第三章煤的工業(yè)分析和元素分析

1、 第三章第三章 煤的工業(yè)分析和元素分析煤的工業(yè)分析和元素分析7.1 煤樣的采集煤樣的采集7.2 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 7.3 煤中硫的測定煤中硫的測定 7.4 煤發(fā)熱量的測定煤發(fā)熱量的測定 7.5 工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量 主要內(nèi)容主要內(nèi)容7.2 煤樣的制備煤樣的制備n一、采樣基礎(chǔ)知識n煤樣的采集是指按照國家標準規(guī)定的方法采取具有代表性煤樣的過程，簡稱采樣。n1. 采樣中常用的基本概念n（1）批 n（2）采樣單元 n（3）子樣 n（4）總樣 n（5）分樣 7.1 煤樣的采集煤樣的采集n2采樣的基本原理n采樣的基本原理就是在一批煤的各規(guī)定位置上分別采取一定量的若干

2、個子樣，由此匯集成一個總樣。子樣的份數(shù)是由煤的不均勻程度和采樣的精密度所決定，子樣質(zhì)量達到一定限度之后，再增加質(zhì)量就不能顯著提高采樣的精密度。7.1 煤樣的采集煤樣的采集n二、商品煤樣采取方法n1采取商品煤樣對采樣工具的要求n采樣工具的大小、規(guī)格、型號關(guān)系到采樣的質(zhì)量。各國采樣工具的尺寸都以煤的粒度的倍數(shù)來確定，一般為粒度的2.03.0倍。n2采樣精密度n國家標準GB 475-1996商品煤樣采取方法中，根據(jù)煤炭品種和灰分來規(guī)定采樣精密度，具體數(shù)值如表3-1。7.1 煤樣的采集煤樣的采集n3采樣單元n4子樣數(shù)目和質(zhì)量n5煤流中采取商品煤樣n6火車頂部采取商品煤樣n【例題3-1】設(shè)一節(jié)車皮容量為

3、50t，分別畫出下列要求的采樣點布置情況。n以200t煤量的原煤為一采樣單元；n以50t煤量的原煤為一采樣單元；n以150t煤量的精煤為一采樣單元。 7.1 煤樣的采集煤樣的采集n三、生產(chǎn)煤樣采取方法n1采取生產(chǎn)煤樣的總則n2生產(chǎn)煤樣的采樣要點n3采取生產(chǎn)煤樣時應(yīng)注意的問題n四、煤層煤樣采取方法 n1煤層煤樣及其采取目的n2采取煤層煤樣的總則n3煤層煤樣采取方法7.1 煤樣的采集煤樣的采集n4煤層煤樣分析試驗結(jié)果的整理n按GB/T 217真相對密度測定方法和GB/T 212工業(yè)分析方法測定每一分層煤樣的真相對密度和灰分。根據(jù)測定結(jié)果，分別計算全部分層煤樣、應(yīng)開采部分分層煤樣和煤分層煤樣的加權(quán)平

4、均灰分，其計算公式如下： 7.1 煤樣的采集煤樣的采集d煤樣的加權(quán)平均灰分（干燥基），%； Ad1、Ad2、Adn第1、2n個煤分層或夾石層的灰分 （干燥基），%； t1、t2、tn第1、2n個煤分層或夾石層的厚度，m； TRD1、TRD2TRDn第1、2n個煤分層或夾石層的真相對密度。7.1 煤樣的采集煤樣的采集n（3）根據(jù)應(yīng)開采部分各分層煤樣算出的加權(quán)平均灰分與可采煤樣灰分之間的相對差值不得超過10%，如超過限度時，則所采的煤樣作廢，應(yīng)重新采取。n其相對差值按下式計算： 7.1 煤樣的采集煤樣的采集式中應(yīng)開采部分各分層煤樣的加權(quán)平均灰分（干燥基），%；可采煤樣灰分（干燥基），%。7.1 煤

5、樣的采集煤樣的采集n可采煤樣的分析試驗結(jié)果 7.1 煤樣的采集煤樣的采集n一、煤樣制備的程序n煤樣的制備包括破碎、篩分、混合、縮分和干燥等程序。煤樣的縮制實際上是按粒度不同分級進行的，通常分為25mm、13mm、6mm、3mm、1mm五組，最后制備成小于0.2mm的分析煤樣。 n1. 破碎n2. 篩分n3. 混合7.2 煤樣的制備煤樣的制備n4. 縮分n5. 干燥 7.2 煤樣的制備煤樣的制備n二、煤樣的減灰n1. 減灰重液的相對密度n（1）煙煤、褐煤一般用相對密度為1.4的重液減灰，如用該重液減灰后灰分仍大于10%，應(yīng)另取煤樣用相對密度為1.35的重液減灰，如灰分仍大于10%，則不再減灰。n

6、（2）無煙煤用的減灰重液相對密度（減灰相對密度）可按原煤樣的干基真相對密度 （n）d、干燥無礦物質(zhì)基真相對密度（ ）dmmf和干基灰分（Ad）的關(guān)系按下式計算： 7.2 煤樣的制備煤樣的制備三、煤樣的制備煤樣制備程序圖 7.2 煤樣的制備煤樣的制備第三節(jié)煤質(zhì)分析中常用基準和符號n一、煤質(zhì)分析的常用基準n新舊標準中各種基采用的名稱及符號對照表 n二、煤質(zhì)分析中的常用符號n部分煤質(zhì)及工藝性質(zhì)分析項目符號的新舊標準對照表 第三節(jié)煤質(zhì)分析中常用基準和符號續(xù)表7.4 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析n一、常用的符號和基準一、常用的符號和基準n二、水分的測定二、水分的測定 n三、灰分的測定三、灰分的測定 n四、揮

7、發(fā)分產(chǎn)率的測定四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定 n五、固定碳含量的計算五、固定碳含量的計算 n六、不同基準分析結(jié)果的換算六、不同基準分析結(jié)果的換算 一、常用的符號和基準一、常用的符號和基準 1分析項目的名稱及表示符號分析項目的名稱及表示符號表表1 1 分析試驗項目及符號分析試驗項目及符號項項目目水分水分灰分灰分揮發(fā)揮發(fā)分分固定固定碳碳發(fā)熱發(fā)熱量量礦物礦物質(zhì)質(zhì)符符號號MAVFCQMMC、H、O、N、S及煤灰中化學(xué)成分等仍以元素及煤灰中化學(xué)成分等仍以元素名稱為代表符號。名稱為代表符號。ashvolatile compoundfixed carbonquantity of produced heatminera

