工业分析-煤质分析

第三章煤质分析§3.1概述§3.2煤的工业分析§3.3煤中全硫的测定§3.4煤发热量的测定12/13/20231

全世界煤的探明储量约35000亿吨。就蕴藏量来说，世界排名为：美国、俄罗斯、中国。就生产和消费来说，为中国、美国。

煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。12/13/20232煤是我国主要依靠的能源之一，在未来相当长的时期内，我国能源需求的50%以上要依靠煤。

我国煤资源储量相对集中分布于华北地区和西北地区。

我国煤资源丰富，分布广，除上海市之外，其他各省自治区直辖市均发现煤资源；但资源分布不均衡，已查明资源储量相对集中分布华北地区⑵和西北地区⑵（图1）。山西煤已查明资源储量占全国的25.4%，内蒙古占22.2%，陕西占15.8%，新疆占9.6%，以上4省自治区煤查明资源储量合计占全国的73.1%。

12/13/20233§3.1

概述一、煤的组成和分类煤是由有机质、矿物质和水三部分组成。有机质和部分矿物质是可燃的，水和大部分矿物质是不可燃的。

有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，碳和氢占有机质的95%以上。硫在燃烧时也放热，但燃烧的产物SO2不但腐蚀设备而且污染环境。

矿物质主要是碱金属、碱土金属、铁、铝的碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能燃烧，正是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热量。1、煤的组成12/13/20234

碳是组成煤大分子的骨架，在各元素中最高，一般大于70%。随着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。碳氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量分数为1～6%，越是年轻的煤，其含量也越高。氢12/13/20235氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发热量常随氧元素含量的增高而降低，其含量从1～30%均有。氧

氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～3%。氮硫硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的高低无明显关系，其含量从最低的0.1到最高的10%均有。12/13/20236煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性质的不同。

如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有粘结性的年轻煤；碳含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤，只有碳含量在84～88%，氢含量在5%以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。

2、煤的分类

煤的种类繁多，质量也相差悬殊，不同类型的煤有不同的用途。

新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟煤之间共划分为14个大类和17个小类。

常见的三类：褐煤、烟煤、无烟煤12/13/20237(1)褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。(2)烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。(3)无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。

12/13/20238二、煤的分析项目1、工业分析煤的工业分析包括煤的水分（moisture)、灰分(ash)、挥发分(volatile)和固定碳(fixedcarbon)四个项目的测定。

通常，水分、灰分、挥发分都直接测定，固定碳不直接测定，而是用差减法进行计算。有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析，再加上煤的发热量和煤中全硫的测定，则称为全工业分析。煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤的基本依据。12/13/20239煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。如水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，发热量低，经济价值就小。2．元素分析

煤中主要含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等。元素分析的结果是对煤进行科学分类的主要依据。在工业上，是计算发热量、计算热量平衡的依据。煤中的稀散元素很多，但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、钽等元素。除硫外，煤中还含有一些有害元素，如磷、氯、砷、氟、汞等。可以根据需要进行检测。12/13/202310元素分析仪12/13/2023113．煤的工艺性质（1）煤的黏结性（cakingproperty)和结焦性(cokingproperty)指数煤的黏结性是煤粒（直径<0.2mm)在隔绝空气受热后能否黏结其本身或惰性物质（无黏结力的物质）成焦块的性质；煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭的性质。二者都是炼焦煤的重要特性之一。（2）煤的发热量和燃点煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧所产生的热量。也称热值。

煤的燃点是将煤加热到开始燃烧时的温度。也称着火点、临界温度或发火温度。（3）煤的反应性12/13/202312煤的反应性又称反应活性，是指在一定温度条件下，煤与不同的气体介质（CO2、O2、H2O）相互作用的反应能力。（4）煤灰的熔融性（ashfusibility)煤灰的熔融性又称回熔点。煤灰是由各种矿物质组成的混合物，没有固定的熔点，只有一个熔化的温度范围。4、煤的物理性质

煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现，包括颜色、光泽、密度、硬度、脆度、断口及导电性等。5、煤灰成分分析煤在一定条件下完全燃烧后所得到的残留物称为灰分。灰分是由SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、MnO2、SO3、P2O5等成分组成。其中主要成分是SiO2（约60%）和Al2O3（约12～20%）。在煤的工业分析中，往往只测定灰分的产率，而不测定灰分的成分。12/13/202313§3.2

