煤中全硫的测定

煤中全硫的测定、目的掌握库仑滴定法测煤中全硫的原理及方法进一步训练和加强化学分析、仪器分析的操作技能。二、方法原理煤样在催化剂作用下，于空气流中燃烧分解，煤中硫生成硫氧化物，其中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，根据电解所消耗的电量计算煤中全硫的含量。三、试剂和材料三氧化钨、变色硅胶、氢氧化钠、电解液、燃烧舟四、仪器和设备管式高温炉、电解池和电磁搅拌器、库仑积分器、送样程序控制器、空气供应及净化装置.五、实验步骤将管式高温炉升温并控制在(1150+-10)°C。开动供气泵和抽气泵并将抽气流量调节到1000mL/min。在抽气下，将电解液加入电解池内，开动电磁搅拌器。将磁舟中放入少量非测定用的煤样，进行终点电位调整试验。如试验结束后库仑积分器的显示值为零，应再次测定，直至显示值不为零。在磁舟中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样(0.05+0.005)g(称准至0.0002g)，并在煤样上盖一薄层三氧化钨。将磁舟放在送样的石英托盘上，开启送样程序控制器，煤样即自动送进炉内，库仑滴定随即开始。试验结束后，库仑积分器显示出硫的毫克数或质量分数，或由打印机打印。六、实验结果计算当库仑积分器最终显示数为硫的毫克数时，全硫质量分数按下式计算:w(St,ad)=(m1/m)*100式中w(St,ad)---一般分析煤样中全硫质量分数，%;m1--库仑积分器显示值，mg;m--煤样质量，mg。七、方法的精密度库仑滴定法全硫测定的重复性限和再现性临界差见下表库仑滴定法测定煤中全硫精密度八、注意事项在煤样上覆盖一薄层三氧化钨的作用是为了延长燃烧管的使用寿命，降低燃烧温度。预分解的温度。库仑滴定法测硫要求煤在500°C下预热45s，目的是在碳酸钙未分解之前有机硫和黄铁矿硫就大部分分解了，以尽量减少乃至避免它们分解生成的硫氧化物被碳酸钙分解生成的氧化钙吸收而生成难分解的硫酸钙。同时，在500C时煤的挥发分大量逸出，可防止煤样推入高温区产生爆燃现象。电解液可重复使用，但当电解液的PH值小于1后，应予以更换。煤的发热量测定一、 目的⑴掌握煤的发热量测定原理及自动恒温式热量计测定没发热量的步骤和方法。（2）了解热容量及仪器常数的标定方法。二、 方法原理一定量的分析试样在氧弹热量计中，在充有过量氧气的氧弹内燃烧,煤的发热量是在氧弹热量计中测定的，取一定量的分析试样放于充有过量氧气的氧弹热量计中完全燃烧，氧弹筒浸没在盛有一定量水的容器中。煤样燃烧后放出的热量使氧弹热量计量热系统的温度升高，测定水温度的升高值即可计算氧弹弹筒发热K't—q量QDT（兆焦/千克）。二"'O.OOIG' MJ/kg.热量计的热容通过在相近条件下燃烧一定量的基准物苯甲酸来确定，根据试样燃烧前后量热系统产生的温升，并对点火热等附加热进行校正后即可求得试样的弹筒发热量。从发热量中扣除硝酸形成和硫酸校正热即得高位发热量三、 试剂和材料⑴氧气：纯度至少99.5%，不含可燃成分，不允许使用电解氧，压力足以使氧弹充氧至3.0Mpa。⑵苯甲酸：基准量热物质，二等或二等以上，其标准热量经权威计量机构确定。⑶点火丝:直径0.1哑左右的伯.铜.镍丝或其他已知热值的金属丝或棉线；如使用棉线，则应选用粗细均匀，不涂腊的白棉线。各种点火丝点火时放出的热量如下：铁丝：6700J/g；镍丝:6000J/g;铜丝：2500J/g;棉线：17500J/g.⑷点火导丝：直径0.3哑左右的镍络丝。⑸酸洗石棉绒：使用前在800°C下灼烧30min.