8、l mattermoisture2存在形態(tài)或操作情況指標及符號存在形態(tài)或操作情況指標及符號表表2 2 常用指標及符號常用指標及符號項目外在或游離內(nèi)在全高位低位恒容恒壓符號finhtgrnetvpfreeinherence totalnether3各種基準的表示符號各種基準的表示符號n基準是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤樣基準是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤樣分析試驗，將得出不同的結(jié)果，所以基準又是分析試驗，將得出不同的結(jié)果，所以基準又是用以計算和表達測定值的主要依據(jù)之一。用以計算和表達測定值的主要依據(jù)之一。 收到基（收到基（ar）as received空氣干燥基（空氣干燥基（ad）aird

9、ry干基（干基（d）dry干燥無灰基（干燥無灰基（daf） dry af干燥無礦物質(zhì)基（干燥無礦物質(zhì)基（dmmf） mineral matter tree3.13.1收到基（收到基（arar） 就其含義而言，就其含義而言，是從收到的一批煤樣中取出具有是從收到的一批煤樣中取出具有代表性的煤樣代表性的煤樣，以此種狀態(tài)的煤樣測定的結(jié)果并以，以此種狀態(tài)的煤樣測定的結(jié)果并以此基表示的值，稱為收到基。此基表示的值，稱為收到基。 3.23.2空氣干燥基（空氣干燥基（ad ad ）v是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達到平衡時是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達到平衡時的煤樣的煤樣。在新標準中規(guī)定：煤樣若在空氣。在新標準中規(guī)

10、定：煤樣若在空氣中連續(xù)干燥中連續(xù)干燥1小時后質(zhì)量變化不超過小時后質(zhì)量變化不超過0.10%，則認為達到空氣干燥狀態(tài)。則認為達到空氣干燥狀態(tài)。3.33.3干基（干基（d d）以以無水狀態(tài)無水狀態(tài)的煤樣為標準的分析結(jié)果表示方法。的煤樣為標準的分析結(jié)果表示方法。3.4干燥無灰基（干燥無灰基（daf）v它是以假想的無水無灰狀態(tài)的煤為基準的分它是以假想的無水無灰狀態(tài)的煤為基準的分析結(jié)果表示方法。析結(jié)果表示方法。二、水分的測定二、水分的測定 n煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟價值的最基本的指煤的水分是評價煤炭經(jīng)濟價值的最基本的指標。因為煤中水分含量越多，煤的無用成分標。因為煤中水分含量越多，煤的無用成分也越多，同時有

11、大量水分存在，不僅煤的有也越多，同時有大量水分存在，不僅煤的有用成分減少，而且它在煤燃燒時要吸收大量用成分減少，而且它在煤燃燒時要吸收大量的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。越好。 （一）煤中水分的存在形態(tài)（一）煤中水分的存在形態(tài) （二）煤中全水分（二）煤中全水分（M Mt t）的測定）的測定 （三）分析煤樣的水分測定（三）分析煤樣的水分測定 （一）煤中水分的存在形態(tài)（一）煤中水分的存在形態(tài)n分為兩類分為兩類 : :化合水、游離水化合水、游離水 1 1化合水：化合水： 以化合方式和煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水，即以化合方式和煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水，即通 常 所

12、說 的 結(jié) 晶 水 ， 例 如 硫 酸 鈣通 常 所 說 的 結(jié) 晶 水 ， 例 如 硫 酸 鈣（CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O）、高嶺土（）、高嶺土（AlAl2 2O O3 3 2SiO2SiO4 4 2H2H2 2O O）中的結(jié)晶水。結(jié)晶水要在中的結(jié)晶水。結(jié)晶水要在200200以上才能分以上才能分解析出。解析出。2 2游離水：游離水： 以物理狀態(tài)（如附著、吸附等形式）和煤結(jié)合的水。以物理狀態(tài)（如附著、吸附等形式）和煤結(jié)合的水。根據(jù)存在的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)，分為以下兩種：根據(jù)存在的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)，分為以下兩種： 2.1 2.1外在水分（外在水分（MfMf）是指煤在開采、運輸、儲存和洗選

13、過程中潤濕在煤的外是指煤在開采、運輸、儲存和洗選過程中潤濕在煤的外表及大毛細孔（直徑表及大毛細孔（直徑10cm10cm）中的水分。）中的水分。 2.2 2.2內(nèi)在水分（內(nèi)在水分（MinhMinh） 內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細孔內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細孔（直徑（直徑10cm）中的水分。這部分水分較難蒸發(fā)。）中的水分。這部分水分較難蒸發(fā)。 （二）煤中全水分二）煤中全水分（Mt或或Mar ）的測定）的測定 煤中全水分的測定有三種方法煤中全水分的測定有三種方法: A 、B、 C 方法方法A僅適用于煙煤和無煙煤，并作為測定煙煤和僅適用于煙煤和無煙煤，并作為測定煙煤和無煙煤水分的

14、仲裁測定方法；無煙煤水分的仲裁測定方法； 方法方法B和和方法方法C適用于褐煤、煙煤和無煙煤，但以方適用于褐煤、煙煤和無煙煤，但以方法法B作為測定褐煤全水分的仲裁方法。作為測定褐煤全水分的仲裁方法。 按測定的速度來說按測定的速度來說: 方法方法A為常規(guī)測定法，方法為常規(guī)測定法，方法B、C為快速測定法。為快速測定法。結(jié)果計算結(jié)果計算 mmM1t式中式中 M Mt t煤樣的全水分；煤樣的全水分； m m煤樣的質(zhì)量，煤樣的質(zhì)量，g g； m m1 1煤樣干燥后減輕的質(zhì)量，煤樣干燥后減輕的質(zhì)量，g g。全水份測定注意問題全水份測定注意問題 1. 1. 在測定煤樣的全水分以前，應(yīng)仔細檢查貯存煤在測定煤樣的

15、全水分以前，應(yīng)仔細檢查貯存煤樣的容器密封情況，擦凈容器表面，稱量，并與容樣的容器密封情況，擦凈容器表面，稱量，并與容器標簽上所注明的質(zhì)量進行核對。器標簽上所注明的質(zhì)量進行核對。 如果煤樣在運送過程中水分有損失，則可按下如果煤樣在運送過程中水分有損失，則可按下式求出補正后的煤樣全水分：式求出補正后的煤樣全水分：)1 (111tMmmMMM1為煤樣在運送過程中水分的損失量（為煤樣在運送過程中水分的損失量（%） 全水份測定注意問題全水份測定注意問題 2. 全水分測定結(jié)果的允許誤差全水分測定結(jié)果的允許誤差表表3 3 平行測定全水分的允許誤差平行測定全水分的允許誤差全水分全水分（Mt，%）平行測定結(jié)果的

