第二章-煤的工業(yè)分析與元素分析2

1、2.1.3 煤的揮發(fā)分和固定碳,（1） 揮發(fā)分 A 揮發(fā)分的概念 煤在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱后揮發(fā)性有機(jī) 物質(zhì)的產(chǎn)率稱為揮發(fā)分，簡記符號為V。,B 揮發(fā)分的測定 測定要點(diǎn)為：稱取一定量的空氣干燥煤樣，在90010的溫度下，隔絕空氣加熱7min。以減少的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，減去該煤樣的水分含量（Mad）作為揮發(fā)產(chǎn)率。測定結(jié)果按下式計算： Vad=m1/m100- Mad Vad-空氣干燥煤樣的揮發(fā)產(chǎn)率，%； m1- 煤樣加熱后減少的質(zhì)量， ； m - 煤樣的質(zhì)量; Mad- 空氣干燥煤樣的水分含量，%. 如煤中碳酸鹽形式的CO2的含量2%時，應(yīng)從計算結(jié)果中扣除該CO2的含量。,C 焦渣特征（

2、charateristics of char residue）,（1）粉狀。全部是粉末，沒有互相黏著的顆粒。 （2）黏著。用手指輕碰即成粉末狀，其中較大的團(tuán)塊輕輕一碰即成粉末。 （3）弱黏結(jié)。用手指壓即成小塊。 （4）不熔融黏結(jié)。用手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無光澤，下表面稍有銀白色光澤。,（5）不膨脹熔融黏結(jié)。 焦渣形成扁平的塊，煤粒的界線不易分清，焦渣上表面有明顯銀白色金屬光澤，下表面銀白色光澤更明顯。 （6）微膨脹熔融黏結(jié)。用手指壓不碎，焦渣的上下表面均有銀白色光澤，但焦渣表面有較多的膨脹泡（或小氣泡）。 （7）膨脹熔融黏結(jié)。焦渣上、下表面均有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過1

3、5mm。 （8）強(qiáng)膨脹熔融黏結(jié)。焦渣的上、下表面有銀白色金屬光澤，焦渣高度大于15mm。,（2）固定碳,A 固定碳的概念 從測定煤樣揮發(fā)分后的焦渣中減去灰分后的殘留物稱為固定碳，簡記符號為FC,B 固定碳的計算,FCad=100-（Mad+Aad+Vad） FCad-空氣干燥煤樣的固定碳含量，% Mad -空氣干燥(基)煤樣水分的含量，%； V ad-空氣干燥煤樣的揮發(fā)產(chǎn)率，%； Aad- 空氣干燥煤樣的灰分產(chǎn)率，%,2.2 煤的元素分析,2.2.1 煤的元素組成 A 碳 碳是煤中有機(jī)質(zhì)的主要組成元素。在煤的結(jié)構(gòu)單元中，它構(gòu)成了稠環(huán)芳烴的骨架。在煤煉焦時，它是形成焦碳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。在煤燃燒時

4、，它是發(fā)熱量的主要來源。,B 氫 氫在煤中的重要性僅次于碳。氫元素占腐殖煤有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量一般小于7%。 C 氧 有機(jī)氧在煤中主要以羧基、羥基、羰基、甲氧基和醚基形態(tài)存在，也有些與碳骨架結(jié)合成雜環(huán)。氧在煤中存在的總量和形態(tài)直接影響煤的性質(zhì)。,D氮 煤中氮含量較少，一般約為0.5%3.0%。氮是煤中唯一的完全以有機(jī)狀態(tài)存在的元素。 E 硫 有機(jī)硫：硫醇、硫醚、雙硫醚、硫 醌、噻吩等 硫 無機(jī)硫：硫化物硫、硫酸鹽、元 素硫。,2.2.2 煤元素分析的方法原理,（1）煤中碳和氫的測定 A 測定原理 煤在氧中燃燒，其中的碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，氫轉(zhuǎn)化成水，此外還生產(chǎn)了其他副產(chǎn)物： 煤 燃燒 CO2+H2O+SO

5、2+SO3+Cl2+N2+NO2 O2,吸收法：用無水氯化鈣或過氯酸鎂來吸收水分，用堿石棉或堿石灰來吸收二氧化碳。 吸收反應(yīng)為： 2H2O+GaCl2=CaCl2.2H2O 4H2O+ CaCl2.2H2O= CaCl2.6H2O 6H2O+ Mg(ClO4)2 =Mg(ClO4)2.6H2O CO2+2NaOH=NaCO3+H2O 排除雜質(zhì)的干擾可采用高錳酸銀法和利比西法。,高錳酸銀法： AgMNO4 加熱 Ag.MnO2 2SO2+2 Ag.MnO2 500 Ag2SO4+MnO4 2SO3+4Ag.MnO2+O2 500 2 AgSO4.MnO4 Cl2+2 Ag.MnO2 500 2A

6、gCl.MnO2 NO2+MnO2 = Mn(NO3)2,利比西法: 600 4SO2+4PbCrO4=4PbSO4+2CrO3+O2 600 4SO3+4PbCrO4=4PbSO4+2Cr2O3+3O2 Cl2+2Ag 180 2AgCl,B 方法概要,稱取一定量的空氣干燥煤樣在氧氣流中燃燒，生成的水和二氧化碳分別用裝有吸水劑和二氧化碳吸收劑的U型管來吸收，以吸收劑的質(zhì)量增量來計算煤中碳、氫的含量。,計算公式為： Cad=0.2729G1/G100 Had=0.1119(G2-G3)/G100-0.1119Mad Cad- 空氣干燥基碳含量，% Had- 空氣干燥基氫含量，% G- 空氣干燥

7、煤樣的質(zhì)量，g G1-吸收二氧化碳的U型管的質(zhì)量的增量，g G2-吸收水的U型管的質(zhì)量的增量，g G3-水的空白值， g 0.2729-將二氧化碳折算成碳的因數(shù) 0.1119-將水折算成氫的因數(shù) Mad-空氣干燥基水分，%,當(dāng)煤中的碳酸鹽二氧化碳的含量大于2% 則 Cad=0.2729G1/G 100-0.2729CO2,ad CO2,ad-空氣干燥基煤樣中碳酸鹽二氧化碳的含量，%,(2) 煤中氧的測定,A 直接測定法,測定原理：在氮?dú)饬骱?05-110下干燥煤樣，然后使之在112525下分解，有機(jī)物揮發(fā)，只留下不含氧的焦渣。揮發(fā)物中含有以有機(jī)狀態(tài)結(jié)合的氧，用純碳將揮發(fā)產(chǎn)物中的氧轉(zhuǎn)化為一氧化碳，并進(jìn)一步氧化成二氧化碳，然后用滴定法或重量法測定。,滴定法時 Oad=1600TV/m0 重量法時 Oad=36.36m/m