⑹擦镜纸：使用前先测出燃烧热。四、 仪器和设备⑴自动恒温式热量计（仪器结构、弹筒、内筒、外筒、搅拌器、量热温度计）⑵燃烧皿、压力表和氧气导管、压饼机；⑶天平（分析天平、工业天平）⑷点火装置：点火采用12〜24V的电源，可由220V交流电源经变压器供给。线路中应串联一个调节电压的变阻器和一个指示点火情况的指示灯和电流计。点火电压应预先试验确定。其方法是：接好点火丝，在空气中通电试验。采用熔断式点火时，调节电压使点火丝在1〜2S钟内达到亮红；在采用棉线点火时，调节电压使点火丝在4〜5S钟内达到暗红。上述电压和时间确定后，应准确测出电压电流和通电时间，以便据以计算电能产生的热量。五、试验步骤⑴按照仪器说明书安装和调节热量计。⑵在燃烧皿中称取粒度小于0.2哑的空气干燥煤样或水煤浆干燥试样0.9〜1.1g（称准到0.0002g），然后将燃烧皿装入氧弹的干锅架上。⑶取一段已知热值的点火丝，两端分别接在氧弹的两个电极柱上，弯曲点火丝接近试样，注意与试样保持良好接触或保持微小的距离（对易飞溅和易燃的煤）；并注意勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路而导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路。当用棉线点火时，把已知质量棉线的一端固定在已连接到两电极柱上的点火导线上（最好夹紧在点火导线的螺旋中），另一端搭接在试样上，根据试样点火的难易，调节搭接的程度。对易飞溅的煤样，应保持微小的距离。⑷往氧弹中加入10ml蒸馏水。小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受振动而改变。有的恒温自动量热计需人工往氧弹中缓缓充入氧气，直至压力到2.8〜3.0Mpa，达到压力后的持续充氧时间不得小于15s；如果不小心充氧压力超过3.2Mpa，应停止实验，放掉氧气后，重新充氧至3.2Mpa以下。有的恒温自动量热计不需人工往氧弹中充入氧气。⑸按仪器操作说明书进行其余步骤实验，直至结束实验。⑹结束实验后，取出氧弹开启放气阀、放出燃烧废气，打开氧弹，仔细观察弹筒和燃烧皿内部，如果有试样燃烧不完全的迹象或有碳存在，实验应作废。需要时；用蒸馏水充分冲洗氧弹内各部分、放气阀、燃烧皿内外和燃烧残渣；把全部洗液（共约100ml）收集在一个烧杯中供测硫使用。⑺实验结果被打印或显示后，校对输入的参数，确定无误后报出结果。六、实验结果表述与方法：1、恒温式热量计的发热量的计算⑴弹筒发热量按下式计算：_£7/0+如）一。0+力0）+0-（Q]-02）/如_m⑵高位发热量计算公式Qgr,ad=Qb,ad-(94. +。0,招)⑶恒容低位发热量的计算工业上多依收到基煤的低位发热量进行计算和设计。收到基的恒容低位发热量的计算方法为：Q=(Q -206H)XI00—Mar-23Mnet,v,ar gr,ad ad100—M arad⑷恒压低位发热量的计算由弹筒发热量算出的高位发热量和低位发热量都属恒容状态，在实际工业燃烧中则是恒压状态，严格的讲，工业计算中应使用恒压低位发热量，如有必要，恒压低位发热量可按下式计算：100-Af=o—212Had-0.8^)X100 —24.4"“2、实验数据编号重量点火温度主期温升弹筒发热量空干基高位热值收到基低位热值61.0192g17.6588C3.1933C30.860MJ/kg 30.810MJ/k 30.810MJ/k 七、注意事项⑴新氧弹和新换部件（弹筒、弹头、连接环）的氧弹应经20.0Mpa的水压实验，证明无问题后方能使用。