煤化验作业指导书(正式).doc

作业指导书文件编号：JXxxxx版本修订号：10煤炭检验页码：第 14 页 共 14 页一、 目的 指导煤炭工业分析检验的工艺查定工作。二、 适用范围 本作业指导书适用于煤碳原煤及煤炭制品进行监督抽查和委托检验过程中的分析检验工作。三、内容1.煤样制备1.1煤样筛分1.1.1 对所取50公斤样品的大块煤样进行人工破碎后快速取约1公斤有代表性的煤样作全水分检测，剩余的煤样再进行破碎（用人工或破碎机均可）至粒度25mm。将破碎后的煤样用平板铁锹铲起堆成圆锥体，再次交互地从煤样堆两边对角贴底逐锹铲起堆成另一个圆锥。每锹铲起的煤样，不应过多，并分两三次撒落在新锥顶端，使之均匀地落在新锥的四周。如此反复两次，再由煤样堆顶端，从中心向周围均匀地将煤样摊平或压平。按四分法缩分至25公斤。1.1.2 缩分后的样品送入破碎机中进行破碎至粒度小于13mm，再缩分至样量约为12Kg。1.1.3 缩分至12 Kg的煤样通过孔径5mm的分样筛，未过分样筛的再送入破碎机中进行破碎至粒度小于5mm，再按四分法缩分至煤样两份各约3kg，一份作存查样并作好标识，同时根据蓟县产品质量监督检验所取样单的内容准确填写煤样品登记单一式两份，存查样品中放一份。一份随报告单存档。将另一份样按四分法缩分至约100g用粉碎机粉碎至粒度0.2mm, 取约50g装于试样瓶中，供空气干燥煤样水分、挥发分、灰分、全硫、发热量的测定。1.2煤炭制样注意事项：1.2.1 制样过程中的每次取样都必须依据标准抽取，并将煤样充分混合均匀，否则会对分析结果造成影响。1.2.2 进入破碎机破碎之前，如煤样太湿，需先在烘箱内烘去外水后再制样。2.煤样工业分析检验2.1全水分的测定（空气干燥法）在预先干燥和已称量过的浅盘内迅速称取粒径25mm的煤样（50010g）。（称准至0.1g），平摊在浅盘中。将浅盘放入预先加热到（105-110）的空气干燥箱中，在鼓风条件下，烟煤干燥2-3h，将浅盘取出，趁热称量（称准至0.1g）。进行检查性干燥，每次30分钟，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.5g或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量作为计算依据。2.2 结果的计算全水分计算结果按下式计算Mt%=式中：M1-烘干前的煤样质量，M2-烘干后的煤样质量。结果保留一位小数。水分测定结果的精密度规定：水分Mad%重复性限%100.410.000.5注意：整个制样过程和称样过程要迅速。2.2 空气干燥煤样水份（Mad）测定2.2.1 方法提要（空气干燥法）称取一定量的空气干燥煤样置于105110的干燥箱内，于空气流中干燥到质量恒定，根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。2.2.2.分析步骤 在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取料度小于0.2 mm的空气干燥煤样（10.1）g，称准至0.0002g，平摊在称量瓶中。打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105110的干燥箱中，在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1小时，无烟煤干燥11.5小时。注：预先鼓风是为了使温度均匀。将装有煤样的称量瓶放入干燥箱前35min就开始鼓风。从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上瓶盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后进行称量。进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在2.00%以下时，不必进行检查性干燥。2.2.3结果的计算空气干燥煤样的水分按下式计算Mad（%）=式中：Mad-空气干燥煤样的水分，单位为百分数（%）M1-称取的空气干燥煤样的质量，单位为克（g）M2-煤样干燥后失去水份后的质量，单位为克（g）注：结果保留两位小数。水分测定结果的精密度规定：水分Mad%重复性限%5.000.25.0010.000.310.000.42.3空气干燥煤样的挥发分（Vad）2.3.1原理称取一定量的空气干燥煤样，放在挥发分坩埚中，在90010温度下。