1、化验作业指导书化验作业指导书1 煤中全水分测定实施细则为确保全水分测定的准确性，根据GB/T 2111996煤中全水分的测定方法，制定本作业指导书 范围本指导书中制定了适用于粒度小于13mm或6mm煤样的测定方法 引用标准GB/T 474 煤样的制备方法。 一般要求 煤样：粒度小于13mm的煤样，煤样量不少于2Kg,粒度小于6mm的煤样，煤样量不少于500g。 在称取煤样之前，应将密闭容器中的煤样充分混合至少1min。 方法1-空气干燥法(适用于粒度小于6mm的煤样) 方法提要称取一定量的粒度小于6mm的煤样，在空气流中于105-110下干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出全水分的含量
2、。 仪器设备 干燥箱：带有自动控温装置和鼓风机，能保持温度在105-110范围内。 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 玻璃称量瓶：直径70mm，高35-40mm，并带有严密的磨口盖。 分析天平：感量。 测定步骤用预先干燥并称量过（称准至）的称量瓶迅速称取粒度小于6mm的煤样1012g（称准至），平摊在称量瓶中。打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105-110的干燥箱中。在鼓风条件下，烟煤干燥 2h，无烟煤干燥3h。 从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，在空气中冷却约5min。然后放入干燥器中，冷却至室温（约20min），称量（称准至）。 进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤
3、样质量的减少不超过或质量有所增加为止。在后一种情况下，应采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在%以下时，不必进行检查性干燥。方法2-空气干燥法(适用于粒度小于13mm的煤样) 方法提要称取一定量的粒度小于13mm的煤样，在空气流中于105-110下干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出全水分的含量。 仪器设备 浅盘:由镀锌铁板或铝板等耐热、耐腐蚀材料制成,其规格应能容纳500g煤样,且单位面积负荷不超过1g/cm,盘的质量不大于500g。 其余仪器设备同 测定步骤用已知质量的干燥、清洁的浅盘称取粒度小于13mm的煤样500g（称准到），并均匀地摊平。然后放入预先鼓风并加热到105-1
4、10的干燥箱中。在鼓风的条件下烟煤干燥2h，无烟煤干燥3h。将浅盘取出，趁热称重，称准到。进行检查性的干燥，每次干燥时间为，直到连续两次煤样的减量不超过或者质量有所增加时为止。在后一种情况下，应采用增重前一次质量作为计算依据。注：将称好煤样的盘子放入干燥箱之前3-5min开始鼓风。 结果的计算 全水分测定结果按下式计算： 式中： Mt 煤样的全水分，单位为百分数（%）； m 煤样的质量，单位为克（g）； m1 煤样干燥后减少的质量，单位为克（g）。报告值修约至小数点后一位。 精密度 两次重复测定结果的差值不得超过下表的规定：全水分，%重复性，%10102 煤的工业分析实施细则为确保煤质分析结果
5、的准确性，根据GB/T 212-2001规定，制订本作业指导书. 范围本指导书规定了煤的水分、灰分和挥发分的测定方法和固定碳的计算方法。本指导书适用于褐煤、烟煤和无烟煤。 工业分析煤样的制备把已破碎至3mm的煤样，约100g左右放入盘中，摊成均匀的薄层，于温度不超过50下干燥。如连续干燥1小时后，煤样的质量变化不超过%，即达到空气干燥状态。再将煤样粉碎到粒度小于 mm，然后装入煤样瓶中（装入煤样的量应不超过煤样瓶容积的3/4，以便使用时混合）。空气干燥也可在煤样破碎到 mm之后进行。 水分的测定本指导书根据GB/T 212-2001中水分测定方法中的空气干燥法制定。 方法提要称取一定量的空气干
6、燥煤样，置于105-110干燥箱内，于空气流中干燥到质量恒定。根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 仪器、设备鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在105-110范围内。 玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并带有严密的磨口盖。干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 分析天平：感量。 分析步骤 在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于的空气干燥煤样（1）g，称准至，平摊在称量瓶中。 打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105-110的干燥箱中。在一直鼓风的条件下，烟煤干燥 1h，无烟煤干燥。 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（约20min）后称量。 进行检查
