第三章煤的工業(yè)分析和元素分析

1、 第三章第三章 煤的工業(yè)分析和元素分析煤的工業(yè)分析和元素分析7.1 煤樣的采集煤樣的采集7.2 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 7.3 煤中硫的測(cè)定煤中硫的測(cè)定 7.4 煤發(fā)熱量的測(cè)定煤發(fā)熱量的測(cè)定 7.5 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7.2 煤樣的制備煤樣的制備n一、采樣基礎(chǔ)知識(shí)n煤樣的采集是指按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法采取具有代表性煤樣的過(guò)程，簡(jiǎn)稱采樣。n1. 采樣中常用的基本概念n（1）批 n（2）采樣單元 n（3）子樣 n（4）總樣 n（5）分樣 7.1 煤樣的采集煤樣的采集n2采樣的基本原理n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

2、個(gè)子樣，由此匯集成一個(gè)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，再增加質(zhì)量就不能顯著提高采樣的精密度。7.1 煤樣的采集煤樣的采集n二、商品煤樣采取方法n1采取商品煤樣對(duì)采樣工具的要求n采樣工具的大小、規(guī)格、型號(hào)關(guān)系到采樣的質(zhì)量。各國(guó)采樣工具的尺寸都以煤的粒度的倍數(shù)來(lái)確定，一般為粒度的2.03.0倍。n2采樣精密度n國(guó)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(lái)規(guī)定采樣精密度，具體數(shù)值如表3-1。7.1 煤樣的采集煤樣的采集n3采樣單元n4子樣數(shù)目和質(zhì)量n5煤流中采取商品煤樣n6火車頂部采取商品煤樣n【例題3-1】設(shè)一節(jié)車皮容量為

3、50t，分別畫(huà)出下列要求的采樣點(diǎn)布置情況。n以200t煤量的原煤為一采樣單元；n以50t煤量的原煤為一采樣單元；n以150t煤量的精煤為一采樣單元。 7.1 煤樣的采集煤樣的采集n三、生產(chǎn)煤樣采取方法n1采取生產(chǎn)煤樣的總則n2生產(chǎn)煤樣的采樣要點(diǎn)n3采取生產(chǎn)煤樣時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題n四、煤層煤樣采取方法 n1煤層煤樣及其采取目的n2采取煤層煤樣的總則n3煤層煤樣采取方法7.1 煤樣的采集煤樣的采集n4煤層煤樣分析試驗(yàn)結(jié)果的整理n按GB/T 217真相對(duì)密度測(cè)定方法和GB/T 212工業(yè)分析方法測(cè)定每一分層煤樣的真相對(duì)密度和灰分。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，分別計(jì)算全部分層煤樣、應(yīng)開(kāi)采部分分層煤樣和煤分層煤樣的加權(quán)平

4、均灰分，其計(jì)算公式如下： 7.1 煤樣的采集煤樣的采集d煤樣的加權(quán)平均灰分（干燥基），%； Ad1、Ad2、Adn第1、2n個(gè)煤分層或夾石層的灰分 （干燥基），%； t1、t2、tn第1、2n個(gè)煤分層或夾石層的厚度，m； TRD1、TRD2TRDn第1、2n個(gè)煤分層或夾石層的真相對(duì)密度。7.1 煤樣的采集煤樣的采集n（3）根據(jù)應(yīng)開(kāi)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(duì)差值不得超過(guò)10%，如超過(guò)限度時(shí)，則所采的煤樣作廢，應(yīng)重新采取。n其相對(duì)差值按下式計(jì)算： 7.1 煤樣的采集煤樣的采集式中應(yīng)開(kāi)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），%。7.1 煤

5、樣的采集煤樣的采集n可采煤樣的分析試驗(yàn)結(jié)果 7.1 煤樣的采集煤樣的采集n一、煤樣制備的程序n煤樣的制備包括破碎、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(jí)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。 n1. 破碎n2. 篩分n3. 混合7.2 煤樣的制備煤樣的制備n4. 縮分n5. 干燥 7.2 煤樣的制備煤樣的制備n二、煤樣的減灰n1. 減灰重液的相對(duì)密度n（1）煙煤、褐煤一般用相對(duì)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(duì)密度為1.35的重液減灰，如灰分仍大于10%，則不再減灰。n

