商品煤的检验

1、煤炭分析煤炭分析中国检验认证集团重庆公司中国检验认证集团重庆公司CHINA CERTIFICATION & INSPECTION GROUP CHONGQING CO., LTD 煤炭分析煤炭分析一一 煤质分析基础知识煤质分析基础知识二二 煤炭质量指标和测定方法有关知识煤炭质量指标和测定方法有关知识 一、煤质分析基础知识一、煤质分析基础知识1、煤炭的特点、煤炭的特点煤炭：古代植物残骸经地质作用变化而成 的可燃性生物岩。特点：由有机物和无机矿物质组成的复杂 且非常不均匀的混合物。2、煤质分析的特点、煤质分析的特点 1g或小于1g样品的结果代表几千或几万吨煤的品质。3 煤质分析项目煤质分析

2、项目全水分工业分析： 水分，灰分，挥发分，固定碳发热量全硫4 煤质分析项目符号煤质分析项目符号4.1英文名词的第一个字母或缩略字，标在项目符号的右下角4.2 基的符号 空气干燥基 ad 干燥基 d 干燥无灰基 daf 收到基 ar4.3 主要项目的表示符号主要项目的表示符号 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 挥发分V 空干基挥发分 Vad 干基挥发分 Vd 干燥无灰基挥发分 Vdaf 收到基挥发分 Var 固定碳 FC FCad, FCd, FCdaf, FCar 发热量 Q 空干基高位发热量 Qgr,ad 干基

3、高位发热量 Qgr,d 收到基低位发热量 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 煤质分析的试样煤质分析的试样1） 分析试验煤样分析试验煤样：达到空气干燥状态 空气干燥状态：室温下连续干燥1h质量变 化不超过0.1%2）煤样的存放煤样的存放：严密容器 防止水分变化，氧化及污染3） 煤样的称取煤样的称取：充分混匀 防止比重不同部分的分层和离析6 结果表述结果表述数字修约规则 四舍六入五单双原则 修约一次完成例：10.235 10.24 10.225 10.22 10.2251 10.23 10.22501 10.23 二二 煤炭质量指标知识

4、煤炭质量指标知识1、煤的工业分析、煤的工业分析 (Proximate) 水分 (Moisture) M 灰分 (Ash) A 挥发分 (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矿物质结合，是矿物晶格的一部分，如 CaSO42H2O 在105-110 不能除去不能测定。游离水：游离水： 以物理吸附或附着方式与煤结合105-110 能除去可测定（外水，内水，全水，空基水分水或称分析水，最高内在水或称平衡水基）外在水分（外水）外在水分（外水） free moisture Mf ： 吸附在煤颗粒表面和煤粒缝隙

5、及非毛细孔 中的水实际测定中：煤样达到空气干燥状态 时失去的 那部分水内在水分（内水）内在水分（内水） inherent moisture Minh ： 吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中的水实际测定中：煤样达到空气干燥状态时保留的那 部分水v v 全水分全水分 total moisture Mt ： 煤的外水和内水之和，代表刚开采、发 运及接收时煤的水分空气干燥煤样水分空气干燥煤样水分 moisture Mad ： (一般分析煤样水分，空干基水分，分析水) 一般分析煤样与周围空气湿度达到平衡 时所含的水分全水分测定水分测定原理：已知质量的煤样 在105110烘箱中干燥至质量恒定 根据质量损失计算

6、煤的水分煤样：粒度13mm的全水分煤样，煤样不少 于3Kg；粒度6mm的煤样，煤样不少于1.25Kg.方法： 粒度13mm煤样的全水分测定 粒度6mm煤样的全水分测定粒度13mm煤样的全水分测定：a 在预先干燥和已称量过的浅盘内迅速称取粒度13mm的煤样（50010）g，（称准至0.1g）,平摊在浅盘中。b 将浅盘放入预先加热到（105110）的空气干燥箱中，在鼓风条件下，烟煤干燥2h,无烟煤干燥3h。 c 将浅盘取出，趁热称量（称准至0.1g）。d 进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.5 g或质量增加时为止。粒度6mm煤样的全水分测定：a 在预先干燥和已称

7、量过的称量瓶内迅速称取粒度6mm的煤样（1012）g（称准至0.001g）,平摊在称量瓶中。b 打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到（105110）的空气干燥箱中，烟煤干燥2h,褐煤和无烟煤干燥3h。c 从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，在空气中放置约5min，然后放入干燥器中，冷却到室温，称量（称准至0.001g）。d 进行检查性干燥，每次30 min，直至连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.01 g或质量增加时为止。方法精密度： 全水分Mt/% 重复性限/% 10 0.4 10 0.5全水分测定注意事项全水分测定注意事项制样操作要快，使用密封式破碎机或水分损失小的破碎机；全水分试样保存在密

