【正文】 ％ ＜20 20~40 ＞40 焦渣特征分類： 在揮發(fā)分測(cè)定的同時(shí)，可以觀察坩鍋中的焦渣特征，以初步鑒定煤的粘結(jié)性能。 (3)弱粘結(jié)——用手指輕壓即碎成小塊。 (7) 膨脹熔融粘結(jié)——焦渣上`下表面有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過15毫米。 （五）固定碳的計(jì)算 利用水分`灰分及揮發(fā)分的測(cè)定結(jié)果，分析煤樣的固定碳含量就可方便地由下式求得； （FC）ad=100(Mad+Aad+Vad) 注；若煤中的碳酸鹽二氧化碳大于2%，在計(jì)算揮發(fā)分和固定碳的含量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行校正。測(cè)定煤的發(fā)熱量所用的量熱計(jì)有絕熱式和恒溫式兩種。由于煤樣是在有過量氧氣（~）的氧彈中完全燃燒，燃燒產(chǎn)物的終了溫度為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度的特定條件下測(cè)得的，故稱為煤的空氣干燥基彈筒發(fā)熱量。二、儀器設(shè)備、試劑和材料 1—測(cè)定架 2—震動(dòng)器 3—點(diǎn)火電極 4—攪拌器 6—溫度計(jì)插孔 7—鉑電阻 8—外筒 9—內(nèi)筒10—加熱極板 11—溢水孔12—蛇形冷卻水管 13—冷卻水管接頭處 14—水泵 15—電動(dòng)機(jī) 16—控制線路17—貝克曼溫度計(jì)夾子 圖76 絕熱式量熱計(jì)1— 內(nèi)筒攪拌器 2—頂蓋 3—內(nèi)筒蓋4—內(nèi)筒 5—絕熱外套 6—加熱極板7—冷卻水蛇形管 8—水泵電動(dòng)機(jī)9—水泵 10—氧彈 11—普通溫度計(jì)12—貝克曼溫度計(jì)13—循環(huán)水連接管圖77 絕熱式量熱計(jì)外筒水循環(huán)圖 1 、絕熱式熱量計(jì) 絕熱式熱量計(jì)主要由絕熱外套、頂蓋、內(nèi)筒、氧彈、攪拌器、貝克曼溫度計(jì)等幾個(gè)部分組成。由水泵將外筒的水從下部水管送入頂蓋內(nèi)，由頂蓋出來再經(jīng)絕熱外套上部的進(jìn)水管進(jìn)入絕熱外套，再由絕熱外套底部出水管通入水泵，形成高速循環(huán)，使各處溫度均勻一致，見圖77所示。 （4）氧彈；是用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成，結(jié)構(gòu)見圖78所示。 (5)貝克曼溫度計(jì)；它是用來測(cè)量?jī)?nèi)筒水溫的，這是一種測(cè)溫范圍可變的精密溫度計(jì)，通過放大鏡放大，整個(gè)溫度計(jì)的刻度范圍僅為5K，溫度計(jì)的頂部有水銀貯存泡，作為調(diào)整溫度計(jì)的測(cè)溫范圍使用。 附屬設(shè)備 圖78 氧彈結(jié)構(gòu)（1）針形閥（2）閥體（3）噴氣嘴（4）彈帽（5）彈杯（6）電極 （1）讀數(shù)器：讀數(shù)器包括照明燈、放大鏡 、振動(dòng)器三部分，放大鏡的放大倍數(shù)為五倍，用觀測(cè)筒可調(diào)節(jié)焦距，使讀數(shù)清晰。 （3）壓力表和氧氣導(dǎo)管：壓力表由兩個(gè)表頭組成，一個(gè)指示氧氣瓶中的壓力，一個(gè)指示充氧氧彈內(nèi)的壓力。 （4）點(diǎn)火裝置：點(diǎn)火采用12~20V的電源，可由220V交流電源經(jīng)變壓器供給。 使用該裝置的目的是要求外筒溫度能夠跟蹤內(nèi)筒溫度的變化并保持在同一溫度水平上，以使量熱體系處于絕熱狀態(tài)。 （2）／L氫氧化鈉溶液。 （2）石棉紙或石棉線，使用前在800℃下灼燒半小時(shí)。 室內(nèi)不得使用電爐等強(qiáng)烈放熱設(shè)備，不準(zhǔn)啟用電扇，試驗(yàn)過程中應(yīng)避免開啟門`窗，以保證室內(nèi)無強(qiáng)烈的空氣對(duì)流。如加襯墊仍燃燒不完全，~，或用已知質(zhì)量和發(fā)熱量的擦鏡紙包裹稱好的試樣并用手壓緊，然后放入燃燒皿中。