此外，应经常注意观察与弹筒强度有关的结构，入弹筒和连接环的螺纹、进气阀、出气阀和电极与弹头的连接处等，如发现磨损或松动显著，应进行修理，并经水压实验合格后再用。弹筒还应定期进行水压实验，每次水压实验后，氧弹的使用时间一般不应超过2年。当使用多个设计制作相同的氧弹时，每一个氧弹都应作为一个完整的单元使用。氧弹部件的交换使用可能导致发生严重的故事。⑵实验室应设在单独房间，不得在同一实验室进行其他试验项目。室温应尽量保持恒定，每次测定时，室温变化不应超过TC，冬夏季室温以不超出15〜35C的范围为宜。室内应无强烈的空气对流，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。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直射的地方。⑶当钢瓶中氧气压力降低5.0Mpa以下时，充氧时间应酌量延长；压力降低到4.0Mpa以下时，应更换新的钢瓶氧气。烟煤胶质层指数的测定一、 目的（1） 掌握胶质层指数测定的原理及方法。（2） 了解胶质层指数测定仪的构造及在加热过程中煤杯的变化特征。二、 方法原理按规定将煤样装入煤杯中加恒压，煤杯放在特制的电炉内升温速度进行单侧加热，此时传至杯内的温度由上而下依次递增。因为用单侧加热时，周围散热条件较好，在煤杯内的煤样就行成了一系列温度自下而上递减的等温面。当加热到一定温度时，因为最上面的煤样还不到软化温度，所以保持原样不变；中间一部分则因为到了软化温度而变成沥青青状的胶体一胶质体；而下面一部分则因到达固化温度，而由胶质体变成了半焦。因此，煤样相应形成半焦层、胶质层和未软化的煤样层三个等温层面。用探针测量出胶质体的最大厚度Y，从实验的体积曲线测定最终收缩度X。三、 仪器和设备（1） 双杯胶质层指数测定仪（2） 程序温控仪（3） 煤杯（4） 探针（5） 加热炉（6） 热电偶（7） 煤杯清洁机械装置（8） 石棉圆垫切垫机四、 实验准备（1） 煤杯、热电偶铁管及压力盘上遗留的焦屑等用金钢纱布人工清洁除干净，也可用清洁煤杯用的机械装置清除，方法是用固定煤杯的特制“杯低”和固定煤杯的螺钉把煤杯固定在连接盘上，启动电动机带动煤杯转动，手持裹着金刚纱布的圆木棍（直径约56mm、长240mm）伸入煤杯中，并使之紧贴杯壁，将煤杯上的焦屑除去。杯底及压力盘上各析气孔应畅通，热电偶管内不应有异物。（2） 纸管：在细钢棍上用香烟纸粘制成直径为2.5〜3mm、高度约为60mm的纸管。装煤杯时将钢棍插入纸管，纸管下端折约2mm，纸管上端与钢棍贴紧，防止煤样进入纸管。（3） 滤纸条：宽约60mm长190~200mm。（4） 石棉圆垫：用厚度为0.5~1.0mm的石棉纸作两个直径为59mm的石棉圆垫。在上部圆垫上有供热电偶铁管穿过的圆孔和上述纸管穿过的小孔；在下部圆垫上对应压力盘上的探测孔处作一标记。（5） 体积曲线记录纸：用毫米方格纸做体积曲线记录纸，其高度与记录转筒的高度相同，长度略大于转筒圆周。（6） 装煤杯：将杯底放入煤杯使其下部凸出部分进入煤杯底部圆孔中，杯底上放置热电偶铁管的凹槽中心点与压力盘上电偶的孔洞中心点对准。将石棉垫铺在杯底上，石棉垫上圆孔应对准杯底上的凹槽，在杯内下部沿壁围一条滤纸条。将热电偶铁管插入煤杯底凹槽，把带有香烟纸管的钢棍放在下部石棉圆垫的探测孔标注处，用压板把热电偶铁管和钢棍固定，并使他们都保持垂直状态。将全部试样倒在缩分板上，掺和均匀，摊成厚约10mm的方块。