煤炭质量管理培训化验A

煤炭质量检测技术（A）北京国煤检能源技术研究院国家煤及煤化工产品质量监督检验中心2014年1月煤质分析概述煤中全水分的测定方法煤的工业分析方法煤中全硫的测定方法煤中碳和氢的测定方法煤的发热量测定内容提要一、煤质分析概述1、煤炭的特点煤炭：古代植物残骸经复杂的物理、化学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

1）样品的代表性

1g或小于1g样品的结果代表几千或几万吨煤的品质。概述2）误差构成采样误差：80％；制样误差：16％；化验误差：4％3）

试验方法a、固有成分或特性分析如：煤的全硫，碳，氢，氮分析，及发热量测定等；特点：测定结果不随试验条件而变；概述b、非固有成分或特性分析（规范性试验）

煤在人为规定的条件下，使煤产生某种转化，然后测定转化生成物的量和特性的分析。如：煤的灰分、挥发分、灰熔融性、可磨性，以及焦化指标分析或测定等。特点：试验结果随试验方法和试验条件（温度、时间、压力等）而改变。概述3、煤质分析项目全水分工业分析（水分，灰分，挥发分，固定碳）发热量全硫元素分析：碳，氢，氮焦化指标：粘结指数，胶质层（Y值），坩锅膨胀序数，奥阿膨胀度，基氏流动度，格金低温干馏试验概述3、煤质分析项目煤灰熔融性煤灰成分分析煤中微量元素煤的哈氏可磨性煤的气化指标（活性，热稳定性，结渣性）煤的爆炸性煤的自燃倾向煤的其他物理特性概述4、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概述4、主要项目的表示符号固定碳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,ar碳CCad,Cd,Car氢HHad,Hd,Har氮NNad,Nd,Nar概述4、主要项目的表示符号哈氏可磨性HGI煤灰熔融性变形温度DT

软化温度ST

半球温度HT

流动温度FT粘结指数G胶质层厚度Y煤灰成分及煤中微量元素：用其元素符号表示概述一、煤中全水分的测定方法化合水：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，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，空干基水分，最高内在水）一、煤中的水分一、煤中全水分的测定方法1、外在水分（外水）Mf（freemoisture）：

——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2、内在水分（内水）Minh（inherentmoisture）：

——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3、最高内在水MHC（moisture-holdingcapacity）

——煤的毛细孔中吸附的水达到饱和状态时的内在水分实际测定中：煤在30℃、96%~97%湿度下达到平衡时的内在水分二、常用水分概念一、煤中全水分的测定方法4、全水分Mt