隔绝空气加热7分钟，以减少的质量占煤样质量的百分数减去该煤样的水分含量（Mad）作为挥发分。2.3.2分析步骤a、用预先在900温度下灼烧至质量恒定的挥发分瓷坩埚，称取粒径0.2mm煤样10.1g（精确到0.0002g）,然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平。盖上盖，放在坩埚架上。（褐煤和长焰煤应预先压饼，并切成3mm的小块。）b、将马福炉预先加热到920左右。打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区，并关上炉门。准确加热7分钟。坩埚及架子刚放入后，炉温有所下降，但必须在3分钟内使炉温恢复到90010，否则，试验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。c、从炉内取出坩埚架，放在空气中冷却5分钟左右，移入干燥器中冷却至室温（约20分钟）后，称量。2.3.3结果计算以质量百分数表示的空气干燥煤样的挥发分（Vad%）按下式：Vad（%）=Mad%式中：M0煤样加热前的质量，g；M1煤样加热后的质量，g；Mad空气干燥煤样的水分，%。注：结果保留两位小数。挥发酚测定精密度规定：挥发分Vad%允许误差%（绝对值）重复性限再现性临界差200.300.5020400.501.00400.801.502.4空气干燥煤样的灰分（Aad）2.4.1原理称取一定量的空气干燥煤样，放入马福炉中，以一定的速度加热到81510灰化并灼烧到质量恒定。以残留物占煤样质量的百分数作为灰分产率。2.4.2分析步骤a、用预先灼烧至质量恒定的灰皿称取粒径0.2mm煤样1g0.1g（精确至0.0002）g，均匀摊平。b、将灰皿送入温度不超过100的马福炉中，关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙。在不少于30分钟的时间内，将炉温升至约500，并在此温度下保持30分钟。继续升温到81510，关上炉门,并在此温度下灼烧1h。c、从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5分钟左右，移入干燥器中冷却至室温（约20分钟）后，称量d、进行检查性灼烧，每次20分钟。直到连续两次灼烧的质量变化不超过0.001g为止。用最后一次灼烧的质量做计算依据。灰分低于15%时必须进行检查性灼烧。2.4.3结果计算以质量百分数表示的空气干燥煤样的灰分（Aad）按下式计算：Aad（%）=100式中：M1残留物的质量，g；M0煤样的质量，g。注：结果保留两位小数。灰分测定的精密度规定：灰分Aad%允许误差%（绝对值）重复性限再现性临界差150.200.3015300.300.50300.500.702.5硫含量2.5.1原理煤样在1150的高温条件下及催化剂的作用下，在净化过的空气流中燃烧，煤中各种形态的硫燃烧、分解后均被净化过的空气流带到电解池内，生成亚硫酸或少量的硫酸，亚硫酸立即被电解液中的碘（溴）氧化成硫酸，结果溶液中的碘（溴）减少而碘离子（溴离子）增加，破坏了电解液的平衡状态，指示电极间的电位升高，仪器自动判断启动电解，并根据指示电极上的电位高低，控制与之对应的电解电流的大小与时间，使电解电极上生成的碘（溴）与亚硫酸反应所消耗的数量相等，从而使电解液重新回到平衡状态，重复此过程，直到试验结束，最后，仪器根据对电解产生碘（溴）所消耗的电量积分，再根据法拉弟电解定律计算试样中的全硫的含量。2.5.2分析步骤于瓷舟中用天平称取粒径0.2mm的试样50mg，精确至0.0001g，在试样上盖一层薄薄的三氧化钨。2.5.3试验步骤启动温控器，将管式炉升温到11505，再开动供气泵与抽气泵并将气流量调节到1000ml/min，在抽气情况下将250-300ml电解液加入电解池内，开动电磁搅拌器。在瓷舟中放入少量非测定煤样，在煤样上盖一薄层三氧化钨，放入送样的石英托盘上，开启送样程序控制器。直至库仑积分器显示数值不为零时开始。再在另一瓷舟上称取粒度小于0.2mm空气干燥煤样0.05g(准称至0.0002g)，在煤样上盖一薄层三氧化钨，放入送样的石英托盘上，开启送样程序控制器，煤样进入炉内，库仑滴定开始。试验结束后，库仑积分器显示硫的毫克数或百分含量并由打印机打出。2.5.4 结果计算当库仑积分器最终显示数为硫的毫克数时，全硫含量按下式计算：St,ad = 100St,ad-空气干燥基全硫含量，%；m1-库仑积分器显示值，mg；m-煤样质量，mg。注：结果保留两位小数。