煤的工业分析一、水分的测定

煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。因为煤中水分含量越多，煤的无用成分也越多，同时有大量水分存在，不仅煤的有用成分减少，而且它在煤燃烧时要吸收大量的热成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。（一）煤中水分的存在形态1、游离水以物理吸附或附着方式与煤结合的水分称为游离水分，又分为外在水和内在水。外在水又成为自由水（freemoisture)或表面水分（surfacemoisture)。用Mf表示。此类水分是在开采、贮存等过程中带入的，覆盖在煤粒表面上，其蒸汽压与纯水的相同，在空气中风干1～2天后，即可蒸发除去，又称风干水分，即在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分。除去外在水分的煤又称风干煤。12/13/202314内在水（moistureintheairdriedsample)是指吸附或凝聚在煤粒内部直径小于10-5cm的毛细孔中的水分，用Minh表示。由于毛细孔的吸附作用，这部分水分的蒸汽压低于纯水的，所以难以蒸发除去，需要在水的正常沸点以上才能除掉。在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分称为空气干燥煤样水分（Mad)

。除去内在水分的煤称为干燥煤。外在水分和内在水分的和称为全水分（totalmoisture),用Mt表示。2、化合水

以化合的方式与煤中的矿物质结合的水，即通常说的结晶水。如石膏中的水，CaSO4·2H2O。游离水在105～110℃的温度下，经过１～２h即可蒸发掉，而结晶水要在200℃以上才能除掉。在煤的工业分析中常测定原煤样的全水分和空气干燥煤样水分，一般不测化合水。12/13/202315（二）煤中全水分（Mt）的测定国家标准GB/T211-1996中规定了煤中全水分测定的四种方法。方法A：通氮干燥法，适用于各种煤用预先干燥并称量过的称量瓶迅速称取10～12g粒度小于6mm的煤样，打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到105～110℃的干燥箱中，烟煤干燥1.5h,褐煤和无烟煤干燥2h,取出后盖上盖子，放入干燥器中冷却至室温后称量，直到连续两次干燥后的质量相差不超过0.01g为止，根据煤样的质量损失计算水分的含量。结果计算

Mt——煤样的全水分；

m——煤样的质量，g；

m1——煤样干燥后减轻的质量，g。

12/13/202316方法B：空气干燥法，适用于烟煤和无烟煤将称量瓶放入预先通入鼓风并已加热到105～110℃的干燥箱中，在鼓风条件下烟煤干燥2h,无烟煤干燥3h。其它步骤同上。方法C：微波干燥法，适用于烟煤和褐煤煤样在微波炉内，利用微波发生器产生的交变电场作用，引起摩擦发热，使水分迅速蒸发。特点受热均匀，水分蒸发快；不适用于无烟煤和焦炭等导电性较强的试样。方法D：适用于外在水分高的烟煤和无烟煤用干燥并称量过的浅盘称取500g粒度小于13mm的煤样，均匀摊平，放入预先通入鼓风并已加热到105～110℃的干燥箱中，烟煤干燥2h,无烟煤干燥3h，直到连续两次干燥后的质量相差不超过0.5g为止。12/13/202317

全水分测定结果的允许误差

（三）空气干燥煤样水分的测定

空气干燥煤样水分又称空气干燥基水分（Mad)

，测定方法有通氮干燥法、甲苯蒸馏法、空气干燥法。全水分（Mt，%）平行测定结果的允许误差（%）<10≥100.400.50二、灰分的测定

煤的灰分是煤完全燃烧后剩下的残渣，是煤中矿物质在煤燃烧过程中经过分解、化合反应后的产物，用符号A表示。

灰分全部来自矿物质，但其组成和数量又不同于煤中原有矿物质，因此煤的灰分应称为“灰分产率”

。12/13/202318

灰分是煤中的无用物质，灰分越低媒质越好。灰分低于10%的为低灰煤，在10%～15%之间的为中灰煤，在25%～40%之间的为高灰媒，大于40%的为富灰煤。1、缓慢灰化法

