商品煤的檢驗

1、煤炭分析煤炭分析中國檢驗認證集團重慶公司中國檢驗認證集團重慶公司CHINA CERTIFICATION & INSPECTION GROUP CHONGQING CO., LTD 煤炭分析煤炭分析一一 煤質(zhì)分析基礎(chǔ)知識煤質(zhì)分析基礎(chǔ)知識二二 煤炭質(zhì)量指標和測定方法有關(guān)知識煤炭質(zhì)量指標和測定方法有關(guān)知識 一、煤質(zhì)分析基礎(chǔ)知識一、煤質(zhì)分析基礎(chǔ)知識1、煤炭的特點、煤炭的特點煤炭：古代植物殘骸經(jīng)地質(zhì)作用變化而成 的可燃性生物巖。特點：由有機物和無機礦物質(zhì)組成的復雜 且非常不均勻的混合物。2、煤質(zhì)分析的特點、煤質(zhì)分析的特點 1g或小于1g樣品的結(jié)果代表幾千或幾萬噸煤的品質(zhì)。3 煤質(zhì)分析項目煤質(zhì)分析

2、項目全水分工業(yè)分析： 水分，灰分，揮發(fā)分，固定碳發(fā)熱量全硫4 煤質(zhì)分析項目符號煤質(zhì)分析項目符號4.1英文名詞的第一個字母或縮略字，標在項目符號的右下角4.2 基的符號 空氣干燥基 ad 干燥基 d 干燥無灰基 daf 收到基 ar4.3 主要項目的表示符號主要項目的表示符號 全水分 Mt, Mar 水分 (空干基) Mad 灰分 A 空干基灰分 Aad 干基灰分 Ad 收到基灰分 Aar 揮發(fā)分V 空干基揮發(fā)分 Vad 干基揮發(fā)分 Vd 干燥無灰基揮發(fā)分 Vdaf 收到基揮發(fā)分 Var 固定碳 FC FCad, FCd, FCdaf, FCar 發(fā)熱量 Q 空干基高位發(fā)熱量 Qgr,ad 干基

3、高位發(fā)熱量 Qgr,d 收到基低位發(fā)熱量 Qnet,ar 全硫St 空干基全硫 St,ad 干基全硫 St,d 收到基全硫 St,ar5 煤質(zhì)分析的試樣煤質(zhì)分析的試樣1） 分析試驗煤樣分析試驗煤樣：達到空氣干燥狀態(tài) 空氣干燥狀態(tài)：室溫下連續(xù)干燥1h質(zhì)量變 化不超過0.1%2）煤樣的存放煤樣的存放：嚴密容器 防止水分變化，氧化及污染3） 煤樣的稱取煤樣的稱取：充分混勻 防止比重不同部分的分層和離析6 結(jié)果表述結(jié)果表述數(shù)字修約規(guī)則 四舍六入五單雙原則 修約一次完成例：10.235 10.24 10.225 10.22 10.2251 10.23 10.22501 10.23 二二 煤炭質(zhì)量指標知識

4、煤炭質(zhì)量指標知識1、煤的工業(yè)分析、煤的工業(yè)分析 (Proximate) 水分 (Moisture) M 灰分 (Ash) A 揮發(fā)分 (Volatile matter) V 固定碳 (Fixed carbon) FC 1.1 水分水分化合水：化合水： 以化合方式同煤中的礦物質(zhì)結(jié)合，是礦物晶格的一部分，如 CaSO42H2O 在105-110 不能除去不能測定。游離水：游離水： 以物理吸附或附著方式與煤結(jié)合105-110 能除去可測定（外水，內(nèi)水，全水，空基水分水或稱分析水，最高內(nèi)在水或稱平衡水基）外在水分（外水）外在水分（外水） free moisture Mf ： 吸附在煤顆粒表面和煤?？p隙

