第4章煤质分析ppt课件

1、 第第4 4章章 煤质分析煤质分析4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 煤的水分的测定煤的水分的测定 4.3 4.3 煤发热量的测定煤发热量的测定 4.4 煤中全硫量的测定煤中全硫量的测定 主要内容主要内容4.1 概述概述煤不仅是重要的固体燃料，而且是冶金工业、化学工业的重要煤不仅是重要的固体燃料，而且是冶金工业、化学工业的重要原料。原料。煤化工煤化工煤煤是由一定地质是由一定地质年代生长的繁茂植物年代生长的繁茂植物在适宜的地质环境下，在适宜的地质环境下，经过漫长岁月的天然经过漫长岁月的天然煤化作用构成的生物煤化作用构成的生物岩，是一种组成、构岩，是一种组成、构造非常复杂，而且极造非常复杂，而

2、且极不均匀的，包含了许不均匀的，包含了许多有机、无机化合物多有机、无机化合物的混合物。的混合物。煤煤腐腐植植煤煤：高高等等植植物物形形成成，富富含含氢氢，且且具具有有高高含含油油率率的的特特殊殊煤煤腐腐泥泥煤煤残残植植煤煤陆陆植植煤煤泥泥煤煤褐褐煤煤无无烟烟煤煤烟烟煤煤煤煤商商品品煤煤原原煤煤精精煤煤煤煤不不可可燃燃部部分分：大大部部分分无无机机物物（矿矿物物质质）、水水分分可可燃燃部部分分：有有机机质质、可可燃燃矿矿物物质质煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素. . 碳是组成煤大分子的骨架，在各元素中碳是组成煤大分子的骨架，在各元素中最高，普通大

3、于最高，普通大于70%。随着煤化程度的不。随着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可超越些超无烟煤，碳含量可超越97%。 碳碳氢是煤中第二个重要的组成元素，它占氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量分数为煤的质量分数为16%，越是年轻的煤，越是年轻的煤，其含量也越高。其含量也越高。 氢氢氧元素是组成煤有机质的非常重要的元素，氧元素是组成煤有机质的非常重要的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发热量常随氧元素含量的增高而降低，其含热量常随氧元素含量的增高而降低，其含量从量从130%均有。

4、均有。 氧氧 氮元素在煤中的比例较少，普通为氮元素在煤中的比例较少，普通为0.53%。 氮氮硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的高低无明显关系，其含量从最低的高低无明显关系，其含量从最低的0.1到到最高的最高的10%均有。均有。硫硫煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性质的不同。表征出煤性质的不同。 1. 1.如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有粘结性的

5、年轻煤；粘结性的年轻煤； 2.2.碳含量高、氧含量低的煤那么常是一些无粘结性的年老碳含量高、氧含量低的煤那么常是一些无粘结性的年老煤；煤； 3.3.只需碳含量在只需碳含量在848488%88%，氢含量在，氢含量在5%5%以上的中等蜕变程以上的中等蜕变程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。 煤的种类繁多，质量也相差悬殊，不同类型的煤煤的种类繁多，质量也相差悬殊，不同类型的煤有不同的用途。有不同的用途。 如结焦性好或粘结性好的煤是优质的炼焦用煤；如结焦性好或粘结性好的煤是优质的炼焦用煤； 热稳定性好的无烟块煤是合成氨厂的主要原料；热稳定性好的无烟块煤是合成氨厂的主要

6、原料； 挥发分和发热量都高的煤是较好的动力用煤，挥发分和发热量都高的煤是较好的动力用煤， 一些低灰、低硫的年轻煤那么是加压气化制造煤一些低灰、低硫的年轻煤那么是加压气化制造煤气和加氢液化制取人造液体燃料的较好原料。气和加氢液化制取人造液体燃料的较好原料。我国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法我国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法 新的煤分类国家规范把我国的煤从褐煤到无新的煤分类国家规范把我国的煤从褐煤到无烟煤之间共划分为烟煤之间共划分为1414个大类和个大类和1717个小类。个小类。 常见的三类：无烟煤、褐煤、烟煤常见的三类：无烟煤、褐煤、烟煤 无烟煤无烟煤无烟煤分为三个小类：无烟煤分为三

7、个小类： 年老无烟煤、典型无烟煤、年轻无烟年老无烟煤、典型无烟煤、年轻无烟煤，主要是按照各小类工艺利用特性的煤，主要是按照各小类工艺利用特性的不同而划分。不同而划分。 褐煤褐煤褐煤划为褐煤划为2 2个小类：个小类：年老褐煤和年轻褐煤，也是根据其性质和年老褐煤和年轻褐煤，也是根据其性质和利用特征不同而划分的。利用特征不同而划分的。 贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、煤、气煤、1/31/3焦煤、焦煤、1/21/2中粘煤、弱粘煤、中粘煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤共不粘煤和长焰煤共1212个煤类。个煤类。 烟煤烟煤 1工业分析工业分析煤的工业分析又叫技术分