（totalmoisture）：

——煤的外水和内水的总和，代表刚开采、发运及接收时煤的水分5、空气干燥煤样水分Mad

（moisture）：

(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二、常用水分概念一、煤中全水分的测定方法1）煤的变质程度（煤种）三、与水分值有关的因素煤种MtMad褐煤15%~40%5%~30%烟煤5%~20%0.5%~12%无烟煤0.7%~3%年老无烟煤2%~9.5%一、煤中全水分的测定方法2）环境湿度：湿度大——水分高湿度小——水分低3）制样过程：设备的密封性是否经过干燥煤样储存方式三、与水分值有关的因素GB/T211-2007中规定了，三种测定方法：1、两步法：A1（氮气流），A2（空气流）中干燥2、一步法：B1（氮气流），B2（空气流）中干燥3、微波干燥法C氮气流中适用于所有煤种；空气流中适用于烟煤和无烟煤；C法适用于褐煤烟煤其中A1为仲裁法。一、煤中全水分的测定方法水分测定原理：已知质量的煤样→在105—110℃烘箱中干燥至质量恒定（或在专用微波炉中干燥）→根据质量损失计算煤的水分。一、煤中全水分的测定方法仪器设备两步法一、煤中全水分的测定方法煤样＜13mm环境温度或＜40℃空气流中（500±10）g外在水分Mf测定外在水分后的煤样破碎到＜3mm（105~110）℃氮气/空气流中质量恒定内在水分Minh第一步:质量恒定（10±1）g第二步:计算:一步法称量干燥冷却、称重检查性干燥通氮干燥测定步骤粒度＜6mm预先干燥且称量过的称量瓶；称取（10~12g）称准至0.001g；平摊预先鼓风的并已加热到105-110oC;在鼓风条件下干燥；烟煤2h，褐煤和无烟煤3h开盖烘干取出，立即盖上盖；放5min→干燥器→冷却至室温称量，称准至0.001g每次30min；直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.01g或质量有所增加为止；水分在2%以下时，不必进行检查性干燥；一、煤中全水分的测定方法一步法称量干燥冷却、称重检查性干燥空气干燥测定步骤粒度＜13mm粒度＜6mm预先干燥且称量过的浅盘；称取（500±10g）称准至0.1g；平摊预先干燥且称量过的称量瓶；称取（10~12g）称准至0.001g；平摊预先鼓风的并已加热到105-110oC;在鼓风条件下干燥；烟煤2h，无烟煤3h预先鼓风的并已加热到105-110oC;在鼓风条件下干燥；烟煤2h，无烟煤3h开盖烘干取出，立即盖上盖；放5min→干燥器→冷却至室温称量，称准至0.001g浅盘取出，趁热称量（称准至0.1g）每次30min；直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.5g或质量有所增加为止；水分在2%以下时，不必进行检查性干燥；每次30min；直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.01g或质量有所增加为止；水分在2%以下时，不必进行检查性干燥；一、煤中全水分的测定方法一、煤中全水分的测定方法记录的数据:

1、空称量瓶质量m0(g)

2、煤样质量m(g)

3、干燥后称量瓶+干煤的质量m2(g)结果计算

Mt—全水分，%m1—煤样干燥后失去的质量，gm—称取煤样的质量，g公式:Mt=m1/m×100%=(m0+m-m2)/m×100%例：用≤6mm全水分煤样测定全水分，空称量瓶质量m0=20.452(g),煤样质量m=10.147(g),干燥后总质量m2=29.655(g),检查性干燥一次：29.641(g),二次：29.644(g)。该煤样全水分为多少？记录的数据:

1、空称量瓶质量m0(g)

2、煤样质量m(g)

3、干燥后称量瓶+干煤的质量m2(g)结果计算

Mt—全水分，%m1—煤样干燥后失去的质量，gm—称取煤样的质量，g公式:Mt=m1/m×100%=(m0+m-m2)/m×100%注意问题

（1）采集的全水分试样保存在密封良好的容器中，并放在阴凉的地方；（2）制样操作要快，最好用密封式破碎机；全水分煤样送到实验室后立即测定；（3）测定前，应进行总质量核对，进行水分损失补正。（4）称取煤样之前,应将密封容器中的煤样充分混合至少1min。一、煤中全水分的测定方法解：Mt=(m0+m-m2)/m×100%=(20.452+10.147-29.641)/10.147×100%=9.4%微波干燥

一、煤中全水分的测定方法粒度：＜6mm（10~12）g按说明书进行适用于烟煤和褐煤二、煤的工业分析方法空气干燥基水分（Mad）灰分（Aad）挥发分（Vad）固定碳的计算空气干燥基水分（Mad）仪器设备空气干燥基水分（Mad）常用方法：空气干燥法（1）要求

①煤样：粒度<0.2mm，样重1±0.1g（称准至0.0002g）②干燥温度：105-110℃③干燥时间：烟煤1.5h；无烟煤2h称量干燥冷却检查性干燥预先干燥过的称量瓶；称准至0.0002g；连瓶带盖一起称；将煤摊平；预先鼓风的并已加热到105-110oC;揭开称量瓶盖，在鼓风条件下烘干；立即盖上盖；称准至0.0002g空气中冷却约15min，放入干燥器中，冷却至室温；每次30min；连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.001g或质量有所增加为止；水分在2%以下时，不必进行检查性干燥；（2）分析步骤空气干燥基水分（Mad）记录的数据:

1、空称量瓶质量m0(g)

2、煤样质量m(g)