5、及非毛細孔 中的水實際測定中：煤樣達到空氣干燥狀態(tài) 時失去的 那部分水內(nèi)在水分（內(nèi)水）內(nèi)在水分（內(nèi)水） inherent moisture Minh ： 吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部毛細孔中的水實際測定中：煤樣達到空氣干燥狀態(tài)時保留的那 部分水v v 全水分全水分 total moisture Mt ： 煤的外水和內(nèi)水之和，代表剛開采、發(fā) 運及接收時煤的水分空氣干燥煤樣水分空氣干燥煤樣水分 moisture Mad ： (一般分析煤樣水分，空干基水分，分析水) 一般分析煤樣與周圍空氣濕度達到平衡 時所含的水分全水分測定水分測定原理：已知質(zhì)量的煤樣 在105110烘箱中干燥至質(zhì)量恒定 根據(jù)質(zhì)量損失計算

6、煤的水分煤樣：粒度13mm的全水分煤樣，煤樣不少 于3Kg；粒度6mm的煤樣，煤樣不少于1.25Kg.方法： 粒度13mm煤樣的全水分測定 粒度6mm煤樣的全水分測定粒度13mm煤樣的全水分測定：a 在預先干燥和已稱量過的淺盤內(nèi)迅速稱取粒度13mm的煤樣（50010）g，（稱準至0.1g）,平攤在淺盤中。b 將淺盤放入預先加熱到（105110）的空氣干燥箱中，在鼓風條件下，煙煤干燥2h,無煙煤干燥3h。 c 將淺盤取出，趁熱稱量（稱準至0.1g）。d 進行檢查性干燥，每次30min，直到連續(xù)兩次干燥煤樣的質(zhì)量減少不超過0.5 g或質(zhì)量增加時為止。粒度6mm煤樣的全水分測定：a 在預先干燥和已稱

7、量過的稱量瓶內(nèi)迅速稱取粒度6mm的煤樣（1012）g（稱準至0.001g）,平攤在稱量瓶中。b 打開稱量瓶蓋，放入預先鼓風并已加熱到（105110）的空氣干燥箱中，煙煤干燥2h,褐煤和無煙煤干燥3h。c 從干燥箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，在空氣中放置約5min，然后放入干燥器中，冷卻到室溫，稱量（稱準至0.001g）。d 進行檢查性干燥，每次30 min，直至連續(xù)兩次干燥煤樣的質(zhì)量減少不超過0.01 g或質(zhì)量增加時為止。方法精密度： 全水分Mt/% 重復性限/% 10 0.4 10 0.5全水分測定注意事項全水分測定注意事項制樣操作要快，使用密封式破碎機或水分損失小的破碎機；全水分試樣保存在密

8、封良好的容器內(nèi)，存放在陰涼的地方；全水分樣送到實驗室后應立即稱樣、測定；全水分試樣不宜過細，若用小粒度試樣，應 使用密封式破碎機或采用兩步法。稱取煤樣之前，應將密封容器中的煤樣充分混合至少1min后，在稱量。粒度0.2mm煤樣的制備：1、用二分器將分析煤樣縮分到需要的重量（約30g）2、在50 下烘干40min；3、取出，先用少量煤樣洗磨樣機3次（每次20s）；4、將剩余烘干的煤樣全部磨完（90s），混合均勻。 （如磨完后顆粒仍然較粗，可在磨一次。）空干基水分：空干基水分：測定原理：粒度0.2mm煤樣，在105110 下干燥至質(zhì)量恒定。與水分值有關(guān)的因素： 1）環(huán)境濕度： 濕度大 水分高 濕度