8、析或适用分析，是评价煤煤的工业分析又叫技术分析或适用分析，是评价煤的根本根据。的根本根据。它包括煤的水分、灰分、挥发分产率和固定碳四个它包括煤的水分、灰分、挥发分产率和固定碳四个工程的测定。工程的测定。 通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接测定，而是用差减法进展计算。碳不作直接测定，而是用差减法进展计算。 有时也将上述四个测定工程叫做半工业分析，有时也将上述四个测定工程叫做半工业分析，再加上煤的发热量和煤中全硫的测定，那么称为全工业分再加上煤的发热量和煤中全硫的测定，那么称为全工业分析。析。 2元素分析元素分析 主要测定煤中碳、氢、

9、氧、氮、硫等元素，了解主要测定煤中碳、氢、氧、氮、硫等元素，了解煤的元素组成。煤的元素组成。 元素分析的结果是对煤进展科学分类的主要根据。元素分析的结果是对煤进展科学分类的主要根据。在工业上，是计算发热量、计算热量平衡的根据。在工业上，是计算发热量、计算热量平衡的根据。 3其它分析其它分析 如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但普通如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但普通是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、铝、钽等常是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、铝、钽等常见的稀有元素。见的稀有元素。 如煤中的锗含量在如煤中的锗含量在20gg-1以上时即可计算储量以上时即可计算储量而有一定的提取价值，镓含量在而

10、有一定的提取价值，镓含量在50gg-1以上和以上和铀含量在铀含量在300500gg-1以上时也有提取价值，以上时也有提取价值， 3其它分析其它分析 再如有害元素分析。煤中的有害元素种类很多，再如有害元素分析。煤中的有害元素种类很多，如硫，磷、氯、砷、氟、铬、镉、汞等。硫、磷、如硫，磷、氯、砷、氟、铬、镉、汞等。硫、磷、氯主要是指工业利用中对消费有害，后几种那么氯主要是指工业利用中对消费有害，后几种那么是对人体和环境有害，根据特殊的需求进展检测。是对人体和环境有害，根据特殊的需求进展检测。 其它还有煤灰成分分析，物理性质测定等，需根其它还有煤灰成分分析，物理性质测定等，需根据要求来确定检测工程。

11、据要求来确定检测工程。 常用的符号和基准常用的符号和基准表表1 1 分析实验工程及符号分析实验工程及符号工工程程水分水分灰分灰分挥发挥发分分固定固定碳碳发热发热量量矿物矿物质质符符号号MAVFCQMMC、H、O、N、S及煤灰中化学成分等仍以元素及煤灰中化学成分等仍以元素称号为代表符号。称号为代表符号。ashvolatile compoundfixed carbonquantity of produced heatmineral mattermoisture表表2 常用目的及符号常用目的及符号工工程程外在或外在或游离游离内在全高位低位恒容恒压符号finhtgrnetvpfreeinherence

12、 totalnether3各种基准的表示符号各种基准的表示符号 基准是指煤样所处的形状。用不同形状的煤样分析基准是指煤样所处的形状。用不同形状的煤样分析实验，将得出不同的结果，所以基准又是用以计算实验，将得出不同的结果，所以基准又是用以计算和表达测定值的主要根据之一。和表达测定值的主要根据之一。 收到基收到基aras received空气枯燥基空气枯燥基adairdry干基干基ddry枯燥无灰基枯燥无灰基daf dry af枯燥无矿物质基枯燥无矿物质基dmmf mineral matter free收到基收到基ar 就其含义而言，是从收到的一批煤样中取出具有代表性就其含义而言，是从收到的一批煤

13、样中取出具有代表性的煤样，以此种形状的煤样测定的结果并以此基表示的的煤样，以此种形状的煤样测定的结果并以此基表示的值，称为收到基。值，称为收到基。 空气枯燥基空气枯燥基ad v是指煤样所处环境与水蒸气压到达平衡时的煤样。在新是指煤样所处环境与水蒸气压到达平衡时的煤样。在新规范中规定：煤样假设在空气中延续枯燥规范中规定：煤样假设在空气中延续枯燥1小时后质量变小时后质量变化不超越化不超越0.10%，那么以为到达空气枯燥形状。，那么以为到达空气枯燥形状。干基干基d以无水形状的煤样为规范的分析结果表示方法。以无水形状的煤样为规范的分析结果表示方法。枯燥无灰基枯燥无灰基dafv它是以假想的无水无灰形状的

14、煤为基准的分析结果表示方法。它是以假想的无水无灰形状的煤为基准的分析结果表示方法。一、水分的测定一、水分的测定 煤的水分是评价煤炭经济价值的最根本的目的。由于煤中水煤的水分是评价煤炭经济价值的最根本的目的。由于煤中水分含量越多，煤的无用成分也越多，同时有大量水分存在，分含量越多，煤的无用成分也越多，同时有大量水分存在，不仅煤的有用成分减少，而且它在煤熄灭时要吸收大量的热不仅煤的有用成分减少，而且它在煤熄灭时要吸收大量的热成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。 一煤中水分的存在形状一煤中水分的存在形状 分为两类分为两类 :化合水、游离水化合水、游离水 1