仪器灰皿（单位：mm)12/13/202319测定过程

称取空气干燥煤样1.0

0.1g，于已经在815

10℃灼烧恒量的灰皿中，均匀平摊，每cm2不超过0.15g，置温度低于100℃的高温炉中。在炉门留有约15mm左右的缝隙供自然通风，控制加热速度，使炉温在30min左右缓慢升高至500℃并保持此温度30min。然后，升高温度至815

10℃，关闭炉门，在此温度下继续灼烧1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室温（约20min）称量，然后进行检查性灼烧，每次进行20min，直到煤样的质量变化小于0.001g时为止，取最后一次质量计算。灰分<15%的样品，可不必进行检查性灼烧。计算式中

m——试料的质量，g；

m1——灼烧后残渣质量，g。

12/13/2023202、快速灰化法

用快速灰分测定仪进行测定。仪器由管式电炉、传送带和控制仪组成。一般情况下，应将快速灰化法的测定结果与缓慢灰化法进行比较，在允许误差内才可使用。灰分测定的允许误差(%)灰分（%）同一实验室不同实验室<1515~30>300.20.30.50.30.50.712/13/202321三、挥发分的测定

将煤放在与空气隔绝的容器内，在高温下经一定时间加热后，煤中的有机质和部分矿物质分解为气体释出，由减小的质量再减去水的质量即为煤的挥发分。

因为煤中可燃性挥发分不是煤的固有物质，而是在特定条件下，煤受热的分解产物，而且其测定值受温度、时间和所用坩埚的大小、形状等不同而异，测定方法为规范性试验方法，因此所测的结果应称为挥发分产率，用符号V表示。1、仪器

磨口坩埚高温炉坩埚架坩埚盖外缘槽形，此槽正好盖在坩埚口的外缘上，在盖内边有凹处，以备挥发释出。

12/13/202322高温炉带热电偶和调温器，炉壁留有一个排气孔。炉膛内必须有一个温度稳定的恒温区，以保证炉内温度能恒定在900

10℃范围内。坩埚架

用镍铬丝制成，其规格以能放置6个坩埚为好，大小应与炉内900

10℃稳定温度区相适应，放在架上的炉堂底距离20坩埚底部应与～30mm。

12/13/2023232、测定过程

称取空气干燥煤样1.0

0.01g，于已在900

10℃灼烧恒量的专用坩锅内，轻敲坩埚使试样摊平，然后盖上坩埚盖，置于坩埚架上，迅速将坩埚架推至已预先加热至900

10℃的高温炉的稳定温度区内，并立即开动秒表，关闭炉门。准确灼烧恰好7min，迅速取出坩埚架，在空气中放置5～6min，再将坩锅置于干燥器中冷却至室温，称量。计算挥发分产率。式中m——试料的质量，g；m1——样品加热后减少的质量，g。3、计算

12/13/2023244、注意事项

（1）当打开炉门，推入坩埚架时，炉温可能下降，但是在3min内必须使炉温达到900

10℃，否则试验作废。（2）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。（3）每次测定后，坩埚内常附着一层黑色碳烟，应灼烧除去后再使用。5、测定挥发分产率的允许误差挥发分产率（%）

平行测定结果的允许误差（%）

不同化验室同一煤样的测定结果的允许误差（%）

<1010~45>450.30.51.00.51.01.512/13/202325四、固定碳含量的计算

固定碳—是指除去水分、灰分和挥发分后的残留物，用符号FCad表示。

固定碳的化学组分，主要是C元素，另外还有一定数量的H、O、N、S等其它元素。

FCad=100%-Mad-Aad–VadFCd

=100%-Ad–Vd

FCdaf=100%-Vdaf

12/13/202326五、不同基准分析结果的换算1、媒质分析结果的有关术语和符号术语名称英文术语定义符号收到基asreceivedbasis以收到状态的煤为基准ar空气干燥基airdriedbasis以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准ad干燥基drybasis以假想无水状态的煤为基准d干燥无灰基dryash-freebasis以假想无水、无灰状态的煤为基准daf干燥无矿物质基drymineral-freebasis以假想无水、无矿物质状态的煤为基准dmmf恒湿无灰基moisash-freebasis以假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准maf12/13/2023272、空气干燥基与其它基准的换算干基

