09材料热工基础实验指导书概论.docVIP

无机材料热工基础 实 验 指 导 书实验一 煤的工业分析 一、实验目的 1.掌握煤的工业分析方法2.了解煤的合用性能及煤种的判断方法3.根据经验公式计算煤的低发热量工业分析则是我国工矿企业中采用的一种简易分析方法，即通过对实验室中的空气干燥基煤样所含挥发分 V、固定碳FC、灰分 A、水分M 进行测定，得到煤的工业分析成分的方法。若分别以 Vad 、FCad 、Aad 、M ad 表示空干燥基下煤样中挥发分、固定碳、灰分和水分的重量百分含量，则有：V ad +FC ad +A ad +M ad =100% 实验的原理为热解重量法，即根椐煤样中各组分的不同物理学性质，控制不同的温度和时间，使其中的某种组分发生分解或完全燃烧，并以失去的重量占原度样重量的百分比作为该组分的重量百分含量。其中对水分的分析采用常规测定的方法进行。即将煤置于 105℃～110℃ 的鼓风干燥箱中干燥，并进行检查，直至重量变化小于 ± 0.001g 为止；对煤的灰分的分析采用快速灰化法，即将煤样置于 815℃ 的马弗炉中灼烧 40 分钟，并检查其燃烧完全程度，直至重量变化小于 ± 0.001g 为止。挥发分是煤样在特定的条件下受热分解的产物，故采取将煤样放入带盖的瓷坩埚中，置于 900± 10℃ 的马弗炉中，隔绝空气加热 7 分钟，冷却后称重，以失重减去水分即为挥发分重量。 　上述各组分的计算式为： 水分： ??? M ad = （失重 / 样品重） × 100% 灰分： ??? A ad = （灰重 / 样品重） × 100% 挥发分： ? V ad = （灰重 / 样品重） × 100% － M ad 三、仪器设备主要设备有：马弗炉、鼓风干燥箱、 1/10000 天平、玻璃干燥器及称量瓶、瓷坩埚等。四、实验步骤1.准备工作 ?? 将鼓风干燥箱、马弗炉升温至实验要求的温度并制备实验煤样。 2水分的测定 ????? 在分析天平上称出预先烘干的带盖称量瓶的空重，然后加入粒度小于 0.2mm 的煤样 1 ± 0.1g ，称量时读数精确到小数点后四位。打开瓶盖，将称量瓶置入预先加热到 105 ～ 110 oC 的鼓风干燥箱中，将烟煤干燥 1 小时，无烟煤干燥 1 ～ 1.5 小时。取出称量瓶并加盖，在空气中冷却 2 ～ 3 分钟后，放入干燥器中冷却到室温（约 20 分钟），称重。 3灰分的测定 ??? 在预先灼烧并称出空重的矩形坩埚中加入粒度为 0.2mm 以下的煤样 1 ± 0.1g ，称量时准确至小数点后 4 位。将坩埚置入已预热到 850oC 的马弗炉中，在 815 ± 10 oC 的温度下灼烧 40 分钟，取出坩埚在空气中冷却 5 分钟后，放入干燥器内冷却到室温（约 20 分钟），称重。称重后的样品再进行每次 20 分钟的检查性灼烧，直至重量变化＜ 0.001g 为止（当灰分＜ 15% 时可不进行检查性灼烧），并取最后一次测定重量进行计算。 4挥发分的测定 在分析天平上称出预先在920oC下烧至恒重的带盖坩埚的空重，加入粒度＜ 0.2mm 的煤样 1 ± 0.1g ，称准至小数点后四位，轻轻振动坩埚待煤样铺平后加盖（若为褐煤或长焰煤则应预先压块，并切成约 3mm 的小块备用）。将坩埚迅速置入预先升温至 920oC 的马弗炉中，并在 900 ± 10OC 的温度下继续加热 7 分钟（若 3 分钟内炉温不能恢复到 900 ± 10O C ，并保持到实验结束，则该实验作废）。取出坩埚在空气中冷却 5 ～ 6 分钟后，放入干燥器中冷却到室温（约 20 分钟）称重。根据煤样的焦渣特性及 V daf 值进行种类判断及其低发热量 Q netad 的计算。 五、结果处理测定数据的记录及处理 测定成分 容器名称 容器空重 /g 加样总重 /g 样品重 /g 热处理后 总重 /g 计算结果 /% 水 分 ? ? ? ? ? ? 灰 分 ? ? ? ? ? ? 挥发分 ? ? ? ? ? ? 固定碳 ? ? FC ad ＝ 100% －（ M ad ＋ A ad ＋ V ad ） 2.煤的种类的判断 ??? 鉴于我国对煤的种类的划分是以 无灰分含量 V daf 为根据，而 V daf 与 V ad 之间存在以下的换算关系： ????? ?????????????????????? Vdaf =Vad×[100－（ Mad +Aad ）]/100 ? ? 则根据 Vdaf 可进行煤样的种类判断。 煤的种类 褐煤 烟煤 无烟煤 V daf ＞ 37 10~46 ＜ 10 ? 计算煤的低位发热量 Q net.ad 　　根据工业分析数据，可按下列公式计算