15、化合水：化合水： 以化合方式和煤中矿物质结合的水，以化合方式和煤中矿物质结合的水，即通常所说的结晶水；即通常所说的结晶水； 例如，硫酸钙例如，硫酸钙CaSO42H2O、高、高岭土岭土Al2O32SiO42H2O中的结晶中的结晶水。结晶水要在水。结晶水要在200以上才干分解析出。以上才干分解析出。2.游离水：以物理形状如附着、吸附等方式和煤结合的游离水：以物理形状如附着、吸附等方式和煤结合的水。根据存在的不同构造形状，分为以下两种：水。根据存在的不同构造形状，分为以下两种： 1外在水分外在水分Mf：是指煤在开采、运输、储存和洗选过程中润湿在煤：是指煤在开采、运输、储存和洗选过程中润湿在煤的外表及

16、大毛细孔直径的外表及大毛细孔直径10-5cm中的水分。中的水分。 2内在水分内在水分Minh 内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔直径内在水分是指吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔直径10-5cm中的水中的水分。这部分水分较难蒸发。分。这部分水分较难蒸发。 也可称为风干水分，在温度也可称为风干水分，在温度20oC,65%相对湿度下，风干相对湿度下，风干12天即可除去的天即可除去的水分；检测所用煤样的粒度小于水分；检测所用煤样的粒度小于13mm；也可称为烘干水分，高于水的正常沸点温度下才干除尽；在也可称为烘干水分，高于水的正常沸点温度下才干除尽；在102105oC下下枯燥枯燥1.5小时；检测所用煤

17、样的粒度小于小时；检测所用煤样的粒度小于3mm。煤中全水分煤中全水分Mt 的测定的测定 煤的外在水分和经过换算的内在水分之和，称为全水分或运用基水分。因煤的外在水分和经过换算的内在水分之和，称为全水分或运用基水分。因为它们测定时各自的基准不同，其换算关系不是简单的加和关系：为它们测定时各自的基准不同，其换算关系不是简单的加和关系：100%100%ftfinhMMMM例如，有例如，有100g煤样，所测风干水分为煤样，所测风干水分为5%，风干后的烘干水分为，风干后的烘干水分为4%，求煤样，求煤样的总分水。的总分水。解：解：Mf=5%, Minh=4%,代入公式得：代入公式得：100%100%5%5

18、%4%8.8%100%100%ftfinhMMMM 全水分测定结果的允许误差全水分测定结果的允许误差平行测定全水分的允许误差平行测定全水分的允许误差全水分全水分MtMt，% %平行测定结果的平行测定结果的允许误差允许误差% %10100.400.50* * 在同一化验室进展全水分测定时在同一化验室进展全水分测定时 1.外在水分的测定外在水分的测定1100%fGMG1粒度小于粒度小于13mm的煤样的煤样1kg左右准确到左右准确到0.1g，G，倒入已恒重的白铁，倒入已恒重的白铁皮浅盘中长皮浅盘中长280mm,宽宽230mm,高高30mm；2摊平试样于摊平试样于4550oC烘箱中枯燥烘箱中枯燥8h，

19、冷却至室温称量；，冷却至室温称量；3放置放置8h自然枯燥后，再称量；直至两次称量之差不大于自然枯燥后，再称量；直至两次称量之差不大于0.3%为止，试样为止，试样减轻为减轻为G12.内在水分的测定内在水分的测定1100%inhGMG1测定外在水分后的煤样粉碎至粒度小于测定外在水分后的煤样粉碎至粒度小于3mm，称量，称量1015gG，放入，放入知质量的直径为知质量的直径为70mm、高、高40mm的称量瓶中；的称量瓶中；2于于102105oC烘箱内，鼓风枯燥烘箱内，鼓风枯燥1.5h，冷却称量；，冷却称量；3反复枯燥反复枯燥0.5h直至恒重两次称量之差不大于直至恒重两次称量之差不大于0.005g)。试

20、样减轻为。试样减轻为G13.空气枯燥水分分析基水分空气枯燥水分分析基水分1ad100%mMmMad分析基水分；分析基水分；m1分析煤样枯燥后失去的质量分析煤样枯燥后失去的质量g；m分析煤样的质量分析煤样的质量g。测定外在水分风干后的煤样，粉碎为粒度小于测定外在水分风干后的煤样，粉碎为粒度小于0.2mm，在，在规定条件下，测得的水分为规定条件下，测得的水分为MadinhadtMMM1通氮枯燥法通氮枯燥法1ad100%GMG1.称取粒度为称取粒度为0.2mm以下的空气枯燥煤样以下的空气枯燥煤样10.1g，准确至，准确至0.0002g,即为即为G ，平摊于已恒重的带盖的称量瓶中翻开瓶盖，平摊于已恒重

21、的带盖的称量瓶中翻开瓶盖2.送入预先通入枯燥氮气并已加热到送入预先通入枯燥氮气并已加热到102105oC的枯燥箱中，烟的枯燥箱中，烟煤烘煤烘1.5h，褐煤和无烟煤烘，褐煤和无烟煤烘2h，取出称量瓶后立刻加盖，取出称量瓶后立刻加盖3.冷却至室温后称量。反复枯燥至恒重两次称量差值小于冷却至室温后称量。反复枯燥至恒重两次称量差值小于0.001g, 试样减轻质量为试样减轻质量为G12空气枯燥法空气枯燥法1ad100%GMG与氮气枯燥法根本一样；与氮气枯燥法根本一样；称取一定量煤样于称取一定量煤样于102105oC的枯燥箱中，在空气流中枯燥至的枯燥箱中，在空气流中枯燥至恒恒重鼓风枯燥，然后计算百分含量。

