煤中含氧官能团测定方法.doc

煤中含氧官能团测定方法1.碳和氢碳是煤中最重要的组成元素.碳含量(Cr)随煤化程度的升高而增加.泥炭的Cr为50~60%;褐煤为60~77%;烟煤为74~92%;无烟煤为90~98%.在煤化程度相同的煤中,丝质组的Cr最高,镜质组次之,稳定组最低.氢中煤中第二个重要的组成元素.腐泥煤的氢含量(HR)比腐植煤高,一般在6%以上,有时达11%,这是由于形成腐泥煤的低等生物富含氢.在腐植煤中,稳定组的HR最高,镜质组次之,丝质组最低.随煤化程度升高,它们的HR均逐渐减少.2.氮煤中的氮,主要是由成煤植物中的蛋白质转化而来.人们认为煤中的氮通常都是有机氮,其中有一些是杂环形的.煤中的NR通常约为0.8~1.8%,但也随煤公程度的升高而略有下降.我国弱粘结煤和不粘结烟煤的NR多低于1%,可能是在泥炭化阶段受到不同程度的氧化作用,成煤植物中的蛋白质氧化分解,故NR普遍较低.3.氧氧是煤中主要元素之一,氧在煤中存在的总量和形态直接影响着煤的性质煤的元素组成煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素。

煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。

在煤中含量很少，种类繁多的其他元素，一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素或微量元素。

一、煤中的碳一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。

这些稠环的骨架是由碳元素构成的。

因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。

同时，煤中还存在着少量的无机碳，主要来自碳酸盐类矿物，如石灰岩和方解石等。

碳含量随煤化度的升高而增加。

在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55～62％；成为褐煤以后碳含量就增加到60～76.5％；烟煤的碳含量为77～92.7％；一直到高变质的无烟煤，碳含量为88.98％。

个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90％以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95～98％。

因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。

二、煤中的氢氢是煤中第二个重要的组成元素。

除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。

它主要存在于矿物质的结晶水中，如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水。

在煤的整个变质过程中，随着煤化度的加深，氢含量逐渐减少，煤化度低的煤，氢含量大；煤化度高的煤，氢含量小。

总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。

尤其在无烟煤阶段就尤为明显。

当碳含量由92%增至98％时，氢含量则由2.1%降到1%以下。

通常是碳含量在80～86％之间时，氢含量最高。

即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达6. 5％。

在碳含量为65～80％的褐煤和长焰煤段，氢含量多数小于6％。

但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。

三、煤中的氧氧是煤中第三个重要的组成元素。

它以有机和无机两种状态存在。

有机氧主要存在于含氧官能团，如羧基(--COOH)，羟基(--OH)和甲氧基（--OCH3)等中；无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。

煤中有机氧随煤化度的加深而减少，甚至趋于消失。

褐煤在干燥无灰基碳含量小于70％时，其氧含量可高达20％以上。

烟煤碳含量在85％附近时，氧含量几乎都小于10％。

当无烟煤碳含量在92％以上时，其氧含量都降至5%以下。

四、煤中的氮煤中的氮含量比较少，一般约为0.5～3.0％。

氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。

煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物，其原生物可能是动、植物脂肪。

植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮，而且相当稳定，在煤化过程中不发生变化，成为煤中保留的氮化物。

以蛋白质形态存在的氮，仅在泥炭和褐煤中发现，在烟煤很少，几乎没有发现。

煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。

它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。

五、煤中的硫煤中的硫分是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气，危害动、植物生长及人类健康。

所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。

煤中含硫量的多少，似与煤化度的深浅没有明显的关系，无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤，都存在着有机硫或多或少的煤。

煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。

在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层，煤中的硫含量就比较高，且大部分为有机硫。

根据煤中硫的赋存形态，一般分为有机硫和无机硫两大类。

各种形态的硫分的总和称为全硫分。

所谓有机硫，是指与煤的有机结构相结合的硫。

有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。

煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物，一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种，有时也有微量的单质硫。

硫化物硫主要以黄铁矿为主，其次为白铁矿、磁铁矿((Fe7S8)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。

硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主，也有少量的绿矾(FeSO4·7H 20 )等。

煤质化验设备一：煤质化验设备/煤质化验方法/煤质化验知识/煤炭化验设备技术问题解答1.挥发分的含义？对挥发分的测定有何技术要求？答：煤的挥发分是指煤样在900±10℃隔绝空气的条件下加热7min，由煤中有机物分解出来的气体和液体（呈蒸汽状态）的产物。

挥发分的测定是一项规范性很强的试验，其测定的结果完全取决于所规定的试验条件，所以在测定燃煤挥发分时，对测定的技术要求很严。

具体如下：技术要求：（1）高温炉内温度应严格控制在900±10℃的范围内，当放进试样后，炉温应在5min内恢复到900±10℃。

（2）加热时间的计时应用秒表，即当试样一送入高温炉的高温区开始计时，到试样离开高温炉为止，这一操作过程应准确为7min。

否则，试样做报废处理。

（3）测定时应用专用的坩埚。

当坩埚在炉内灼烧时应避免坩埚与坩埚之间、坩埚与高温炉壁的直接接触。

（4）在测定时，如坩埚或坩埚盖上聚有黑烟时，试验也做报废处理。

2.三节炉测碳氢时应该特别注意什么？说明原理、设备？答：原理：第一节电炉起加热燃烧样品的作用，第二节电炉用来燃烧氧化试验热解后未氧化的产物，第三节电炉用来补充燃烧整个燃烧过程，在密闭通氧下进行。