3、干燥后称量瓶+干煤的质量m2(g)结果计算

Mad—空气干燥基水分，%m1—煤样干燥后失去的质量，gm—称取煤样的质量，g公式:Mad=m1/m×100%=(m0+m-m2)/m×100%空干基水分——根据不同煤种选用适合的方法或程序；

(通氮法，空气干燥法，加热时间等）——在鼓风条件下干燥；通氮：称量瓶放入前10min开始通氮气空气：称量瓶放入前3~5min开始鼓风——干燥至质量恒定（或增重）；——防止干燥后的样品吸水。空气干燥基水分（Mad）灰分（Aad）

煤中灰分（A，%）是煤完全燃烧后留下的残渣，它不是煤中固有的物质，而是煤中矿物质在一定条件下经一系列分解、化合等复杂反应而形成的。灰分的产率与矿物质含量间有一定相关关系，可以用灰分来估算煤中矿物质含量煤中矿物质原生矿物：是由成煤质物本身所含有的矿物质形成的。次生矿物：是在成煤过程中由外界进入煤中的矿物。外来矿物：是指在采煤过程中从煤层顶板、底板、夹矸层等处混入煤中的矿物质。灰分煤工业利用炼焦用量运输影响灰分测定原理：——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，再继续加热到815±10℃，灼烧到质量恒定；——快灰法：1）样品送入已升温至815℃的马弗炉中，在815±10℃灼烧至质量恒定；2）通过特制管式炉灼烧——计算残留物质量占分析煤样质量百分比。灰分（Aad）仪器设备灰分（Aad）的测定方法仪器设备灰分（Aad）的测定方法快速灰分测定仪（2）分析步骤缓慢灰化法（仲裁法）（1）要求

①煤样：粒度<0.2mm，样重1±0.1g（称准至0.0002g）②温度及时间：500oC保持30min；815±10oC灼烧1h。灰分（Aad）的测定方法煤样(1±0.1)g＜100℃,留15mm缝不少于30min500℃,保持30min(815±10)℃,灼烧1h冷却，称量检查性灼烧全程保持烟囱打开，炉门留缝。快速灰化法（1）要求①煤样：粒度<0.2mm，样重1±0.1g（称准至0.0002g）②温度及时间：缓慢推入炉中在815±10oC灼烧40min。（2）分析步骤灰分（Aad）的测定方法煤样(1±0.1)g850℃,打开炉门缓慢推入全部推入关上炉门并留缝(815±10)℃,灼烧40min冷却，称量检查性灼烧全程保持烟囱打开，炉门留缝。灰分（Aad）的测定方法记录的数据:

1、空灰皿质量m0(g)

2、煤样质量m(g)

3、灼烧后总质量m2(g)结果计算

Aad—空气干燥基灰分，%m1—灼烧后残留物的质量，gm—称取煤样的质量，g公式:Aad=m1/m×100%=(m2-m0)/m×100%影响灰分测定的主要因素有哪些？造成灰分测定误差的主要因素有三个：①黄铁矿氧化程度；②碳酸盐的分解程度；③灰中固定的硫的多少.如何获得可靠的灰分测定结果？（1）采用缓慢灰化法，使煤中硫化物在碳酸盐分解前就完全氧化并排出，避免硫酸钙的生成；（2）灰化过程中始终保持良好的通风状态，使硫氧化物一经生成就及时排出；（3）煤样在灰皿中要平铺，以避免局部过厚，一方面避免燃烧不完全，另一方面可防止底部煤样中硫化物生成的二氧化硫被上部碳酸盐分解生成的氧化钙固定；（4）在足够高（>800OC）的温度下灼烧足够长的时间，以保证碳酸盐完全分解及二氧化碳完全驱出。灰分（Aad）的测定方法注意事项挥发分（Vad）

煤的挥发分（V，%）是煤中有机物质和一部分矿物质受热分解的产物。它不是煤中固有物质，而是在特定温度下煤的热分解产物。煤的挥发分与煤的质变程度有很大的关系，随煤化程度的增加，挥发份降低。