=空气干燥基

-空气干燥基水分

干燥无灰基

=空气干燥基

-空气干燥基水分

-空气干燥基灰分

12/13/202328

12/13/202329换算系数是由物料平衡关系计算得到的例如收到基与干燥无灰基的转换:设已知FCdaf、Mar、Aar，求FCar。解：计算基准：100kg的收到基煤折合成干燥无灰基煤100-（Mar+Aar）kg，但含固定碳的绝对量相等，即：收到基含碳量=干燥无灰基含碳量故：100×FCar=[100-(Mar+Aar)]×FCdaf

∴FCar=FCdaf

[100-（Mar+Aar）]／10012/13/202330例：煤的工业分析结果如下：空气干燥基的水分Mad=1.76%，灰分Aad=23.17%，挥发分Vad=8.59%

计算：（1）干基的灰分Ad=?

（2）干燥无灰基的挥发分Vdaf=？12/13/20233112/13/202332称取空气干燥基煤试祥1.2000g，测定挥发份时失去质量0.1420g，测定灰份时残渣的质量0.1125g，如已知空气干燥基水分为4％，求煤样的挥发份、灰份和固定碳的含量？12/13/202333§3.3

煤中全硫的测定煤中的硫以存在形式分为无机硫、有机硫、单质硫三种。

无机硫以硫化物和硫酸盐形式存在。硫化物主要存在于黄铁矿中。硫酸盐中主要是硫酸钙。有机硫组成很复杂，主要是硫醚、硫醇、二硫化物、噻吩类杂环硫化物等。

根据燃烧性分类：可燃硫（有机硫、硫铁矿硫和单质硫）和不可燃硫（固定硫，硫酸盐硫）

煤中的硫对燃烧、炼焦等是有害的，因此硫含量的高低是评价煤质量的重要指标。

煤中总硫是各种硫的总合，一般不要求分别测定无机硫和有机硫。一、艾氏卡法12/13/2023341、原理

将煤样与艾氏卡试剂（2份质量的MgO+1份质量的Na2CO3）混合于850℃下进行半熔反应，使各种形态的硫都转化成可溶于水的硫酸盐。发生的反应如下：2Na2CO3+2SO2+O2=2Na2SO4+2CO2↑Na2CO3+SO3=Na2SO4+CO2方法包括煤样的半熔反应、用水浸取、硫酸钡的沉淀、过滤、洗涤、干燥、灰化和灼烧等过程。煤+空气=CO2

+H2O+SO2+SO3+N2

艾氏卡试剂中的MgO能疏松反应物，使空气能进入煤样，同时也能与SO2和SO3发生反应。

12/13/2023352MgO+2SO2+O2=2MgSO4不可燃烧又难溶于水的CaSO4，也能同时能和艾士卡试剂作用

Na2CO3+CaSO4=Na2SO4+CaCO3

经半熔反应后的熔块，用水浸取，Na2SO4都溶入水中。未作用完的Na2CO3也进入水中，并部分水解，因此水溶液呈碱性。滤渣经过洗涤，把洗液和滤液合并，调节溶液酸度，使其呈酸性（pH约1～2），其目的是消除CO32-的影响，因其也会和Ba2+在中性溶液中形成碳酸钡沉淀。

加入Ba2+后，生成硫酸钡沉淀：MgSO4+Na2SO4+2BaCl2=2BaSO4+2NaCl+MgCl2

滤出BaSO4沉淀，经洗涤、烘干、灰化、灼烧，即可称量。

根据生成的硫酸钡的质量计算煤中硫的含量。12/13/2023362、试剂艾氏卡试剂(MgO﹕Na2CO3质量比2+1)；盐酸溶液（1+1）；氯化钡溶液（100g/L）；甲基橙指示剂（2g/L）；硝酸银溶液（10g/L）。

3、测定步骤（1）熔样在30ml坩埚内称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1g（精确至0.0002g),与2g艾氏卡试剂混匀，再用1g艾氏卡试剂覆盖。将坩埚移入马弗炉中，在1～2h内从室温逐渐加热到800～850℃，在该温度下保持2h，取出坩埚，冷却到室温。用玻璃棒把熔块搅碎，熔块中应无残炭颗粒（如果有，则再送入炉中加热30min）。12/13/202337（2）熔块浸取