9、小 水分低 2）制樣過程： 設(shè)備的密封性 是否經(jīng)過干燥 煤樣儲存方式空干基水分測定：a 在預先干燥和已稱量過的稱量瓶內(nèi)稱取粒度0.2mm的煤樣10.1g（稱準至0.0002g）,平攤在稱量瓶中。b 打開稱量瓶蓋，放入預先鼓風并已加熱到（105110）的空氣干燥箱中，在一直鼓風的條件下，煙煤干燥1h, 無煙煤干燥1.5h。c 從干燥箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，放入干燥器中冷卻到室溫后稱量。d 進行檢查性干燥，每次30 min，直至連續(xù)兩次干燥煤樣的質(zhì)量減少不超過0.0010 g或質(zhì)量增加時為止。水分小于2%時，可不進行檢查性干燥。方法精密度：水分質(zhì)量分數(shù)（Mad）/% 重復性限/%5.000.2

10、05.0010.000.3010.000.40空干基水分測定注意事項：空干基水分測定注意事項： 在鼓風條件下干燥；干燥至質(zhì)量恒定（或增重）；防止干燥后的樣品吸水。1.2 灰分灰分定義：定義：煤樣在規(guī)定條件下完全燃燒后所得的殘留物來源：來源：煤中礦物質(zhì) 礦物質(zhì)受熱分解、化合等復雜反應的產(chǎn)物原理：原理： 一定量分析煤樣在灰皿中 慢灰法：在冷馬弗爐中，于不少于30min內(nèi)加熱 到500 ， 停留30min，再繼續(xù)加熱81510，灼燒到質(zhì)量恒定； 快灰法：樣品送入已升溫至815的馬弗爐中，在815 10 灼燒至質(zhì)量恒定； 計算殘留物質(zhì)量占分析煤樣質(zhì)量百分比。灰化溫度：灰化溫度：815 10 C 方法(

11、快灰法)：a、在預先灼燒至質(zhì)量恒定的灰皿中，稱取粒度800C)灼燒足夠長的時間灼燒足夠長的時間 保證碳酸鹽完全分解及二氧化碳完全驅(qū)出d、煤樣在灰皿中要鋪平，避免局部過厚、煤樣在灰皿中要鋪平，避免局部過厚 避免燃燒不完全； 防止底部煤樣中生成的SO2被上部碳酸鹽 分解生成的氧化鈣固定方法精密度：灰分質(zhì)量分數(shù)/%重復性限Aad/%再現(xiàn)性臨界差Ad/%15.000.200.3015.0030.000.300.5030.000.500.701.3 揮發(fā)分揮發(fā)分定義：定義：煤樣在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱，進行水分 校正后的質(zhì)量損失。原理：原理： 1g 分析煤樣在帶蓋的坩堝中 900 10 （注）加熱 7

12、min 計算質(zhì)量損失 扣除水分，得揮發(fā)分產(chǎn)率揮發(fā)溫度：900 10 試驗條件：試驗條件： 加熱溫度 加熱速度 加熱時間 試樣容器材質(zhì)、形狀、尺寸、支架方法：方法：a、 在預先于900 溫度下灼燒至質(zhì)量恒定的帶蓋瓷坩 堝中，稱取粒度0.2mm的煤樣10.1g（稱準至0.0002g）,輕輕振動坩堝，使煤樣攤平，蓋上蓋，放在坩堝架上。b 將馬弗爐預先加熱至920 。打開爐門，迅速將放有坩堝的坩堝架送入恒溫區(qū)，立即關(guān)上爐門并開始計時，準確加熱7min。坩堝和坩堝架放入后，要求爐溫在3min內(nèi)恢復到90010，此后保持在90010，否則實驗作廢。加熱時間包括溫度恢復時間在內(nèi)。c 從爐中取出坩堝，放在空氣

13、中冷卻5min，移入干燥器中冷卻到室溫后稱量。揮發(fā)分測定注意事項：揮發(fā)分測定注意事項：1）嚴格控制試驗溫度在（）嚴格控制試驗溫度在（900 10) C 定期校正熱電偶和毫伏計，保證爐溫正確； 定期測量恒溫區(qū)，坩堝放在恒溫區(qū)中。2）保證）保證3min內(nèi)爐溫恢復到（內(nèi)爐溫恢復到（900 10) C 驗證溫度恢復速度是否符合要求； 每次試驗放同樣數(shù)目的坩堝，以保證熱容量 一致。3）總加熱時間嚴格控制為）總加熱時間嚴格控制為7min4）使用符合標準的坩鍋）使用符合標準的坩鍋 坩堝質(zhì)量1520g 帶配合嚴密的蓋5）坩鍋架符合要求）坩鍋架符合要求 耐高溫，不掉皮（鎳鉻或其他金屬）； 使所有坩堝都在恒溫區(qū)中