用于煤炭分类和锅炉设备选型工艺设计等。测定原理：——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，得挥发分产率挥发分（Vad）的测定方法仪器设备挥发分（Vad）的测定方法（1）要求①煤样：粒度<0.2mm，样重1±0.01g（称准至0.0002g）②温度/时间：900oC，隔绝空气加热7min，加热时间包括温度恢复时间在内。（2）分析步骤测定方法在预先于900℃温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚中，称取空气干燥基煤样，然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。马弗炉预先加热至920℃左右，打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区，立即关上炉门并计时，放入后，炉温在3min内恢复至900±10℃，否则次此次试验作废。准确加热7min。从炉中取出坩埚，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量，计算出挥发分含量。保证烟囱盖严，炉门关严挥发分（Vad）的测定方法记录的数据:

1、空坩埚质量m0(g)

2、煤样质量m(g)

3、灼烧后总质量m2(g)结果计算

Vad—空气干燥基挥发分，%m1—加热后减少的质量，gm—称取煤样的质量，gMad—空气干燥基水分，%公式:Vad=m1/m×100-Mad=(m0+m-m2)/m×100-Mad①定期对热电偶及毫伏计进行校正；②定期测量马弗炉的恒温区，装有煤样的坩埚必须放在马弗炉恒温区内。③每次试验最好放同样数目的坩埚，以保证坩埚及其支架的热容量基本一致；④总加热时间（包括温度恢复时间）要严格控制为7min；⑤要使用符合GB/T212规定的坩埚，坩埚盖子必须配合严密。必须将烟囱口封住，否则会使挥发分测定结果偏高；⑥要用耐热金属制的坩埚架，受热时不能掉皮，若沾在坩埚上影响测定结果；⑦坩埚从马弗炉取出后，在空气中冷却时间不宜过长，以防焦渣吸水；⑧测定褐煤、长焰煤的挥发分时，必须压饼。原因如下：当测定低变质程度的煤如褐煤、长焰煤时，由于它们的水分和挥发分很高，如以松散状态放入900oC炉中加热，则挥发分会骤然大量释放，把坩埚盖顶开（产生爆鸣声）带走碳粒，使结果偏高，而且重复性较差，若将试样压成饼，切成3mm的小块后再进行测定，由于试样紧密可减缓挥发分的释放速度，因而可有效地防止煤样爆燃、喷溅，使测定结果稳定可靠。挥发分（Vad）的测定方法注意事项煤的焦渣特征分为8个型号，号数越大，表示粘结性越强。1~2号表示煤没有粘结性；3~4号表示煤的粘结性较弱；5~8号表示煤有较好的粘结性。（1型）粉状——全部是粉末，没有相互粘着的颗粒；（2型）粘着——用手指轻碰即成粉末或者基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末；（3型）弱粘结——用手指轻压即成小块；（4型）不熔融粘结——以手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光泽；（5型）不膨胀熔融粘结——焦渣形成扁平的块，煤粒的界线不易分清，焦渣上表面有明显银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显；（6型）微膨胀熔融粘结——用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表面具有较小的膨胀泡（或小气泡）；（7型）膨胀熔融粘结——焦渣上、下表面有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm；（8型）强膨胀熔融粘结——焦渣上、下表面有银白色金属光泽，焦渣高度大于15mm。焦渣特征分类：固定碳（FCad）的计算

固定碳是煤炭分类、燃烧和焦化中的一项重要指标，煤的固定碳随变质程度的加深而增加。有的国家，如美国ASTM用干燥无矿物质基固定碳（FCdmmf）作为一分类指标。在煤的燃烧中，利用固定碳来计算燃烧设备的效率；在炼焦工业中，根据它来预计焦炭的产率。计算公式：FCad=100-Mad-Aad-Vad固定碳（FCad）的计算元素分析

煤由不可燃与可燃组分所组成。其中可燃组分为挥发分与固定碳按其化学组成来说，它们则是由碳、氢、氧、氮、硫5种元素所构成。所谓元素分析，就是对上述5种元素分析的总称。不同煤种由于成煤的原始植物及其变质程度的不同，其元季组成及其特性也就有所差异，通常碳、氢、氧3种元素构成有机组分的主体，一般此3种元素的质量分数可达90％以上。