接氧氣導(dǎo)管，往氧彈中緩緩充入氧氣，~ 。每次試驗(yàn)時(shí)用水量應(yīng)與標(biāo)定熱容量一致（相差1克以內(nèi)）。 把氧彈放入裝好的內(nèi)筒中。當(dāng)內(nèi)筒溫度趨于穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)冷卻水流速，使外筒加熱器每分鐘自動(dòng)接通3~5次（由電流計(jì)或指示燈觀察）。取最高的一次讀數(shù)作為終點(diǎn)溫度tn。把全程洗液（共約100ml）收集在一個(gè)燒杯中供測(cè)硫使用。和終點(diǎn)溫度tn，再由校正后的溫度（to+ho）和（tn+hn）求出內(nèi)筒的溫升值△t，即： △t=( tn+hn）―（to+ho）℃式中：hn——對(duì)應(yīng)于tn時(shí)的毛細(xì)管修正值，℃； ho——對(duì)應(yīng)于to時(shí)的毛細(xì)管修正值，℃； (2) 平均分度值的校正 貝克曼溫度計(jì)的平均分度值是指溫度計(jì)上指示的，經(jīng)過毛細(xì)孔徑修正后的1℃溫度變化相當(dāng)?shù)恼嬲郎囟?，檢定證書中所提供的分度值只適用于檢定條件相同的情況下使用，不相同時(shí),必須進(jìn)行校正，平均分度值的影響因素有基點(diǎn)溫度(貝克曼溫度計(jì)上的零度所對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度)和露出柱溫度(露出柱所處的環(huán)境溫度)。 發(fā)熱量計(jì)算 （1）式中：———分析試樣的彈筒發(fā)熱量，J/g； 　　E——熱量計(jì)的熱容量，J/K；　 　m——試樣質(zhì)量,g。 —分析試樣的彈筒發(fā)熱量， J/g。 加助燃劑后，應(yīng)按總釋熱量考慮。 －相當(dāng)于1mmol硝酸的生成熱，J。 六、測(cè)定數(shù)據(jù)與結(jié)果計(jì)算示例 下面以一個(gè)煤樣發(fā)熱量測(cè)定的實(shí)例來說明用絕熱式熱量計(jì)測(cè)定發(fā)熱量的測(cè)定數(shù)據(jù)的整理和結(jié)果計(jì)算。因此，對(duì)溫度測(cè)量有嚴(yán)格要求，溫度計(jì)要經(jīng)國(guó)家計(jì)量機(jī)關(guān)檢定。由于貝克曼溫度計(jì)的量程是可調(diào)的、因此只備一支即可,它的量程示值范圍只有5℃，但它的測(cè)量范圍為－20~ ＋155℃溫度范圍。主泡中的水銀量是可以調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)時(shí)由主泡中移出一部分水銀，置于貯存泡中；或從貯存泡中取出一部分水銀添加于主泡中，主泡中水銀的多少與待測(cè)溫度的高低有關(guān)。固定量程溫度計(jì)主泡中的水銀量是固定的，它不僅可以測(cè)量溫度差，也可以直接指示溫度的絕對(duì)值。當(dāng)主泡中的水銀量一定時(shí)，所測(cè)的溫度及溫度變化范圍也就不變，（范圍不超過5℃），副標(biāo)尺上的讀數(shù)，為被測(cè)溫度的粗略指示，可參考它來調(diào)整主泡的水銀量。例如貝克曼溫度計(jì)的水銀柱指在主標(biāo)尺的0刻度時(shí)，實(shí)測(cè)溫度為20℃，則基點(diǎn)溫度就是20℃，也就是說在這一水銀量時(shí)，貝克曼溫度計(jì)上主標(biāo)尺上起點(diǎn)的示值（0）相當(dāng)于實(shí)際溫度20℃。若基點(diǎn)溫度改變(水銀量改變)。倒出的方法是將溫度計(jì)倒置，主泡朝上，使主泡中的水銀流入貯存泡中（若水銀不流動(dòng)，可輕敲持溫度計(jì)的手背，使溫度計(jì)震動(dòng)，不可直接敲擊溫度計(jì)，以免損壞）。如果水銀柱仍然偏高，則重復(fù)上述水銀量的調(diào)節(jié)，適當(dāng)減少主泡中的水銀量直到水銀柱的高度合適為止。