煤的特性分析实验指导书.docx

煤质特性分析实验指导书煤室重要的化石燃料，在工业中有着举足轻重的作用，广泛应用于各行各业。在火力发电中，煤发电占有比例达60%多。了解燃料特性，可以用来指导煤的燃烧，评价煤的质量，为煤的高效清洁燃烧提供参考。能源与动力工程专业开放实验《煤的特性分析》共计16个学时，包含4个实验，分别是煤的水分测定、挥发分测定、灰分测定和煤的热值测定。前三个实验属于工业分析的范畴，参考国标编号为：GB/T 212-2008。煤的发热量测定采用自动量热仪进行测定。具体实验分配见下表：表1 能动专业开放实验一览表实验序号实验名称学时分组人数实验一煤的水分测定48实验二煤的挥发分测定48实验三煤的灰分测定48实验四煤的发热量测定48共计16煤的工业分析煤的工业分析包含实验一、实验二和实验三共计三个实验，通过这三个实验得出煤的水分、灰分、挥发分和固定碳的含量，也即是煤的工业分析成分。实验目的煤的工业分析是锅炉设计、灰渣系统设计和锅炉燃烧调整的重要依据，是燃料分析的基础性实验。它通过规定的实验条件测定煤中水分﹑灰分﹑挥发分和固定碳质量含量的百分数，并观察评判焦碳的粘结特征。通过煤的工业分析实验巩固概念，使学生掌握煤的工业分析方法。实验原理煤在加热到一定温度时，首先水分被蒸发出来；继续加热时，煤中C、H、O、N、S等元素所组成的有机质、无机质分解产生气体挥发出来，这些气体称为挥发分；挥发分析出后，剩下的是焦渣，焦渣就是碳和灰分。煤的工业分析就是在明确规定的实验条件下（GB/T212-2008《煤的工业分析方法》）测定煤中水分﹑灰分﹑挥发分质量含量的百分数，煤中固定碳的质量含量百分数是以100减去水分﹑灰分﹑挥发分质量含量的百分数而计算得出的。实验一煤的水分测定水分的测定方法主要有通氮干燥法和空气干燥法，本实验采用通空气法进行水分测定，该方法简便且精度基本满足工业分析要求，适用于烟煤和无烟煤。实验仪器和材料玻璃称量皿40mmX25mm鼓风干燥箱托盘分析天平精度0.0001g干燥器实验步骤称取一定量的空气干燥煤样，置于105-110℃的干燥箱中，在空气气流中干燥到质量恒重。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。用预先干燥和已称量过的称量瓶（或瓷皿）称取粒度小于0.2 mm的空气干燥样1±0.1g（称准到0.0002 g）平摊在称量瓶（至少两组实验数据）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。烟煤干燥1h，无烟煤干燥1h。从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，在空气中冷却2～3min，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。进行检查性干燥,每次30 min,直至连续两次干燥煤样质量的减少不超过0.0010 g 或质量增加为止。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2.00%以下时,不必进行检查性干燥。工业分析空气干燥煤样的水分计算公式：Mad=×100 式中： Mad：空气干燥煤样的水分，单位为百分数（%）； m：称取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）。注意事项将煤粉样品平铺于干燥皿底部，否则会导致干燥不充分取放实验样品时应带棉质手套，以防烫伤取样品后、放样品前，将干燥皿盖子盖上，以防空气中水蒸气影响实验结果必须进行干燥性检查，进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g或质量增加为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。进行误差分析，看精密度是否满足附录表2的要求。思考题水分对燃料燃烧的影响。附录表1水分测定实验记录表序号实验标号干燥皿质量，g样品质量，g干燥后总质量，g1A2B表2 水分测定的精密度水分质量分数（Mad）/%重复性限/%5.00.25.00~10.000.310.000.4实验二煤的挥发分测定实验仪器和材料马弗炉坩埚（带盖）坩埚钳坩埚架分析天平精度0.0001g干燥器实验步骤称取一定量的空气干燥基煤样，放在带严密盖的挥发分坩埚中，在（900±10）℃下隔绝空气加热7 min，以减少的质量占煤样质量的百分数，减去煤样的水分含量作为煤样空气干燥基的挥发分。称取空气干燥基煤样（1±0.1）g，准确到0.0002 g，放入预先于900℃灼烧到质量恒定的带盖挥发分坩埚中，轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。（褐煤和长焰煤应预先压饼，并切成约3mm的小块）。将马弗炉预先加热到920℃左右。打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区，立即关闭炉门，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（900±10）℃。此后保持在（900±10）℃，否则此次实验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。取出坩埚，放在空气中冷却约5min，移入干燥器中冷至室