6、（2）無(wú)煙煤用的減灰重液相對(duì)密度（減灰相對(duì)密度）可按原煤樣的干基真相對(duì)密度 （n）d、干燥無(wú)礦物質(zhì)基真相對(duì)密度（ ）dmmf和干基灰分（Ad）的關(guān)系按下式計(jì)算： 7.2 煤樣的制備煤樣的制備三、煤樣的制備煤樣制備程序圖 7.2 煤樣的制備煤樣的制備第三節(jié)煤質(zhì)分析中常用基準(zhǔn)和符號(hào)n一、煤質(zhì)分析的常用基準(zhǔn)n新舊標(biāo)準(zhǔn)中各種基采用的名稱及符號(hào)對(duì)照表 n二、煤質(zhì)分析中的常用符號(hào)n部分煤質(zhì)及工藝性質(zhì)分析項(xiàng)目符號(hào)的新舊標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表 第三節(jié)煤質(zhì)分析中常用基準(zhǔn)和符號(hào)續(xù)表7.4 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析n一、常用的符號(hào)和基準(zhǔn)一、常用的符號(hào)和基準(zhǔn)n二、水分的測(cè)定二、水分的測(cè)定 n三、灰分的測(cè)定三、灰分的測(cè)定 n四、揮

7、發(fā)分產(chǎn)率的測(cè)定四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測(cè)定 n五、固定碳含量的計(jì)算五、固定碳含量的計(jì)算 n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)成分等仍以元素及煤灰中化學(xué)成分等仍以元素名稱為代表符號(hào)。名稱為代表符號(hào)。ashvolatile compoundfixed carbonquantity of produced heatminera

8、l 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)n基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤樣基準(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。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 received空氣干燥基（空氣干燥基（ad）aird

9、ry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出具有是從收到的一批煤樣中取出具有代表性的煤樣代表性的煤樣，以此種狀態(tài)的煤樣測(cè)定的結(jié)果并以，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。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)是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達(dá)到平衡時(shí)的煤樣的煤樣。在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：煤樣若在空氣。在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)

10、定：煤樣若在空氣中連續(xù)干燥中連續(xù)干燥1小時(shí)后質(zhì)量變化不超過(guò)小時(shí)后質(zhì)量變化不超過(guò)0.10%，則認(rèn)為達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。則認(rèn)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)果表示方法。的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。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 n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?，煤的無(wú)用成分標(biāo)。因?yàn)槊褐兴趾吭蕉啵旱臒o(wú)用成分也越多，同時(shí)有

11、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)n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，即以化合方式和煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水，即通 常 所

12、說(shuō) 的 結(jié) 晶 水 ， 例 如 硫 酸 鈣通 常 所 說(shuō) 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以上才能分以上才能分解析出。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(kāi)采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和洗選

13、過(guò)程中潤(rùn)濕在煤的外是指煤在開(kāi)采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和洗選過(guò)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10cm10cm）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（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)定有三種方法煤中全水分的測(cè)定有三種方法: A 、B、 C 方法方法A僅適用于煙煤和無(wú)煙煤，并作為測(cè)定煙煤和僅適用于煙煤和無(wú)煙煤，并作為測(cè)定煙煤和無(wú)煙煤水分的

14、仲裁測(cè)定方法；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，但以方適用于褐煤、煙煤和無(wú)煙煤，但以方法法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(lái)說(shuō)按測(cè)定的速度來(lái)說(shuō): 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(wèn)題全水份測(cè)定注意問(wèn)題 1. 1. 在測(cè)定煤樣的全水分以前，應(yīng)仔細(xì)檢查貯存煤在測(cè)定煤樣的

15、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)。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(guò)程中水分有損失，則可按下如果煤樣在運(yùn)送過(guò)程中水分有損失，則可按下式求出補(bǔ)正后的煤樣全水分：式求出補(bǔ)正后的煤樣全水分：)1 (111tMmmMMM1為煤樣在運(yùn)送過(guò)程中水分的損失量（為煤樣在運(yùn)送過(guò)程中水分的損失量（%） 全水份測(cè)定注意問(wèn)題全水份測(cè)定注意問(wèn)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

