1、第五章 煤質(zhì)分析,5.1 概述,5.2 煤的工業(yè)分析,5.3 煤中硫的測定,5.4 煤發(fā)熱量的測定,5.5 工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煤的發(fā)熱量,主要內(nèi)容,一、煤的組成和分類 二、煤的分析方法分類,5.1 概述,一、煤的組成和分類,1煤的組成 2煤的分類 3對工業(yè)用煤的要求,1煤的組成,煤包含有很多種元素，由可燃物和不可燃物兩部分組成。 可燃物主要包括有機(jī)質(zhì)和少量的礦物質(zhì)，不可燃物包括水和大部分礦物質(zhì)，象堿金屬、堿土金屬、鐵、鋁等的鹽類。,煤的元素組分,即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)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，

2、碳含量可超過97%。,碳,煤的元素組分,即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素.,氫是煤中第二個(gè)重要的組成元素，它占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%，越是年輕的煤，其含量也越高。,氫,煤的元素組分,即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)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,煤的元素組分,即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)元素.,氮元素在煤中的比例較少，一般為0.53%。,氮,煤的元素組分,即碳、氫、氧、氮、硫五個(gè)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1

3、0%均有。,硫,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，多是粘結(jié)性很差或是沒有粘結(jié)性的年輕煤； 碳含量高、氧含量低的煤則常是一些無粘結(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。,2煤的分類,煤的種類繁多，質(zhì)量也相差懸殊，不同類型的煤有不同的用途。 如結(jié)焦性好或粘結(jié)性好的煤是優(yōu)質(zhì)的煉焦用煤，熱穩(wěn)定性好的無煙塊煤是合成氨廠的主要原料，揮發(fā)分和發(fā)熱量都高的煤是較好的動力用煤，一些低灰、低硫的年輕煤則是加壓氣化制造煤氣和加氫液化制取人造液體燃料的較好原料。,2煤的分類,煤的成因分類：

4、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： 按煤的工業(yè)使用方法分類； 煤的科學(xué)分類： 按煤的組分結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。,我國的分類法是以煉焦用煤為主的工業(yè)分類法,新的煤分類國家標(biāo)準(zhǔn)把我國的煤從褐煤到無煙煤之間共劃分為14個(gè)大類和17個(gè)小類。,常見的三類：無煙煤、褐煤、煙煤,無煙煤,無煙煤分為三個(gè)小類： 年老無煙煤、典型無煙煤、年輕無煙煤，主要是按照各小類工藝?yán)锰匦缘牟煌鴦澐帧?褐煤,褐煤劃為2個(gè)小類： 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。,貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣肥煤、氣煤、1/3焦煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤和長焰煤共12個(gè)煤類。,煙煤,3對工業(yè)用

5、煤的要求,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)冶金用焦，對煉焦用煤有以下要求：,（1）有較強(qiáng)的結(jié)焦性或粘結(jié)性 （2）煤的灰分要低 （3）煤的硫分要低 （4）配合煤的揮發(fā)分要合適,建材工業(yè)用煤,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)對煤質(zhì)要求最高，尤其是年產(chǎn)水泥20萬噸以上的大、中型水泥廠的回轉(zhuǎn)窯燒成用煤。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1450以上（要求

6、燃料火焰溫度達(dá)16001700）。,二、煤的分析方法分類,煤的分析檢驗(yàn)，根據(jù)目的不同，一般可分為工業(yè)分析和元素分析。 1工業(yè)分析 2元素分析 3其它分析,二、煤的分析方法分類,1工業(yè)分析,煤的工業(yè)分析又叫技術(shù)分析或?qū)嵱梅治?，是評價(jià)煤的基本依據(jù)。它包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳四個(gè)項(xiàng)目的測定。,通常，水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率都直接測定，固定碳不作直接測定，而是用差減法進(jìn)行計(jì)算。,有時(shí)也將上述四個(gè)測定項(xiàng)目叫做半工業(yè)分析，再加上煤的發(fā)熱量和煤中全硫的測定，則稱為全工業(yè)分析。,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)。,如水分和灰分高的煤，它的有機(jī)質(zhì)含量就少，發(fā)熱量低，經(jīng)

7、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)，就可以比較可靠地算出煤的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。,煤中全硫分是確定煉焦用煙煤的重要指標(biāo)。,對于合成氨工業(yè)，空氣干燥基的固定碳含量（FCad）是評價(jià)無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)。,煤的外在水分和全水分，不僅影響動力用煤的低位發(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。,2元素分析,主要測定煤中碳、氫、氧、氮、硫等元素，了解煤的元素組成。元素分析的結(jié)果是對煤進(jìn)行科學(xué)分類的主要依據(jù)。在工業(yè)上，是計(jì)算發(fā)熱量、計(jì)算熱量平衡的依據(jù)。,元素分析儀,3其它分析,如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但一般是指有提取

8、價(jià)值的鍺、鎵、鈾、釩、鋁、鉭等常見的稀有元素。 如煤中的鍺含量在20gg-1以上時(shí)即可計(jì)算儲量而有一定的提取價(jià)值，鎵含量在50gg-1以上和鈾含量在300500gg-1以上時(shí)也有提取價(jià)值，,3其它分析,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、鎘、汞等。硫、磷、氯主要是指工業(yè)利用中對生產(chǎn)有害，后幾種則是對人體和環(huán)境有害，根據(jù)特殊的需要進(jìn)行檢測。 其它還有煤灰成分分析，物理性質(zhì)測定等，需根據(jù)要求來確定檢測項(xiàng)目。,5.2 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(jì)算 六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算,一、常用的符