将熔块连同坩埚一并放入400mL烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。加入100～150mL热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约5min（此时如果发现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶液表面，则此次试验报废）。用定性滤纸滤出不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹洗时应注意每次加水要少些，多吹洗几次（约12次，最后溶液体积不超300mL）。

（3）调整试液酸度

在滤液中滴加甲基橙（2g/L水溶液）指示剂3滴，然后用HCl溶液(1+1)调节酸度。先调至甲基橙的黄色刚转为红色，然后再多加2mLHCl溶液(1+1)，12/13/202338（4）沉淀……恒量把烧杯上加热到微沸，在不断搅拌下，慢慢滴加10mLBaCl2溶液(100g/L)，在电热板上保温2h（或放置过夜），用滤纸过滤。用热蒸馏水洗至无Cl-，将沉淀和滤纸正确折叠放在850℃下已恒量的坩埚中进行干燥，灰化至滤纸已无黑色，然后放在850℃的高温炉中灼烧40min，取出，中冷到室温、称量。4、结果计算

St,ad

——空气干燥煤样中全硫含量

m——煤样质量，g；

m1——灼烧后硫酸钡的质量，g；

m2——空白试验硫酸钡的质量，g；

0.1374——由硫酸钡换算为硫的换算因数。

12/13/2023395、测定全硫的允许误差

St,ad

同一实验室，%不同实验室，%<11~4>40.050.100.200.100.200.306、注意事项

（1）必须在通风下进行半熔反应，否则煤粒燃烧不完全而使部分硫不能转化为SO2。

（2）在用水浸取、洗涤时，溶液体积不宜过大，当加入BaC12溶液后，最后体积应在200mL左右为宜。体积过大，虽然BaSO4的溶度积不大，但是也会影响测定值（偏低）。

（3）调节酸度到微酸性，同时再加热，是为了消除CO32-的影响

12/13/202340（4）在热溶液中加入BaCl2溶液以及在搅拌下慢慢滴加，都是为了防止Ba2+局部过浓。（5）在洗涤过程中，每次吹入蒸馏水前，应该将洗液都滤干，这样洗涤效果较好。（6）在灼烧前不得残留滤纸，高温炉也应通风。如果这两方面不注意，BaSO4会被还原而导致测定结果偏低。

BaSO4+2C=BaS+2CO2

二、高温燃烧-酸碱滴定法1、原理煤样在催化剂作用下，在氧气流中燃烧，硫生成硫的氧化物，用过氧化氢吸收生成硫酸，用氢氧化钠溶液滴定，根据消耗的碱的量，计算煤中全硫含量。2、仪器与试剂12/13/202341（1）高温管式炉能加热到1250℃，并有80～100mm的高温恒温带，附有铂铑-铂热电偶测温和控温装置。（2）异径燃烧管

耐温1300℃以上，总管长约750mm，以端外径约22mm，内径约19mm，长约690mm，另一端外径约10mm，内径约7mm，长约60mm。（3）干燥塔容积250mL，下部2/3装碱石棉，上部1/3装无水氯化钙。（4）过氧化氢溶液

取30mL30%的过氧化氢，加入970mL水。加2滴甲基红-亚甲基蓝指示剂，用酸或碱调至钢灰色。（5）NaOH标准溶液对硫的滴定度的计算称取0.2g标准煤样（准确至0.0002g），至于燃烧舟中，覆盖一薄层三氧化钨，按测定步骤进行试验，并纪录滴定时消耗NaOH的体积，按下式计算滴定度：12/13/202342TS/NaOH-NaOH对硫的滴定度，g/mLm-标准煤样的质量，gSS

t,ad-标准煤样的硫含量，V-消耗NaOH溶液的体积，mL3、测定步骤

（1）将高温炉加热并控制在（1200±5）℃，用量筒量取100mL过氧化氢溶液，加入吸收瓶中。

（2）称取0.2g（精确至0.0002g)煤样于燃烧舟中，覆盖三氧化钨，将燃烧舟推到500℃温度区，以350mL/min的流量通入氧气，5min后，再将舟推到高温区，使煤样在该区内燃烧10min，停止通氧气。

