）。,a,77,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2mL HCl溶液(1+1)，,a,78,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10mLBaCl

28、2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(jìn)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。,a,79,5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(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)。,a,80,6測定全硫的允許誤差,a,81,7注意事項(xiàng),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。

29、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）。,a,82,7注意事項(xiàng),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。,a,83,7注意事項(xiàng),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

30、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 ,a,84,3.6 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,a,85,3.6 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(jì)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(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。,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

31、是反映煤化程度的指標(biāo)，還常作為煤碳分類的指標(biāo)。,a,86,一、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，1 cal = 4.1816 J。,a,87,二、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,a,88,1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2735大氣壓）燃燒后產(chǎn)生的熱量，也就是用彈筒量熱計實(shí)測出的熱量。,煤中原有的水和氫元素燃燒生成的水

32、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”。,a,89,2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）,a,90,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

33、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）。,硝酸校正系數(shù)表,a,91,3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(jìn)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。,a,92,4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(shí)際

34、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；,a,93,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。,a,94,5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

35、，因?yàn)橐紤]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。,a,95,三、煤的發(fā)熱量的測定,測定發(fā)熱量的通用方法是“氧彈法”。 1原理 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，由水升高的溫度，計算樣品的發(fā)熱量。 2儀器及設(shè)備 3.測定方法,a,96,3.7 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(yàn)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(shí)用意義。,a,97,半經(jīng)驗(yàn)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