16、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）分析煤樣的水分測(cè)定三）分析煤樣的水分測(cè)定 分析煤樣的水分就是空氣干燥基水分Mad ，測(cè)定方法分為常規(guī)方法、快速方法和蒸餾方法三種。mmM1ad Mad分析煤樣水分分析煤樣水分 ； m1分析煤樣干燥后失去的質(zhì)量，分析煤樣干燥后失去的質(zhì)量，g； m分析煤樣的質(zhì)量，分析煤樣的質(zhì)量，g。三、灰分的測(cè)定三、灰分的測(cè)定 n煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)（除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）在一定溫度下，經(jīng)一水分以外的所有無(wú)

17、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)以后所剩下的系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的殘?jiān)鼩堅(jiān)梅?hào)，用符號(hào)A A表示。表示。 灰分全部來(lái)自礦物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤灰分全部來(lái)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n因?yàn)槊褐谢曳质怯泻ξ镔|(zhì)，所以各種用途的煤，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，灰分越低也就越好。雖然煤灰是煤中有害物，但

18、進(jìn)行綜合利用后，也會(huì)變廢為寶，為國(guó)家創(chuàng)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。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(guò)程 n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灼燒恒灼燒恒量的灰皿中，輕微振動(dòng)，使樣品分散為均勻的薄層，量的灰皿中，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，使左右的縫隙供自然通風(fēng)，控制加熱速度，使?fàn)t溫在爐溫在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

19、溫度至815 10，關(guān)閉爐門，關(guān)閉爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒在此溫度下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于干燥器中。取出灰皿，于干燥器中冷至室溫（約冷至室溫（約20min）稱量，然后進(jìn)行檢查性灼燒，）稱量，然后進(jìn)行檢查性灼燒，每次進(jìn)行每次進(jìn)行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，取最后一次質(zhì)量計(jì)算?；曳謺r(shí)為止，取最后一次質(zhì)量計(jì)算。灰分15%的樣品，的樣品，可不必進(jìn)行檢查性灼燒?？刹槐剡M(jìn)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)

20、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 n 將煤放在與將煤放在與空氣隔絕空氣隔絕的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)一定時(shí)間加熱后，煤中的一定時(shí)間加熱后，煤中的有機(jī)質(zhì)和部分礦物質(zhì)分有機(jī)質(zhì)和部分礦物質(zhì)分解解為為氣體氣體釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即為為煤的揮發(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)，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，而而是在特定條件下，煤受熱的分解

21、產(chǎn)物，而且其測(cè)定值受溫度、時(shí)間和所用坩堝的大小、且其測(cè)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)的結(jié)果應(yīng)稱為法，因此所測(cè)的結(jié)果應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率揮發(fā)分產(chǎn)率，用，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，可以初步判別根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別煤的煤的變質(zhì)程度變質(zhì)程度、發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率等各種重要性質(zhì)，等各種重要性質(zhì)，而且?guī)缀跏澜绺鲊?guó)都采用而且?guī)缀跏澜绺鲊?guó)都采用干燥無(wú)灰基揮發(fā)分干燥無(wú)灰基揮發(fā)分作作為煤分類的一個(gè)主要指標(biāo)。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

22、解揮發(fā)分是工業(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)。的重要指標(biāo)。 1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。 n高溫爐高溫爐 n帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個(gè)排氣孔。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

23、度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐膛內(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)格以能放其規(guī)格以能放置置6 6個(gè)坩堝為好，個(gè)坩堝為好， 大小應(yīng)與爐內(nèi)大小應(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)，放在架上的坩放在架上的坩堝底部應(yīng)與爐堝底部應(yīng)與爐堂底距離堂底距離202030mm30mm。 2測(cè)定過(guò)程測(cè)定過(guò)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，

24、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(kāi)動(dòng)秒表，關(guān)閉爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開(kāi)動(dòng)秒表，關(guān)閉爐門。準(zhǔn)確灼燒恰好爐門。準(zhǔn)確灼燒恰好7min7min，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 56min6min，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)

25、量，g。4 4注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 4.14.1當(dāng)打開(kāi)爐門，推入坩堝架時(shí)，爐溫可能下當(dāng)打開(kāi)爐門，推入坩堝架時(shí)，爐溫可能下降 ， 但 是 在降 ， 但 是 在 3 m i n3 m i n 內(nèi) 必 須 使 爐 溫 達(dá) 到內(nèi) 必 須 使 爐 溫 達(dá) 到900900 1010，否則試驗(yàn)作廢。，否則試驗(yàn)作廢。4.24.2從加熱至稱量都不能揭開(kāi)坩堝蓋，以防焦從加熱至稱量都不能揭開(kāi)坩堝蓋，以防焦渣被氧化，造成測(cè)定誤差。渣被氧化，造成測(cè)定誤差。4.34.3每次測(cè)定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，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)

