煤质化验专项试题及答案解析

煤质化验专项试题及答案解析1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1空气干燥基水分Mad的测定温度应控制在A.45±5℃ B.105±5℃ C.815±10℃ D.550±10℃答案：B 解析：GB/T212—2008规定，空气干燥基水分在鼓风干燥箱内105±5℃干燥至恒重。1.2测定挥发分Vad时，焦渣特征为“膨胀熔融粘结”，其代码为A.1 B.3 C.5 D.7答案：D 解析：GB/T212—2008附录B，代码7对应“膨胀熔融粘结”。1.3弹筒发热量Qb,ad换算为恒容高位发热量Qgr,v,ad时，需扣除A.硝酸生成热 B.硫酸生成热 C.硝酸+硫酸生成热 D.硝酸+硫酸+溶解热答案：C 解析：GB/T213—2008第8.3条，Qgr,v,ad=Qb,ad–94.1Sb–αQb,ad，其中Sb为弹筒洗液中硫的质量分数，α为硝酸校正系数。1.4艾氏卡法测全硫St,ad时，艾氏卡试剂组成为A.MgO+Na2CO3（质量比2:1） B.MgO+Na2CO3（1:2） C.MgO+NaHCO3（2:1） D.CaO+Na2CO3（2:1）答案：A 解析：GB/T214—2007第4.1条，艾氏卡试剂为MgO与Na2CO3按2:1混合。1.5库仑滴定法测全硫时，电解液中KI与KBr的浓度分别为A.5g/LKI+5g/LKBr B.10g/LKI+10g/LKBr C.5g/LKI+10g/LKBr D.10g/LKI+5g/LKBr答案：B 解析：GB/T214—2007附录C，电解液含10g/LKI与10g/LKBr。1.6测定灰熔融性时，弱还原性气氛的组成是A.CO2∶CO=60∶40 B.CO2∶H2=50∶50 C.CO∶N2=40∶60 D.CO2∶CO=40∶60答案：D 解析：GB/T219—2008第5.3条，弱还原性气氛CO2与CO体积比40:60。1.7哈氏可磨性指数HGI计算公式中，通过0.071mm筛的煤样质量m与标准煤样质量mR的关系为A.HGI=13+6.93(mR–m) B.HGI=13+6.93(m–mR) C.HGI=6.93+13(m–mR) D.HGI=6.93+13(mR–m)答案：A 解析：GB/T2565—2014第9条，HGI=13+6.93(mR–m)。1.8测定碳酸盐二氧化碳CO2,ad时，使用的主要试剂为A.盐酸（1+1） B.硫酸（1+3） C.磷酸（1+1） D.硝酸（1+1）答案：C 解析：GB/T218—1996第5.1条，磷酸（1+1）分解碳酸盐。1.9空气干燥基低位发热量Qnet,v,ad与高位发热量Qgr,v,ad的换算公式中，需减去的项为A.25.4Mad B.25.4Had C.25.4(St,ad) D.25.4(Nad)答案：B 解析：GB/T213—2008第9.2条，Qnet,v,ad=Qgr,v,ad–25.4Had–25.4Mad。1.10测定煤灰中SiO2含量，常用的熔融法熔剂为A.NaOH B.Na2O2 C.Na2CO3+K2CO3（1:1） D.LiBO2答案：D 解析：GB/T1574—2007第5.2.2条，LiBO2熔融法测定SiO2。1.11煤中氯Clad的测定方法中，采用的标准滴定液为A.AgNO3 B.Hg(NO3)2 C.KSCN D.NaCl答案：B 解析：GB/T3558—2014第5.2条，汞盐滴定法用Hg(NO3)2。1.12测定真相对密度TRD时，使用的浸润剂为A.乙醇 B.丙酮 C.十二烷基硫酸钠溶液（10g/L） D.苯答案：C 解析：GB/T217—1996第5.1条，十二烷基硫酸钠溶液浸润煤样。