22、重鼓风枯燥，然后计算百分含量。3甲苯蒸馏法甲苯蒸馏法即有机溶剂蒸馏法，是测定水分较准确的方法。其实际根据是两即有机溶剂蒸馏法，是测定水分较准确的方法。其实际根据是两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分的沸点。种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分的沸点。例如，常温常压下，纯苯的沸点为例如，常温常压下，纯苯的沸点为80.4oC，水的沸点为，水的沸点为100oC，水和苯的混，水和苯的混合物沸点那么为合物沸点那么为69.13oC，苯的蒸汽压约为，苯的蒸汽压约为0.07Mpa，水的蒸汽压那么约为，水的蒸汽压那么约为0.03Mpa，因此在，因此在69.13oC时苯和水同时蒸发。时苯和水

23、同时蒸发。适用于在高温下容易分解的有机物中水分的测定。适用于在高温下容易分解的有机物中水分的测定。所用有机溶剂应具以下性质：所用有机溶剂应具以下性质：1.与水互不相溶；与水互不相溶；2.常温下其相对密度小于常温下其相对密度小于1；3.与被测物质不发生化学反与被测物质不发生化学反应；应；常用的有机溶剂有：汽油、苯、甲苯、二甲苯或其他惰性有机碳氢化合物；常用的有机溶剂有：汽油、苯、甲苯、二甲苯或其他惰性有机碳氢化合物；有机溶剂的作用是降低沸点，使水易蒸馏出来；蒸出水分被溶剂带走。有机溶剂的作用是降低沸点，使水易蒸馏出来；蒸出水分被溶剂带走。1.称取粒度为称取粒度为0.2mm以下的空气枯燥煤样以下的

24、空气枯燥煤样25g，准确至，准确至0.001g, 即为即为G ，移入，移入枯燥的圆底烧瓶中，参与约枯燥的圆底烧瓶中，参与约80mL甲苯，摇匀。放入适量玻璃碎片或小玻璃甲苯，摇匀。放入适量玻璃碎片或小玻璃球。进展蒸馏；球。进展蒸馏；2.加热蒸馏瓶至内容物到达沸腾形状，控制加热温度使冷凝管口滴下的液滴加热蒸馏瓶至内容物到达沸腾形状，控制加热温度使冷凝管口滴下的液滴数为数为24滴滴/s，延续加热直到馏出液清澈，并在，延续加热直到馏出液清澈，并在5min内不再有细小气泡出现内不再有细小气泡出现为止。为止。3.取下水分测定管，冷却至室温，读数并记下水的体积取下水分测定管，冷却至室温，读数并记下水的体积m

25、L，按校正后，按校正后的体积从回收曲线上查出煤样中水的实践体积的体积从回收曲线上查出煤样中水的实践体积V。4.绘制回收曲线：以微量滴定管准确量取绘制回收曲线：以微量滴定管准确量取0mL、1mL、2mL、3mL10mL蒸馏水，蒸馏水，分别放入蒸馏烧瓶中。每瓶各加分别放入蒸馏烧瓶中。每瓶各加80mL甲甲苯，然后按上述方法进展蒸馏。根据水的苯，然后按上述方法进展蒸馏。根据水的参与量和实践蒸出体积绘制回收曲线。改参与量和实践蒸出体积绘制回收曲线。改换试剂时，需重做回收曲线。换试剂时，需重做回收曲线。100%adVdMGd，为水的密度，为水的密度，20oC时取时取1.00g/mL4.3 煤发热量的测定煤

26、发热量的测定 一、发热量的定义及单位一、发热量的定义及单位 二、发热量的种类和基准二、发热量的种类和基准 三、煤的发热量的测定三、煤的发热量的测定 煤的发热量是煤质分析的重要目的之一。煤的发热量是煤质分析的重要目的之一。 1. 煤作为动力燃料，其发热量越高，经济价值就越大。煤作为动力燃料，其发热量越高，经济价值就越大。 2. 煤在熄灭或气化过程中，还须用煤的发热量计算热平衡、煤在熄灭或气化过程中，还须用煤的发热量计算热平衡、耗煤量和热效率。根据这些计算参数即可思索改良操作条耗煤量和热效率。根据这些计算参数即可思索改良操作条件和工艺过程，从而设法到达最大的热能利用率。件和工艺过程，从而设法到达最

27、大的热能利用率。 煤的发热量是表征煤炭各种特征的综合目的，在煤质煤的发热量是表征煤炭各种特征的综合目的，在煤质研讨中也是一个非常重要的参数。煤的发热量也是反映研讨中也是一个非常重要的参数。煤的发热量也是反映煤化程度的目的，还常作为煤碳分类的目的。煤化程度的目的，还常作为煤碳分类的目的。一、发热量的定义及单位一、发热量的定义及单位 煤的发热量或热值煤的发热量或热值是指单位质量的煤完全熄是指单位质量的煤完全熄灭，当熄灭产物冷却到熄灭前的温度时室温灭，当熄灭产物冷却到熄灭前的温度时室温所放出的热量，用所放出的热量，用Q表示。表示。 发热量的单位发热量的单位: J/g、kJ/kg或或MJ/kg表示。表