库伦滴定法测定煤中全硫精密度规定：全硫St.ad%允许误差%（绝对值）重复性限再现性临界差1.500.050.151.504.000.100.254.000.200.352.6煤炭中氢的检测2.6.1原理煤样于800在高锰酸银热解产物作用下，在氧气流中燃烧，生成的水与Pt-P2O5电解池中的五氧化二磷反应生成偏磷酸，其反应方程式如下： H20 + P205 2HPO3电解偏磷酸，在Pt-P205电解池内产生如下反应： 阳极：2PO3- - 2e P205 + O2 阴极：2H+ + 2e H2随着电解反应的进行，偏磷酸越来越少，生成的氧气和氢气随氧气流排出，而五氧化二磷得以再生，电解电流也随之下降。当电解电流降至终点电流时，电解结束。根据电解所消耗的电量应用法拉第定律：W即可计算出煤中氢的含量。煤样燃烧生成的二氧化碳用二氧化碳吸收剂吸收，吸收剂一般选用碱石棉，主要成份为氢氧化钠。其吸收反应方程式如下： 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H20根据吸收剂的增量，计算煤中碳的含量。试样中硫和氯对测定产生的干扰可用高锰酸银热解产物除去，氮对碳的干扰由活性粒状二氧化锰除去。2.6.2碳氢分析操作分析样品时应注意首先避免各方面的人为污染，如手汗、器皿等，特别是南方雨季较多，空气潮湿，备用的器皿，煤样等要及时放置在干燥容器内，减少不必要的分析误差。2.6.2.1打开氧气路，通冷却水。调节氧气吸人器(压力表) 旋钮，使流量指示为80mL/min，调节冷却水使水流出时呈细水柱状即可。2.6.2.2开启电源，在升温的同时，做U型管（二氧化碳吸收管）恒重试验。将二氧化碳吸收管磨口塞旋开，与系统连接，并接上气泡计，接通氧气使氧气流速保持80mL/min，按一下复位键，待仪器报点（10min）后，取下吸收管，关闭活塞。在天平旁放置10min左右，称量，再与仪器相连，重复上述试验，直到二氧化碳吸收管质量变化不超过0.0005g时为恒重。2.6.2.3选择极性开关。仪器的极性转换键，应每天交换，这对维持电解池良好工作状态大有益处。 交换电解电源两极间的极性。电解一段时间后，电极的根铂丝会逐渐从银白色变成黑色，最后这根作为阴极的铂丝上沉结有黑色发亮的油状物(阴极泥)，用洗涤剂等甚至浸入热浓的硫酸一重铬酸钾溶液中亦不能将它除去。铂丝发黑后，电解池性能就会逐渐恶化。试验中如每天改变电解池两根铂丝的极性，可长期地保持铂丝不变色。测定时电解电流下降平稳，空白值小而稳定。2.6.2.4待三段炉温升至需要的温度指示值后，即可做正式样品分析。(若是新电解池则做一废样，以平衡电解池状态。做废样不需连上吸碳管，样品亦无须标准，步骤与分析正式样品一样)。2.6.2.5废样做完后，在预先灼烧过的燃烧舟中称取粗度小于0.2mm的空气干燥煤样(煤样须用转瓶法混合均匀)7075mg(标准到0.0002g)的样品并均匀铺平，在煤样上盖一层三氧化铬。可把此燃烧舟暂存入不带干燥剂的容器中。2.6.2.6接上已恒量的二氧化碳吸收管和气泡计，并以80mL/min的流速通人氧气。按预处理键，将电解池电解到终点，清除残余水份。打开带有镍铬丝推棒的橡皮塞，迅速将燃烧舟放入燃烧管入口端，及时塞紧带推棒的橡皮塞。用推棒推动燃烧舟，使舟的一半进入燃烧炉口，按复位、测定键，见煤样燃烧后(约90s)，可将全舟推入燃烧炉口，待样品燃烧平衡无火星后(约3min)即可将全舟推入高温区，并立即拉回推棒，不要让推棒红热部分回拉到靠近橡皮塞处，以免使橡皮塞过热分解。2.6.2.7 试验10min后(电解已达到终点，否则需适当延长时间)，取下二氧化碳吸收管，关闭活塞，在天平旁放置l0min后称量(称量前应瞬间旋开一下U形管旋塞)；记下仪器显示的毫克数。打开带推棒的橡皮塞，用带钩镍铬丝棒取出燃烧舟，塞上带推棒橡皮塞。2.6.2.8氢空白值的测定测定氢的空白值可与二氧化碳吸收管的恒重试验同时进行，也可在碳氢测定之后进行。在三段炉温达到指定温度后，保持氧气流速为80mL/min。按预处理键，将电解池电解到终点，清除系统残余水份。在一个预先灼烧过的燃烧舟内加适量的三氧化三铬(数量和煤样分析时相当)，打开带推棒的橡皮塞，放入燃烧舟，塞紧橡皮塞，按空白键。用推棒将燃烧舟一次性推到高温带，立即拉回推捧，9min后，仪器自动电解，等待电解到达终点后，记下仪器显示的氢毫克数。若两次空白值相差不超过0.05mg，则取两次测定平均值，为当天氢的空白值。样品分析结束后，关掉电源、水源、气路、将气泡计调过来接到无水高氯酸镁U形管上。