16、平行測定結(jié)果的允許誤差（允許誤差（%）10100.400.50* * 在同一化驗室進行全水分測定時在同一化驗室進行全水分測定時 （三）分析煤樣的水分測定三）分析煤樣的水分測定 分析煤樣的水分就是空氣干燥基水分Mad ，測定方法分為常規(guī)方法、快速方法和蒸餾方法三種。mmM1ad Mad分析煤樣水分分析煤樣水分 ； m1分析煤樣干燥后失去的質(zhì)量，分析煤樣干燥后失去的質(zhì)量，g； m分析煤樣的質(zhì)量，分析煤樣的質(zhì)量，g。三、灰分的測定三、灰分的測定 n煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)（除煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)（除水分以外的所有無機質(zhì)的總稱）在一定溫度下，經(jīng)一水分以外的所有無

17、機質(zhì)的總稱）在一定溫度下，經(jīng)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的殘渣殘渣，用符號，用符號A A表示。表示。 灰分全部來自礦物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤灰分全部來自礦物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤中原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為中原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為“灰分產(chǎn)率灰分產(chǎn)率” ” 。 測定煤的灰分，對于鑒定煤的質(zhì)量以及測定煤的灰分，對于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價值也有重要意義確定其使用價值也有重要意義n因為煤中灰分是有害物質(zhì)，所以各種用途的煤，因為煤中灰分是有害物質(zhì)，所以各種用途的煤，灰分越低也就越好。雖然煤灰是煤中有害物，灰分越低也就越好。雖然煤灰是煤中有害物，但

18、進行綜合利用后，也會變廢為寶，為國家創(chuàng)但進行綜合利用后，也會變廢為寶，為國家創(chuàng)造財富的。造財富的。 1儀器 灰皿 長方形灰皿長方形灰皿 2測定過程 n稱取分析煤樣稱取分析煤樣1 0.1g，于已經(jīng)在，于已經(jīng)在815 10灼燒恒灼燒恒量的灰皿中，輕微振動，使樣品分散為均勻的薄層，量的灰皿中，輕微振動，使樣品分散為均勻的薄層，置溫度低于置溫度低于100的高溫爐中。在爐門留有約的高溫爐中。在爐門留有約15mm左右的縫隙供自然通風(fēng)，控制加熱速度，使左右的縫隙供自然通風(fēng)，控制加熱速度，使爐溫在爐溫在30min左右緩慢升高至左右緩慢升高至500并保持此溫度并保持此溫度30min。然后，升高溫度至。然后，升高

19、溫度至815 10，關(guān)閉爐門，關(guān)閉爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒在此溫度下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于干燥器中。取出灰皿，于干燥器中冷至室溫（約冷至室溫（約20min）稱量，然后進行檢查性灼燒，）稱量，然后進行檢查性灼燒，每次進行每次進行20min，直到煤樣的質(zhì)量變化小于，直到煤樣的質(zhì)量變化小于0.001g時為止，取最后一次質(zhì)量計算?；曳謺r為止，取最后一次質(zhì)量計算。灰分15%的樣品，的樣品，可不必進行檢查性灼燒?？刹槐剡M行檢查性灼燒。3. 計 算mmA1ad式中式中 m試料的質(zhì)量，試料的質(zhì)量，g； m1灼燒后殘渣質(zhì)量，灼燒后殘渣質(zhì)量，g。 4 4灰分測定的允許誤差灰分測定的允許誤差 表表4 4 灰分測

20、定的允許誤差（灰分測定的允許誤差（% %）灰分（灰分（%）同一實驗室同一實驗室不同實驗室不同實驗室300.20.30.50.30.50.7四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定四、揮發(fā)分產(chǎn)率的測定 n 將煤放在與將煤放在與空氣隔絕空氣隔絕的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)一定時間加熱后，煤中的一定時間加熱后，煤中的有機質(zhì)和部分礦物質(zhì)分有機質(zhì)和部分礦物質(zhì)分解解為為氣體氣體釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即為為煤的揮發(fā)分煤的揮發(fā)分。 因為煤中可燃性揮發(fā)分不是煤的固有物質(zhì)，因為煤中可燃性揮發(fā)分不是煤的固有物質(zhì)，而是在特定條件下，煤受熱的分解產(chǎn)物，而而是在特定條件下，煤受熱的分解

21、產(chǎn)物，而且其測定值受溫度、時間和所用坩堝的大小、且其測定值受溫度、時間和所用坩堝的大小、形狀等不同而異，測定方法為規(guī)范性試驗方形狀等不同而異，測定方法為規(guī)范性試驗方法，因此所測的結(jié)果應(yīng)稱為法，因此所測的結(jié)果應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率揮發(fā)分產(chǎn)率，用，用符號符號V V表示。表示。主要指標主要指標 根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別煤的煤的變質(zhì)程度變質(zhì)程度、發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率等各種重要性質(zhì)，等各種重要性質(zhì)，而且?guī)缀跏澜绺鲊疾捎枚規(guī)缀跏澜绺鲊疾捎酶稍餆o灰基揮發(fā)分干燥無灰基揮發(fā)分作作為煤分類的一個主要指標。為煤分類的一個主要指標。 工業(yè)生產(chǎn)上用煤也都首先需要了

22、解揮發(fā)分是工業(yè)生產(chǎn)上用煤也都首先需要了解揮發(fā)分是否合乎要求，所以煤的揮發(fā)分是了解煤性質(zhì)和否合乎要求，所以煤的揮發(fā)分是了解煤性質(zhì)和用途的最基本也是最重要的指標，也是煤分類用途的最基本也是最重要的指標，也是煤分類的重要指標。的重要指標。 1儀器 1.1 1.1 磨口坩堝磨口坩堝 1.2 1.2 高溫爐高溫爐 1.3 1.3 坩堝架坩堝架 坩堝蓋外緣坩堝蓋外緣槽形，此槽槽形，此槽正好蓋在坩正好蓋在坩堝口的外緣堝口的外緣上，在蓋內(nèi)上，在蓋內(nèi)邊有凹處，邊有凹處，以備揮發(fā)釋以備揮發(fā)釋出。出。 n高溫爐高溫爐 n帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個排氣孔。爐帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個排氣孔。爐膛內(nèi)必須有一個溫