14、 使電偶熱接點位于坩堝下方6）重復測定分兩爐次）重復測定分兩爐次 于不同位置，樣品不足時空鍋補齊。7）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。1.4 固定碳固定碳 定義：從揮發(fā)分測定后的殘渣中減去灰分后的 殘留物 計算公式：FCad = 100 Mad Aad Vad2 硫硫原理：原理：庫侖滴定法：庫侖滴定法：煤樣在空氣流中燃燒（有催化劑）全部硫生成SO2(少量SO3）SO2被電解產(chǎn)生的碘滴定根據(jù)消耗的電量計算全硫含量電解液配置：5gKI+5gKBr+5mlHAC+250mlH2O （遮光保存，一周更換一次） 實驗方法：a、將管式高溫爐升溫并控制在1150 。將電解液加入到

15、電解池，開動電磁攪拌器b、在瓷舟中放入少量煤樣，作為廢樣進行終點電位調(diào)整試驗。c、在瓷舟中稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.050.005g（稱準至0.0002g）并在煤樣上蓋一薄層三氧化鎢。將瓷舟放在樣品臺上，進行試驗。庫倫儀測硫注意事項：庫倫儀測硫注意事項：電解液的更換電解液的更換 pH1時更換 （酸度高時，光照射可產(chǎn)生I2) 高硫樣品測試后立即更換 顏色很深時更換 放置時間很長時更換燃燒管溫度燃燒管溫度 保證高溫區(qū)溫度1150 恒溫區(qū)足夠長燃燒舟位置燃燒舟位置 燃燒舟必須處于高溫區(qū)（退出的燃燒 舟不能半暗半亮）過滴定問題過滴定問題 電解液突然變黃，使結(jié)果偏高，下一結(jié)果偏低（某些硫含

16、量高且釋放很猛時出現(xiàn)） 調(diào)慢進樣速度儀器標定和標樣監(jiān)控儀器標定和標樣監(jiān)控 選擇含量相近的煤標準物質(zhì)標定儀器 用含量相近的煤標準物質(zhì)監(jiān)控試驗方法精密度：全硫質(zhì)量分數(shù)St /%重復性限St，ad/%再現(xiàn)性臨界差St，d/%1.500.050.151.50（不含）4.000.100.254.000.200.353 煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量 Q calorific value (heating value) 3.1 定義彈筒發(fā)熱量，Qb,ad 單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮氣、二氧化碳、硝酸和硫酸、液態(tài)水以及固態(tài)灰時放出的熱量。 恒容高位發(fā)熱量，恒容高位發(fā)熱量，Qgr，

17、v gross calorific value at constant volume 單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮氣、二氧化碳、二氧化硫、液態(tài)水以及固態(tài)灰時放出的熱量。 恒容低位發(fā)熱量恒容低位發(fā)熱量，Qnet,v net calorific value at constant volume 單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物為氧氣、氮氣、二氧化碳、二氧化硫、氣態(tài)水以及固態(tài)灰時放出的熱量。(4 ) 恒壓低位發(fā)熱量，恒壓低位發(fā)熱量，Qnet,p net calorific value at constant pressure 單位質(zhì)量的試樣在