2.6.3结果计算2.6.3.1氢值的计算总氢值H为：H100分析基氢值Had为：Had100 0.1119Mad或HadH 0.1119Mad干基氢值Hd为：Hd100上列各式中：m2仪器氢的显示数；mgm试样重量；mgm3测定氢的空白值；mgMad分析煤样的水份值；0.1119将水折算成氢的系数2.6.3.2碳值的计算分析基碳值Cad为：Cad100干基碳值Cd为：Cd100上列各式中：m1一U形管吸收二氧化碳增重的量；mg0.2729将二氧化碳折算成碳的系数。一般新装的碱石棉U形管，刚开始做样时，第二吸收管不增重，做数次样品分析后，若第二吸收管增重量达50mg以上时，表明第个吸收管已经失效，须更换。2.7煤发热量的测定 准确称取粒径0.2mm的煤样1g0.1g（精确至0.0002）g，按煤发热量测定仪说明书进行操作。2.7.1 方法原理 将一定量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧,煤的发热量是在氧弹热量计中测定的，取一定量的分析试样放于充有过量氧气的氧弹热量计中完全燃烧，氧弹筒浸没在盛有一定量水的容器中。煤样燃烧后放出的热量使氧弹热量计量热系统的温度升高，测定水温度的升高值即可计算氧弹弹筒发热量QDT（兆焦/千克）。 MJ/kg.热量计的热容通过在相近条件下燃烧一定量的基准物苯甲酸来确定，根据试样燃烧前后量热系统产生的温升，并对点火热等附加热进行校正后即可求得试样的弹筒发热量。从发热量中扣除硝酸形成和硫酸校正热即得高位发热量 2.7.2仪器和设备自动恒温式热量计燃烧皿、压力表和氧气导管；天平（分析天平、工业天平）2.7.3试验步骤2.7.3.1按照自动量热仪使用说明进行操作。2.7.3.2在燃烧皿中称取粒度小于0.2的空气干燥煤样或水煤浆干燥试 样0.91.1g（称准到0.0002g），然后将燃烧皿装入氧弹的干锅架上。2.7.3.3取一段已知热值的点火丝，两端分别接在氧弹的两个电极柱上，弯曲点火丝接近试样，注意与试样保持良好接触或保持微小的距离（对易飞溅和易燃的煤）；并注意勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路而导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路。当用棉线点火时，把已知质量棉线的一端固定在已连接到两电极柱上的点火导线上（最好夹紧在点火导线的螺旋中），另一端搭接在试样上，根据试样点火的难易，调节搭接的程度。对易飞溅的煤样，应保持微小的距离。2.7.3.4往氧弹中加入10ml蒸馏水。小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受振动而改变。有的恒温自动量热计需人工往氧弹中缓缓充入氧气，直至压力到2.83.0Mpa，达到压力后的持续充氧时间不得小于15s；如果充氧压力超过3.2Mpa，应停止实验，放掉氧气后，重新充氧至3.2Mpa以下。2.7.3.5按仪器操作说明书进行其余步骤实验，直至结束实验。2.7.3.6结束实验后，取出氧弹开启放气阀、放出燃烧废气，打开氧弹，仔细观察弹筒和燃烧皿内部，如果有试样燃烧不完全的迹象或有碳存在，实验应作废。需要时；用蒸馏水充分冲洗氧弹内各部分、放气阀、燃烧皿内外和燃烧残渣；把全部洗液（共约100ml）收集在一个烧杯中供测硫使用。2.7.3.7实验结果被打印或显示后，校对输入的参数，审核后报出结果。2.7.4.实验结果处理:2.7.4.1恒温式热量计的发热量的计算 弹筒发热量按下式计算： 高位发热量计算公式2.7.4.2 恒容低位发热量的计算工业分析一般依收到基煤的低位发热量进行计算。收到基的恒容低位发热量的计算方法为：2.7.4.3 恒压低位发热量的计算由弹筒发热量算出的高位发热量和低位发热量都属恒容状态，在实际工业燃烧中则是恒压状态，严格的讲，工业计算中应使用恒压低位发热量，如有必要，恒压低位发热量可按下式计算： 发热量测定的重复性限和再现性临界差：高位发热量（J/g）重复性限再现性临界差1203002.7.5.注意事项2.7.5.1新氧弹和新换部件（弹筒、弹头、连接环）的氧弹应经20.0Mpa的水压实验，证明无问题后方能使用。此外，应经常注意观察与弹筒强度有关的结构，入弹筒和连接环的螺纹、进气阀、出气阀和电极与弹头的连接处等，如发现磨损或松动显著，应进行修理，并经水压实验合格后再用。弹筒还应定期进行水压实验，每次水压实验后，氧弹的使用时间一般不应超过2年。当使用多个设计制作相同的氧弹时，每一个氧弹都应作为一个完整的单元使用。氧弹部件的交换使用可能导致发生严重的故事。2.7.5.2 实验室应设在单独房间，不得在同一实验室进行其他试