用直尺将方块划分为许多约30mmX30mm的小块，用长方形小铲按棋盘式取样法隔块分别取出2份试样，每份试样质量(100±5)g。将每份试样用堆锥四分法分为4部分，每4次装入杯中。每装25g之后，用金属针将煤样摊平，但不得捣固。试样装完后，将压板暂时取下，把上部石棉圆垫小心地平铺在煤样上，并将露出的滤纸边缘折复与石棉垫之上，放入压力盘，再用压板固定热电偶铁管。将煤杯放入上部砖垛的炉孔中。把压力盘与杠杆到水平。如试样在实验中生成流动性很大的胶质体溢出压力盘，则应按装煤杯所述重新装样实验。重新装样过程中，须在折复滤纸后，用压力盘压平，并用直径2〜3mm的石棉绳在滤纸和石棉垫上方沿杯壁和热电偶铁管外围位的缝隙严密地堵起来。在整个装样过程中香烟纸管应保持垂直状态。当压力盘与杠杆连接好后，在杠杆上挂上砝码，把细钢棍小心地由纸管中抽出来(可轻轻旋转)，务必使纸管留在原有位置。如纸管被拔出，或煤粒进入了纸管(可用探针试出)，须重新装样。用探针测量纸管底部时，将刻度尺放在压板上，检查指针是否指在刻度尺的零点。如在零点，则有煤粒进入了纸管内，应重新装样。将热电偶置于热电偶铁管中，检查前杯和后杯热电偶连接是否正确。把毫米方格纸装在记录转筒上，并使纸上的水平线始、末端彼此衔接起来。调节记录转筒的高低，使其能同时记录前、后杯2个体积曲线。检查活轴轴心到记录笔尖的距离，并将其调整为600mm，将记录笔充好墨水。加热以前求出煤样的装填高度。同一煤样重复测定时装煤高度的允许差为1mm，超过允许差时应重新装样。五、实验步骤当上述准备工作就绪后，打开程序控温仪开关，通电热，并控制两煤杯杯底升温速度250°C以前为8°C/min，并要求30min内升到250°C；250°C以后为3C/min,每10min记录一次温度。在350〜600C期间，实际温度与应达到温度的差不应超过5C，在其余时间表内不应超过10C；否则，实验作废。在实验中应按时记录时间和温度，时间从250C起开始计算，以min为单位。温度到达250C时，调节记录笔尖使之接触到记录筒上，固定其位置，并旋转记录转筒一周，画出一条“零点线”，再将笔尖对准起点，开始记录体积曲线。对一段煤样，测量胶质层层面在体积曲线开始下降几分钟后开始，到温度升至约650C时停止。当试样的体积曲线呈“山型”或生成流动性很大的胶质体时，其胶质层层面的测定可适当地提前停止，一般可在胶质层最大厚度出现后再对上下部层面个侧2〜4次即可停止，并立即用石棉绳绒把压力盘上探测孔严密地堵起来，以免胶质体溢出。测量胶质层上部层面时，将探针刻度尺放在压板上，使探针通过压板和压力盘上的专用小孔小心地插入纸管中，轻轻往下探测，直到探针接触到胶质层层面。读取探针刻度毫米数(为层面到杯底的距离)，将读书填入记录表中“胶质层上部层面”栏内，并同时记录测量层面的时间。测量胶质层下部层面时，用探针首先测出上部层面，然后轻轻穿透胶质体到半焦面，将读数填入记录表中“胶质层下部层面”栏内，同时记录测量层面的时间。探针穿透胶质层中抽出时，均应小心缓慢从事。在轴出时还应轻轻转动，防止带出胶质体或使胶质层内积存的煤气突然逸出，以免破坏体积曲线形状和影响层面位置。根据转筒所记录的体积曲线的形状及胶质体的特性，来确定测量胶质层上、下部层面的频率。当体积曲线为之型或波型时，在体积曲线上升到最高点时测量上部层面，在体积曲线下降到最低点时测量上部面和下部面。如果曲线起伏非常频繁，可间隔一次或两次起伏，在体积曲线的最高点和最低点测量上部层面，并每隔8〜10min在体积曲线的最低点测量一次下部层面。当体积曲线分阶段符号上述典型或波型时，上部层面每5min测量一次，下部层面每10min测量一次。