23、度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐膛內(nèi)必須有一個溫度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐內(nèi)溫度能恒定在內(nèi)溫度能恒定在900900 1010范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 坩堝架坩堝架 用鎳鉻絲制成，用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能放其規(guī)格以能放置置6 6個坩堝為好，個坩堝為好， 大小應(yīng)與爐內(nèi)大小應(yīng)與爐內(nèi)900900 1010穩(wěn)定穩(wěn)定溫度區(qū)相適應(yīng)，溫度區(qū)相適應(yīng)，放在架上的坩放在架上的坩堝底部應(yīng)與爐堝底部應(yīng)與爐堂底距離堂底距離202030mm30mm。 2測定過程測定過程 稱取分析煤樣稱取分析煤樣1 1 0.010.01g g，于已在，于已在900900 1010灼燒恒量的專用坩鍋內(nèi)，輕敲坩堝使試樣攤灼燒恒量的專用坩鍋內(nèi)，輕敲坩堝使試樣攤平，

24、然后蓋上坩堝蓋，置于坩堝架上，迅速平，然后蓋上坩堝蓋，置于坩堝架上，迅速將坩堝架推至已預(yù)先加熱至將坩堝架推至已預(yù)先加熱至900900 1010的高溫的高溫爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開動秒表，關(guān)閉爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開動秒表，關(guān)閉爐門。準確灼燒恰好爐門。準確灼燒恰好7min7min，迅速取出坩堝架，迅速取出坩堝架，在空氣中放置在空氣中放置5 56min6min，再將坩鍋置于干燥，再將坩鍋置于干燥器中冷卻至室溫，稱量。計算揮發(fā)分產(chǎn)率。器中冷卻至室溫，稱量。計算揮發(fā)分產(chǎn)率。3. 3. 計計 算算ad1adMmmV式中式中 m試料的質(zhì)量，試料的質(zhì)量，g； m1樣品加熱后減少的質(zhì)量，樣品加熱后減少的質(zhì)

25、量，g。4 4注意事項注意事項 4.14.1當打開爐門，推入坩堝架時，爐溫可能下當打開爐門，推入坩堝架時，爐溫可能下降 ， 但 是 在降 ， 但 是 在 3 m i n3 m i n 內(nèi) 必 須 使 爐 溫 達 到內(nèi) 必 須 使 爐 溫 達 到900900 1010，否則試驗作廢。，否則試驗作廢。4.24.2從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，造成測定誤差。渣被氧化，造成測定誤差。4.34.3每次測定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，每次測定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，應(yīng)灼燒除去后再使用應(yīng)灼燒除去后再使用。 5 5測定揮發(fā)分產(chǎn)率的允許誤差測定揮發(fā)分產(chǎn)

26、率的允許誤差 表表5 5 揮發(fā)分產(chǎn)率測定的允許誤差揮發(fā)分產(chǎn)率測定的允許誤差揮發(fā)分揮發(fā)分產(chǎn)率產(chǎn)率（%）平行測定結(jié)果平行測定結(jié)果的允許誤差的允許誤差（%）不同化驗室同一煤不同化驗室同一煤樣的測定結(jié)果的允樣的測定結(jié)果的允許誤差（許誤差（%）450.30.51.00.51.01.5五、固定碳含量的計算五、固定碳含量的計算 固定碳固定碳 是指除去水分、灰分和揮發(fā)分后是指除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，用符號的殘留物，用符號FCFCadad表示。表示。 固定碳的化學(xué)組分，固定碳的化學(xué)組分，主要是主要是C C元素元素，另外還，另外還有一定數(shù)量的有一定數(shù)量的H H、O O、N N、S S等其它元素等其它元素

27、。 說 明 1.從煤的工業(yè)分析指標來看，從煤的工業(yè)分析指標來看，發(fā)熱量主要是發(fā)熱量主要是煤中固定碳燃燒產(chǎn)生的煤中固定碳燃燒產(chǎn)生的，因此國際上利用工，因此國際上利用工業(yè)分結(jié)果計算發(fā)熱量的公式，即以煤的固定業(yè)分結(jié)果計算發(fā)熱量的公式，即以煤的固定碳作為發(fā)熱量的主要來源，碳作為發(fā)熱量的主要來源， 2. FCdaf煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù)煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù) 煤的干燥無灰基固定碳含量與揮發(fā)分一樣，也煤的干燥無灰基固定碳含量與揮發(fā)分一樣，也是表示煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù)，是表示煤的變質(zhì)程度的一個參數(shù)，即煤中固定即煤中固定碳含量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高碳含量隨煤的變質(zhì)程度的增高而增高，因此有，因此有些國家（

28、如日本、美國）的煤炭分類即以干燥些國家（如日本、美國）的煤炭分類即以干燥無灰基固定碳含量無灰基固定碳含量FCdaf作為分類指標之一。作為分類指標之一。 說 明 3. 3. 空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的一個重要指標，如對合成氨用煤，要求一個重要指標，如對合成氨用煤，要求FCFCadad65%65%。 4. 4. 固定碳含量，一般不直接測定，而是固定碳含量，一般不直接測定，而是通過計算得到通過計算得到 計計 算算nFCad = 100% - Mad - Aad Vadn FCd = 100% - Ad Vdn FCdaf = 100% - Vdaf六、不

29、同基準分析結(jié)果的換算六、不同基準分析結(jié)果的換算干基 = 空氣干燥基 - 空氣干燥基水分干燥無灰基 = 空氣干燥基 - 空氣干燥基水分 - 空氣干燥基灰分換算關(guān)系 煤的干燥無灰基煤的干燥無灰基組成不受水分和灰分的組成不受水分和灰分的影響。一般同一礦井的煤，它的干燥無灰影響。一般同一礦井的煤，它的干燥無灰基組成不會發(fā)生很大的變化，因此煤礦的基組成不會發(fā)生很大的變化，因此煤礦的煤質(zhì)資料常以此基組成表示。也就是說煤煤質(zhì)資料常以此基組成表示。也就是說煤礦一般給的是干燥無灰基組成，而實際使礦一般給的是干燥無灰基組成，而實際使用時則為收到基。因此，不同基準時的組用時則為收到基。因此，不同基準時的組成需要進行

30、換算成需要進行換算. . 換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計算得到的換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計算得到的 例如收到基與干燥無灰基的轉(zhuǎn)換例如收到基與干燥無灰基的轉(zhuǎn)換 : :設(shè)設(shè)已知已知FCFCdafdaf、M Marar、A Aarar，求，求FCFCarar。 解：計算基準：解：計算基準：100kg的收到基煤折合成干燥無灰的收到基煤折合成干燥無灰基煤基煤 100-（Mar+Aar）kg，但含固定碳的絕對量，但含固定碳的絕對量相等，相等，即：收到基含碳量即：收到基含碳量=干燥無灰基含碳量干燥無灰基含碳量故：故：100FCar =100- (Mar+Aar)FCdaf FCar =FCdaf 100-（Ma