1.13空气干燥基氮Nad的测定方法为A.凯氏定氮法 B.杜马法 C.半微量凯氏法 D.红外吸收法答案：B 解析：GB/T19227—2008第4条，杜马燃烧法测氮。1.14测定煤粉细度R90时，筛分终点判定为A.筛上物质量变化≤0.1g/min B.筛上物质量变化≤0.05g/min C.筛下物质量变化≤0.1g/min D.筛下物质量变化≤0.05g/min答案：B 解析：DL/T943—2015第6.4条，筛分终点≤0.05g/min。1.15煤灰中Fe2O3含量测定，采用的还原剂为A.抗坏血酸 B.氯化亚锡 C.羟胺 D.硫代硫酸钠答案：B 解析：GB/T1574—2007第5.3.2条，SnCl2还原Fe3+。1.16测定煤中砷As时，原子荧光法载流液为A.盐酸（5%） B.硝酸（5%） C.硫酸（5%） D.磷酸（5%）答案：A 解析：GB/T3058—2019第5.2条，5%盐酸载流。1.17测定煤中汞Hg时，冷原子吸收法还原剂为A.氯化亚锡 B.硼氢化钾 C.羟胺 D.抗坏血酸答案：B 解析：GB/T16659—2008第5.2条，KBH4还原。1.18测定煤中磷Pad时，显色剂为A.钼酸铵抗坏血酸 B.钼酸铵氯化亚锡 C.钼酸铵酒石酸锑钾 D.钼酸铵硫酸肼答案：A 解析：GB/T216—2003第5.3条，钼酸铵抗坏血酸体系。1.19测定煤中氟Fad时，采用的蒸馏温度为A.130±5℃ B.160±5℃ C.180±5℃ D.200±5℃答案：B 解析：GB/T4633—2014第5.3条，160±5℃水蒸汽蒸馏。1.20测定煤中锗Ge时，萃取剂为A.四氯化碳 B.苯 C.乙酸乙酯 D.甲基异丁基酮答案：A 解析：GB/T8207—2007第5.4条，CCl4萃取苯芴酮锗络合物。2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些属于煤的工业分析项目A.Mad B.Aad C.Vad D.FCad E.St,ad答案：ABCD 解析：工业分析包括水分、灰分、挥发分、固定碳，硫为元素分析。2.2影响发热量测定结果的因素有A.热容量标定误差 B.点火丝热量校正 C.硝酸生成热校正 D.苯甲酸纯度 E.氧弹漏气答案：ABCDE 解析：以上五项均直接引入系统或随机误差。2.3煤灰熔融性测定中，弱还原性气氛可通过以下哪些方式获得A.CO2与CO混合气体 B.石墨封碳法 C.氢气与氮气混合 D.烟煤不完全燃烧法 E.活性炭封碳法答案：ABDE 解析：C选项H2与N2为强还原性气氛。2.4下列哪些属于煤中有害元素A.As B.Cl C.F D.Hg E.Ge答案：ABCD 解析：Ge为稀散元素，一般不计入有害。2.5测定煤中全硫的方法有A.艾氏卡法 B.库仑滴定法 C.红外吸收法 D.高温燃烧中和法 E.X射线荧光法答案：ABCD 解析：XRF为快速筛查法，未列入仲裁方法。2.6煤质分析中常用的“基”包括A.ar B.ad C.d D.daf E.mmf答案：ABCD 解析：mmf为矿物质free基，已淘汰。2.7测定煤粉细度需要的设备有A.标准振筛机 B.90μm筛网 C.200μm筛网 D.天平（0.01g） E.秒表答案：ABDE 解析：R90试验用90μm筛，不需200μm。2.8弹筒发热量测定中，属于热化学校正的项目有A.硝酸生成热 B.硫酸生成热 C.点火丝热量 D.棉线热量 E.氧弹热交换答案：AB 解析：CD为热量输入校正，E为热损失校正。2.9煤灰成分分析中，采用原子吸收法测定的元素有A.Na B.K C.Fe D.Ca E.Mg答案：ABDE 解析：Fe常用分光光度法，AAS亦可但非首选。2.10煤中微量元素分析的前处理方法有A.灰化法 B.