当体积曲线分段符号上述典型情况时，上、下部层面测量应分阶段按其特点依次上述规定进行。当体积曲线为平滑斜降型时，胶质层上、下部层往往不明显，总使一穿即达杯底。遇此情况时，可暂时停20〜25min，使层面恢复，然后以每15min不多于一次的频数测量上部和下部层面，并力求准确探测出下部层面的位置。如果煤在实验时形成流动性很大的胶质体，下部层面的测定可稍晚开始，然后每隔7〜8min测量一次，620°C也应堵孔。在测量这种煤的上、下胶质层层时应特别注意，以免探针带出胶质体或叫肢体溢出。当温度达730C时，实验结束。此时调节记录笔开转筒，关闭电源，卸下砝码，使仪器冷却。当胶质层测定结束后，必须等上部砖垛完全冷却或更换上部砖垛，方可进行下一次实验。在实验过程中，当煤气大量从杯底析出时，应不时地向电热元件吹风，使从杯底析出的煤气和炭黑烧掉，以免发生短路，烧坏硅碳棒、镍金各线或影响热电偶正常工作。(10)如实验时煤的胶质体溢出到压力盘上，或在香烟纸管中的胶质层层面骤然高起，则实验作废。(11)推焦：待仪器全部冷却至室温后，将煤杯倒置在推焦器底座上的圆孔上，并把煤杯底对准杆中心，然后旋转丝杆，直至焦块被推出煤杯为止，尽可能保持胶块完整。六、思考题杯底及压力盘上个析气孔若有堵时，对本实验有何影响？为什么不同的煤样可以采用不同类型的体积曲线？（3） 胶质层最大厚度Y值与煤质有何关系，用它反映煤的结焦性有何优点何局限性？（4） 实验时如果探针带出胶质体或胶质层内积存的煤气突然溢出，对测定结果有何影响？烟煤黏结指数的测定的实验报告一、实验目的掌握测定烟煤黏结性指数的原理、方法和具体操作步骤。了解烟煤黏结指数在中国煤炭分类中的运用。二、 实验原理以一定质量的试验煤样和一定质量的专用无烟煤混合均匀，在干馏过程中煤样生成的胶质体将无烟煤黏结在一起，然后用转鼓实验来测定焦煤的耐磨强度，以此来判别试验煤样的黏结能力。三、 实验仪器与设备分析天平：感量0.0001g马弗炉：具体均匀加热带，其恒温区(850±10)°C,长度不小于120mm.并附有调压器或定温控制器。转鼓实验装置：包括两个转鼓，一台变速器和一台电动机，转鼓转速以级保证(50±2)r/min.转鼓内径200mm.深70mm.壁上铆有两块相距1800厚为3mm的挡板。压力器：以6kg质量压紧试验煤样与专用无烟煤混合物。坩蜗和坩蜗盖：瓷质搅拌棒：由直径1〜1.5mm的硬质金属丝制成。压块：镍铭钢制成，质量为110〜115g圆孔筛：筛子直径1mm。坩蜗架：由直径3〜4mm镍铭丝制成。秒表干燥器镊子刷子带手柄平铲或夹子：送取盛样坩蜗架出入马弗炉用，手柄长600〜700m平铲外形尺寸(长X宽X厚)约为200mmX70mmX1.5mm.四、 实验步骤(1)先称取5g专用无烟煤，再称取1g煤样放入坩蜗，质量应称准至0.001g。(2)用搅拌丝将坩蜗内的混合物搅拌2min。搅拌方法是：坩蜗做45。左右倾斜，逆时针方向转动，每分钟约15转，搅拌丝按同样倾斜角做顺时针方向转动，每分钟150转，搅拌时，搅拌丝的圆环接触坩蜗与底相连接的圆弧部分。约经1'45''后，一边继续搅拌，一边将坩蜗与搅拌丝逐渐到垂直位置，约2min时，搅拌结束。亦可用达到同样效果的机械装置进行搅拌。在搅拌时，应防止煤样外溅。搅拌后，将坩蜗壁上煤粉用刷子轻轻扫下，用搅拌丝将混合物小心地拨平，并使沿坩蜗壁的层面略低1〜2mm，以便压块将混合物压紧后，使煤样表面处于同一平面。用镊子夹压块于坩蜗中央，然后将其置于压力器下，将压杆轻轻放下，静压30s。加压结束后，压块仍留在混合物上，加上坩蜗盖。注意从搅拌时开始，带有混合物的坩蜗，应轻拿轻放，避免受到撞击与振动。