【正文】 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry ? 解： adadd100100MAA???%100% ???)(100100adadadd af AMVV ???? %)(100100% ?????3/4/2023 59 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 第四節(jié) 煤的元素分析 一、碳和氫的測定 二、氮的測定 三、氧的計算 返回 3/4/2023 60 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 一、碳和氫的測定 方法提要：稱取一定量的空氣干燥煤樣在氧氣流中燃燒，生成的水和二氧化碳分別用吸水劑和二氧化碳吸水劑吸收，由吸水劑的增重計算煤中碳和氫的含量。 m2吸收水分管的增量， g。 m煤樣的質(zhì)量， g。加入過量的氫氧化鈉溶液，把氨蒸出并吸收在硼酸溶液中，用硫酸標準溶液滴定。 試劑 儀器、設(shè)備 測定步驟 （ 1）消化 （ 2）堿化、蒸餾和吸收 （ 3）滴定 3/4/2023 64 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 二、氮的測定 結(jié)果計算 ? ? % ????mVVcNadNad －－空氣干燥煤樣的氮含量，％； C－－硫酸標準溶液的濃度， mol/L V1 －－ 硫酸標準溶液的用量， mL。 －－氮（ 1/2N2）的毫摩爾質(zhì)量， g/mmol。 方法討論 返回 3/4/2023 65 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 三、氧的計算 氧的含量按下式計算 adadadtadadadadAMSNHCO ??????? ,100當空氣干燥煤樣中碳酸鹽和二氧化碳含量＞ 2％時，則 ? ? adadadadtadadadad COAMSNHCO 2,100 ????????Oad －－空氣干燥煤樣的氧含量，％； St,ad －－空氣干燥煤樣的全硫含量，％； Mad 空氣干燥煤樣的水分含量，％； Aad 空氣干燥煤樣的灰分含量，％； ? ?adCO2－－ 空氣干燥煤樣中碳酸鹽和二氧化碳的含量，％。作為 燃燒、氣化、煉焦 等用的煤，若含硫量高，則燃燒時產(chǎn)生的硫氧化物將對設(shè)備產(chǎn)生嚴重的腐蝕作用，同時污染大氣，并對生物環(huán)境造成惡劣的后果；如用于制 半水煤氣 ，則氣體中產(chǎn)生的硫化氫含量高且不易除凈，用此水煤氣生產(chǎn)合成氨，其中的硫化氫會使催化劑中毒而失效；如用于 煉焦工業(yè) ，煤中高含量的硫分被帶入焦炭，而用這種焦炭進行煉鋼，則使鋼鐵產(chǎn)生熱脆性而無法使用。 第五節(jié) 煤中全硫的測定 3/4/2023 67 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 煤中的硫一般分為無機硫和有機硫兩大類。工業(yè)分析通常不要求將無機硫和有機硫分別測定出來，而是測定其全硫的含量。而 艾氏卡法 是世界公認的測定煤中全硫量的標準方法，在仲裁分析中，可采用 艾氏卡法 。 ? 試劑和材料 – 艾氏卡試劑 （以下簡稱艾試劑）：以兩份質(zhì)量的化學純輕質(zhì) 氧化鎂 與一份質(zhì)量的化學純 無水碳酸鈉 混合并研細至粒度小于 。 – 瓷坩堝：容量 30mL和 10~20mL兩種。 馬弗爐：附測溫和控溫儀表，能升溫到 900℃ ，溫度可調(diào)并可通風。 ，在 1~2h內(nèi)從室溫逐漸加熱到 800~850℃ ，并在該溫度下保持 1~2h ，冷卻至室溫。用熱水沖洗坩堝內(nèi)壁，將洗液收入燒杯，再加入100~150mL剛煮沸的水，充分攪拌。 3/4/2023 70 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 中速定性濾紙 以傾瀉法過濾，用熱水沖洗 3次，然后將殘渣移入濾紙中，用熱水仔細清洗 10次，洗液總體積為250~300mL。 無灰定量濾紙 過濾，并用熱水洗至無氯離子為止（用 NO3檢驗 ）。 ，應進行兩個以上空白試驗（除不加煤樣外），全部操作按本方法“ 4.測定步驟”進行， 硫酸鋇質(zhì)量的極差不得大于 ，取算術(shù)平均值作為空白值。 % ? m1—— 硫酸鋇質(zhì)量， g ? m2—— 空白試驗的硫酸鋇質(zhì)量， g ? —— 由硫酸鋇換算為硫的系數(shù) ? m—— 煤樣質(zhì)量。 3/4/2023 73 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry ， 否則煤粒燃燒不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為 SO2。 4. 在用水浸取 、 洗滌時 ， 溶液體積不宜過大 ， 當加入 BaC12溶液后 ， 最后體積應在 200mL左右為宜 。 ， 同時再加熱 ， 是為了消除 CO32的影響： 2H+ + CO32 = H2O + CO2 ? 3/4/2023 74 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry ， 每次吹入蒸餾水前 ， 應該將洗液都濾干 ， 這樣洗滌效果較好 。