元素分析煤中碳含量随其变质程度加深而增多，而氢含量与氧含量，则与此相反。故无烟煤，碳含量最高，而氢与氧含量则最低，从元素组成大体上即可判断该煤属于哪一煤种。碳、氢元素燃烧释放出大量热量，是煤的发热量的主要来源。硫元素燃烧，也能释放少量的热量，但其燃烧产物硫氧化物，对自然环境、锅炉设备均产生不利影响。因此，元素分析是煤质检测的重要组成部分，而且是技术难度较大的内容。三、煤中全硫的测定方法存在形态：硫酸盐硫硫化物硫有机硫单质硫（有时，微量）全硫—上述各种硫之和无机硫—硫酸盐硫与硫化物硫，及单质硫之和可燃硫—硫化物硫与有机硫之和洗选可脱除的硫—硫酸盐硫、硫化物硫、单质硫洗选不可脱除的硫——有机硫1、概述三、煤中全硫的测定方法1）煤炭、焦炭质量指标2）环保——燃煤排放3）脱硫效率预测与脱硫工艺4）焦炭含硫量预测5）煤质研究2、测定意义三、煤中全硫的测定方法GB/T214-2007中规定了三种测定煤中全硫的方法。2、测定原理1）艾士法（仲裁法）—煤样与艾士剂混合高温灼烧—全部硫形成可溶性硫酸盐—加氯化钡，使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀—根据硫酸钡沉淀质量，计算全硫含量艾士卡试剂:2份质量的化学纯轻质氧化镁与1份质量的化学纯无水碳酸钠混匀并研细至粒度小于0.2mm三、煤中全硫的测定方法GB/T214-2007中规定了三种测定煤中全硫的方法。2、测定原理2）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三、煤中全硫的测定方法GB/T214-2007中规定了三种测定煤中全硫的方法。2、测定原理3）高温燃烧中和法—煤样在氧气流中燃烧（有催化剂）—全部硫生成硫氧化物—吸收在H2O2溶液中形成硫酸—用氢氧化钠溶液滴定—计算全硫含量（根据氢氧化钠消耗量）*与硫含量有关的因素：