（3）取下吸收瓶，加入3～4滴甲基红-亚甲基蓝指示剂，用NaOH标准溶液滴定至溶液又桃红色变为灰色，记录消耗的NaOH溶液的体积。同时进行空白试验。12/13/202343

（1）NaOH标准溶液浓度的计算St,ad—空气干燥煤样中全硫含量

V—测定煤样时消耗的NaOH的体积，mL

V0—测定空白时消耗的NaOH的体积，mL

c—NaOH标准溶液的浓度，mol/L

32.07—硫的摩尔质，g/mol

m—煤样质量，g

f—校正系数，其值为0.95～

1.054、结果计算12/13/202344

（2）用NaOH标准溶液对硫的滴定度计算St,ad—空气干燥煤样中全硫含量

V—测定煤样时消耗的NaOH的体积，mL

V0—测定空白时消耗的NaOH的体积，mLTS/NaOH-NaOH对硫的滴定度，g/mL

m—煤样质量，g12/13/202345三、库仑滴定法1、原理煤样在催化剂作用下，在氧气流中燃烧，硫生成SO2并被净化的空气流带到电解池内，被其中的I2氧化为H2SO4，导致溶液中的I2浓度降低，而I-浓度增加，指示电极的电位发生改变，仪器发生电解反应，又生成I2，使电解液回到平衡状态，根据电解过程所消耗的电量及法拉第定律求得试样中全硫的含量。2、仪器与试剂

（1）高温管式炉能加热到1200℃，并有长度超过90mm的高温恒温带，附有铂铑-铂热电偶测温和控温装置。

（2）异径燃烧管

耐温1300℃以上。

（3）电解池和电磁搅拌器电解池高120-180mm，容量大于400mL,内有铂电极和碘指示电极12/13/202346

（4）库仑积分器电解电流为0-350mA范围内积分，配有数字显示器和打印机。

（5）进样程序控制器可按指定的程序前进或后退。

（6）空气供应及净化装置由电磁泵和净化管组成。3、测定步骤

（1）将高温炉加热至（1150±5）℃，开动供气泵和抽气泵，调节气流量。在抽气状态下，将300mL左右的电解液加入电解池内，启动电磁搅拌器。

（2）终点电位调整试验:在瓷舟中放入少量非测定煤样，按照以下方法进行测定，直到实验结束后积分显示器的显示值不为零。

（3）称取0.05g（精确至0.0002g)煤样于燃烧舟中，覆盖三氧化钨，将瓷舟置于送样的石英托盘上，开启进样程序控制器，煤样即自动送进炉内。库仑滴定随即开始。12/13/202347

（4）试验结束后，库仑积分器自动显示硫的质量。4、结果计算St,ad—空气干燥煤样中全硫含量m1-库仑积分器显示的硫质量，mg

m—煤样质量，mg12/13/202348§3.4

煤发热量的测定一、发热量的定义及单位煤的发热量或热值是指单位质量的煤完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时（室温）所放出的热量，用Q表示。发热量的单位:J/g、kJ/kg或MJ/kg表示。热量的单位可用卡（cal）表示，1cal=4.18J。

二、发热量的表示方法

1、弹筒发热量(Qb)

单位质量的煤样在充有过量高压氧气（初始压力为27～35大气压）的弹筒内燃烧，其燃烧产物为O2、N2、CO2、HNO3、H2SO4和液态水以及固态灰时所放出的热量，也就是用弹筒量热计实测出的热量。

12/13/202349

2、恒容高位发热量(Qgr)

单位质量的煤样煤在大气中燃烧时产生的热量，此时煤中的硫只生成SO2，氮是游离状态N2，水呈液态冷凝（常温约25℃）。

煤中原有的水和氢元素燃烧生成的水冷凝在弹筒中，氮被氧化为NO2或N2O5，硫被氧化为SO3，它们溶于水也会产生热量。因此煤在弹筒中燃烧要比在空气中燃烧时产生的热量多，所以又称为“最高发热量”。高位发热量即由弹筒发热量减去硝酸和硫酸校正热后得到的发热量。Qgr,ad=Qb,ad-（95St,ad+

Qb,ad)12/13/202350

Qgr,ad——空气干燥基煤的高位发热量，J/g；

Qb,ad——空气干燥基煤的弹筒发热量，J/g；

St,ad——空气干燥基煤