26、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、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

27、。 說(shuō) 明 1.從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來(lái)看，從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來(lái)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(lái)源，碳作為發(fā)熱量的主要來(lái)源， 2. FCdaf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)，是表示煤的變質(zhì)程度的一個(gè)參數(shù)，即煤中固定即煤中固定碳含量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高碳含量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高，因此有，因此有些國(guó)家（

28、如日本、美國(guó)）的煤炭分類即以干燥些國(guó)家（如日本、美國(guó)）的煤炭分類即以干燥無(wú)灰基固定碳含量無(wú)灰基固定碳含量FCdaf作為分類指標(biāo)之一。作為分類指標(biāo)之一。 說(shuō) 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)合成氨用煤，要求FCFCadad65%65%。 4. 4. 固定碳含量，一般不直接測(cè)定，而是固定碳含量，一般不直接測(cè)定，而是通過(guò)計(jì)算得到通過(guò)計(jì)算得到 計(jì)計(jì) 算算nFCad = 100% - Mad - Aad Vadn FCd = 100% - Ad Vdn FCdaf = 100% - Vdaf六、不

29、同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算六、不同基準(zhǔn)分析結(jié)果的換算干基 = 空氣干燥基 - 空氣干燥基水分干燥無(wú)灰基 = 空氣干燥基 - 空氣干燥基水分 - 空氣干燥基灰分換算關(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的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(wú)灰影響。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，因此煤礦的基組成不會(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。也就是說(shuō)煤煤質(zhì)資料常以此基組成表示。也就是說(shuō)煤礦一般給的是干燥無(wú)灰基組成，而實(shí)際使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，不同基準(zhǔn)時(shí)的組用時(shí)則為收到基。因此，不同基準(zhǔn)時(shí)的組成需要進(jìn)行

30、換算成需要進(jìn)行換算. . 換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計(jì)算得到的換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計(jì)算得到的 例如收到基與干燥無(wú)灰基的轉(zhuǎn)換例如收到基與干燥無(wú)灰基的轉(zhuǎn)換 : :設(shè)設(shè)已知已知FCFCdafdaf、M Marar、A Aarar，求，求FCFCarar。 解：計(jì)算基準(zhǔn)：解：計(jì)算基準(zhǔn)：100kg的收到基煤折合成干燥無(wú)灰的收到基煤折合成干燥無(wú)灰基煤基煤 100-（Mar+Aar）kg，但含固定碳的絕對(duì)量，但含固定碳的絕對(duì)量相等，相等，即：收到基含碳量即：收到基含碳量=干燥無(wú)灰基含碳量干燥無(wú)灰基含碳量故：故：100FCar =100- (Mar+Aar)FCdaf FCar =FCdaf 100-（Ma

31、r+Aar）100 例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下：例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下： 空氣干燥基的水分空氣干燥基的水分M Madad=1.76%=1.76%， 灰分灰分A Aadad=23.17%=23.17%，揮發(fā)分，揮發(fā)分V Vadad=8.59%=8.59% 計(jì)算：計(jì)算： （1 1）干基的灰分）干基的灰分A Ad d=?=? （2 2）干燥無(wú)灰基的揮發(fā)分）干燥無(wú)灰基的揮發(fā)分V Vdafdaf= =？n解：解： adadd100100MAA%59.2376. 1100100%17.23)(100100adadaddafAMVV%44.11)17.2376. 1 (100100%59. 8一、煤的元素組

32、分一、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，在各元素中最高，一般大于中最高，一般大于70%。隨著煤化程度。隨著煤化程度的不斷增高，煤中碳元素的含量也越高，的不斷增高，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(guò)如某些超無(wú)煙煤，碳含量可超過(guò)97%。 碳碳7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、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. . 氫是煤中第二個(gè)重要的組成元素，它占?xì)涫敲褐械诙€(gè)重要的組成元素，它占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%，越是年輕

33、的煤，越是年輕的煤，其含量也越高。其含量也越高。 氫氫7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、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)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，其含熱量常隨氧元素含量的增高而降低，其含量從量從130%均有。均有。 氧氧7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、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. . 氮元素在煤中的比例較少，一般