8、封良好的容器内，存放在阴凉的地方；全水分样送到实验室后应立即称样、测定；全水分试样不宜过细，若用小粒度试样，应 使用密封式破碎机或采用两步法。称取煤样之前，应将密封容器中的煤样充分混合至少1min后，在称量。粒度0.2mm煤样的制备：1、用二分器将分析煤样缩分到需要的重量（约30g）2、在50 下烘干40min；3、取出，先用少量煤样洗磨样机3次（每次20s）；4、将剩余烘干的煤样全部磨完（90s），混合均匀。 （如磨完后颗粒仍然较粗，可在磨一次。）空干基水分：空干基水分：测定原理：粒度0.2mm煤样，在105110 下干燥至质量恒定。与水分值有关的因素： 1）环境湿度： 湿度大 水分高 湿度

9、小 水分低 2）制样过程： 设备的密封性 是否经过干燥 煤样储存方式空干基水分测定：a 在预先干燥和已称量过的称量瓶内称取粒度0.2mm的煤样10.1g（称准至0.0002g）,平摊在称量瓶中。b 打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到（105110）的空气干燥箱中，在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h, 无烟煤干燥1.5h。c 从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却到室温后称量。d 进行检查性干燥，每次30 min，直至连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010 g或质量增加时为止。水分小于2%时，可不进行检查性干燥。方法精密度：水分质量分数（Mad）/% 重复性限/%5.000.2

10、05.0010.000.3010.000.40空干基水分测定注意事项：空干基水分测定注意事项： 在鼓风条件下干燥；干燥至质量恒定（或增重）；防止干燥后的样品吸水。1.2 灰分灰分定义：定义：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物来源：来源：煤中矿物质 矿物质受热分解、化合等复杂反应的产物原理：原理： 一定量分析煤样在灰皿中 慢灰法：在冷马弗炉中，于不少于30min内加热 到500 ， 停留30min，再继续加热81510，灼烧到质量恒定； 快灰法：样品送入已升温至815的马弗炉中，在815 10 灼烧至质量恒定； 计算残留物质量占分析煤样质量百分比。灰化温度：灰化温度：815 10 C 方法(

11、快灰法)：a、在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度800C)灼烧足够长的时间灼烧足够长的时间 保证碳酸盐完全分解及二氧化碳完全驱出d、煤样在灰皿中要铺平，避免局部过厚、煤样在灰皿中要铺平，避免局部过厚 避免燃烧不完全； 防止底部煤样中生成的SO2被上部碳酸盐 分解生成的氧化钙固定方法精密度：灰分质量分数/%重复性限Aad/%再现性临界差Ad/%15.000.200.3015.0030.000.300.5030.000.500.701.3 挥发分挥发分定义：定义：煤样在规定条件下隔绝空气加热，进行水分 校正后的质量损失。原理：原理： 1g 分析煤样在带盖的坩埚中 900 10 （注）加热 7

12、min 计算质量损失 扣除水分，得挥发分产率挥发温度：900 10 试验条件：试验条件： 加热温度 加热速度 加热时间 试样容器材质、形状、尺寸、支架方法：方法：a、 在预先于900 温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩 埚中，称取粒度0.2mm的煤样10.1g（称准至0.0002g）,轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。b 将马弗炉预先加热至920 。打开炉门，迅速将放有坩埚的坩埚架送入恒温区，立即关上炉门并开始计时，准确加热7min。坩埚和坩埚架放入后，要求炉温在3min内恢复到90010，此后保持在90010，否则实验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。c 从炉中取出坩埚，放在空气

13、中冷却5min，移入干燥器中冷却到室温后称量。挥发分测定注意事项：挥发分测定注意事项：1）严格控制试验温度在（）严格控制试验温度在（900 10) C 定期校正热电偶和毫伏计，保证炉温正确； 定期测量恒温区，坩埚放在恒温区中。2）保证）保证3min内炉温恢复到（内炉温恢复到（900 10) C 验证温度恢复速度是否符合要求； 每次试验放同样数目的坩埚，以保证热容量 一致。3）总加热时间严格控制为）总加热时间严格控制为7min4）使用符合标准的坩锅）使用符合标准的坩锅 坩埚质量1520g 带配合严密的盖5）坩锅架符合要求）坩锅架符合要求 耐高温，不掉皮（镍铬或其他金属）； 使所有坩埚都在恒温区中

14、 使电偶热接点位于坩埚下方6）重复测定分两炉次）重复测定分两炉次 于不同位置，样品不足时空锅补齐。7）从加热至称量都不能揭开坩埚盖，以防焦渣被氧化，造成测定误差。1.4 固定碳固定碳 定义：从挥发分测定后的残渣中减去灰分后的 残留物 计算公式：FCad = 100 Mad Aad Vad2 硫硫原理：原理：库仑滴定法：库仑滴定法：煤样在空气流中燃烧（有催化剂）全部硫生成SO2(少量SO3）SO2被电解产生的碘滴定根据消耗的电量计算全硫含量电解液配置：5gKI+5gKBr+5mlHAC+250mlH2O （遮光保存，一周更换一次） 实验方法：a、将管式高温炉升温并控制在1150 。将电解液加入到

