2026年煤质分析水分灰分挥发分测定测试卷附答案

2026年煤质分析水分灰分挥发分测定测试卷附答案一、填空题（每空1分，共15分）1.煤中水分按存在形态可分为游离水和（化合水），其中游离水又分为（外在水分）和（内在水分）。2.空气干燥基水分（Mad）测定时，称量瓶应在（105~110℃）的干燥箱中干燥至恒重，恒重指标为两次称量差值不超过（0.001g）。3.缓慢灰化法测定灰分时，马弗炉需从室温逐渐升温至（500℃）并保持（30min），再升至（815±10℃）灼烧至恒重，目的是防止（煤样爆燃导致灰分损失）。4.挥发分测定的关键温度是（900±10℃），加热时间严格控制为（7min），若加热时间不足会导致挥发分测定结果（偏低）。5.空气干燥基挥发分（Vad）计算公式为：Vad=（(m1/m)×100Mad），其中m为（空气干燥煤样质量），m1为（加热后失去的质量）。6.全水分（Mt）测定时，若采用两步法，第一步需先测定（外在水分），第二步测定（内在水分），最终Mt=（Mf+(100Mf)/100×Minh）。二、判断题（正确打√，错误打×，每题2分，共20分）1.测定空气干燥基水分时，若煤样粒度大于0.2mm，会导致测定结果偏低。（√）2.灰分测定时，若煤样在500℃前快速升温，会因硫氧化物与碳酸钙反应提供硫酸钙，导致灰分结果偏高。（√）3.挥发分测定用的坩埚必须带严密的盖子，否则空气进入会使部分固定碳燃烧，导致挥发分结果偏高。（×）（注：空气进入会使固定碳燃烧，导致挥发分测定值偏高，但实际应为挥发分+固定碳=100-Mad-Aad，固定碳减少会使挥发分虚高，故判断为√？需核对标准。正确应为：坩埚盖未盖紧会导致空气进入，使部分煤样氧化，挥发分测定结果偏高，因此原判断正确，应打√。此处原题可能存在错误，需修正。）（修正后）3.挥发分测定用的坩埚必须带严密的盖子，否则空气进入会使部分煤样氧化，导致挥发分测定结果偏高。（√）4.全水分测定时，若煤样在干燥过程中发生氧化，会导致外在水分测定值偏低。（√）5.灰分测定恒重时，两次称量差值不超过0.0005g即可认为恒重。（×）（正确为不超过0.001g）6.测定挥发分时，若坩埚在马弗炉中放置位置靠近炉门，会因温度偏低导致挥发分结果偏低。（√）7.空气干燥基水分测定中，若干燥箱温度超过110℃，可能导致低变质程度煤的部分挥发分逸出，使水分结果偏高。（√）8.缓慢灰化法中，500℃保持30min的主要目的是使有机硫和黄铁矿硫充分氧化为SO2逸出，避免与CaCO3反应提供CaSO4。（√）9.挥发分测定时，若加热时间超过7min，会因固定碳部分燃烧导致挥发分结果偏高。（√）10.测定全水分的煤样应在破碎至3mm后立即测定，否则外在水分会损失，导致结果偏低。（√）三、单项选择题（每题2分，共30分）1.空气干燥基水分测定的温度范围是（）A.90~100℃B.105~110℃C.115~120℃D.125~130℃答案：B2.灰分测定时，最终灼烧温度应为（）A.750±10℃B.815±10℃C.850±10℃D.900±10℃答案：B3.挥发分测定的加热时间应严格控制为（）A.5minB.7minC.10minD.15min答案：B4.测定全水分时，若煤样质量为1000g，粒度应小于（）A.6mmB.3mmC.0.2mmD.13mm答案：A（注：全水分测定若采用一步法，煤样粒度≤6mm；两步法第一步≤13mm，第二步≤3mm。本题默认一步法，选A）5.下列哪种情况会导致空气干燥基水分测定结果偏低？（）A.干燥箱温度不足105℃B.煤样在空气中暴露时间过长C.称量瓶未恒重直接使用D.干燥后未在干燥器中冷却直接称量答案：B（煤样暴露会吸收空气水分，导致干燥前质量偏高，干燥后质量差偏小，结果偏低）6.