商品煤的檢驗(yàn)

煤炭分析中國檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)重慶公司CHINACERTIFICATION&INSPECTIONGROUPCHONGQINGCO.,LTD

煤炭分析一煤質(zhì)分析基礎(chǔ)知識(shí)二煤炭質(zhì)量指標(biāo)和測定方法有關(guān)知識(shí)

一、煤質(zhì)分析基礎(chǔ)知識(shí)1、煤炭的特點(diǎn)煤炭：古代植物殘骸經(jīng)地質(zhì)作用變化而成的可燃性生物巖。特點(diǎn)：由有機(jī)物和無機(jī)礦物質(zhì)組成的復(fù)雜且非常不均勻的混合物。2、煤質(zhì)分析的特點(diǎn)1g或小于1g樣品的結(jié)果代表幾千或幾萬噸煤的品質(zhì)。3煤質(zhì)分析項(xiàng)目全水分工業(yè)分析：水分，灰分，揮發(fā)分，固定碳發(fā)熱量全硫4煤質(zhì)分析項(xiàng)目符號(hào)4.1英文名詞的第一個(gè)字母或縮略字，標(biāo)在項(xiàng)目符號(hào)的右下角4.2基的符號(hào)空氣干燥基ad干燥基d干燥無灰基daf收到基ar4.3主要項(xiàng)目的表示符號(hào)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揮發(fā)分V空干基揮發(fā)分Vad干基揮發(fā)分Vd干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf收到基揮發(fā)分Var固定碳FCFCad,FCd,FCdaf,FCar發(fā)熱量Q空干基高位發(fā)熱量Qgr,ad干基高位發(fā)熱量Qgr,d收到基低位發(fā)熱量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煤質(zhì)分析的試樣1）分析試驗(yàn)煤樣：達(dá)到空氣干燥狀態(tài)

——空氣干燥狀態(tài)：室溫下連續(xù)干燥1h質(zhì)量變化不超過0.1%2）煤樣的存放：嚴(yán)密容器——防止水分變化，氧化及污染3）煤樣的稱?。撼浞只靹颉乐贡戎夭煌糠值姆謱雍碗x析

6結(jié)果表述數(shù)字修約規(guī)則－四舍六入五單雙原則修約一次完成例：10.23510.2410.22510.22

10.225110.2310.2250110.23

二煤炭質(zhì)量指標(biāo)知識(shí)1、煤的工業(yè)分析(Proximate)

水分(Moisture)M灰分(Ash)A揮發(fā)分(Volatilematter)V固定碳(Fixedcarbon)FC

1.1水分化合水：以化合方式同煤中的礦物質(zhì)結(jié)合，是礦物晶格的一部分，如CaSO4?2H2O在105---110℃不能除去不能測定。游離水：以物理吸附或附著方式與煤結(jié)合105---110℃能除去可測定（外水，內(nèi)水，全水，空基水分水或稱分析水，最高內(nèi)在水或稱平衡水基）外在水分（外水）freemoistureMf

：

——吸附在煤顆粒表面和煤?？p隙及非毛細(xì)孔中的水實(shí)際測定中：煤樣達(dá)到空氣干燥狀態(tài)時(shí)失去的那部分水內(nèi)在水分（內(nèi)水）inherentmoistureMinh

：——吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水實(shí)際測定中：煤樣達(dá)到空氣干燥狀態(tài)時(shí)保留的那部分水

全水分totalmoistureMt：

——

煤的外水和內(nèi)水之和，代表剛開采、發(fā)運(yùn)及接收時(shí)煤的水分空氣干燥煤樣水分moistureMad：

(一般分析煤樣水分，空干基水分，分析水)

