商品煤的检验

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煤炭分析一煤质分析基础知识二煤炭质量指标和测定方法有关知识

一、煤质分析基础知识1、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FCFCad,FCd,FCdaf,FCar发热量Q空干基高位发热量Qgr,ad干基高位发热量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1）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：严密容器——防止水分变化，氧化及污染3）煤样的称取：充分混匀——防止比重不同部分的分层和离析

6结果表述数字修约规则－四舍六入五单双原则修约一次完成例：10.23510.2410.22510.22

10.225110.2310.2250110.23

二煤炭质量指标知识1、煤的工业分析(Proximate)

水分(Moisture)M灰分(Ash)A挥发分(Volatilematter)V固定碳(Fixedcarbon)FC

1.1水分化合水：以化合方式同煤中的矿物质结合，是矿物晶格的一部分，如CaSO4•2H2O在105---110℃不能除去不能测定。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）freemoistureMf

：

——吸附在煤颗粒表面和煤粒缝隙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）inherentmoistureMinh

：——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

全水分totalmoistureMt：

——

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moistureMad：

(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105—110℃烘箱中干燥至质量恒定→根据质量损失计算煤的水分煤样：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（500±10）g，（称准至0.1g）,平摊在浅盘中。b将浅盘放入预先加热到（105～110）℃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0.5g或质量增加时为止。粒度<6mm煤样的全水分测定：a在预先干燥和已称量过的称量瓶内迅速称取粒度<6mm的煤样（10～12）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（105～110）℃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30min，直至连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.01g或质量增加时为止。方法精密度：全水分Mt/%重复性限/%＜100.4≥100.5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：测定原理：粒度＜0.2mm煤样，在105—110℃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1±0.1g（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（105～110）℃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30min，直至连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g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/%＜5.000.205.00~10.000.30＞10.000.40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灰分定义：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物来源：煤中矿物质矿物质受热分解、化合等复杂反应的产物原理：——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815±10℃，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：815±10°C方法(快灰法)：a、在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度<0.2mm的煤样1±0.1g（称准至0.0002g）,均匀平摊在灰皿中。将盛有煤样的灰皿放在灰皿架上。b将马弗炉加热到850℃，打开炉门，将放有灰皿的灰皿架推入马弗炉中，关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙，煤样灰化完全后，在815±10℃温度下灼烧40min。c从炉中取出灰皿，放在空气中冷却5min，移入干燥器中冷却到室温后称量。d进行检查性干燥，温度为815±10℃，每次20min，直至连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0010g为止。灰分小于15.00%时，可不进行检查性灼烧。灰分测定注意事项：a、慢速灰化

——防止煤样燃烧带走灰分，使煤中硫化物在碳酸盐分解前完全氧化并排出（避免硫酸钙的生成）b、灰化过程中保持良好的通风状态

——使硫氧化物一经生成就及时排出c、在足够高的温度下（>800ºC)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——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/%＜15.000.200.3015.00~30.000.300.50＞30.000.500.701.3挥发分定义：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：——1g分析煤样在带盖的坩埚中——900±10℃（注）加热7min——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：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：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1±0.1g（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900±10℃，此后保持在900±10℃，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：1）严格控制试验温度在（900±10)

ºC

——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3min内炉温恢复到（900±10)

ºC

——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7min4）使用符合标准的坩锅——坩埚质量15－20g——带配合严密的盖5）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——使电偶热接点位于坩埚下方6）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

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硫原理：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0.05±0.005g（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：电解液的更换

——pH<1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——保证高温区温度1150℃——恒温区足够长燃烧舟位置

——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

——电解液突然变黄，使结果偏高，下一结果偏低（某些硫含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

——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）~4.000.100.25＞4.000.200.353煤的发热量Qcalorificvalue(heatingvalue)

3.1定义⑴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。

⑵恒容高位发热量，Qgr，vgrosscalorificvalueatconstantvolume

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。

⑶恒容低位发热量，Qnet,vnetcalorificvalueatconstantvolume

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，Qnet,pnetcalorificvalueatconstantpressure

单位质量的试样在恒压条件下，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：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，Eelectiveheatcapacityofthecalorimeter

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

燃烧产物弹筒:O2、N2、CO2、HNO3、H2SO4、液态水、固态灰高位:O2、N2、CO2、SO2、

液态水、固态灰低位:O2、N2、CO2、SO2、

气态水、固态灰

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——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——由高位发热量减去水的气化热后得到的发热量。3.2发热量的表示单位焦耳每克J/g；兆焦每千克MJ/kg卡每克卡（cal）/g

单位换算：1MJ/kg＝1000J/g，1卡20℃（cal）/g＝4.1816J/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——煤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；——计算结果时扣除额外热量（点火热、包纸热等）实验室条件1）应设在一单独房间内——不得在同一房间内同时进行其它试验项目；2）室温——每次测定温度变化不应超过1℃,——全年室温最好不超过15~30℃范围，最好装有空调；3)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，——以避免阳光照射，否则热量计应放在不受阳光照射的地方。