灰分测定中，缓慢灰化法与快速灰化法的主要区别是（）A.最终温度不同B.升温速率和保温时间不同C.坩埚大小不同D.称量精度不同答案：B7.挥发分测定用坩埚的材质应为（）A.玻璃B.铜C.瓷质D.塑料答案：C8.计算干燥无灰基挥发分（Vdaf）时，需要已知（）A.Vad、AadB.Vad、MadC.Vad、Aad、MadD.Vad、Mt答案：C（公式：Vdaf=Vad×100/(100-Mad-Aad)）9.全水分测定中，若第一步测定的外在水分（Mf）为5.0%，第二步测定的内在水分（Minh）为8.0%，则全水分（Mt）为（）A.13.0%B.12.6%C.12.2%D.11.8%答案：B（Mt=Mf+(100-Mf)/100×Minh=5+95/100×8=5+7.6=12.6%）10.测定挥发分时，若坩埚盖有裂纹，可能导致（）A.结果偏低B.结果偏高C.无影响D.固定碳偏高答案：B（空气进入使部分煤样氧化，失重增加，挥发分偏高）11.灰分测定恒重的标准是连续两次称量差值不超过（）A.0.0002gB.0.0005gC.0.001gD.0.002g答案：C12.下列哪种煤的内在水分最高？（）A.无烟煤B.烟煤C.褐煤D.焦煤答案：C（褐煤变质程度最低，内在水分最高）13.空气干燥基水分测定时，若煤样质量为1.0000g，干燥后质量为0.9500g，Mad为（）A.5.00%B.5.26%C.4.76%D.5.50%答案：A（(1.0000-0.9500)/1.0000×100=5.00%）14.挥发分测定时，若马弗炉温度实际为880℃，会导致测定结果（）A.偏高B.偏低C.无影响D.无法判断答案：B（温度低于900℃，部分挥发分未逸出，结果偏低）15.灰分测定中，若煤样中含有较多碳酸钙，快速灰化会导致灰分结果（）A.偏高B.偏低C.无影响D.先高后低答案：A（碳酸钙分解产生CO2逸出，但若快速升温，硫氧化物与CaO反应提供CaSO4，增加灰分质量）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述空气干燥基水分（Mad）与全水分（Mt）的区别。答案：空气干燥基水分是煤样在实验室空气干燥状态下保持的水分（内在水分），反映煤在空气干燥后的水分含量；全水分是煤中全部游离水的含量，包括外在水分（表面附着水）和内在水分（吸附在煤孔隙中的水）。Mad测定对象是粒度≤0.2mm的空气干燥煤样，Mt测定对象是粒度≤6mm（一步法）或分两步测定的原始煤样。2.为什么挥发分测定时必须严格控制温度和时间？答案：挥发分是煤在隔绝空气条件下加热至900℃时逸出的气体和蒸汽的产率，温度过低会导致部分挥发分未逸出（结果偏低），温度过高会使固定碳部分分解（结果偏高）；时间过短挥发分未完全逸出（偏低），时间过长会因空气渗入（若坩埚盖不严）导致固定碳燃烧（偏高）。因此需严格控制900±10℃、7min的加热条件，以保证测定结果的准确性和可比性。3.灰分测定中，缓慢灰化法的操作步骤及原理是什么？答案：步骤：①将坩埚放入冷马弗炉，半开炉门；②以≤10℃/min速率升温至500℃，保持30min；③继续升温至815±10℃，灼烧1h；④取出冷却至室温后称量，恒重（两次差值≤0.001g）。原理：缓慢升温至500℃可使煤中有机硫和黄铁矿硫充分氧化为SO2逸出，避免与煤中碳酸钙分解产生的CaO反应提供CaSO4（CaSO4分子量大于CaO，会增加灰分质量）；500℃保温30min确保硫氧化物完全逸出，最终在815℃灼烧使碳完全燃烧，剩余矿物质即为灰分。4.测定全水分时，若煤样在破碎过程中水分损失，对结果有何影响？应如何避免？答案：破碎过程中水分损失会导致全水分测定结果偏低（外在水分损失）。