34、為氮元素在煤中的比例較少，一般為0.53%。 氮氮7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、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(jiàn)元的一種常見(jiàn)元素，它在煤中含量的多少，與煤化程度的素，它在煤中含量的多少，與煤化程度的高低無(wú)明顯關(guān)系，其含量從最低的高低無(wú)明顯關(guān)系，其含量從最低的0.1到到最高的最高的10%均有。均有。硫硫7.5 煤的元素分析煤的元素分析 煤的元素組分的不同，不僅能反映出煤化程度，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)的不同而且也直接表征出煤性質(zhì)的

35、不同。 如碳含量低、氧含量高的煤，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(méi)有粘結(jié)性的年輕煤；碳含量高、氧差或是沒(méi)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)性的年老煤，含量低的煤則常是一些無(wú)粘結(jié)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%以上的中以上的中等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用煤。煤。 二、二、 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、

36、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 7.5 煤的元素分析煤的元素分析 硫是煤中的有害元素之一硫是煤中的有害元素之一n燃料用煤中的硫在煤燃燒過(guò)程中形成燃料用煤中的硫在煤燃燒過(guò)程中形成SOSO2 2。SOSO2 2不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且還會(huì)造成空氣污染。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鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫煉焦用煤中的硫直接影響鋼鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫大于大于0.07%0.07%，就會(huì)使鋼鐵熱脆而成為廢品。脫，就會(huì)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(wèn)題。除煤中的硫是煤炭利用的一個(gè)重要問(wèn)

37、題。 全全 硫硫 n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n 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

38、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+21+2的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡質(zhì)量法。的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡質(zhì)量法。方法包括煤樣的方法包括煤樣的半熔反應(yīng)半熔反應(yīng)、用水浸取、硫酸鋇、用水浸取、硫酸鋇的沉淀、過(guò)濾、洗滌、干燥、灰化和灼燒等過(guò)的沉淀、過(guò)濾、洗滌、干燥、灰化和灼燒等過(guò)程。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)行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

39、種形態(tài)的硫都轉(zhuǎn)化成可溶于水半熔反應(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)，可燃硫首先的硫酸鹽。煤樣在空氣中燃燒時(shí)，可燃硫首先轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SO2，繼而在有空氣存在下，和艾士卡，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 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，使空氣能進(jìn)入煤，使空

40、氣能進(jìn)入煤樣，同時(shí)也能與樣，同時(shí)也能與SOSO2 2和和SOSO3 3發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(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熔塊浸取熔塊浸取？n經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，NaNa2 2SOSO4 4都溶都溶入水中。未作用完的入水中。未作用完的NaNa2 2COCO3 3也進(jìn)入水中，并部也

41、進(jìn)入水中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。分水解，因此水溶液呈堿性。 酸性酸性 pH約約12n濾渣經(jīng)過(guò)洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液濾渣經(jīng)過(guò)洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液酸度，使其呈酸性（酸度，使其呈酸性（pHpH約約1 12 2），），其目的是消其目的是消除除COCO3 32-2-的影響的影響，因其也會(huì)和，因其也會(huì)和BaBa2+2+在中性溶液中在中性溶液中形成碳酸鋇沉淀。形成碳酸鋇沉淀。 沉淀、洗滌、灼燒、恒量沉淀、洗滌、灼燒、恒量 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

42、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 n稱取煤樣（粒度應(yīng)小干稱取煤樣（粒度應(yīng)小干0.2mm 0.2mm ）1g1g，置于，置于30mL30mL瓷坩堝中，取艾士卡試劑瓷坩堝中，取艾士卡試劑2g2g，放在瓷坩堝內(nèi)仔，放在瓷坩堝

43、內(nèi)仔細(xì)混勻，上面再覆蓋細(xì)混勻，上面再覆蓋1g1g艾士卡試劑，把坩堝推艾士卡試劑，把坩堝推入高溫爐內(nèi)。在入高溫爐內(nèi)。在2h2h內(nèi)從室溫升到內(nèi)從室溫升到850850，在，在850850下加熱下加熱2h2h，取出坩堝，冷卻到室溫。用，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（如玻璃棒把熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無(wú)殘?zhí)款w粒（如果有，則再送入爐中加熱）。果有，則再送入爐中加熱）。 熔熔 樣樣 熔塊熔塊浸取浸取 將熔塊連同坩堝一并放入將熔塊連同坩堝一并放入400mL400mL燒杯中，用熱蒸餾燒杯中，用熱蒸餾水洗出坩堝。加入水洗出坩堝。加入100100150mL150mL熱蒸溜水，充分?jǐn)嚢枋篃嵴?/p>