成煤环境：海相沉积较高海陆相交替沉积较高陆相沉积较低有机硫无机硫硫化铁硫硫酸盐硫黄铁矿硫（FeS2）硫酸钙（CaSO4）环境设备脱硫剂影响20040060080010001200-0.20.00.20.40.60.81.01.21.4SO2释放量/%温度/℃图原煤中SO2释放量随温度的变化有机硫、黄铁矿硫硫酸盐硫三、煤中全硫的测定方法常用方法：库仑滴定法测定原理：煤样在催化剂（WO3）作用下，于空气流中燃烧（1150oC）分解，煤中硫生成二氧化硫被碘化钾溶液吸收，以电解碘化钾溶液所产生的碘进行滴定，根据电解所消耗的的电量计算煤中全硫的含量。三、煤中全硫的测定方法库仑滴定法仪器设备三、煤中全硫的测定方法三、煤中全硫的测定方法库仑滴定法仪器设备三、煤中全硫的测定方法库仑滴定法仪器设备（2）测定步骤（1）要求①煤样：粒度<0.2mm，样重0.05g（称准至0.0002g）②电解液：5g碘化钾，5g溴化钾，10ml冰乙酸溶于250-300ml水中。③炉温：1150±5oC将炉温恒定在1150±5oC。加入电解液。在供气和抽气的条件下将流量调节在1000ml/min，开启搅拌器，并检查气密性。调节旋转速度，使搅拌子快速旋转，但不可过快，以免使搅拌子跳动打坏铂电极。准确称取规定粒度煤样，于瓷舟中铺平，盖一层薄WO3。将瓷舟放在仪器的石英舟内，按照仪器的提示符进行操作。三、煤中全硫的测定方法测定方法（3）计算结果：St,ad—空气干燥煤样中全硫含量，%m1—库仑积分器显示值，mg；m—煤样质量，mgSt,ad=m1/m×100%1.电解液的配制顺序：先将溴化钾和碘化钾溶于水中，最后再加入10ml冰乙酸，以防冰乙酸过早加入，造成大量挥发。2.在测硫过程中，应保持系统气路畅通。燃烧管进出口连接管应使用耐温的硅橡胶管，各吸收管和电磁泵之间的连接管也应使用优质细口径的乳胶管，以发粘、老化的乳胶管应及时更换；在燃烧管出口端的硅酸铝棉也应定期更换，防止在其上黏附三氧化钨粉末及未燃尽的煤粉。3.新配置的电解液为淡黄色，pH值应该在1~2之间。当电解次数增多，电解液酸度增大，当pH小于1或呈深黄色时，就要及时更换。电解液的酸度增加，导致测硫结果偏低。4.电解池内的铂电极及玻璃熔板应保持清洁。在测定煤样时，要求电解池保持完全密封，并要防止电解液倒吸。5.每天正式测定煤样前，宜先用废煤样测定（不计结果），以消除电解液存放过程中产生的碘与溴，以免测定结果偏低。三、煤中全硫的测定方法注意事项三、煤中全硫的测定方法6.仪器标定和有效性核验标定方法：使用有证标准物质进行标定。多点标定：用硫含量能覆盖被测样品硫含量范围的至少3个有证煤标准物质进行标定；单点标定：用与被测样品硫含量相近的标准物质进行标定。标定程序：1)测定煤标准物质的空气干燥基水分，计算其空气干燥基全硫St,ad标准值;2)用被标定仪器测定煤标准物质的硫含量，至少3次，取3次平均值;3)将标准物质的硫测定值和St,ad标准值输入测硫仪（或人工计算），生成校正系数。标定有效性核验：用（1~3）煤标准物质或其它控制样品测定其全硫，若测定值与标准值（控制值）之差在标准值（控制值）的不确定度范围（控制限）内，说明标定有效，否则应查明原因，重新标定。注意事项四、煤中碳和氢的测定碳（C）存在形态：大部分为有机碳少量为无机碳（碳酸盐中）碳的测定原理：——煤样在高温下燃烧，碳转化为CO2——碱石棉（NaOH）吸收CO2

，吸收管增重——根据增重，计算碳含量与碳含量有关的因素：1）煤的变质程度（煤种）越高，碳含量越大2）水、灰同种煤，水、灰含量越高，碳含量越低四、煤中碳和氢的测定存在形态：有机物和水中（总氢）实际测定和报告的氢：总氢减水中氢测定原理：1）重量法

——煤样在高温下燃烧，氢转化为水（H2O）

——氯化钙吸收H2O，吸收管增重

——根据增重，计算总氢含量

——减去水中氢含量，得氢含量四、煤中碳和氢的测定2）电量法

——煤样在高温下燃烧，氢转化为水（H2O）

——H2O与铂－五氧化二磷（P2O5)电解池中的

P2O5反应，生成偏磷酸

——偏磷酸被电解，生成H2、O2和P2O5——根据电解消耗的电量，计算氢含量与氢含量值有关的因素：煤的变质程度（煤种）

——变质程度越高，氢含量越低四、煤中碳和氢的测定仪器设备三节炉（重量法）快速测氢仪（电量法）测定原理：

煤样在氧气流中燃烧，生成的二氧化碳和水分别被二氧化碳吸收剂和吸水剂吸收，根据各吸收剂的增量，计算煤中碳和氢的含量。本法测定共分三个部分，①氧气净化系统，脱除氧气中的CO2和O2，②燃烧装置，煤样完全燃烧，碳和氢分别生成二氧化碳和水，同时脱除干扰测定的硫和氯，③吸收系统，吸收生成的二氧化碳和水，并在二氧化碳吸收管前将氮氧化物脱除。煤中碳和氢的测定方法三节炉和二节炉法煤中碳和氢的测定方法三节炉和二节炉法不同点方法催化氧化剂脱硫剂脱氯剂脱氮剂三节炉氧化铜铬酸铅银丝卷粒状二氧化锰二节炉高锰酸银热分解产物粒状二氧化锰三节炉中使用的试剂都可以回收再用，节约试剂，但测定速度慢；二节炉速度较快，但是高锰酸银热解产物不易回收。测定原理：