7、性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在%以下时，不必进行检查性干燥。 结果的计算 空气干燥煤样的水分按下式计算： 式中： Mad 空气干燥煤样的水分，单位为百分数（%）； M 称取的空气干燥煤样的质量，单位为克（g）； m1 煤样干燥后失去的质量，单位为克（g）。 水分测定的精密度水分测定的重复性如表1规定：表 1水分（Mad）/ %重复性限/ % 灰分的测定本指导书根据GB/T 212-2001中的灰分测定方法制定。 缓慢灰化法方法提要称取一定量的空气干燥煤样，放入马弗炉中，以一定的速度加热到（
8、81510），灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。 仪器、设备a) 马弗炉：炉膛具有足够的恒定区，能保持温度为（81510）。炉后壁的上部带有直径为（25-30）mm处有一个插热电偶的小孔，炉门上有一个直径为20mm的通气孔。b) 灰皿：瓷质，长方形，底长45mm，底宽22mm，高14mm。c) 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。d) 分析天平：感量。e) 耐热瓷板或石棉板。 分析步骤a) 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于 mm的空气干燥煤样（1）g，称准至，均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过。b) 将灰皿送入炉温不超过100的马弗炉
9、恒温区中，关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙。在不少于30min的时间内将炉温缓慢升至500，并在此温度下保持30min。继续升温到（81510），并在此温度下灼烧1h。c) 从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，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。d) 进行检查性灼烧，每次20min，直到连续两次灼烧后的质量变化不超过为止。以最后一次灼烧后的质量为计算依据。灰分低于%时，不必进行检查性灼烧。快速灰化法方法提要将装有煤样的灰皿放在预先加热至（81510）的灰分快速测定仪的传送带上，煤样自动送入仪器内完全灰化，然后送出。以残留物的质量占煤样质量的百分数作
10、为煤样的灰分。仪器设备a) 快速灰分测定仪b) 其余设备同 分析步骤a) 将快速灰分测定仪预先加热至（81510）。b) 开动传送带并将其传送速度调节到17mm/min左右或其他合适的速度。注：对于新快速灰分测定仪，应对不同煤种进行与缓慢灰化法的对比试验，根据对比试验结果及煤的灰化情况，调节传送带的传送速度。c) 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于 的空气干燥煤样（）g, 称准至，均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过。d) 将盛有煤样的灰皿放在快速灰分测定仪的传送带上，灰皿即自动送入炉中。e) 当灰皿从炉内送出时，取下，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干
11、燥器中冷却至室温（约20min）后称量。 结果的计算空气干燥煤样的灰分按下式计算： 式中：Aad 空气干燥煤样的灰分，单位为百分数（%）；M 称取的空气干燥煤样的质量，单位为克（g）；m1 灼烧后残留物的质量，单位为克（g）。 灰分测定的精密度灰分测定的重复性和再现性如表2规定： 表 2灰分 / %重复性限Aad / %再现性临界差Ad / % 挥发分的测定 方法提要称取一定量的空气干燥煤样，放在带盖的瓷坩埚中，在（90010）下，隔绝空气加热7min。以减少的质量占煤样质量的百分数，减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发分。 仪器、设备挥发分坩埚：带有配合严密盖的瓷坩埚，坩埚总质量为15-20g