31、r+Aar）100 例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下：例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下： 空氣干燥基的水分空氣干燥基的水分M Madad=1.76%=1.76%， 灰分灰分A Aadad=23.17%=23.17%，揮發(fā)分，揮發(fā)分V Vadad=8.59%=8.59% 計算：計算： （1 1）干基的灰分）干基的灰分A Ad d=?=? （2 2）干燥無灰基的揮發(fā)分）干燥無灰基的揮發(fā)分V Vdafdaf= =？n解：解： adadd100100MAA%59.2376. 1100100%17.23)(100100adadaddafAMVV%44.11)17.2376. 1 (100100%59. 8一、煤的元素組

32、分一、煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個元素即碳、氫、氧、氮、硫五個元素. . 碳是組成碳是組成煤大分子的骨架煤大分子的骨架，在各元素，在各元素中最高，一般大于中最高，一般大于70%。隨著煤化程度。隨著煤化程度的不斷增高，煤中碳元素的含量也越高，的不斷增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超無煙煤，碳含量可超過如某些超無煙煤，碳含量可超過97%。 碳碳7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個元素即碳、氫、氧、氮、硫五個元素. . 氫是煤中第二個重要的組成元素，它占氫是煤中第二個重要的組成元素，它占煤的質(zhì)量分數(shù)為煤的質(zhì)量分數(shù)為16%，越是年輕

33、的煤，越是年輕的煤，其含量也越高。其含量也越高。 氫氫7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個元素即碳、氫、氧、氮、硫五個元素. . 氧元素是組成煤氧元素是組成煤有機質(zhì)有機質(zhì)的十分重要的元素，的十分重要的元素，越是年輕的煤，氧元素的比例也越大，發(fā)越是年輕的煤，氧元素的比例也越大，發(fā)熱量常隨氧元素含量的增高而降低，其含熱量常隨氧元素含量的增高而降低，其含量從量從130%均有。均有。 氧氧7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個元素即碳、氫、氧、氮、硫五個元素. . 氮元素在煤中的比例較少，一般

34、為氮元素在煤中的比例較少，一般為0.53%。 氮氮7.5 煤的元素分析煤的元素分析 一、煤的元素組分一、煤的元素組分 即碳、氫、氧、氮、硫五個元素即碳、氫、氧、氮、硫五個元素. . 硫元素也是組成煤的硫元素也是組成煤的有機質(zhì)有機質(zhì)的一種常見元的一種常見元素，它在煤中含量的多少，與煤化程度的素，它在煤中含量的多少，與煤化程度的高低無明顯關(guān)系，其含量從最低的高低無明顯關(guān)系，其含量從最低的0.1到到最高的最高的10%均有。均有。硫硫7.5 煤的元素分析煤的元素分析 煤的元素組分的不同，不僅能反映出煤化程度，煤的元素組分的不同，不僅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性質(zhì)的不同而且也直接表征出煤性質(zhì)的

35、不同。 如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘結(jié)性很如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘結(jié)性很差或是沒有粘結(jié)性的年輕煤；碳含量高、氧差或是沒有粘結(jié)性的年輕煤；碳含量高、氧含量低的煤則常是一些無粘結(jié)性的年老煤，含量低的煤則常是一些無粘結(jié)性的年老煤，只有碳含量在只有碳含量在848488%88%，氫含量在，氫含量在5%5%以上的中以上的中等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用煤。煤。 二、二、 煤中硫的測定煤中硫的測定 煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類：煤中的硫根據(jù)其存在的形態(tài)分類： 有機硫有機硫 無機硫無機硫 單質(zhì)硫單質(zhì)硫 根據(jù)燃燒性分類：根據(jù)燃燒性分類： 可燃硫：有機硫、

36、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫可燃硫：有機硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫 不可燃硫（固定硫不可燃硫（固定硫 ）：硫酸鹽硫）：硫酸鹽硫 7.5 煤的元素分析煤的元素分析 硫是煤中的有害元素之一硫是煤中的有害元素之一n燃料用煤中的硫在煤燃燒過程中形成燃料用煤中的硫在煤燃燒過程中形成SOSO2 2。SOSO2 2不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且還會造成空氣污染。不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且還會造成空氣污染。煉焦用煤中的硫直接影響鋼鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫煉焦用煤中的硫直接影響鋼鐵質(zhì)量，鋼鐵含硫大于大于0.07%0.07%，就會使鋼鐵熱脆而成為廢品。脫，就會使鋼鐵熱脆而成為廢品。脫除煤中的硫是煤炭利用的一個重要問題。除煤中的硫是煤炭利用的一個重要問

37、題。 全全 硫硫 n煤中各種形態(tài)硫的總和叫做全硫，記作煤中各種形態(tài)硫的總和叫做全硫，記作St，全硫通常就是煤中的硫酸鹽硫（記作全硫通常就是煤中的硫酸鹽硫（記作Ss）、）、硫鐵礦硫（記作硫鐵礦硫（記作Sp）和有機硫（記作）和有機硫（記作So）的）的總和，即總和，即n St = Ss + Sp + So如果煤中有單質(zhì)硫（記作如果煤中有單質(zhì)硫（記作S），也應(yīng)包含在全硫中。），也應(yīng)包含在全硫中。 一般工業(yè)分析中只測全硫，全硫的測定方法有：艾士卡質(zhì)一般工業(yè)分析中只測全硫，全硫的測定方法有：艾士卡質(zhì)量法、燃燒法、彈筒法等。燃燒法是快速方法，而艾士卡量法、燃燒法、彈筒法等。燃燒法是快速方法，而艾士卡法至今仍

38、是全世界公認的標準方法，法至今仍是全世界公認的標準方法， 艾士卡質(zhì)量法艾士卡質(zhì)量法 1 1方法要點方法要點 本法是用本法是用艾士卡試劑艾士卡試劑（NaNa2 2COCO3 3和和MgOMgO以質(zhì)量比以質(zhì)量比1+21+2的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡質(zhì)量法。的混和物）作為熔劑，所以稱為艾士卡質(zhì)量法。方法包括煤樣的方法包括煤樣的半熔反應(yīng)半熔反應(yīng)、用水浸取、硫酸鋇、用水浸取、硫酸鋇的沉淀、過濾、洗滌、干燥、灰化和灼燒等過的沉淀、過濾、洗滌、干燥、灰化和灼燒等過程。程。 2 2基本原理基本原理 熔樣：熔樣： 煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進行煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進行半熔反應(yīng)，使各