煤样于800℃在高锰酸银热解产物作用下，在氧气流中燃烧。生成的水与铂——五氧化二磷电解池中的五氧化二磷反应生成偏磷酸，后者经电解生成氢气、氧气和五氧化二磷，根据电解所消耗的电量，计算煤中氢的含量。本法测定共分五个部分，即氧气净化系统，燃烧装置，电解池（测氢装置）、电量积分器和显示系统，吸收系统。煤中碳和氢的测定方法电量-重量法常用方法：电量-重量法1氧气钢瓶2氧气压力表3净化炉4线状氧化铜5净化管6变色硅胶7碱石棉8氧气流量计9无水高氯酸镁10推棒11燃烧炉12燃烧舟13燃烧管14高锰酸银热解产物15硅酸铝棉16Pt-P2O5电解池17冷却套18除氮U型管19吸水U型管20吸收二氧化碳U型管21气泡计22电量积分器23催化炉24气体干燥管煤中氢的测定方法常用方法：电量-重量法煤中氢的测定方法1冷却套2池体3电极抽头常用方法：电量-重量法煤中氢的测定方法(1)要求:煤样：粒度小于0.2mm,称取0.070~0.075g(称准至0.0002g)炉温：净化炉控温在(800±10)℃燃烧炉一段控温在(850±10)℃,另一段控温在(300±10)℃

净化系统的作用是除去氧气中含氢和含碳物质;燃烧装置的主要作用是使煤样完全燃烧并除去硫氧化物和氯气。气流：80ml/min测氢装置电解池：内部镶嵌着二根平行缠绕的铂金丝构成的管状池，电解池池体内涂一层五氧化二磷膜，可吸收氢燃烧生成的水并使之电解。涂液：磷酸与丙酮（3+7）比例混合常用方法：电量-重量法煤中氢的测定方法(2)测定步骤:选定电解电源极性（每天应互换1次），通电升温。将燃烧炉、净化炉和催化炉温度控制在指定温度。将煤样以转瓶法混合均匀，在预先灼烧过的燃烧舟中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.070～0.075g，称准至0.0002g，并均匀铺平。在煤样上盖一层三氧化钨。如不立即测定，可把燃烧舟暂存入不带干燥剂的密闭容器中。

保持氧气流量在80ml/min，启动电解，至电解终点。打开带有镍铬丝推棒的橡皮塞，迅速将燃烧舟放入燃烧管入口端，塞上带推棒的橡胶塞。将氢积分值和时间计数清零。用推棒推动燃烧舟，使其一半进入燃烧炉口，煤样燃烧后（一般0.5min），即按下电解键，当煤样燃烧平稳后将舟全部推入炉口，停留2min左右，再将燃烧舟推入高温带并立即拉回推棒。注意，不要让推棒红热部分抽回至橡胶塞处，以免使橡胶塞过热分解。常用方法：电量-重量法煤中氢的测定方法(2)测定步骤:约l0min后（电解达到终点，否则需适当延长时间），记录电量积分器显示的氢毫克数。打开带推棒的橡胶塞，用镍铬丝钩取出燃烧舟，塞上带推棒的橡胶塞。空白值的测定，燃烧舟中只加三氧化钨，和测煤样步骤相同。重复测定，直至相邻两次空白值相差不超过0.050mg，取这两次测定的平均值作为当天氢的空白值。常用方法：电量-重量法煤中氢的测定方法式中：m——空气干燥煤样质量，gm1——吸收二氧化碳U形管的增量，gm2——电量积分器显示的氢值，mgm3——电量积分器显示的氢空白值，mg(3)结果计算:常用方法：电量-重量法煤中氢的测定方法(4)注意事项:须每天更换电解池的极性。铂——五氧化二磷电解池工作时，有一极会生成铂黑，恶化电解池工作状态。试验表明，每天更换电解电源极性，可有效地抑制铂丝表面发黑现象，使电解池保持良好状态。从净化系统出口处开始应使用聚乙烯软管而不能用乳胶管。从电解池出口端以后必须用硅橡胶管不能用乳胶管。