——一般分析煤樣與周圍空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)所含的水分全水分測定水分測定原理：已知質(zhì)量的煤樣→在105—110℃烘箱中干燥至質(zhì)量恒定→根據(jù)質(zhì)量損失計(jì)算煤的水分煤樣：粒度＜13mm的全水分煤樣，煤樣不少于3Kg；粒度＜6mm的煤樣，煤樣不少于1.25Kg.方法：粒度<13mm煤樣的全水分測定粒度<6mm煤樣的全水分測定粒度<13mm煤樣的全水分測定：a在預(yù)先干燥和已稱量過的淺盤內(nèi)迅速稱取粒度<13mm的煤樣（500±10）g，（稱準(zhǔn)至0.1g）,平攤在淺盤中。b將淺盤放入預(yù)先加熱到（105～110）℃的空氣干燥箱中，在鼓風(fēng)條件下，煙煤干燥2h,無煙煤干燥3h。c將淺盤取出，趁熱稱量（稱準(zhǔn)至0.1g）。d進(jìn)行檢查性干燥，每次30min，直到連續(xù)兩次干燥煤樣的質(zhì)量減少不超過0.5g或質(zhì)量增加時(shí)為止。粒度<6mm煤樣的全水分測定：a在預(yù)先干燥和已稱量過的稱量瓶內(nèi)迅速稱取粒度<6mm的煤樣（10～12）g（稱準(zhǔn)至0.001g）,平攤在稱量瓶中。b打開稱量瓶蓋，放入預(yù)先鼓風(fēng)并已加熱到（105～110）℃的空氣干燥箱中，煙煤干燥2h,褐煤和無煙煤干燥3h。c從干燥箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，在空氣中放置約5min，然后放入干燥器中，冷卻到室溫，稱量（稱準(zhǔn)至0.001g）。d進(jìn)行檢查性干燥，每次30min，直至連續(xù)兩次干燥煤樣的質(zhì)量減少不超過0.01g或質(zhì)量增加時(shí)為止。方法精密度：全水分Mt/%重復(fù)性限/%＜100.4≥100.5全水分測定注意事項(xiàng)—制樣操作要快，使用密封式破碎機(jī)或水分損失小的破碎機(jī)；—全水分試樣保存在密封良好的容器內(nèi)，存放在陰涼的地方；—全水分樣送到實(shí)驗(yàn)室后應(yīng)立即稱樣、測定；—全水分試樣不宜過細(xì)，若用小粒度試樣，應(yīng)使用密封式破碎機(jī)或采用兩步法?！Q取煤樣之前，應(yīng)將密封容器中的煤樣充分混合至少1min后，在稱量。粒度＜0.2mm煤樣的制備：1、用二分器將分析煤樣縮分到需要的重量（約30g）2、在50℃下烘干40min；3、取出，先用少量煤樣洗磨樣機(jī)3次（每次20s）；4、將剩余烘干的煤樣全部磨完（90s），混合均勻。（如磨完后顆粒仍然較粗，可在磨一次。）空干基水分：測定原理：粒度＜0.2mm煤樣，在105—110℃下干燥至質(zhì)量恒定。與水分值有關(guān)的因素：

1）環(huán)境濕度：濕度大——水分高濕度小——水分低2）制樣過程：設(shè)備的密封性是否經(jīng)過干燥煤樣儲(chǔ)存方式空干基水分測定：a在預(yù)先干燥和已稱量過的稱量瓶內(nèi)稱取粒度<0.2mm的煤樣1±0.1g（稱準(zhǔn)至0.0002g）,平攤在稱量瓶中。b打開稱量瓶蓋，放入預(yù)先鼓風(fēng)并已加熱到（105～110）℃的空氣干燥箱中，在一直鼓風(fēng)的條件下，煙煤干燥1h,無煙煤干燥1.5h。c從干燥箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，放入干燥器中冷卻到室溫后稱量。d進(jìn)行檢查性干燥，每次30min，直至連續(xù)兩次干燥煤樣的質(zhì)量減少不超過0.0010g或質(zhì)量增加時(shí)為止。水分小于2%時(shí)，可不進(jìn)行檢查性干燥。方法精密度：水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Mad）/%重復(fù)性限/%＜5.000.205.00~10.000.30＞10.000.40空干基水分測定注意事項(xiàng)：

——在鼓風(fēng)條件下干燥；——干燥至質(zhì)量恒定（或增重）；——防止干燥后的樣品吸水。1.2灰分定義：煤樣在規(guī)定條件下完全燃燒后所得的殘留物來源：煤中礦物質(zhì)礦物質(zhì)受熱分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)的產(chǎn)物原理：——一定量分析煤樣在灰皿中——慢灰法：在冷馬弗爐中，于不少于30min內(nèi)加熱到500℃，停留30min，再繼續(xù)加熱815±10℃，灼燒到質(zhì)量恒定；——快灰法：樣品送入已升溫至815℃的馬弗爐中，在815±10℃灼燒至質(zhì)量恒定；——計(jì)算殘留物質(zhì)量占分析煤樣質(zhì)量百分比?；一瘻囟龋?15±10°C方法(快灰法)：a、在預(yù)先灼燒至質(zhì)量恒定的灰皿中，稱取粒度<0.2mm的煤樣1±0.1g（稱準(zhǔn)至0.0002g）,均勻平攤在灰皿中。將盛有煤樣的灰皿放在灰皿架上。b將馬弗爐加熱到850℃，打開爐門，將放有灰皿的灰皿架推入馬弗爐中，關(guān)上爐門并使?fàn)t門留有15mm左右的縫隙，煤樣灰化完全后，在815±10℃溫度下灼燒40min。c從爐中取出灰皿，放在空氣中冷卻5min，移入干燥器中冷卻到室溫后稱量。d進(jìn)行檢查性干燥，溫度為815±10℃，每次20min，直至連續(xù)兩次灼燒后的質(zhì)量變化不超過0.0010g為止?；曳中∮?5.00%時(shí)，可不進(jìn)行檢查性灼燒?；曳譁y定注意事項(xiàng)：a、慢速灰化