39、種形態(tài)的硫都轉(zhuǎn)化成可溶于水半熔反應(yīng)，使各種形態(tài)的硫都轉(zhuǎn)化成可溶于水的硫酸鹽。煤樣在空氣中燃燒時，可燃硫首先的硫酸鹽。煤樣在空氣中燃燒時，可燃硫首先轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SO2，繼而在有空氣存在下，和艾士卡，繼而在有空氣存在下，和艾士卡試劑作用形成可溶于水的硫酸鹽試劑作用形成可溶于水的硫酸鹽： 煤煤 + 空氣空氣 = CO2 + H2O + SO2 + SO3 + N2 2SO2 + O2 + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + 2CO2 SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2 MgO 作用？作用？ 艾士卡試劑中的艾士卡試劑中的MgOMgO能能疏松反應(yīng)物疏松反應(yīng)物，使空氣能進入煤，使空

40、氣能進入煤樣，同時也能與樣，同時也能與SOSO2 2和和SOSO3 3發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。 CaSO4 ？ MeSO4？ 不可燃燒又難溶于水的不可燃燒又難溶于水的CaSO4，也能同時，也能同時能和艾士卡試劑作用。難溶于水的硫酸鹽能和艾士卡試劑作用。難溶于水的硫酸鹽MeSO4和艾士卡試劑中的和艾士卡試劑中的Na2CO3反應(yīng)如下：反應(yīng)如下： MeSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + MeCO3熔塊浸取熔塊浸?。縩經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，NaNa2 2SOSO4 4都溶都溶入水中。未作用完的入水中。未作用完的NaNa2 2COCO3 3也進入水中，并部也

41、進入水中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。分水解，因此水溶液呈堿性。 酸性酸性 pH約約12n濾渣經(jīng)過洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液濾渣經(jīng)過洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液酸度，使其呈酸性（酸度，使其呈酸性（pHpH約約1 12 2），），其目的是消其目的是消除除COCO3 32-2-的影響的影響，因其也會和，因其也會和BaBa2+2+在中性溶液中在中性溶液中形成碳酸鋇沉淀。形成碳酸鋇沉淀。 沉淀、洗滌、灼燒、恒量沉淀、洗滌、灼燒、恒量 加入加入BaBa2+2+后，生成硫酸鋇沉淀：后，生成硫酸鋇沉淀： SOSO4 42-2- + Ba + Ba2-2- = BaSO = BaSO4 4 濾出濾

42、出BaSOBaSO4 4沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，即可稱量。即可稱量。3試劑試劑3.1 艾士卡合劑艾士卡合劑(MgONa2CO3質(zhì)量比質(zhì)量比2+1)；3.2 鹽酸溶液（鹽酸溶液（1+1）；）；3.3 氯化鋇溶液（氯化鋇溶液（100 g/L）；）；3.4 甲基橙指示劑（甲基橙指示劑（2 g/L）；）；3.5 硝酸銀溶液（硝酸銀溶液（10 g/L）。）。 4 4測定方法測定方法 n稱取煤樣（粒度應(yīng)小干稱取煤樣（粒度應(yīng)小干0.2mm 0.2mm ）1g1g，置于，置于30mL30mL瓷坩堝中，取艾士卡試劑瓷坩堝中，取艾士卡試劑2g2g，放在瓷坩堝內(nèi)仔，放在瓷坩堝

43、內(nèi)仔細混勻，上面再覆蓋細混勻，上面再覆蓋1g1g艾士卡試劑，把坩堝推艾士卡試劑，把坩堝推入高溫爐內(nèi)。在入高溫爐內(nèi)。在2h2h內(nèi)從室溫升到內(nèi)從室溫升到850850，在，在850850下加熱下加熱2h2h，取出坩堝，冷卻到室溫。用，取出坩堝，冷卻到室溫。用玻璃棒把熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無殘?zhí)款w粒（如玻璃棒把熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無殘?zhí)款w粒（如果有，則再送入爐中加熱）。果有，則再送入爐中加熱）。 熔熔 樣樣 熔塊熔塊浸取浸取 將熔塊連同坩堝一并放入將熔塊連同坩堝一并放入400mL400mL燒杯中，用熱蒸餾燒杯中，用熱蒸餾水洗出坩堝。加入水洗出坩堝。加入100100150mL150mL熱蒸溜水，充分攪拌使熱蒸

44、溜水，充分攪拌使熔塊散碎，煮沸約熔塊散碎，煮沸約5min5min（此時如果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全（此時如果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全的黑色顆粒漂浮在溶液表面，則此次試驗報廢）。用的黑色顆粒漂浮在溶液表面，則此次試驗報廢）。用定性濾紙濾出不溶物，收集濾液在燒杯中，再用熱蒸定性濾紙濾出不溶物，收集濾液在燒杯中，再用熱蒸餾水吹洗不溶物，吹洗時應(yīng)注意每次加水要少些，多餾水吹洗不溶物，吹洗時應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗幾次（約吹洗幾次（約1212次，最后溶液體積不超次，最后溶液體積不超300mL300mL）。）。 調(diào)整試液酸度調(diào)整試液酸度 在濾液中滴加甲基橙（在濾液中滴加甲基橙（2g/L2g/L水溶液）指示水溶液）指示

45、劑劑3 3滴，然后用滴，然后用HClHCl溶液溶液(1+1)(1+1)調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加2mL 2mL HClHCl溶液溶液(1+1)(1+1)， 沉淀沉淀恒量恒量 把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪拌把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪拌下，慢慢滴加下，慢慢滴加10mLBaCl10mLBaCl2 2溶液溶液(100g/L)(100g/L)，在電熱板，在電熱板上保溫上保溫2h2h（或放置過夜），用慢速定量濾紙過濾。（或放置過夜），用慢速定量濾紙過濾。用熱蒸餾水洗至無用熱蒸餾水洗至無ClCl，將沉淀和濾紙正確

46、折疊放，將沉淀和濾紙正確折疊放在在850850下已恒量的坩堝中進行干燥，灰化至濾紙下已恒量的坩堝中進行干燥，灰化至濾紙已無黑色，然后放在已無黑色，然后放在850850的高溫爐中灼燒的高溫爐中灼燒40min40min，取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到室溫、稱量。室溫、稱量。 5 5結(jié)果計算結(jié)果計算mmmS1374. 0)(21adt, m煤樣質(zhì)量，煤樣質(zhì)量，g； m1灼燒后硫酸鋇的質(zhì)量，灼燒后硫酸鋇的質(zhì)量，g； m2空白試驗硫酸鋇的質(zhì)量，空白試驗硫酸鋇的質(zhì)量，g； 0.1374由硫酸鋇換算為硫的換算因數(shù)。由硫酸鋇換算為硫的換算因數(shù)。 6 6測定