12、。马弗炉：带有高温计和调温装置，能保持温度在（90010），并有足够的（9005）的恒温区。炉子的热容量为当起始温度为920时，放入室温下的坩埚架和若干坩埚，关闭炉门后，在3min内恢复到（90010）。炉后壁有一个排气孔和一个插热电偶的小孔。小孔位置应使热电偶插入炉内后其热接点在坩埚底和炉底之间，距炉底20-30mm处。 坩埚架：用镍铬丝或其他耐热金属丝制成。其规格尺寸以能使所有的坩埚都在马弗炉恒温区内，并且坩埚底部紧邻热电偶接点上方。 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 分析天平：感量。 分析步骤在预先于900温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚中，称取粒度小于 的空气干燥煤样（1）g,（
13、称准至），然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。将马弗炉预先加热至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，准确加热7min。坩埚及架子放入后，要求炉温在3min内恢复至（90010），此后保持在（90010），否则此次试验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。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。 焦渣特征分类测定挥发分所得焦渣的特征，按下列规定加以区分：1.粉状全部是粉未，没有相互粘着的颗粒。2.粘着用手指轻碰即成粉未或基本上是粉未，其中较大的团块轻轻一碰即成粉未。3.弱粘结用手指轻压即成小块。
14、4.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.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.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（或小气泡）。7.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.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。为了简便起见，通常用上列序列号作为各种焦渣特征的代号。 结果的计算空气干燥煤样的挥发分按下式计算： 式中： Vad 空气干燥煤样的挥发分，单位为百分数（
15、 % ）； m 空气干燥煤样的质量，单位为克（ g ）； m1 煤样加热后减少的质量，单位为克（ g ）； Mad 空气干燥煤样的水分，单位为百分数（ % ）。 挥发分测定的精密度挥发分测定的重复性和再现性如表3规定： 表 3挥发分 / %重复性限V ad / %再现性临界差 Vd / % 固定碳的计算空气干燥基固定碳按式（4）计算：FCad = 100 ( Mad + Aad + Vad ) 式中：FCad 空气干燥基固定碳，单位为百分数（）；Mad 空气干燥煤样的水分，单位为百分数（）；Aad 空气干燥煤样的灰分，单位为百分数（）；Vad 空气干燥煤样的挥发分，单位为百分数（）。 各种基的
16、换算、收到基煤样的灰分和挥发分 、干燥基煤样的灰分和挥发分 、干燥无灰基煤样的挥发分 式中： Xar 收到基煤样的灰分产率或挥发分产率，； Xad 空气干燥基煤样的灰分产率或挥发分产率，； Mar 收到基煤样的水分含量， Xd 干燥基煤样的灰分产率或挥发分产率，； Vdaf 干燥无灰基煤样的挥发分产率，。3 煤的发热量测定实施细则根据GB/T 2132003煤的发热量测定方法，制定本作业指导书。 范围本指导书规定了煤的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法。本指导书适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭及碳质页岩。 单位和定义热量单位热量的单位为焦耳（J）.1焦耳(J) = 1牛顿(N)1米
17、(m) = 1牛米(Nm)发热量测定结果以兆焦每千克(MJ/kg)或焦耳每克(J/g)表示. 弹筒发热量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称为弹筒发热量。恒容高位发热量单位质量的试样在充有氧气的氧弹内燃烧,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。恒容高位发热量即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。恒容低位发热量单位质量的试样在恒容条件下，在过量氧气中燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫，气态水以及固态灰时放出的热量。恒容低位发热量即由高位发