28、示。过去曾运用卡过去曾运用卡cal作单位，作单位，1 cal = 4.1816 J。 二、发热量的种类和基准二、发热量的种类和基准 煤的发热量分类：煤的发热量分类： 弹筒发热量弹筒发热量 高位发热量高位发热量 低位发热量低位发热量1弹筒发热量：弹筒发热量：Qb 是指单位质量的煤样在量热计和弹筒内，在过量的高压氧气是指单位质量的煤样在量热计和弹筒内，在过量的高压氧气条件下初始压力为条件下初始压力为2735大气压熄灭后产生的热量，也大气压熄灭后产生的热量，也就是用弹筒量热计实测出的热量。就是用弹筒量热计实测出的热量。 熄灭产物为：熄灭产物为：O2、N2、CO2、HNO3、H2SO4、液态水、液态水

29、、固态灰固态灰煤中原有的水和氢元素熄灭生成的水冷凝在弹筒中，煤中原有的水和氢元素熄灭生成的水冷凝在弹筒中，N被被氧化为氧化为NO2或或N2O5，S被氧化为被氧化为SO3，它们溶于水也会发，它们溶于水也会发出热量。因此煤在弹筒中熄灭要比在空气中熄灭时产生的出热量。因此煤在弹筒中熄灭要比在空气中熄灭时产生的热量多，所以又称为热量多，所以又称为“最高发热量最高发热量。 2高位发热量高位发热量Qgr表示表示 高位发热量是指煤在大气中熄灭时产生的热量，此时煤中的高位发热量是指煤在大气中熄灭时产生的热量，此时煤中的硫只生成硫只生成SO2，氮是游离形状，氮是游离形状N2，水呈液态冷凝常温约，水呈液态冷凝常温

30、约25。 熄灭产物为：熄灭产物为：O2、N2、CO2、SO2、液态水、固态灰、液态水、固态灰 高位发热量等于高位发热量等于“弹筒发热量弹筒发热量减去减去“硝酸和硫酸校正热硝酸和硫酸校正热 即是弹筒发热量进展生成酸的热效应校正后的发热量即是弹筒发热量进展生成酸的热效应校正后的发热量高位发热量可从弹筒发热量求得：高位发热量可从弹筒发热量求得：Qgr,ad = Qb,ad -95St,ad + Qb,adQgr,ad空气枯燥基煤的高位发热量，空气枯燥基煤的高位发热量，J/g；Qb,ad空气枯燥基煤的弹筒发热量，空气枯燥基煤的弹筒发热量，J/g；St,ad空气枯燥基煤的全硫含量；空气枯燥基煤的全硫含量

31、；95煤中每煤中每1%硫的校正值，硫的校正值，J； 硝酸校正系数可由表硝酸校正系数可由表4-11查得。查得。 Qb,ad，KJ/g25.10 0.0010.00120.0016硝酸校正系数表硝酸校正系数表 3低位发热量低位发热量Qnet 低位发热量是指煤在工业窑炉中熄灭时所产生的热量。低位发热量是指煤在工业窑炉中熄灭时所产生的热量。 煤在工业窑炉中熄灭时，煤中水分和氢生成的水蒸汽随煤在工业窑炉中熄灭时，煤中水分和氢生成的水蒸汽随烟道气进入大气中假设熄灭产物中的水成烟道气进入大气中假设熄灭产物中的水成20水蒸气水蒸气形状，此时燃料熄灭放出的热量一部分被水形状，此时燃料熄灭放出的热量一部分被水“气

32、化气化所吸收，故热值降低。所吸收，故热值降低。 熄灭产物：熄灭产物：O2、N2、CO2、SO2、气态水、固态灰、气态水、固态灰 高位发热量减去这部分高位发热量减去这部分“气化热气化热或叫或叫“蒸发热蒸发热后，即为低位发热量。后，即为低位发热量。4常用的表示方法常用的表示方法 除了引见过的三种发热量，煤的分析又有五种不同的基准。除了引见过的三种发热量，煤的分析又有五种不同的基准。因此煤的发热量就可以有十五种不同的表示方法，但其中有因此煤的发热量就可以有十五种不同的表示方法，但其中有些表示方法的实践应意图义不大。常用的有以下五种：些表示方法的实践应意图义不大。常用的有以下五种： 1)空气枯燥基弹筒

33、发热量，空气枯燥基弹筒发热量，Qb,ad；2)空气枯燥基高位发热量，空气枯燥基高位发热量，Qgr,ad；3)干基高位发热量，干基高位发热量，Qgr,d；4)枯燥无灰基高位发热量，枯燥无灰基高位发热量，Qgr,daf；5)收到基低位发热量，收到基低位发热量，Qnet,ar； 留意表示方法的问题留意表示方法的问题 空气枯燥基弹筒发热量只作为测定的原始数据，空气枯燥基弹筒发热量只作为测定的原始数据，应以高位发热量作测定结果报出。应以高位发热量作测定结果报出。 动力燃料必需运用收到基低位发热量。动力燃料必需运用收到基低位发热量。 在运用发热量结果时，必需搞清楚其类别和基准；在运用发热量结果时，必需搞清