微波消解 C.高压釜酸溶 D.碱熔法 E.直接溶样法答案：ABCD 解析：E无此术语。3.填空题（每空1分，共30分）3.1空气干燥基水分Mad测定中，称取一般分析试验煤样（1.00±0.01）g，摊平称量瓶底，厚度不超过______mm。答案：0.8 解析：GB/T212—2008第6.1条。3.2挥发分Vad测定中，焦渣特征代码6表示______。答案：微膨胀熔融粘结。3.3发热量测定中，苯甲酸标准热值证书给出值为26472J/g，其扩展不确定度U95=______J/g（k=2）。答案：12 解析：典型证书值。3.4艾氏卡法测硫，灼烧物用热水浸取后，在______介质中沉淀BaSO4。答案：盐酸酸性。3.5灰熔融性测定中，ST表示______温度。答案：软化。3.6哈氏可磨性指数HGI=58，表示该煤比标准煤______（难/易）磨。答案：难。3.7真相对密度TRD测定中，比重瓶法恒温水浴温度为______℃。答案：20±0.5。3.8库仑测硫电解液pH应保持在______之间。答案：1~2。3.9煤中氯测定，汞盐滴定法终点颜色由______变为______。答案：黄色；无色。3.10测定煤中砷时，原子荧光法载气为______气。答案：氩。3.11煤灰中SiO2含量40%，则每100g灰含SiO2______mol。（SiO2摩尔质量60.08g/mol）答案：0.666 解析：40/60.08=0.666。3.12煤粉细度R90=18%，表示大于90μm颗粒占______%。答案：18。3.13发热量测定中，若氧弹充氧压力低于______MPa，必须重新充氧。答案：3.0。3.14测定煤中氟时，蒸馏速度控制在______mL/min。答案：4~5。3.15空气干燥基固定碳FCad计算公式：FCad=______–(Mad+Aad+Vad)。答案：100。3.16灰中Fe2O3测定，用K2Cr2O7标准溶液滴定，其浓度一般为______mol/L。答案：0.01667。3.17煤中汞测定，冷原子吸收法载气流量为______mL/min。答案：500。3.18测定煤中磷时，显色稳定时间为______min。答案：15。3.19煤中氮测定，杜马法燃烧管填充催化剂为______。答案：CuO+Pt。3.20测定碳酸盐CO2时，U形管增重即为CO2质量，需用______干燥剂除去水分。答案：无水氯化钙。3.21煤灰熔融性气氛控制，石墨封碳法炉内CO体积分数约为______%。答案：18~20。3.22艾氏卡法测硫，BaSO4沉淀在800℃灼烧时间不少于______min。答案：30。3.23发热量测定，氧弹内加______mL蒸馏水以吸收酸性气体。答案：10。3.24哈氏可磨性试验，总转数______转。答案：60。3.25测定煤中锗时，显色剂苯芴酮浓度为______g/L。答案：0.05。3.26煤中氯测定，硝酸汞标准溶液浓度为______mol/L。答案：0.025。3.27灰中CaO测定，原子吸收法波长为______nm。答案：422.7。3.28测定煤中砷时，硼氢化钾溶液浓度为______g/L。答案：20。3.29煤粉细度R200筛余量一般要求小于______%。答案：1。3.30发热量测定，若温升Δt=2.834℃，热容量E=10530J/℃，则Qb,ad=______J/g。（忽略校正）答案：29850 解析：10530×2.834/1.0001≈29850。4.简答题（共40分）4.1（6分）简述空气干燥基水分Mad与收到基水分Mar的换算关系，并给出公式。答案：Mar=Mad×(100–Mt)/(100–Mad)，其中Mt为全水分。解析：推导基于质量守恒，外在水Mt=(Mar–Mad)(100–Mar)/100，整理即得。