47、全硫的允許誤差測定全硫的允許誤差 測定全硫的允許誤差測定全硫的允許誤差St,ad同一實驗室，同一實驗室，% 不同實驗室，不同實驗室，%40.050.100.200.100.200.307注意事項注意事項 7.1 7.1 必須在通風(fēng)下進行半熔反應(yīng)，否則煤粒燃燒必須在通風(fēng)下進行半熔反應(yīng)，否則煤粒燃燒不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為SOSO2 2。這就是為什么。這就是為什么在半熔完畢后，用水抽提不得有黑色顆粒的緣故。在半熔完畢后，用水抽提不得有黑色顆粒的緣故。 7.2 7.2 在用水浸取、洗滌時，溶液體積不宜過大，在用水浸取、洗滌時，溶液體積不宜過大，當加入當加入BaC1BaC1

48、2 2溶液后，最后體積應(yīng)在溶液后，最后體積應(yīng)在200mL200mL左右為左右為宜。體積過大，雖然宜。體積過大，雖然BaSOBaSO4 4的溶度積不大，但是也的溶度積不大，但是也會影響測定值（偏低）。會影響測定值（偏低）。7 7注意事項注意事項 7.3 7.3 調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時再加熱，是為了消除調(diào)節(jié)酸度到微酸性，同時再加熱，是為了消除COCO3 32-2-的影響：的影響：2H2H+ + + CO + CO3 32-2- = H = H2 2O + COO + CO2 2 7.4 7.4 在熱溶液中加入在熱溶液中加入BaClBaCl2 2溶液以及在攪拌下慢慢溶液以及在攪拌下慢慢滴加，都是為了

49、防止滴加，都是為了防止BaBa2+2+局部過濃，以致造成局部局部過濃，以致造成局部BaBa2+2+和和SOSO4 42-2- 的乘積大于溶度積而析出沉淀。的乘積大于溶度積而析出沉淀。在上述條件下可以使在上述條件下可以使BaSOBaSO4 4晶體慢慢形成，長成較晶體慢慢形成，長成較大顆粒。大顆粒。 7 7注意事項注意事項 7.5 7.5 在洗滌過程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)在洗滌過程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)該將洗液都濾干，這樣洗滌效果較好。該將洗液都濾干，這樣洗滌效果較好。 7.6 7.6 在灼燒前不得殘留濾紙，高溫爐也應(yīng)通在灼燒前不得殘留濾紙，高溫爐也應(yīng)通風(fēng)。如果這兩方面不注意，風(fēng)。如果這兩方面

50、不注意，BaSOBaSO4 4會被還原而導(dǎo)致會被還原而導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。測定結(jié)果偏低。 BaSOBaSO4 4 + 2C = BaS + 2CO + 2C = BaS + 2CO2 2 7.6 煤發(fā)熱量的測定煤發(fā)熱量的測定 一、發(fā)熱量的定義及單位一、發(fā)熱量的定義及單位 二、發(fā)熱量的種類和基準二、發(fā)熱量的種類和基準 三、煤的發(fā)熱量的測定三、煤的發(fā)熱量的測定7.6 煤發(fā)熱量的測定煤發(fā)熱量的測定n煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標之一。煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標之一。 1. 1. 煤作為動力燃料，其發(fā)熱量越高，經(jīng)濟價煤作為動力燃料，其發(fā)熱量越高，經(jīng)濟價值就越大。值就越大。 2. 煤在燃燒或氣化過程中

51、，還須用煤的發(fā)熱量計煤在燃燒或氣化過程中，還須用煤的發(fā)熱量計算熱平衡、耗煤量和熱效率。根據(jù)這些計算參數(shù)算熱平衡、耗煤量和熱效率。根據(jù)這些計算參數(shù)即可考慮改進操作條件和工藝過程，從而設(shè)法達即可考慮改進操作條件和工藝過程，從而設(shè)法達到最大的熱能利用率。到最大的熱能利用率。 煤的發(fā)熱量是表征煤炭各種特征的煤的發(fā)熱量是表征煤炭各種特征的綜合指綜合指標標，在煤質(zhì)研究中也是一個十分重要的參數(shù)。，在煤質(zhì)研究中也是一個十分重要的參數(shù)。煤的發(fā)熱量也是反映煤的發(fā)熱量也是反映煤化程度煤化程度的指標，還常作的指標，還常作為為煤碳分類煤碳分類的指標。的指標。一、發(fā)熱量的定義及單位n煤的發(fā)熱量或熱值是指單位質(zhì)量的煤完全燃

52、燒，煤的發(fā)熱量或熱值是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒，當燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時（室溫）所當燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時（室溫）所放出的熱量，用放出的熱量，用Q Q表示。表示。 發(fā)熱量的單位發(fā)熱量的單位: : J/g、kJ/kg或或MJ/kg表示。表示。過去曾使用卡（過去曾使用卡（cal）作單位，）作單位，1 cal = 4.1816 J。 二、發(fā)熱量的種類和基準二、發(fā)熱量的種類和基準n煤的發(fā)熱量分類：煤的發(fā)熱量分類：n彈筒發(fā)熱量彈筒發(fā)熱量n高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量n低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量1彈筒發(fā)熱量：（Qb）n是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計和彈筒內(nèi)，在過量是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計和彈筒內(nèi)，在過量的高壓氧

53、氣條件下（初始壓力為的高壓氧氣條件下（初始壓力為27273535大氣壓）大氣壓）燃燒后產(chǎn)生的熱量，也就是用彈筒量熱計實測出燃燒后產(chǎn)生的熱量，也就是用彈筒量熱計實測出的熱量。的熱量。 煤中原有的水和氫元素燃燒生成的水冷凝在彈煤中原有的水和氫元素燃燒生成的水冷凝在彈筒中，氮被氧化為筒中，氮被氧化為NONO2 2或或N N2 2O O5 5，硫被氧化為，硫被氧化為SOSO3 3，它們?nèi)苡谒矔a(chǎn)生熱量。因此煤在彈筒中燃它們?nèi)苡谒矔a(chǎn)生熱量。因此煤在彈筒中燃燒要比在空氣中燃燒時產(chǎn)生的熱量多，所以又燒要比在空氣中燃燒時產(chǎn)生的熱量多，所以又稱為稱為“最高發(fā)熱量最高發(fā)熱量”。 2 2高位發(fā)熱量（高位發(fā)熱量