當(dāng)主泡的水銀達(dá)到足夠數(shù)量時(shí)，輕擊持溫度計(jì)的手背，使水銀與貯存泡中的水銀斷開。 溫度計(jì)上的溫度刻度線是把起點(diǎn)和終點(diǎn)刻度之間的長(zhǎng)度進(jìn)行平均分度后刻畫的。 表73 某溫度計(jì)的刻度校正值 刻度值012345校正值－－＋＋ 起點(diǎn)(0)和終點(diǎn)(5)的校正值都是0，這是因?yàn)橐詢啥俗x數(shù)為基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)中間的毛細(xì)管孔徑的不均勻性進(jìn)行校正的，所以兩端的校正值必然為0。否則該溫度計(jì)因刻度誤差太大而不能使用。以20℃為起點(diǎn)（基準(zhǔn)），25℃為終點(diǎn)，把起點(diǎn)與終點(diǎn)之間平均分成5個(gè)等分，則每個(gè)等分所代表的溫度為1℃。若用上法對(duì)貝曼克溫度進(jìn)行分度，以某一基點(diǎn)溫度為起點(diǎn)，℃，此時(shí)的基點(diǎn)溫度就是基準(zhǔn)溫度，兩者是一致的。 由上述可知，這一基點(diǎn)溫度下貝克曼溫度所測(cè)得的溫度差，乘以平均分度值后，才是真正的溫度差。例如，標(biāo)準(zhǔn)貝克曼溫度計(jì)基準(zhǔn)溫度為0℃其測(cè)溫范圍為0~5℃。主泡中的水銀量隨基點(diǎn)溫度的不同而按比例改變，因而平均分度值也隨基點(diǎn)溫度而按比例改變，根據(jù)表內(nèi)數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法可求出任何一個(gè)基點(diǎn)溫度下的平均分度值。在熱值測(cè)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定露出柱溫度對(duì)平均分度值的影響用下式進(jìn)行修正。露出柱溫度是用普通溫度計(jì)放在貝克曼溫度計(jì)水銀柱露出部分測(cè)得的，其數(shù)值與室溫相近。然后按下式計(jì)算平均分度值。例如表75中，20~25℃與30~35℃℃，按上式中推算，△H==℃，將此差值加到表74中，各平均分度值上，即編制出平均分度值表75。對(duì)固態(tài)排渣的燃燒爐，要求原料煤的灰熔點(diǎn)越高越好，而對(duì)于液態(tài)排渣爐，則要求煤灰有較低的熔點(diǎn)。 軟化溫度（ST）——錐體彎曲至錐尖觸及托板，錐體變球形或高度不大于底長(zhǎng)的半球形時(shí)的溫度。由于煤灰中總含有一定量的鐵，鐵在不同的氣體介質(zhì)中將以不同的形態(tài)存在，在氧化性氣體介質(zhì)中以三價(jià)鐵（Fe2O3）形態(tài)存在，在弱還原性氣體介質(zhì)中，它將轉(zhuǎn)化成二價(jià)鐵（FeO），而在強(qiáng)還原性氣體介質(zhì)中，它將轉(zhuǎn)化成金屬鐵（Fe）。根據(jù)要求也可在強(qiáng)還原性氣氛和氧化性氣氛中進(jìn)行。 圖713 HR1型灰熔點(diǎn)測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)1熱電偶；2—熱電偶插入口蓋；3—散熱罩；4—爐殼；5—?jiǎng)傆駜?nèi)套管；6—硅碳管；7—?jiǎng)傆裢馓坠埽?—輕質(zhì)保溫材料；9—爐內(nèi)剛玉板；10—散熱罩支架；11—觀測(cè)口蓋；12—高溫隔電板；13—爐外擋板；14—電極；15—試樣托板；16—灰樣； （2）鉑銠—鉑熱電偶及高溫計(jì)：量程0~1600℃，精度1級(jí)，校正后使用。 圖714 灰錐模子 (4)灰錐托板：托板必需在1500℃以上不變形，不與灰樣發(fā)生作用，如圖715所示。 （8）石墨：工業(yè)用，灰分≤15％，粒度≤。然后在剛玉舟里放置控制爐內(nèi)氣氛用的物質(zhì)。10％二氧化碳混合氣體。 （2）將熱電偶插入爐膛，并使其熱端位于高溫恒溫區(qū)中央上方，但不觸及爐膛。待全部灰錐都達(dá)到FT或爐溫升至1500℃后，斷電結(jié)束試驗(yàn)。 收縮——試樣由于表面揮發(fā)而縮小，但卻保持原來的形狀和尖銳的棱角。