18、热量减去水（煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水）的气化热后得到的发热量。 恒压低位发热量单位质量的试样在恒压条件下，在过量氧气中燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量。 热量计的有效热容量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。 原理 高位发热量煤的发热量在氧弹热量计中进行测定，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，氧弹量热计的热容量通过在相近条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定，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。从弹筒发热量中扣除硝酸
19、生成热和硫酸校正热（硫酸与二氧化硫形成热之差）即得高位发热量。 低位发热量煤的恒容低位发热量和恒压低位发热量可以通过分析试样的高位发热量计算。计算恒容低位发热量需要知道煤样中水分和氢的含量。原则上计算恒压低位发热量还需知道煤样中氧和氮的含量。 实验室条件进行发热量测定的试验室，应为单独房间，不得在同一房间内同时进行其它试验项目。室温应保持相对稳定，每次测定室温变化不应超过1，室温以不超过15-30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、冷源、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。 试剂和材料氧气（GB/T 386
20、3） %纯度,不含可燃成分,不允许使用电解氧。苯甲酸 基准量热物质,二等或二等以上，经权威计量机关检定或授权检定并标明热值。点火丝 直径左右的镍铬丝，点火丝点火时放出的热量如下：镍铬丝：6000J /g擦镜纸 使用前先测出燃烧热：抽取3张-4张纸，团紧，称准质量，放入燃烧皿中，然后按常规方法测定发热量。取3次结果的平均值作为擦镜纸热值。 仪器设备 热量计总则a)热量计由燃烧氧弹、内筒、外筒、搅拌器、温度传感器和试样点火装置、温度测量和控制系统及水构成。b)通用热量计有两种，恒温式和绝热式，它们的量热系统被包围在充满水的双层夹套（外筒）中，它们的差别只在于外筒及附属的自动控温装置，其余部分无明显
21、区别。c)热量计的精密度和准确度要求为，测试精密度：5次苯甲酸测试结果的相对标准差不大于%；准确度：标准煤样测试结果与标准值之差都在不确定度范围内，或者用苯甲酸作为样品进行5次发热量测定，其平均值与标准热值之差不超过50J/g。 氧弹耐热、耐腐蚀的镍铬或镍铬钼合金钢制成，需要具备3个主要性能：a)不受燃烧过程中出现的高温和腐蚀性产物的影响而产生热效应；b)能承受充氧压力和燃烧过程中产生的瞬时高压；c)试验过程中能保持完全气密。弹筒容积为250ml-350ml，氧弹上应装有供氧和排气的阀门以及点火电源的接线电极。新氧弹和新换部件（弹筒、弹头、连接环）的氧弹应经的水压试验，证明无问题后方能使用。此
22、外，应经常注意观察与氧弹强度有关的结构，如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，如发现显著磨损或松动，应进行修理，并经水压试验合格后再用。氧弹还应定期进行水压试验，每次水压试验后，氧弹都必须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事故。内筒用紫铜、黄铜或不锈钢制成，断面可为椭圆形、菱形或其他形状。筒内装水2000ml-3000ml，以能浸没氧弹（进、出气阀和电极除外）为准。内筒外面应高度抛光，以减少与外筒间的辐射作用。外筒为金属制成的双壁容器，并有上盖。外壁为圆形，内壁形状则依内筒的形状而定；外筒应完全包围内筒，内外筒间应有10mm-12mm的间距，外筒
23、底部有绝缘支架，以便放置内筒。搅拌器螺旋桨式或其他形式。量热温度计 附属设备燃烧皿、压力表和氧气导管、点火装置、压饼机、天平（分析天平：感量。 工业天平：载量4kg-5kg，感量1g. 测定步骤发热量的测定由两个独立的试验组成，即在规定条件下基准物质的燃烧试验（热容量标定）和试样的燃烧试验。为了消除未受控制的热交换引起的系统误差，要求两种试验的条件尽量相近。 自动氧弹热量计法（适用于需调内筒水温的热量计）在燃烧皿中称取粒度小于的空气干燥煤样（称准到）。燃烧时易于飞溅的试样，可用已知质量的擦镜纸包紧再进行测试。不易燃烧完全的试样，可提高充氧压力至，或用已知质量和热值的擦镜纸包裹称好的试样并用手压