避免方法：①破碎应在湿度适宜的环境中快速进行；②使用密封式破碎机；③破碎后立即称样测定；④若无法立即测定，应将煤样装入密封容器中保存，减少水分蒸发。5.简述挥发分测定中坩埚的选择要求及原因。答案：要求：①使用带严密盖子的瓷质坩埚（或铂坩埚）；②坩埚总质量（带盖）≤15g；③坩埚盖与坩埚接触严密。原因：瓷质坩埚耐高温（≥900℃）且化学性质稳定，不会与挥发分反应；严密盖子可防止空气进入（避免煤样氧化导致挥发分虚高），同时阻止挥发分提前逸出（保证加热7min内挥发分完全逸出）；坩埚质量过大会影响马弗炉内温度均匀性，导致测定误差。五、计算题（每题8分，共24分）1.测定某空气干燥煤样的水分，已知空称量瓶质量为18.2350g，加入煤样后总质量为19.2350g，干燥后总质量为19.1350g。计算该煤样的空气干燥基水分（Mad）。解：煤样质量m=19.2350-18.2350=1.0000g干燥后煤样质量m1=19.1350-18.2350=0.9000gMad=(mm1)/m×100=(1.0000-0.9000)/1.0000×100=10.00%答：Mad为10.00%。2.某煤样全水分测定采用两步法，第一步称取粒度≤13mm的煤样1000.0g，干燥后质量为950.0g（外在水分Mf）；第二步取第一步干燥后的煤样10.0000g（空气干燥基），测定内在水分（Minh）为8.00%。计算该煤样的全水分（Mt）。解：Mf=(1000.0-950.0)/1000.0×100=5.00%Mt=Mf+(100Mf)/100×Minh=5.00+(100-5)/100×8.00=5.00+0.95×8.00=5.00+7.60=12.60%答：全水分Mt为12.60%。3.测定某煤样的挥发分，已知空气干燥基煤样质量为1.0000g，挥发分坩埚（带盖）空质量为17.5000g，加热后坩埚（带盖+残留物）质量为18.0000g，空气干燥基水分（Mad）为5.00%。计算空气干燥基挥发分（Vad）和干燥无灰基挥发分（Vdaf，已知空气干燥基灰分Aad为15.00%）。解：加热前总质量=17.5000+1.0000=18.5000g加热后总质量=18.0000g失去的质量m1=18.5000-18.0000=0.5000gVad=(m1/m×100)Mad=(0.5000/1.0000×100)5.00=50.00-5.00=45.00%Vdaf=Vad×100/(100MadAad)=45.00×100/(100-5.00-15.00)=4500/80=56.25%答：Vad为45.00%，Vdaf为56.25%。六、综合分析题（每题8分，共16分）1.某实验室测定挥发分时，发现同一煤样的平行样结果偏差超过0.5%（标准要求≤0.5%），可能的原因有哪些？如何排查？答案：可能原因：①马弗炉温度不均匀（部分坩埚位置温度偏差＞10℃）；②加热时间不一致（部分坩埚未准确计时7min）；③坩埚盖密封不严（部分空气进入导致氧化）；④煤样粒度不均匀（部分煤样＞0.2mm，挥发分逸出不完全）；⑤坩埚质量差异大（影响热量传递）；⑥称量误差（天平未校准或操作不规范）。排查方法：①用高温温度计检测马弗炉内各位置温度，确保均在900±10℃；②检查计时器准确性，确认加热时间统一为7min；③更换密封良好的坩埚盖，观察结果是否改善；④检查煤样粒度，确保全部通过0.2mm筛；⑤使用质量相近的坩埚（总质量差≤0.5g）；⑥校准天平，重新称量平行样。2.测定灰分时，若最终灰分结果明显高于理论值（根据煤种特性），可能的操作失误有哪些？如何避免？答案：可能失误：①升温速率过快（未在500℃保温30min），导致硫氧化物与CaO反应提供CaSO4（增