44、溜水，充分?jǐn)嚢枋谷蹓K散碎，煮沸約熔塊散碎，煮沸約5min5min（此時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全（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，再用熱蒸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(shí)應(yīng)注意每次加水要少些，多餾水吹洗不溶物，吹洗時(shí)應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗幾次（約吹洗幾次（約1212次，最后溶液體積不超次，最后溶液體積不超300mL300mL）。）。 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（2g/L2g/L水溶液）指示水溶液）指示

45、劑劑3 3滴，然后用滴，然后用HClHCl溶液溶液(1+1)(1+1)調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加2mL 2mL HClHCl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，在不斷攪拌把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪拌下，慢慢滴加下，慢慢滴加10mLBaCl10mLBaCl2 2溶液溶液(100g/L)(100g/L)，在電熱板，在電熱板上保溫上保溫2h2h（或放置過(guò)夜），用慢速定量濾紙過(guò)濾。（或放置過(guò)夜），用慢速定量濾紙過(guò)濾。用熱蒸餾水洗至無(wú)用熱蒸餾水洗至無(wú)ClCl，將沉淀和濾紙正確

46、折疊放，將沉淀和濾紙正確折疊放在在850850下已恒量的坩堝中進(jìn)行干燥，灰化至濾紙下已恒量的坩堝中進(jìn)行干燥，灰化至濾紙已無(wú)黑色，然后放在已無(wú)黑色，然后放在850850的高溫爐中灼燒的高溫爐中灼燒40min40min，取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到室溫、稱量。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

47、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)，否則煤粒燃燒必須在通風(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)化為不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為SOSO2 2。這就是為什么。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。在半熔完畢后，用水抽提不得有黑色顆粒的緣故。 7.2 7.2 在用水浸取、洗滌時(shí)，溶液體積不宜過(guò)大，在用水浸取、洗滌時(shí)，溶液體積不宜過(guò)大，當(dāng)加入當(dāng)加入BaC1BaC1

48、2 2溶液后，最后體積應(yīng)在溶液后，最后體積應(yīng)在200mL200mL左右為左右為宜。體積過(guò)大，雖然宜。體積過(guò)大，雖然BaSOBaSO4 4的溶度積不大，但是也的溶度積不大，但是也會(huì)影響測(cè)定值（偏低）。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，是為了消除調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時(shí)再加熱，是為了消除COCO3 32-2-的影響：的影響：2H2H+ + + CO + CO3 32-2- = 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慢溶液以及在攪拌下慢慢滴加，都是為了

49、防止滴加，都是為了防止BaBa2+2+局部過(guò)濃，以致造成局部局部過(guò)濃，以致造成局部BaBa2+2+和和SOSO4 42-2- 的乘積大于溶度積而析出沉淀。的乘積大于溶度積而析出沉淀。在上述條件下可以使在上述條件下可以使BaSOBaSO4 4晶體慢慢形成，長(zhǎng)成較晶體慢慢形成，長(zhǎng)成較大顆粒。大顆粒。 7 7注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 7.5 7.5 在洗滌過(guò)程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)在洗滌過(guò)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。該將洗液都濾干，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，風(fēng)。如果這兩方面

50、不注意，BaSOBaSO4 4會(huì)被還原而導(dǎo)致會(huì)被還原而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。測(cè)定結(jié)果偏低。 BaSOBaSO4 4 + 2C = BaS + 2CO + 2C = BaS + 2CO2 2 7.6 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7.6 煤發(fā)熱量的測(cè)定煤發(fā)熱量的測(cè)定n煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)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)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。值就越大。 2. 煤在燃燒或氣化過(guò)程中