9、號和基準(zhǔn),1分析項(xiàng)目的名稱及表示符號,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,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,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(jì)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

10、）airdry 干基（d）dry 干燥無灰基（daf） dry af 干燥無礦物質(zhì)基（dmmf） mineral matter tree,3.1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。,3.2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(shí)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(shí)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)。,3.3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。,3.4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。,二、水分的

11、測定,煤的水分是評價(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?，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,（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。,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。 根據(jù)存在的不同

12、結(jié)構(gòu)狀態(tài)，分為以下兩種：,2.1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。,2.2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)。,（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通氮干燥法、B甲苯蒸餾法、C空氣干燥法 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。,結(jié)果計(jì)算,式

13、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。,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（%）,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(shí),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)?，用符號A表示

14、。,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” 。,測定煤的灰分，對于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價(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(cái)富的。,1儀器 灰皿,長方形灰皿,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，

15、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(shí)為止，取最后一次質(zhì)量計(jì)算。灰分15%的樣品，可不必進(jìn)行檢查性灼燒。,3. 計(jì) 算,式中 m試料的質(zhì)量，g； m1灼燒后殘?jiān)|(zhì)量，g。,4灰分測定的允許誤差,表4 灰分測定的允許誤差（%）,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(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。,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

16、、時(shí)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。,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(gè)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)。,1儀器,1.1 磨口坩堝 1.2 高溫爐 1.3 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。,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)必須有一個(gè)溫

17、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)相適應(yīng)，放在架上的坩堝底部應(yīng)與爐堂底距離2030mm。,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56min，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。,3. 計(jì) 算,式中 m試料的質(zhì)量，g； m1樣品加熱后減少的質(zhì)量，g。

18、,4注意事項(xiàng),4.1當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時(shí)，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。 4.2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。 4.3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。,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,五、固定碳含量的計(jì)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。,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(jì)算發(fā)熱量的公式，即以煤的

19、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(gè)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(gè)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。,說 明,3. 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(jì)算得到,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

20、灰基組成，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.,3.3 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,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(gè)重要問題。,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

21、，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，,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、干燥、灰化和灼燒等過程。,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(shí)，可燃硫首先轉(zhuǎn)化為SO2，繼而在有空氣存

22、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 ,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(shí)也能與SO2和SO3發(fā)生反應(yīng)。,CaSO4 ？ MeSO4？,不可燃燒又難溶于水的CaSO4，也能同時(shí)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,熔塊浸取？,經(jīng)半熔反應(yīng)后的

23、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。,酸性 pH約12,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。,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。,3試劑,3.1 艾士卡合劑(MgONa2CO3質(zhì)量比2 :1)； 3.2 鹽酸溶液（1+1）； 3.3 氯化鋇溶液（100 g/L）； 3.4 甲基橙指示劑（2 g/L

24、）； 3.5 硝酸銀溶液（10 g/L）。,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,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100150mL熱蒸溜水，充分?jǐn)嚢枋谷蹓K散碎，煮沸約5min（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

25、蒸餾水吹洗不溶物，吹洗時(shí)應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗幾次（約12次，最后溶液體積不超300mL）。,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)，,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(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

26、中冷到室溫、稱量。,5結(jié)果計(jì)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)。,6測定全硫的允許誤差,7注意事項(xiàng),7.1 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。 7.2 在用水浸取、洗滌時(shí)，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）。,7注意事項(xiàng),7.3 調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時(shí)再加熱，是為了消除CO32-的影響： 2H+ + CO32-

27、= H2O + CO2 7.4 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。,7注意事項(xiàng),7.5 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。 7.6 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 ,5.4 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,5.4 煤發(fā)熱量的測定,煤的發(fā)

28、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(jià)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(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(gè)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)，還常作為煤碳分類的指標(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

29、= 4.1816 J。,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,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(jì)實(shí)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(shí)產(chǎn)生的熱量多，所以又稱為“最高發(fā)熱量”。,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(shí)產(chǎn)生的熱量，此時(shí)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）。

30、,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： 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）。,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)生的熱量。 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20水蒸氣狀態(tài)），此時(shí)燃料燃燒放出的熱量一部分

31、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。,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)際應(yīng)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，Qb,ad； 4.2 空氣干燥基高位發(fā)熱量，Qgr,ad； 4.3 干基高位發(fā)熱量，Qgr,d； 4.4 干燥無灰基高位發(fā)熱量，Qgr,daf； 4.5 收到基低位發(fā)熱量，Qnet,ar；,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(bào)出。動力燃料必須使用收到基低

32、位發(fā)熱量。在使用發(fā)熱量結(jié)果時(shí)，必須搞清楚其類別和基準(zhǔn)；否則會造成很大的誤差。,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(jì)算樣品的發(fā)熱量。 2儀器及設(shè)備 3.測定方法,5.5 由工業(yè)分析結(jié)果計(jì)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(jì)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。,半經(jīng)驗(yàn)公式,1無煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計(jì)算式 Qn