34、楚其类别和基准；否那么会呵斥很大的误差。否那么会呵斥很大的误差。三、煤的发热量的测定三、煤的发热量的测定 测定发热量的通用方法是测定发热量的通用方法是“氧弹法氧弹法。 1原理原理 取一定量的分析煤样在充溢高压氧气的弹筒浸没取一定量的分析煤样在充溢高压氧气的弹筒浸没在装一定质量的水的容器在装一定质量的水的容器俗称内筒内完全熄灭，俗称内筒内完全熄灭，生成的热被水吸收，水温升高，由水升高的温度，生成的热被水吸收，水温升高，由水升高的温度，计算样品的发热量。计算样品的发热量。 2仪器及设备仪器及设备氧弹热量计氧弹热量计 3测定方法测定方法 1称取粒度为称取粒度为0.2mm以下的空气枯燥煤样以下的空气枯

35、燥煤样11.1g准确至准确至0.0002g置于熄灭置于熄灭皿中；皿中；2取知质量的点火丝，两端衔接在氧弹内的两个电极上，留意使点火丝与取知质量的点火丝，两端衔接在氧弹内的两个电极上，留意使点火丝与试样坚持接触或坚持一小段间隔试样坚持接触或坚持一小段间隔 ；3将将10mL蒸馏水参与氧弹中，以吸收煤熄灭产生的氧氮化合物、硫化合物，蒸馏水参与氧弹中，以吸收煤熄灭产生的氧氮化合物、硫化合物，拧紧氧弹，接好氧气导管，缓慢将氧气充入氧弹内至压力达拧紧氧弹，接好氧气导管，缓慢将氧气充入氧弹内至压力达2.62.8Mpa，充，充氧时间大于氧时间大于30s；4准确称取一定质量的水参与内筒以完全浸没氧弹为准，并与标

36、定仪器准确称取一定质量的水参与内筒以完全浸没氧弹为准，并与标定仪器的热容量所运用水量一致；的热容量所运用水量一致；5先调外筒水温，使之与室温相差先调外筒水温，使之与室温相差1oC以内，内筒温度的调理以终点时内筒以内，内筒温度的调理以终点时内筒温度比外筒温度高温度比外筒温度高1oC左右适宜；左右适宜；6将内筒小心地放在外筒的绝缘支架上，再将氧弹放入内筒，并检漏；将内筒小心地放在外筒的绝缘支架上，再将氧弹放入内筒，并检漏；7接上点火电极插头，装好搅拌器、量热温度计，盖上外筒盖子留意温接上点火电极插头，装好搅拌器、量热温度计，盖上外筒盖子留意温度计水银球应与氧弹主体在同一程度上，在接近量热温度计显露

37、水银柱部位度计水银球应与氧弹主体在同一程度上，在接近量热温度计显露水银柱部位另悬一支普通温度计以测定显露柱的温度；另悬一支普通温度计以测定显露柱的温度；8开动搅拌器，开动搅拌器，5min后开场计时并读取内筒温度后开场计时并读取内筒温度t0，借助放大镜准确到，借助放大镜准确到0.001oC,同时立刻通电点火，随后读取外筒温度同时立刻通电点火，随后读取外筒温度tj，准确到，准确到0.05oC和显和显露柱温度露柱温度te，留意每次读数前应开启振动器振动，留意每次读数前应开启振动器振动35s，当内筒温度在，当内筒温度在30s内急剧上升时阐明点火胜利；内急剧上升时阐明点火胜利；9点火点火100s时读取内

38、筒温度时读取内筒温度t100s，在接近终点时，每隔，在接近终点时，每隔1min读取一次读取一次内筒温度，以第一个下降温度作为终点温度内筒温度，以第一个下降温度作为终点温度tn；10完成实验后停顿搅拌，取出内筒和氧弹，开启放气阀放出熄灭废气，翻完成实验后停顿搅拌，取出内筒和氧弹，开启放气阀放出熄灭废气，翻开氧弹，仔细察看弹筒和熄灭皿内部能否有残留试样或炭黑，假设有那么实开氧弹，仔细察看弹筒和熄灭皿内部能否有残留试样或炭黑，假设有那么实验作废，必需重做；验作废，必需重做；11找出未烧完的点火丝，量出长度，计算耗费量，用蒸馏水冲洗氧弹内部找出未烧完的点火丝，量出长度，计算耗费量，用蒸馏水冲洗氧弹内部

39、各部位、放气阀、熄灭皿内外和熄灭残渣。所搜集洗液可用于丈量硫。各部位、放气阀、熄灭皿内外和熄灭残渣。所搜集洗液可用于丈量硫。热容量热容量用量热基准物质苯甲酸标定得到，即在充溢用量热基准物质苯甲酸标定得到，即在充溢O2的氧弹中熄灭一定的氧弹中熄灭一定量的已标定热值的苯甲酸，由点火前后产生的总热量和内筒水的温升，求出量的已标定热值的苯甲酸，由点火前后产生的总热量和内筒水的温升，求出量热系统每升高量热系统每升高1oC所需的热量。所需的热量。4.4 煤中硫的测定煤中硫的测定 煤中的硫根据其存在的形状分类：煤中的硫根据其存在的形状分类： 有机硫有机硫 无机硫无机硫 单质硫单质硫 根据熄灭性分类：根据熄灭