——防止煤樣燃燒帶走灰分，使煤中硫化物在碳酸鹽分解前完全氧化并排出（避免硫酸鈣的生成）b、灰化過程中保持良好的通風(fēng)狀態(tài)

——使硫氧化物一經(jīng)生成就及時(shí)排出c、在足夠高的溫度下（>800oC)灼燒足夠長的時(shí)間

——保證碳酸鹽完全分解及二氧化碳完全驅(qū)出d、煤樣在灰皿中要鋪平，避免局部過厚——避免燃燒不完全；——防止底部煤樣中生成的SO2被上部碳酸鹽分解生成的氧化鈣固定方法精密度：灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%重復(fù)性限Aad/%再現(xiàn)性臨界差A(yù)d/%＜15.000.200.3015.00~30.000.300.50＞30.000.500.701.3揮發(fā)分定義：煤樣在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱，進(jìn)行水分校正后的質(zhì)量損失。原理：——1g分析煤樣在帶蓋的坩堝中——900±10℃（注）加熱7min——計(jì)算質(zhì)量損失——扣除水分，得揮發(fā)分產(chǎn)率揮發(fā)溫度：900±10℃試驗(yàn)條件：加熱溫度加熱速度加熱時(shí)間試樣容器材質(zhì)、形狀、尺寸、支架方法：a、在預(yù)先于900溫度下灼燒至質(zhì)量恒定的帶蓋瓷坩堝中，稱取粒度<0.2mm的煤樣1±0.1g（稱準(zhǔn)至0.0002g）,輕輕振動(dòng)坩堝，使煤樣攤平，蓋上蓋，放在坩堝架上。b將馬弗爐預(yù)先加熱至920℃。打開爐門，迅速將放有坩堝的坩堝架送入恒溫區(qū)，立即關(guān)上爐門并開始計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確加熱7min。坩堝和坩堝架放入后，要求爐溫在3min內(nèi)恢復(fù)到900±10℃，此后保持在900±10℃，否則實(shí)驗(yàn)作廢。加熱時(shí)間包括溫度恢復(fù)時(shí)間在內(nèi)。c從爐中取出坩堝，放在空氣中冷卻5min，移入干燥器中冷卻到室溫后稱量。揮發(fā)分測定注意事項(xiàng)：1）嚴(yán)格控制試驗(yàn)溫度在（900±10)

oC

——定期校正熱電偶和毫伏計(jì)，保證爐溫正確；——定期測量恒溫區(qū)，坩堝放在恒溫區(qū)中。2）保證3min內(nèi)爐溫恢復(fù)到（900±10)

oC

——驗(yàn)證溫度恢復(fù)速度是否符合要求；——每次試驗(yàn)放同樣數(shù)目的坩堝，以保證熱容量一致。3）總加熱時(shí)間嚴(yán)格控制為7min4）使用符合標(biāo)準(zhǔn)的坩鍋——坩堝質(zhì)量15－20g——帶配合嚴(yán)密的蓋5）坩鍋架符合要求——耐高溫，不掉皮（鎳鉻或其他金屬）；——使所有坩堝都在恒溫區(qū)中——使電偶熱接點(diǎn)位于坩堝下方6）重復(fù)測定分兩爐次——于不同位置，樣品不足時(shí)空鍋補(bǔ)齊。7）從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，造成測定誤差。1.4固定碳

定義：從揮發(fā)分測定后的殘?jiān)袦p去灰分后的殘留物計(jì)算公式：FCad=100–Mad–Aad–Vad2硫原理：庫侖滴定法：—煤樣在空氣流中燃燒（有催化劑）—全部硫生成SO2(少量SO3）—SO2被電解產(chǎn)生的碘滴定—根據(jù)消耗的電量計(jì)算全硫含量電解液配置：5gKI+5gKBr+5mlHAC+250mlH2O（遮光保存，一周更換一次）

實(shí)驗(yàn)方法：a、將管式高溫爐升溫并控制在1150℃。將電解液加入到電解池，開動(dòng)電磁攪拌器b、在瓷舟中放入少量煤樣，作為廢樣進(jìn)行終點(diǎn)電位調(diào)整試驗(yàn)。c、在瓷舟中稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.05±0.005g（稱準(zhǔn)至0.0002g）并在煤樣上蓋一薄層三氧化鎢。將瓷舟放在樣品臺(tái)上，進(jìn)行試驗(yàn)。庫倫儀測硫注意事項(xiàng)：電解液的更換

——pH<1時(shí)更換（酸度高時(shí)，光照射可產(chǎn)生I2)