如果這兩方面不注意， BaSO4會被還原而導致測定結(jié)果偏低。在上述條件下可以使 BaSO4晶體慢慢形成，長成較大顆粒。 試劑和材料 儀器設(shè)備 測定步驟 （ 1） 試驗準備 （ 2）測定順序 3/4/2023 76 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 二、 庫侖滴定法 結(jié)果計算 當庫侖積分器最終顯示數(shù)為硫的質(zhì)量時，全硫含量按下式計算 %1001, ??mmSadtSt,ad －－空氣干燥煤樣的全硫含量，％； m1 －－庫侖積分器顯示值， mg。 返回 3/4/2023 77 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 三、 高溫燃燒法 方法原理 煤在催化劑作用下 ， 在氧氣流中燃燒 ， 生成的 硫氧化物 ，用 過氧化氫 溶液吸收 ， 生成 硫酸 ， 用 氫氧化鈉 標液滴定生成的硫酸 ， 根據(jù)消耗體積及濃度計算出煤中全硫的含量 。 V0 －－空白測定時，氫氧化鈉標準溶液的用量， mL。 －－硫的毫摩爾質(zhì)量， g ； f －－校正系數(shù)， P66 m －－煤樣的質(zhì)量， g。 V0 －－空白測定時，氫氧化鈉標準溶液的用量， mL。 m －－煤樣的質(zhì)量， g。 1. 煤作為動力燃料，其發(fā)熱量越高，經(jīng)濟價值就越大。根據(jù)這些計算參數(shù)即可考慮改進操作條件和工藝過程，從而設(shè)法達到最大的熱能利用率。煤的發(fā)熱量也是反映 煤化程度 的指標 ， 還常作為 煤碳分類 的指標 。 發(fā)熱量的單位 : J/g、 kJ/kg或 MJ/kg表示 。 3/4/2023 83 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 發(fā)熱量的種類和基準 ? 煤的發(fā)熱量分類： ? 彈筒發(fā)熱量 ? 恒容高位發(fā)熱量 ? 恒容低位發(fā)熱量 3/4/2023 84 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 二、發(fā)熱量的測定方法 方法提要 一定質(zhì)量煤樣，置于過氧化氫的氧彈中完全燃燒放出熱量，被一定量的水吸收，根據(jù)水溫升高，計算出煤的發(fā)熱量。觀察內(nèi)桶溫度在 30s內(nèi)迅速上升 說明點火成功，否則實驗作廢； 10 點火后間隔一定時間讀取一次內(nèi)桶溫度，以第 一個下降溫度作為終點溫度； 11 實驗完成后停止攪拌取出內(nèi)桶和氧彈、放氣， 打開氧彈觀察試樣是否完全燃燒； 12 找出未燒完的點火絲，測定其質(zhì)量，用于結(jié)果 計算 3/4/2023 90 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 3/4/2023 91 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 二、發(fā)熱量的測定方法 ? ? ? ?? ? ? ?mqqhthtEHQ nnadb2100,??????（ 2）恒容高位 發(fā)熱量 Qgr,v,ad 的計算 ? ?adbadbadbadvgr QSQ , 95 ????Qgr,v,ad－－分析煤樣的 高位 發(fā)熱量， J/g； Qb,ad －－分析試樣的 彈筒發(fā)熱量， J/g； Sb,ad －－由彈筒洗液測得的硫含量（％） ； 95－－硫酸生成熱校正系數(shù)， J； ?－－硝酸生成熱校正系數(shù)。 返回 3/4/2023 93 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 三、發(fā)熱量的計算 法 （ 1）煙煤的 adVQ ,的經(jīng)驗計算公式為 ? ?? ?? ? , ??????? adadadadadVn e t MVAWKKQ（ 2）褐煤的 adVQ ,的經(jīng)驗計算公式為 ? ?? ?? ? 11, ?????? adadadadVn e t VAMKK返回 3/4/2023 94 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 常用的表示方法 ? 除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五種不同的基準。常用的有下列五種： 空氣干燥基彈筒發(fā)熱量 ， Qb,ad； 空氣干燥基高位發(fā)熱量 ， Qgr,ad； 干基高位發(fā)熱量 ， Qgr,d； 干燥無灰基高位發(fā)熱量 ， Qgr,daf； 收到基低位發(fā)熱量 ， Q,ar； 3/4/2023 95 張紅梅 工業(yè)分析 20232023學年 Inanic and Analytical Chemistry 注意表示方法的問題 ? 空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測定的原始數(shù)據(jù) ， 應以高位發(fā)熱量作測定結(jié)果報出 。 在使用發(fā)熱量結(jié)果時 ， 必須搞清楚其類別和基準；否則會造成很大的