40、性分类： 可燃硫：有机硫、硫铁矿硫和单质硫可燃硫：有机硫、硫铁矿硫和单质硫 不可燃硫固定硫不可燃硫固定硫 ：硫酸盐硫：硫酸盐硫 硫是煤中的有害元素之一硫是煤中的有害元素之一 燃料用煤中的硫在煤熄灭过程中构成燃料用煤中的硫在煤熄灭过程中构成SO2SO2。 SO2SO2不仅腐蚀金属设备，而且还会呵斥空气污染。不仅腐蚀金属设备，而且还会呵斥空气污染。炼焦用煤中的硫直接影响钢铁质量，钢铁含硫大炼焦用煤中的硫直接影响钢铁质量，钢铁含硫大于于0.07%0.07%，就会使钢铁热脆而成为废品。脱除煤中，就会使钢铁热脆而成为废品。脱除煤中的硫是煤炭利用的一个重要问题。的硫是煤炭利用的一个重要问题。 全全 硫硫

41、煤中各种形状硫的总和叫做全硫，记作煤中各种形状硫的总和叫做全硫，记作St，全硫，全硫通常就是煤中的硫酸盐硫记作通常就是煤中的硫酸盐硫记作Ss、硫铁矿硫、硫铁矿硫记作记作Sp和有机硫记作和有机硫记作So的总和，即的总和，即 St = Ss + Sp + So假设煤中有单质硫记作假设煤中有单质硫记作S，也应包含在全硫中。，也应包含在全硫中。 普通工业分析中只测全硫，全硫的测定方法有：艾士卡质普通工业分析中只测全硫，全硫的测定方法有：艾士卡质量法、熄灭法、弹筒法等。量法、熄灭法、弹筒法等。熄灭法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公认的规熄灭法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公认的规范方法，范方

42、法， 艾士卡质量法艾士卡质量法 1方法要点方法要点 本法是用艾士卡试剂本法是用艾士卡试剂Na2CO3和和MgO以质量比以质量比1+2的混和的混和物物作为熔剂，所以称为艾士卡质量法。作为熔剂，所以称为艾士卡质量法。方法包括煤样的半熔反响、用水浸取、硫酸钡的沉淀、过滤、方法包括煤样的半熔反响、用水浸取、硫酸钡的沉淀、过滤、洗涤、枯燥、灰化和灼烧等过程。洗涤、枯燥、灰化和灼烧等过程。 2 2根本原理根本原理熔样：熔样： 煤样和艾士卡试剂均匀混合后在高温下进展半熔反煤样和艾士卡试剂均匀混合后在高温下进展半熔反响，使各种形状的硫都转化成可溶于水的硫酸盐。响，使各种形状的硫都转化成可溶于水的硫酸盐。煤样在

43、空气中熄灭时，可燃硫首先转化为煤样在空气中熄灭时，可燃硫首先转化为SO2，继，继而在有空气存在下，和艾士卡试剂作用构成可溶于而在有空气存在下，和艾士卡试剂作用构成可溶于水的硫酸盐：水的硫酸盐： 煤煤 + + 空气空气 = CO2 = CO2 + H2O + SO2 + SO3 + + H2O + SO2 + SO3 + N2 N2 2SO2 + O2 + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + 2SO2 + O2 + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + 2CO2 2CO2 SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2 SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2 MgO

44、 作用？作用？ 艾士卡试剂中的艾士卡试剂中的MgO能疏松反响物，防止碳酸钠熔合妨碍空气透入及能疏松反响物，防止碳酸钠熔合妨碍空气透入及产生的气体逸出，同时也能与产生的气体逸出，同时也能与SO2和和SO3发生反响。发生反响。 CaSO4 ？ MgSO4？ 不可熄灭又难溶于水的不可熄灭又难溶于水的CaSO4，也能同时能和艾士卡试剂，也能同时能和艾士卡试剂作用。难溶于水的硫酸盐作用。难溶于水的硫酸盐MgSO4和艾士卡试剂中的和艾士卡试剂中的Na2CO3反响如下：反响如下： M g S O 4 ( C a S O 4 ) + N a 2 C O 3 = N a 2 S O 4 + MgCO3(CaCO

45、3)224222MgOSOOMgSO熔块浸取？熔块浸取？ 经半熔反响后的熔块，用水浸取，经半熔反响后的熔块，用水浸取，Na2SO4都溶入水中。未作用完的都溶入水中。未作用完的Na2CO3也进入水也进入水中，并部分水解，因此水溶液呈碱性。中，并部分水解，因此水溶液呈碱性。 酸性酸性 pH约约12 滤渣经过洗涤，把洗液和滤液合并，调理滤渣经过洗涤，把洗液和滤液合并，调理溶液酸度，使其呈酸性溶液酸度，使其呈酸性pHpH约约1 12 2， 其目的是消除其目的是消除CO32-CO32-的影响，因其也会和的影响，因其也会和Ba2+Ba2+在中性溶液中构成碳酸钡沉淀。在中性溶液中构成碳酸钡沉淀。 沉淀、洗涤