——高硫樣品測試后立即更換

——顏色很深時(shí)更換

——放置時(shí)間很長時(shí)更換燃燒管溫度——保證高溫區(qū)溫度1150℃——恒溫區(qū)足夠長燃燒舟位置

——燃燒舟必須處于高溫區(qū)（退出的燃燒舟不能半暗半亮）過滴定問題

——電解液突然變黃，使結(jié)果偏高，下一結(jié)果偏低（某些硫含量高且釋放很猛時(shí)出現(xiàn)）

——調(diào)慢進(jìn)樣速度儀器標(biāo)定和標(biāo)樣監(jiān)控

——選擇含量相近的煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定儀器

——用含量相近的煤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)監(jiān)控試驗(yàn)方法精密度：全硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)St/%重復(fù)性限St，ad/%再現(xiàn)性臨界差St，d/%≤1.500.050.151.50（不含）~4.000.100.25＞4.000.200.353煤的發(fā)熱量Qcalorificvalue(heatingvalue)

3.1定義⑴彈筒發(fā)熱量，Qb,ad

單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、硝酸和硫酸、液態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量。

⑵恒容高位發(fā)熱量，Qgr，vgrosscalorificvalueatconstantvolume

單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物組成為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、二氧化硫、液態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量。

⑶恒容低位發(fā)熱量，Qnet,vnetcalorificvalueatconstantvolume

單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、二氧化硫、氣態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量。(4)恒壓低位發(fā)熱量，Qnet,pnetcalorificvalueatconstantpressure

單位質(zhì)量的試樣在恒壓條件下，在過量氧氣中燃燒，其燃燒產(chǎn)物為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、二氧化硫、氣態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量。注：嚴(yán)格意義上講，發(fā)熱量還與反應(yīng)產(chǎn)物的最終溫度有關(guān)，但當(dāng)在相近條件下標(biāo)定熱容量和測定發(fā)熱量時(shí)，溫度對燃燒熱的影響可以近似抵消，一般無需考慮（5）熱量計(jì)的有效熱容量，Eelectiveheatcapacityofthecalorimeter

量熱系統(tǒng)產(chǎn)生單位溫度變化所需的熱量（簡稱熱容量）。通常以焦耳每開爾文（J/K)表示。發(fā)熱量

燃燒產(chǎn)物彈筒:O2、N2、CO2、HNO3、H2SO4、液態(tài)水、固態(tài)灰高位:O2、N2、CO2、SO2、

液態(tài)水、固態(tài)灰低位:O2、N2、CO2、SO2、

氣態(tài)水、固態(tài)灰

彈筒發(fā)熱量——試驗(yàn)室直接從量熱儀上測定的發(fā)熱量；

高位發(fā)熱量——由彈筒發(fā)熱量減去硝酸生成熱和硫酸校正熱后得到的發(fā)熱量；低位發(fā)熱量——由高位發(fā)熱量減去水的氣化熱后得到的發(fā)熱量。3.2發(fā)熱量的表示單位焦耳每克J/g；兆焦每千克MJ/kg卡每克卡（cal）/g

單位換算：1MJ/kg＝1000J/g，1卡20℃（cal）/g＝4.1816J/g注：這里的卡20℃，即一克純水從19.5℃升高到20.5℃所吸收的熱量。3.3氧彈量熱法測定原理——煤樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒——放出的熱量被一定量的水吸收——根據(jù)水溫升高度數(shù)計(jì)算試樣的發(fā)熱量要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量，必須至少解決以下三個(gè)方面的問題：1）儀器的熱容量，即量熱系統(tǒng)每產(chǎn)生單位溫升需要吸收多少熱量的問題——用已知熱值的量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（苯甲酸）標(biāo)定量熱儀（三月一次）2）量熱系統(tǒng)與外界熱交換的問題——量熱系統(tǒng)外加水套（絕熱式或恒溫式）；3）測定過程中引入的額外熱量校正問題；——計(jì)算結(jié)果時(shí)扣除額外熱量（點(diǎn)火熱、包紙熱等）實(shí)驗(yàn)室條件1）應(yīng)設(shè)在一單獨(dú)房間內(nèi)——不得在同一房間內(nèi)同時(shí)進(jìn)行其它試驗(yàn)項(xiàng)目；2）室溫——每次測定溫度變化不應(yīng)超過1℃,——全年室溫最好不超過15~30℃范圍，最好裝有空調(diào)；3)室內(nèi)無強(qiáng)烈的空氣對流——因此不應(yīng)有強(qiáng)烈的熱源和風(fēng)扇等，試驗(yàn)過程中應(yīng)避免開啟門窗；4)試驗(yàn)室最好朝北，——以避免陽光照射，否則熱量計(jì)應(yīng)放在不受陽光照射的地方。