15、电解池，开动电磁搅拌器b、在瓷舟中放入少量煤样，作为废样进行终点电位调整试验。c、在瓷舟中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.050.005g（称准至0.0002g）并在煤样上盖一薄层三氧化钨。将瓷舟放在样品台上，进行试验。库伦仪测硫注意事项：库伦仪测硫注意事项：电解液的更换电解液的更换 pH1时更换 （酸度高时，光照射可产生I2) 高硫样品测试后立即更换 颜色很深时更换 放置时间很长时更换燃烧管温度燃烧管温度 保证高温区温度1150 恒温区足够长燃烧舟位置燃烧舟位置 燃烧舟必须处于高温区（退出的燃烧 舟不能半暗半亮）过滴定问题过滴定问题 电解液突然变黄，使结果偏高，下一结果偏低（某些硫含

16、量高且释放很猛时出现） 调慢进样速度仪器标定和标样监控仪器标定和标样监控 选择含量相近的煤标准物质标定仪器 用含量相近的煤标准物质监控试验方法精密度：全硫质量分数St /%重复性限St，ad/%再现性临界差St，d/%1.500.050.151.50（不含）4.000.100.254.000.200.353 煤的发热量煤的发热量 Q calorific value (heating value) 3.1 定义弹筒发热量，Qb,ad 单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量。 恒容高位发热量，恒容高位发热量，Qgr，

17、v gross calorific value at constant volume 单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量。 恒容低位发热量恒容低位发热量，Qnet,v net calorific value at constant volume 单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量。(4 ) 恒压低位发热量，恒压低位发热量，Qnet,p net calorific value at constant pressure 单位质量的试样在

18、恒压条件下，在过量氧气中燃烧，其燃烧产物为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量。注：注：严格意义上讲，发热量还与反应产物的最终温度有关，但当在相近条件下标定热容量和测定发热量时，温度对燃烧热的影响可以近似抵消，一般无需考虑（5）热量计的有效热容量，）热量计的有效热容量，E elective heat capacity of the calorimeter 量热系统产生单位温度变化所需的热量（简称热容量）。通常以焦耳每开尔文（J/K)表示。发热量发热量 燃烧产物燃烧产物弹弹 筒筒: O2、N2、CO2、HNO3、 H2SO4、液态水、固态灰高高 位位: O2、N2、CO2

19、、 SO2、 液态水、 固态灰低低 位位: O2、N2、CO2、 SO2、 气态水、 固态灰 弹筒发热量弹筒发热量试验室直接从量热仪上测定的发热量； 高位发热量高位发热量由弹筒发热量减去硝酸生成热和硫酸校正热后得 到的发热量；低位发热量低位发热量由高位发热量减去水的气化热后得到的发热量。3.2 发热量的表示单位发热量的表示单位焦耳每克 J/g ； 兆焦每千克 MJ/kg卡每克 卡（cal）/g 单位换算：1MJ/kg1000J/g， 1卡20（cal）/g4.1816 J/g 注：这里的卡20 ，即一克纯水从19.5 升高到20.5 所吸收的热量。3.3 氧弹量热法测定原理氧弹量热法测定原理煤

20、样在充有过量氧气的氧弹内燃烧放出的热量被一定量的水吸收根据水温升高度数计算试样的发热量要实现准确测量，必须至少解决以下三个方面的问题：1）仪器的热容量，即量热系统每产生单位温仪器的热容量，即量热系统每产生单位温升需要吸收多少热量的问题升需要吸收多少热量的问题用已知热值的量热标准物质（苯甲酸） 标定量热仪（三月一次）2）量热系统与外界热交换的问题量热系统与外界热交换的问题量热系统外加水套（绝热式或恒温式）；3）测定过程中引入的额外热量校正问题测定过程中引入的额外热量校正问题；计算结果时扣除额外热量（点火热、包纸热等）实验室条件实验室条件1）应设在一单独房间内）应设在一单独房间内不得在同一房间内同

21、时进行其它试验项目；2）室温）室温每次测定温度变化不应超过1 ,全年室温最好不超过1530范围，最好装有空调；3) 室内无强烈的空气对流室内无强烈的空气对流因此不应有强烈的热源和风扇等，试验过程中应避免开启门窗；4) 试验室最好朝北，试验室最好朝北，以避免阳光照射，否则热量计应放在不受阳光照 射的地方。测定步骤测定步骤概述概述: :两个独立的试验：1) 热容量标定苯甲酸燃烧试验2）发热量测定试样燃烧试验总要求： 发热量测定和热容量标定条件尽量相近燃烧完全（至定义的产物）测温准确无热损失或正确校正试验过程试验过程在燃烧皿中称取10.1g样品往氧弹内加10ml蒸馏水燃烧皿放入氧弹坩锅架上，连接好点火丝往氧弹内充氧气至2.83.0MPa启动试验仪器自动记录温度、点火、结束试验和计算结