设备：瓷舟，磨口塞，带脚玻璃管。

注意事项如下：（1）在燃烧过程中，必须满足能够使试样完全燃烧的条件，无论在燃烧过程中要经历多少反应，最终都能使样品中的碳和氢定量的转化为二氧化碳和水。

（2）必须清除干扰反应的产物，使燃烧反应后，只有纯净的二氧化碳和水进入吸收装置。

（3）必须选择适当的吸收剂，使二氧化碳和水能定量的被吸收；同时也要维持一定的气体流速，使吸收反应有充裕的时间得以进行，气体流速同时也是保证完全燃烧的必要条件。

3.测碳、氢有哪些元素干扰测定？怎样排除？答：燃烧生成的SO2、NO2、Cl2会干扰测定，排除SO2用PbSO4在600℃下与其作用形成PbSO4而被除去，Cl2用金属? 银在200℃左右与其作用生产AgCl而被除去，金属银在高于500℃的条件下能与SO2?? 作用形成Ag2SO4而被除去，NO2用粒状MnO2与其作用形成Mn（NO3）2而被除去。

4.用艾氏剂法测定煤中全硫时，应注意哪些问题？答：用艾氏剂法测定煤中全硫时，应注意以下几个问题：（1）必须在通风下进行半熔，否则煤粒燃烧不完全而使部分硫不能转化为二氧化硫；（2）沉淀剂BaCl2必须过量；（3）在用水抽提、洗涤时，要求溶液体积不宜过大，以免影响测定结果；（4）注意调节溶液酸度，使CO32-转为CO2逸出；（5）在洗涤过程中，每次吸入蒸馏水前，应将洗液都滤干，这样洗涤效果好；（6）在灼烧前不得残留滤纸，高温炉也应通风；（7）灼烧后的BaSO4在干燥器中冷却后，及时称量；（8）必须做空白试验。

5.燃料煤发热量的含义是什么？答：燃料的发热量是指单位重量的燃料完全燃烧时所释放出来的热量，其单位是J/g或MJ/kg。

对煤炭发热量测定室有何要求？答：（1）热量室应作为发热量测定专用室，室内不得进行其它试验工作；（2）室内应配备窗帘，避免阳光直射；（3）每次测定温度变化不超过1℃为宜；冬夏室温差以不超过15~30℃为宜。

因此，有条件者应配制空调设备；（4）测定发热量时，室内应避免强力通风及热源辐射，总之，为了减少环境条件对发热量测定结果的影响，发热量测定室应尽可能地保持室温的相对恒定。

在室温尚未恒定的时候不得进行发热量的测定。

6.在氧弹充氧操作过程中，应注意些什么？答：（1）首先应检查氧气压力表是否完好、灵敏，指示的压力是否正确，操作是否安全。

（2）在氧弹充氧时，必须使压力缓慢上升，直至所规定的压力后再维持0.5—1min。

（3）在使用氧气时不得接触油脂。

（4）氧弹充氧应按规定压力进行，充氧压力不得偏低或过高。

7.在一次发热量测定后，发现燃烧皿内有未燃尽煤样，试分析是何原因？答：可能原因为：（1）充氧压力不足，或氧弹漏气；（2）煤质太差，挥发分太低；（3）充氧速度太快或燃烧皿位置不正，使试样溅出；（4）点火丝埋入煤粉较深；（5）试样含水量过大或煤粉太粗。

8.燃烧皿内点不上火是何原因？答：原因为：（1）点火开关或调节旋钮接触不良；（2）点火丝与电极脱落；（3）点火丝与燃烧皿或燃烧皿与另一电极接触造成短路；（4）点火丝与试样接触不良；（5）充氧压力偏低；（6）试样含水量过高，挥发分过低，试样颗粒太大；（7）氧弹漏气。

9.使用天平有何注意事项？如何使用？答：使用：任何天平必须首先调零（有的天平要看水平）。

然后可以称量。

使用后必须使砝码回位。

有电源时必须停电。

注意事项：（1）在同一试样的测定工作中必须用同一台天平，同一套砝码测定；（2）在同一试样测定的几次称量过程中，不得多次调零。

（3）所称物体质量不得超过天平最高载重量的1/2。

（4）不能在天平上称量过冷或过热的物体。

（5）被称物体不得与称盘直接接触。

有潮解性，挥发性得物质必须在有盖的容器内，有腐蚀性的物质应放在密封容器内盛重。

（6）称量时，被称物体放左盘，砝码放右盘，均应置于称盘中心。

（7）旋转制动旋钮时，应缓慢均调，时天平梁平稳地启动或制动，如指针仍在摆动时，应待指针将近中心零点时制动。

（8）向天平称盘中加上或取下物品时，再加减法码或开关天平玻璃门时，必须先将天平制动。

（9）在加物品或加减砝码后，必须将各门完全关闭后，再启动天平读取读数。

（10）往盘中加砝码时，应按一定的次序。

（11）应用镊子夹取砝码,不得用手拿取。

（12）每台天平有固定的砝码，整套砝码不得拆散又用于另一台天平。

（13）防止阳光直射天平，用完天平后应及时罩上防尘罩。

（14）天平内应保持清洁，应用软毛刷或绸布拂拭灰尘或洒落的试样。