第一次彎曲往往不是由于灰錐局部熔化，而是由于灰分失去結(jié)晶水而造成，故此時(shí)的溫度不作為DT，應(yīng)以第二次彎曲的溫度為DT。同時(shí)，根據(jù)煙氣成分的分析結(jié)果可以求出空氣過量系數(shù)，為計(jì)算排煙熱損失和氣體不完全燃燒熱損失提供重要的數(shù)據(jù)。吸收化學(xué)溶反應(yīng)式為 2KOH+CO2＝K2CO3+H2O 2KOH+SO2＝K2SO3+H2O 焦性沒食子酸［C6H3(OH)3］的苛性鉀溶液吸收Ｏ２ (也能吸收RO2)的溶液。吸收化學(xué)反應(yīng)式為： Cu（NH3）2+2CO＝Cu（CO）2CL+2NH3 ↑ 因?yàn)楹兴羝臒煔庠诜治銎髦幸恢迸c水接觸，始終處于飽和狀態(tài)，因此測(cè)得的容積百分?jǐn)?shù)就是干煙氣各成分的容積百分?jǐn)?shù)，即 RO2+O2+CO+N2＝100% 由于煙氣中一氧化碳含量一般不多，較難用吸收瓶精確測(cè)出。量筒外側(cè)套有盛水套筒12，此水套保證煙氣容積不受或少受外界氣溫影響。9—三通旋塞。 圖718 三通旋塞的三種位置煙氣取樣裝置一套，系由兩個(gè)2500~5000毫升玻璃溶液瓶和橡皮連接管組成（圖719），或用薄膜抽氣泵和塑料氣球組成。取樣速度不宜過快，可借調(diào)節(jié)進(jìn)氣管上夾子的松緊加以控制。三﹑實(shí)驗(yàn)方法和步驟 用煙氣取樣裝置抽取試樣一瓶。在精確量氣和測(cè)定分析中讀數(shù)必須使量筒和壓氣瓶中液面在同一水平線上，以保證定壓（大氣壓）取值。至此所減少的煙氣容積，即為二氧化碳和二氧硫的容積之和——RO2（%）。 煙氣試樣的采集要有代表性，因此不能在爐門或撥火門開啟時(shí)抽吸取樣W1免發(fā)生錯(cuò)誤的分析結(jié)果。 （五）煙氣分析記錄表格（見表） 表76 煙氣成分分析家 時(shí)間項(xiàng)目平均RO2吸收后讀數(shù)分析值，%O2吸收后讀數(shù)分析值，%CO吸收后讀數(shù)分析值，% （六）思考題： 煙氣分析時(shí)，為什么煙氣要順序進(jìn)入各吸收瓶吸收？ 煙氣試樣中含有水蒸汽，為什么可以把煙氣分析結(jié)果認(rèn)為是干煙氣成分的容積百分?jǐn)?shù)？ 有一組煙氣分析結(jié)果：RO2+O2+CO＞21%，試分析其原因？實(shí)驗(yàn)六 測(cè)定煤中全硫含量 煤中的硫是一種有害元素，尤其是作為燃料時(shí)，對(duì)硫的含量更有嚴(yán)格要求。 一、基本原理 煤樣在高于1150℃高溫和催化劑三氧化鎢作用下，在凈化的空氣流中完全燃燒分解。整個(gè)測(cè)定是自動(dòng)進(jìn)行的，電解的終點(diǎn)是由兩片鉑指示電極來控制，在電解過程中兩片指示電極按下式進(jìn)行工作： 陽極：3—2e→I3， 陰極：I3+2e→3I。整個(gè)分析時(shí)間為5分鐘，其中溫度在500~600℃左右處停留45秒，1150℃處停留4分15秒，也可根據(jù)需要另作調(diào)整。高溫爐附有自動(dòng)控溫裝置。 （4）庫(kù)侖積分器：電解電流0~350mA范圍內(nèi)積分線度應(yīng)為177。 三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 （1）電解液的配置。燃燒管、活塞及電解池均需用橡皮管連接，并盡量做到玻璃管口對(duì)接，以防硫的氧化物對(duì)硅橡皮管的腐蝕。在電解池中放入電解液的同時(shí)不斷在漏斗中加入電解液，使漏斗中始終存在電解液，以放止空氣抽入電解池而產(chǎn)生電解液倒吸入燃燒管的現(xiàn)象。當(dāng)儀器運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，將電解選擇鈕置于“I”檔，電解選擇鈕置于自動(dòng)位置，此時(shí)庫(kù)侖滴定立即發(fā)生。 舟瓷在石英托盤上放好后，開啟程序控制器，使試樣隨石英托盤和瓷舟自動(dòng)進(jìn)入燃燒爐，按預(yù)先規(guī)定的程序分別在500~600℃處停