18、恒壓條件下，在過量氧氣中燃燒，其燃燒產(chǎn)物為氧氣、氮氣、二氧化碳、二氧化硫、氣態(tài)水以及固態(tài)灰時放出的熱量。注：注：嚴格意義上講，發(fā)熱量還與反應產(chǎn)物的最終溫度有關(guān)，但當在相近條件下標定熱容量和測定發(fā)熱量時，溫度對燃燒熱的影響可以近似抵消，一般無需考慮（5）熱量計的有效熱容量，）熱量計的有效熱容量，E elective heat capacity of the calorimeter 量熱系統(tǒng)產(chǎn)生單位溫度變化所需的熱量（簡稱熱容量）。通常以焦耳每開爾文（J/K)表示。發(fā)熱量發(fā)熱量 燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物彈彈 筒筒: O2、N2、CO2、HNO3、 H2SO4、液態(tài)水、固態(tài)灰高高 位位: O2、N2、CO2

19、、 SO2、 液態(tài)水、 固態(tài)灰低低 位位: O2、N2、CO2、 SO2、 氣態(tài)水、 固態(tài)灰 彈筒發(fā)熱量彈筒發(fā)熱量試驗室直接從量熱儀上測定的發(fā)熱量； 高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量由彈筒發(fā)熱量減去硝酸生成熱和硫酸校正熱后得 到的發(fā)熱量；低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量由高位發(fā)熱量減去水的氣化熱后得到的發(fā)熱量。3.2 發(fā)熱量的表示單位發(fā)熱量的表示單位焦耳每克 J/g ； 兆焦每千克 MJ/kg卡每克 卡（cal）/g 單位換算：1MJ/kg1000J/g， 1卡20（cal）/g4.1816 J/g 注：這里的卡20 ，即一克純水從19.5 升高到20.5 所吸收的熱量。3.3 氧彈量熱法測定原理氧彈量熱法測定原理煤

20、樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒放出的熱量被一定量的水吸收根據(jù)水溫升高度數(shù)計算試樣的發(fā)熱量要實現(xiàn)準確測量，必須至少解決以下三個方面的問題：1）儀器的熱容量，即量熱系統(tǒng)每產(chǎn)生單位溫儀器的熱容量，即量熱系統(tǒng)每產(chǎn)生單位溫升需要吸收多少熱量的問題升需要吸收多少熱量的問題用已知熱值的量熱標準物質(zhì)（苯甲酸） 標定量熱儀（三月一次）2）量熱系統(tǒng)與外界熱交換的問題量熱系統(tǒng)與外界熱交換的問題量熱系統(tǒng)外加水套（絕熱式或恒溫式）；3）測定過程中引入的額外熱量校正問題測定過程中引入的額外熱量校正問題；計算結(jié)果時扣除額外熱量（點火熱、包紙熱等）實驗室條件實驗室條件1）應設(shè)在一單獨房間內(nèi)）應設(shè)在一單獨房間內(nèi)不得在同一房間內(nèi)同

21、時進行其它試驗項目；2）室溫）室溫每次測定溫度變化不應超過1 ,全年室溫最好不超過1530范圍，最好裝有空調(diào)；3) 室內(nèi)無強烈的空氣對流室內(nèi)無強烈的空氣對流因此不應有強烈的熱源和風扇等，試驗過程中應避免開啟門窗；4) 試驗室最好朝北，試驗室最好朝北，以避免陽光照射，否則熱量計應放在不受陽光照 射的地方。測定步驟測定步驟概述概述: :兩個獨立的試驗：1) 熱容量標定苯甲酸燃燒試驗2）發(fā)熱量測定試樣燃燒試驗總要求： 發(fā)熱量測定和熱容量標定條件盡量相近燃燒完全（至定義的產(chǎn)物）測溫準確無熱損失或正確校正試驗過程試驗過程在燃燒皿中稱取10.1g樣品往氧彈內(nèi)加10ml蒸餾水燃燒皿放入氧彈坩鍋架上，連接好點火絲往氧彈內(nèi)充氧氣至2.83.0MPa啟動試驗儀器自動記錄溫度、點火、結(jié)束試驗和計算結(jié)