将带盖的坩蜗放置在坩蜗架中，用带手柄的平铲或夹子托起坩蜗，放入预先升温到850°C的马弗炉内的恒温区。要求6min内，炉温应恢复到850°C，以后炉温应保持在(850±10)C。从放入坩蜗开始时，焦化15min之后，将坩蜗从马弗炉中取出，放置泠却到室温。若不立即时行转鼓实验，则将坩蜗放入干燥器中。马弗炉温度测量点，应在两行坩蜗中央，炉温应定期校正。从冷却后的坩蜗中取出压块。当压块上附有焦屑时，应刷入坩蜗内，称量焦渣总质量，然后将放入转鼓内，进行第一次转鼓实验；转鼓实验后的焦块用1mm圆孔筛进行筛分，再称量筛上物质量；然后，将其放入转鼓进行第二次转鼓实验，重复筛分、称量操作。每次转鼓实验5min即250转。质量均称准至0.01g五、实验记录和结果计算煤样名称无烟煤和焦煤2主要设备名称及标准马弗炉、压力器重复测定第一次第二次焦压处理后焦渣重质量/g(m)4.88593.9705第一次转鼓实验厉过筛，筛上物的质量/g(m)3.74953.4748第二次转鼓实验厉过筛，筛上物的质量/g(m)3.41653.1718G值8275G值(平均值)79补充实验当测量得的G小于18时，需重做实验，此时实验煤样与专用无烟煤的比例改为3:3，即3g实验煤样与3g专用无烟煤，其余步骤均与上述步骤相同，结果如下。精密度及结果粘结指数测定结果的精密度见表粘结指数测定的重复性和再现性粘结指数（G值）重复性（G值）再现性（G值）N18W3W4<18W1W2六、注意事顼.（1）焦化温度：根据在相同焦化时间（15min），不同焦化温度（830°C、850°C和870C）下的实验结果，证明随焦化温度的升高，G值有偏高的趋势，而且煤种不同，偏高的幅度也不相同。因此，实验中应严格按照GB/T5447—1997《烟煤黏结指数测定方法》规定，将焦化温度控制在（850±10）C。（2） 焦化时间。同一焦化温度（850C）、不同焦化时间（10、13、15和17min）的实验证明，随焦化时间的延长，G值略有偏高，但不显著。为了获得重要性和再现性很好的测定结果，实验中也应按GB/T5447—1997规定控制焦化时间为15min。（3） 马弗炉温度回升速度。按照国家标准方法规定，当煤样放入马弗炉后6min以内，炉温应恢复到850C，因此回升速度的快慢，直接影响到在有效焦化温度下的焦化时间，从而影响到实验结果。回升速度慢，有效焦化温度下的焦化时间短，测定结果就会偏低，为此实验中要保证达到国家标准方法规定的温度回升速度。如果由于马弗炉加热效率不够，造成温度回升速度过慢，则可用适当提高煤样入炉温度的方法来保证回升速度符合要求。（4）试验煤样粒度和放置时间。为了提高测定结果的准确度，必须小心制作，最好用逐级破碎的方法，尽量减少小于0.1mm粒度级的比例，使0.1〜0.2mm粒度级的比例达到20%〜35%。如果0.1〜0.2mm粒度的质量百分数小于20%，意味着在试样中小于0.1mm的分量较多，粒度组成偏细，G值有偏高的趋势，但偏高的幅度随煤种不同而异；反之，如果0.1〜0.2mm粒度级的质量百分数大于35%，说明试样粒度组成偏粗，G值有偏低的可能。为此，有必要对被测烟煤样规定一定的粒度组成。同时应将整个采样一制作一化验的周期控制在7d内。测定黏结指数必须采制新鲜煤样，因为煤样氧化后会影响其黏结能力，特别市低价烟煤，氧化的影响尤为显著。因此，随煤样放置时间的增长，G值逐渐下降，但一般在7d内无显著变化。因此制成试验煤样后，必须在7d内进行黏结指数测定并报出结果。但夏天室温过高，煤样测定前宜放入冰箱冷藏室保存。煤样与无烟煤的混合均匀