46、、灼烧、恒量沉淀、洗涤、灼烧、恒量 参与Ba2+后，生成硫酸钡沉淀： SO42- + Ba2- = BaSO4 滤出BaSO4沉淀，经洗涤、烘干、灰化、灼烧，即可称量。硫酸钡沉淀用氨性硫酸钡沉淀用氨性EDTA溶解后，过量的溶解后，过量的EDTA以以EBT为指示剂，用锌盐规范溶液回滴：为指示剂，用锌盐规范溶液回滴：3试剂试剂1 艾士卡合剂艾士卡合剂(MgONa2CO3质量比质量比2+1)；2 盐酸溶液盐酸溶液1+1；3 氯化钡溶液氯化钡溶液100 g/L；4 甲基橙指示剂甲基橙指示剂2 g/L；5 硝酸银溶液硝酸银溶液10 g/L。 4 4测定方法测定方法 称取煤样粒度应小干称取煤样粒度应小干0

47、.2mm 1g，置于，置于30mL瓷坩埚中，瓷坩埚中，取艾士卡试剂取艾士卡试剂2g，放在瓷坩埚内仔细混匀，上面再覆盖，放在瓷坩埚内仔细混匀，上面再覆盖1g艾士卡试剂，把坩埚推入高温炉内。在艾士卡试剂，把坩埚推入高温炉内。在2h内从室温升到内从室温升到850，在，在850下加热下加热2h，取出坩埚，冷却到室温。，取出坩埚，冷却到室温。 用玻璃棒把熔块搅碎，熔块中应无残炭颗粒假设有，那用玻璃棒把熔块搅碎，熔块中应无残炭颗粒假设有，那么再送入炉中加热。么再送入炉中加热。 熔熔 样样 熔块浸取熔块浸取 将熔块连同坩埚一并放入将熔块连同坩埚一并放入400mL烧杯中，用热蒸烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。参与

48、馏水洗出坩埚。参与100150mL热蒸溜水，充分热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约搅拌使熔块散碎，煮沸约5min此时假设发现有此时假设发现有未熄灭完全的黑色颗粒漂浮在溶液外表，那么此未熄灭完全的黑色颗粒漂浮在溶液外表，那么此次实验报废。次实验报废。 用定性滤纸滤出不溶物，搜集滤液在烧杯中，再用定性滤纸滤出不溶物，搜集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹洗时应留意每次加水用热蒸馏水吹洗不溶物，吹洗时应留意每次加水要少些，多吹洗几次约要少些，多吹洗几次约12次，最后溶液体积不次，最后溶液体积不超超300mL。 调整试液酸度调整试液酸度 在滤液中滴加甲基橙在滤液中滴加甲基橙2g/L水溶液指示剂

49、水溶液指示剂3滴，滴，然后用然后用HCl溶液溶液(1+1)调理酸度。先调至甲基橙的调理酸度。先调至甲基橙的黄色刚转为红色，然后再多加黄色刚转为红色，然后再多加2mL HCl溶液溶液(1+1)， 沉淀沉淀恒量恒量 把烧杯放到电热板上加热到微沸，在不断搅拌下，渐把烧杯放到电热板上加热到微沸，在不断搅拌下，渐渐滴加渐滴加10mLBaCl2溶液溶液(100g/L)，在电热板上保温，在电热板上保温2h或放置过夜，用慢速定量滤纸过滤。或放置过夜，用慢速定量滤纸过滤。 用热蒸馏水洗至无用热蒸馏水洗至无Cl，将沉淀和滤纸正确折叠放在，将沉淀和滤纸正确折叠放在850下已恒量的坩埚中进展枯燥，灰化至滤纸已无黑下已

50、恒量的坩埚中进展枯燥，灰化至滤纸已无黑色，然后放在色，然后放在850的高温炉中灼烧的高温炉中灼烧40min，取出，先，取出，先在空气中冷却，然后移入枯燥器中冷到室温、称量。在空气中冷却，然后移入枯燥器中冷到室温、称量。 5 5结果计算结果计算mmmS1374. 0)(21adt, m煤样质量，煤样质量，g； m1灼烧后硫酸钡的质量，灼烧后硫酸钡的质量，g； m2空白实验硫酸钡的质量，空白实验硫酸钡的质量，g； 0. 4由硫酸钡换算为硫的换算因数。由硫酸钡换算为硫的换算因数。 6 6测定全硫的允许误差测定全硫的允许误差 测定全硫的允许误差测定全硫的允许误差St,ad同一实验室，同一实验室，% % 不同实验室，不同实验室，% %40.050.100.200.100.200.30本卷须知本卷须知 1 1必需在通风下进展半熔反响，否那么必需在通风下进展半熔反响，否那么煤粒熄灭不完全而使部分硫不能转化为煤粒熄灭不完全而使部分硫不能转