24、紧，然后放入燃烧皿中，或用石英燃烧皿。取一段已知质量的点火丝，把两端分别接在两个电极柱上，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。小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受震动而改变，往氧弹中充入氧气，直至压力到，充氧时间不得少于15s；如果不小心充氧压力超过，停止试验，放掉氧气后，重新充氧至以下。当钢瓶中氧气压力降到以下时，充氧时间应酌量延长，压力降到以下时，应更换新的钢瓶氧气。往内筒中加入足够的蒸馏水，使氧弹盖的顶面
25、（不包括突出的进、出气阀和电极）淹没在水面下10mm-20mm。每次试验时用水量应与标定热容量时一致（相差1g以内）。水量用称量法测。注意恰当调节内筒水温，使终点时内筒比外筒温度高1K左右，以使终点时内筒温度出现明显下降。外筒温度应尽量接近室温，相差不得超过。把氧弹放入装好水的内筒中，如氧弹中无气泡漏出，则表明气密性良好，即可把内筒放在外筒的绝缘支架上；如有气泡出现，表明漏气，应找出原因，加以纠正，重新充氧。然后盖上盖子，放入温度计，并开动搅拌器搅拌，当内筒温度均匀后，开始点火，如在30s 内温度急剧上升，则表明点火成功，否则失败。在试验接近终点时开始读数，每1min读1次，一般读取10次左右
26、，试验结束，并由电脑直接计算出弹筒发热量。停止搅拌，取出内筒及氧弹，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炭黑存在，试验应作废。用水冲洗弹筒内各部分，放气阀、燃烧皿内外和燃烧残渣。 自动氧弹热量计法（适用于无需调内筒水温的热量计）按本指导书中的和测定步骤进行。试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。 热容量和仪器常数标定 热容量标定一般应进行5次重复试验，其极差不超过40 J/K，取5次的平均值作为仪器的热容量，否则再做1、2次试验取极差不超过40 J/K的5次进行平均。若任何5次结果的极差都超过40J/K，则应对试验条
27、件和操作技术仔细检查并纠正存在问题后，舍弃已有的全部结果，重新进行标定。 热容量标定值的有效期为3个月，超过此期限时应重新标定。但有下列情况时，应立即重测：更换量热温度计；更换热量计大部件如氧弹头、连接环（由厂家供给的或自制的相同规格的小部件如氧弹的密封圈、电极柱、螺母等不在此列）；标定热容量和测定发热量时的内筒温度超过5K；热量计经过较大的搬动之后。如果热量计量热系统没有显著改变，重新标定的热容量与前一次的热容量相差不应大于%，否则，应检查试验程序，解决问题后再重新进行标定。 结果的表述 弹筒发热量和高位发热量的结果计算到1J/g ，取高位发热量的两次重复测定的平均值，按GB/T 483数字
28、修约规则修约到最接近的10 J/g的倍数，按J/g或MJ/kg的形式报出。 方法的精密度 发热量测定的重复性和再现性如表2规定：表 2高位发热量Qgr,M（折算到同一水分基）/（J/g）重复性限再现性临界差120300 低位发热量的计算恒容低位发热量 工业上是根据煤的收到基低位发热量进行计算和设计。煤的收到基恒容低位发热量的计算方法如式：式中： 式中：Qnet,v,ar 煤的收到基低位恒容发热量，单位为焦耳每克（J/g）；Qgr,v,ad 煤的空气干燥基恒容高位发热量，单位为焦耳每克（J/g）；Mt 煤的收到基全水分（按国标GB/T 211测定），单位为百分数（%）；Mad 煤的空气干燥基水分
29、（按国标GB/T 212测定），单位为百分数（%）；Had 煤的空气干燥基氢含量（按国标GB/T 476或GB/T 15460测定），单位为百分数（%）。 各种不同基的煤的发热量换算 高位发热量的换算煤的各种不同基的高位发热量按下式换算：式中：Qgr 高位发热量，单位为焦耳每克（J/g）；Aad 空气干燥基煤样的灰分，单位为百分数（%）；ar,ad,d,daf 分别代表收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。 低位发热量的换算煤的各种不同水分基的恒容低位发热量按下式换算：式中：Qnet,v,M水分为M的煤的恒容低位发热量, 单位为焦耳每克（J/g）；M煤样的水分, 单位为百分数（%）； 干燥基
30、时M=0，空气干燥基M=Mad，收到基时M=Mt。 用工业分析结果计算并校核实测发热量结果的准确性 由于从工业分析看，煤炭的主要组成成分是挥发分、固定碳、还有不同数量的矿物质（常以灰分表示）及水分。前两种成分是煤的可燃成分，煤的发热量主要靠挥发分和固定碳充分燃烧后得到的。灰分和水分的产生过程主要是吸热。因此，根据煤的挥发分、固定碳、灰分和水分含量即可用经验公式大致计算出各种煤的发热量。这种计算出的数据不能代替实测发热量的值，但可用来比对实测弹筒发热量。工业分析数据由计算机自动计算,通过比对如果出现较大差异需要重新测试.计算烟煤发热量的经验公式：计算无烟煤发热量的经验公式：或： 计算褐煤发热量的经验公式： 将分析基低位换算成收到基低位： H的估计值计算无论是低位发热量的换算，还是经验公式的计算，都用到氢含量，氢含量以实测为准，但一般的小型实验室不开展氢的工业分析，当没