4.2（6分）说明挥发分Vad测定中，焦渣特征代码对锅炉设计的影响。答案：代码越高，煤越易结渣。代码7~8的煤在炉膛内易形成熔融大块，导致炉膛出口结渣、受热面沾污，需降低炉膛容积热负荷或增加吹灰强度。4.3（6分）写出恒容高位发热量Qgr,v,ad换算为恒压低位发热量Qnet,p,ar的完整公式，并解释各项物理意义。答案：Qnet,p,ar=(Qgr,v,ad–25.4Had–25.4Mad)×(100–Mt)/(100–Mad)–24.4Mar–0.01H2Oar；25.4Had为氢燃烧生成水汽潜热，25.4Mad为煤中水汽潜热，24.4Mar为收到基水分潜热，0.01H2Oar为空气中水分带入潜热。4.4（6分）库仑测硫法为何需每日标定？简述标定步骤。答案：电解液活性逐日下降，电极污染导致电流效率降低。步骤：称取0.2g标准煤样（St,ad≈2%），按样品流程测定，若相对误差>±2%，则调整积分系数或更换电解液。4.5（6分）煤灰熔融性ST、HT、FT定义及其对液态排渣炉的意义。答案：ST—灰锥尖端弯曲至锥底；HT—灰锥弯曲至锥底或成半球；FT—灰展成高度≤1.5mm薄层。液态排渣炉要求FT<1350℃，确保顺利流渣。4.6（5分）说明哈氏可磨性指数HGI与磨煤机功耗的关系。答案：HGI越高，煤越易磨，磨煤机单位功耗kWh/t越低；经验公式：E=10/HGI^0.5，E为磨煤电耗指数。4.7（5分）列举三种煤中氟测定方法并比较其优缺点。答案：1.高温水解离子选择电极法：灵敏度高，需专用设备；2.蒸馏镧茜素络合酮光度法：成本低，操作繁琐；3.离子色谱法：快速，基体干扰大。5.计算与综合应用题（共40分）5.1（10分）某煤样工业分析结果：Mad=2.50%，Aad=10.20%，Vad=28.40%，全水分Mt=8.50%。计算：（1）收到基灰分Aar；（2）干燥无灰基挥发分Vdaf；（3）空气干燥基固定碳FCad。答案：（1）Aar=Aad×(100–Mt)/(100–Mad)=10.20×91.5/97.5=9.57%；（2）Vdaf=Vad×100/(100–Mad–Aad)=28.40×100/87.3=32.53%；（3）FCad=100–(2.50+10.20+28.40)=58.90%。5.2（10分）氧弹发热量测定数据：热容量E=10550J/℃，苯甲酸标定值26472J/g，m=1.0051g，Δt=2.8342℃，点火丝热量50J，硝酸校正热120J，硫0.80%，硫生成酸校正热=硫质量×94.1J。计算恒容高位发热量Qgr,v,ad。答案：Qb,ad=(EΔt–点火丝–硝酸–硫酸)/m=(10550×2.8342–50–120–0.80%×1.0051×94.1)/1.0051=(29889–50–120–75.6)/1.0051=29643/1.0051=29490J/g≈29.49MJ/kg。Qgr,v,ad=Qb,ad–硫酸校正–硝酸校正=29490–75.6–120=29294J/g≈29.29MJ/kg。5.3（10分）某电厂日燃收到基煤4000t，Mar=10%，St,ar=0.70%，灰中Na2O=1.20%，K2O=1.50%。计算日排放SO2量（t）及灰中Na2O+K2O量（t）。答案：SO2=4000×0.70%×2=56t；灰量=4000×10%×(Aar/(100–Mar))，设Aar=10%，则灰=4000×0.1×0.1/0.9=44.4t；Na2O+K2O=44.4×(1.20%+1.50%)=1.20t。5.4（10分）煤灰熔融性试验得ST=1280℃，HT=1320℃，FT=1360℃。锅炉液态排渣要求FT≤1350℃，实际运行中渣口温度1