54、（Q Qgrgr表示）表示） n高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時產(chǎn)生的熱量，高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時產(chǎn)生的熱量，此時煤中的硫只生成此時煤中的硫只生成SOSO2 2，氮是游離狀態(tài)，氮是游離狀態(tài)N N2 2，水，水呈液態(tài)冷凝（常溫約呈液態(tài)冷凝（常溫約2525）。）。 高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：Qgr,ad = Qb,ad -（95St,ad + Qb,ad）高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：Qgr,ad = Qb,ad -（95St,ad + Qb,ad） Qgr,ad空氣干燥基煤的高位發(fā)熱量，空氣干燥基煤的高位發(fā)熱量，J/g； Qb

55、,ad空氣干燥基煤的彈筒發(fā)熱量，空氣干燥基煤的彈筒發(fā)熱量，J/g； St,ad空氣干燥基煤的全硫含量；空氣干燥基煤的全硫含量； 95煤中每煤中每1%硫的校正值，硫的校正值，J； 硝酸校正系數(shù)（可由表硝酸校正系數(shù)（可由表4-11查得）。查得）。 Qb,ad，KJ/g25.10 0.0010.00120.0016硝酸校正系數(shù)表硝酸校正系數(shù)表 3 3低位發(fā)熱量（低位發(fā)熱量（Q Qnetnet） n低位發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒時所產(chǎn)生的熱低位發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒時所產(chǎn)生的熱量。量。n煤在工業(yè)窯爐中燃燒時，煤中水分和氫生成的水蒸煤在工業(yè)窯爐中燃燒時，煤中水分和氫生成的水蒸汽隨煙道氣進入大氣中

56、（假設(shè)燃燒產(chǎn)物中的水成汽隨煙道氣進入大氣中（假設(shè)燃燒產(chǎn)物中的水成2020水蒸氣狀態(tài)），此時燃料燃燒放出的水蒸氣狀態(tài)），此時燃料燃燒放出的熱量一部熱量一部分被水氣化分被水氣化所吸收，故熱值降低。所吸收，故熱值降低。 高位發(fā)熱量必須減去這部分氣化熱或叫蒸發(fā)高位發(fā)熱量必須減去這部分氣化熱或叫蒸發(fā)熱后，即為低位發(fā)熱量熱后，即為低位發(fā)熱量。4常用的表示方法常用的表示方法 n 除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五種不除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五種不同的基準。因此煤的發(fā)熱量就可以有十五種不同的表同的基準。因此煤的發(fā)熱量就可以有十五種不同的表示方法，但其中有些表示方法的實際應(yīng)用意義不大。示方法，但

57、其中有些表示方法的實際應(yīng)用意義不大。常用的有下列五種：常用的有下列五種： 4.1 空氣干燥基彈筒發(fā)熱量，空氣干燥基彈筒發(fā)熱量，Qb,ad；4.2 空氣干燥基高位發(fā)熱量，空氣干燥基高位發(fā)熱量，Qgr,ad；4.3 干基高位發(fā)熱量，干基高位發(fā)熱量，Qgr,d；4.4 干燥無灰基高位發(fā)熱量，干燥無灰基高位發(fā)熱量，Qgr,daf；4.5 收到基低位發(fā)熱量，收到基低位發(fā)熱量，Qnet,ar； 注意表示方法的問題注意表示方法的問題n空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測定的原始數(shù)據(jù)，空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測定的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)以高位發(fā)熱量作測定結(jié)果報出。動力燃料必應(yīng)以高位發(fā)熱量作測定結(jié)果報出。動力燃料必須使用收到基

58、低位發(fā)熱量。在使用發(fā)熱量結(jié)果須使用收到基低位發(fā)熱量。在使用發(fā)熱量結(jié)果時，必須搞清楚其類別和基準；否則會造成很時，必須搞清楚其類別和基準；否則會造成很大的誤差。大的誤差。5不同表示方法間的換算 n同一基準間低位發(fā)熱量與高位發(fā)熱量的換算可同一基準間低位發(fā)熱量與高位發(fā)熱量的換算可利用前面介紹的公式。不同基準間高位發(fā)熱量利用前面介紹的公式。不同基準間高位發(fā)熱量的換算可利用表的換算可利用表4-114-11的換算關(guān)系換算。的換算關(guān)系換算。n不同基準間低位發(fā)熱量間的換算，因為要考慮不同基準間低位發(fā)熱量間的換算，因為要考慮水對發(fā)熱量的影響，所以不能直接應(yīng)用表水對發(fā)熱量的影響，所以不能直接應(yīng)用表4-114-11

59、的換算關(guān)系。的換算關(guān)系。三、煤的發(fā)熱量的測定三、煤的發(fā)熱量的測定 測定發(fā)熱量的通用方法是測定發(fā)熱量的通用方法是“氧彈法氧彈法”。 1 1原理原理 取一定量的分析煤樣在充滿高壓氧氣的彈筒（浸沒在取一定量的分析煤樣在充滿高壓氧氣的彈筒（浸沒在裝一定質(zhì)量的水的容器裝一定質(zhì)量的水的容器俗稱內(nèi)筒）內(nèi)完全燃燒，生成俗稱內(nèi)筒）內(nèi)完全燃燒，生成的熱被水吸收，水溫升高，由水升高的溫度，計算樣品的熱被水吸收，水溫升高，由水升高的溫度，計算樣品的發(fā)熱量。的發(fā)熱量。 2 2儀器及設(shè)備儀器及設(shè)備 3.3.測定方法測定方法 7.7 由工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量由工業(yè)分析結(jié)果計算煤的發(fā)熱量n 煤的發(fā)熱量可以直接用量熱儀測定

60、，但煤的發(fā)熱量可以直接用量熱儀測定，但大多數(shù)廠礦的化驗室由于儀器條件的限制大多數(shù)廠礦的化驗室由于儀器條件的限制無法測定，因此利用煤的工業(yè)分析結(jié)果如無法測定，因此利用煤的工業(yè)分析結(jié)果如水分、灰分、揮發(fā)分等來計算煤的發(fā)熱量，水分、灰分、揮發(fā)分等來計算煤的發(fā)熱量，對于指導(dǎo)生產(chǎn)、降低煤耗具有很大的實用對于指導(dǎo)生產(chǎn)、降低煤耗具有很大的實用意義。意義。 半經(jīng)驗公式 1無煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式無煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算式 Qnet,ad = - 86Mad - 92Aad - 24Vad 式中式中 Qnet,ad煤的空氣干燥基低位發(fā)熱量，煤的空氣干燥基低位發(fā)熱量，kcal/kg（1cal =