电解池使用100次左右或发现电解池有拖尾现象时，应清洗电解池，重新涂膜。常用方法：电量-重量法煤中氢的测定方法(5)经验公式（仅供参考）:公式1：95%的煤样误差在0.32%以下公式2：95%的煤样误差在0.48%以下公式3：95%的煤样误差在0.17%以下氮：存在形态：有机物中测定原理（半微量开氏法）：

——煤样在催化剂存在下用浓硫酸消化，氮转化为硫酸氢铵

——加入过量氢氧化纳，蒸馏出氨

——硼酸吸收氨，形成硼酸铵

——硫酸滴定硼酸铵

——根据硫酸消耗量计算氮含量氧的计算

Oad=100–(Mad+Aad+Cad+Had+Nad+St,ad)五、煤中氮的测定方法简述六、煤的发热量测定所谓发热量，是指单位质量的燃料完全燃烧时产生的热量。测量结果以（MJ/kg）或（J/g）表示。我国以前一直采用卡（cal）来表示，其与焦耳之间的换算如下：1卡20℃

=4.1816焦耳注：这里的卡20℃

，即一克纯水从19.5℃升高到20.5℃所吸收的热量。一、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,v

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。煤的发热量一、定义:⑶恒容低位发热量，Qnet,v

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。⑷热量计的有效热容量，E

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、固态灰六、煤的发热量测定二、发热量的表示方法：弹筒发热量（Qb）：试验室直接从量热仪上测定的发热量，包括煤炭燃烧生成二氧化碳；氢燃烧生成水汽，冷却后凝结成水；煤中硫在高压氧气下燃烧生成三氧化硫，少量氮转化为氮氧化物，他们溶于水生成硫酸和硝酸。高位发热量（Qgr）：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（Qnet）：由高位发热量减去水的气化热后得到的发热量。（煤中原有的水和煤中的氢燃烧生成的水）三、氧弹量热法测定原理——煤样在充有过量氧气的氧弹内燃烧——放出的热量被一量热系统吸收——根据量热系统升高度数计算试样的发热量六、煤的发热量测定四、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）六、煤的发热量测定五、测定步骤概述: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六、测定步骤（1）准确称取粒度小于0.2mm的分析煤样，0.9-1.1g（称准至0.0002g）于燃烧皿中。（2）取一段已知质量的点火丝，把两端分别接在两个电极柱上，注意保持良好接触性。（3）往氧弹中加入10ml蒸馏水，拧紧弹盖，缓缓充入2.8~3.0Mpa氧气，充氧时间不得少于15s；如果不小心充氧压力超过3.2Mpa，停止试验，放掉氧气，重新充氧至3.2Mpa以下。当钢瓶中氧气压力降到5.0Mpa以下时，充氧时间应酌量延长，压力降到4.0MPa以下时，应更换新的钢瓶氧气。（4）将氧弹放入内筒中按照仪器提示符进行试验，打印结果。（5）试验结束后，放出燃烧废气，打开氧弹仔细观察弹筒和燃烧皿内部，如果有试验燃烧不完全的迹象或有炭黑存在，试验应作废。六、煤的发热量测定计算结果：空气干燥煤样的恒容高位发热量：Qgr,ad=Qb,ad-(94.1Sb,ad+αQb,ad)Qgr,ad—空气干燥煤样的恒容高位发热量（J/g）；Qb,ad—空气干燥煤样的弹筒发热量（J/g）；Sb,ad—由弹筒洗液测得的煤的含硫量（%）；当全硫含量低于4.00%时，或发热量大于14.60MJ/kg时，用全硫St,ad代替。94.1—空