51、，還須用煤的發(fā)熱量計(jì)煤在燃燒或氣化過(guò)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)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(guò)程，從而設(shè)法達(dá)即可考慮改進(jìn)操作條件和工藝過(guò)程，從而設(shè)法達(dá)到最大的熱能利用率。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煤的發(fā)熱量是表征煤炭各種特征的綜合指綜合指標(biāo)標(biāo)，在煤質(zhì)研究中也是一個(gè)十分重要的參數(shù)。，在煤質(zhì)研究中也是一個(gè)十分重要的參數(shù)。煤的發(fā)熱量也是反映煤的發(fā)熱量也是反映煤化程度煤化程度的指標(biāo)，還常作的指標(biāo)，還常作為為煤碳分類煤碳分類的指標(biāo)。的指標(biāo)。一、發(fā)熱量的定義及單位n煤的發(fā)熱量或熱值是指單位質(zhì)量的煤完全燃

52、燒，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(guò)去曾使用卡（過(guò)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)n煤的發(fā)熱量分類：煤的發(fā)熱量分類：n彈筒發(fā)熱量彈筒發(fā)熱量n高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量n低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量1彈筒發(fā)熱量：（Qb）n是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計(jì)和彈筒內(nèi)，在過(guò)量是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計(jì)和彈筒內(nèi)，在過(guò)量的高壓氧

53、氣條件下（初始?jí)毫榈母邏貉鯕鈼l件下（初始?jí)毫?7273535大氣壓）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。的熱量。 煤中原有的水和氫元素燃燒生成的水冷凝在彈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。因此煤在彈筒中燃它們?nèi)苡谒矔?huì)產(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，所以又燒要比在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量多，所以又稱為稱為“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

54、（Q Qgrgr表示）表示） n高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量，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，水呈液態(tài)冷凝（常溫約呈液態(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

55、,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 3 3低位發(fā)熱量（低位發(fā)熱量（Q Qnetnet） n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。n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

56、（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)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)熱量熱后，即為低位發(fā)熱量。4常用的表示方法常用的表示方法 n 除了介紹過(guò)的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五種不除了介紹過(guò)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。示方法，但

57、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：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(wèn)題注意表示方法的問(wèn)題n空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測(cè)定的原始數(shù)據(jù)，空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測(cè)定的原始數(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

58、低位發(fā)熱量。在使用發(fā)熱量結(jié)果須使用收到基低位發(fā)熱量。在使用發(fā)熱量結(jié)果時(shí)，必須搞清楚其類別和基準(zhǔn)；否則會(huì)造成很時(shí)，必須搞清楚其類別和基準(zhǔn)；否則會(huì)造成很大的誤差。大的誤差。5不同表示方法間的換算 n同一基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量與高位發(fā)熱量的換算可同一基準(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的換算可利用表4-114-11的換算關(guān)系換算。的換算關(guān)系換算。n不同基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量間的換算，因?yàn)橐紤]不同基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量間的換算，因?yàn)橐紤]水對(duì)發(fā)熱量的影響，所以不能直接應(yīng)用表水對(duì)發(fā)熱量的影響，所以不能直接應(yīng)用表4-114-11

59、的換算關(guān)系。的換算關(guān)系。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（浸沒(méi)在取一定量的分析煤樣在充滿高壓氧氣的彈筒（浸沒(méi)在裝一定質(zhì)量的水的容器裝一定質(zhì)量的水的容器俗稱內(nèi)筒）內(nèi)完全燃燒，生成俗稱內(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。的發(fā)熱量。 2 2儀器及設(shè)備儀器及設(shè)備 3.3.測(cè)定方法測(cè)定方法 7.7 由工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煤的發(fā)熱量由工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煤的發(fā)熱量n 煤的發(fā)熱量可以直接用量熱儀測(cè)定

60、，但煤的發(fā)熱量可以直接用量熱儀測(cè)定，但大多數(shù)廠礦的化驗(yàn)室由于儀器條件的限制大多數(shù)廠礦的化驗(yàn)室由于儀器條件的限制無(wú)法測(cè)定，因此利用煤的工業(yè)分析結(jié)果如無(wú)法測(cè)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(lái)計(jì)算煤的發(fā)熱量，水分、灰分、揮發(fā)分等來(lái)計(jì)算煤的發(fā)熱量，對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)、降低煤耗具有很大的實(shí)用對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)、降低煤耗具有很大的實(shí)用意義。意義。 半經(jīng)驗(yàn)公式 1無(wú)煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計(jì)算式無(wú)煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計(jì)算式 Qnet,ad = - 86Mad - 92Aad - 24Vad 式中式中 Qnet,ad煤的空氣干燥基低位發(fā)熱量，煤的空氣干燥基低位發(fā)熱量，kcal/kg（1cal =