煤炭化验课件
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煤的工业分析和元素分析
二、水分的测定
煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指 标。因为煤中水分含量越多，煤的无用成分 也越多，同时有大量水分存在，不仅煤的有 用成分减少，而且它在煤燃烧时要吸收大量 的热成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低 越好。
（一）煤中水分的存在形态
（二）煤中全水分（Mt）的测定
（三）分析煤样的水分测定
量。各国采样工具的尺寸都以煤的粒度的倍数 来确定，一般为粒度的2.0~3.0倍。 2．采样精密度 国家标准GB 475-1996《商品煤样采取方法》 中，根据煤炭品种和灰分来规定采样精密度， 具体数值如表3-1。
§3.1 煤样的采集
3．采样单元 4．子样数目和质量 5．煤流中采取商品煤样 6．火车顶部采取商品煤样 【例题3-1】 设一节车皮容量为50t，分别画
煤的工业分析和元素分析
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§3.1 煤样的采集
一、采样基础知识 煤样的采集是指按照国家标准规定的方法采取
具有代表性煤样的过程，简称采样。 1. 采样中常用的基本概念 （1）批 （2）采样单元 （3）子样 （4）总样 （5）分样
因为煤中灰分是有害物质，所以各种用途的煤， 灰分越低也就越好。虽然煤灰是煤中有害物， 但进行综合利用后，也会变废为宝，为国家创 造财富的。
1．仪器 灰皿
长方形灰皿
2．测定过程
称取分析煤样10.1g，于已经在81510℃灼烧恒 量的灰皿中，轻微振动，使样品分散为均匀的薄层， 置 温 度 低 于 100℃ 的 高 温 炉 中 。 在 炉 门 留 有 约 15mm左右的缝隙供自然通风，控制加热速度，使 炉温在30min左右缓慢升高至500℃并保持此温度 30min。然后，升高温度至81510℃，关闭炉门， 在此温度下继续灼烧1h。取出灰皿，于干燥器中 冷至室温（约20min）称量，然后进行检查性灼烧， 每 次 进 行 20min ， 直 到 煤 样 的 质 量 变 化 小 于 0.001g 时 为 止%的样品，可不必进行检查性灼烧。
煤炭化验方法
2.1.26
煤泥
slime
煤经洗选或水采后粒度在0.5mm以下的
产品
2.1.27
矸石
Shale
采.掘过程中从顶、底板或煤层混入煤中的
岩石
矸子
2.1.28
夹矸
Dirt band
夹层在煤层中的矿物质层
2.1.29
洗矸
washeryrejects
从洗煤中排出的矸石
2.1.30
含矸率
Shale cont ent
矿物质硫
2.3.19
全硫
Total sulfur
煤中无机硫和有机硫的总和
St
2.3.20
硫铁矿
硫
Pyretic sulfnr
煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态
存在的硫
S
2.3.21
硫酸盐
硫
Sulfate sulfur
煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫
Ss
2.3.22
固定硫
Fixed sulfur
煤热分解后残渣中的硫
dioxide
煤中以碳酸盐形态存在的二氧化碳
CO2
2.3.13
挥发分
VOLATILE MATTER
煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进
行水分校正后的质量损失
V
2.3.14
焦渣特
征
Characteristics of
charresidue
煤样再测定挥发份后的残留物的粘结
性柱状
2.3.15
固定碳
Fixed carbon
含末率
2.1.15
特大块
Uitra large coal(>100mm)
大于100mm的粒级煤
煤泥
slime
煤经洗选或水采后粒度在0.5mm以下的
产品
2.1.27
矸石
Shale
采.掘过程中从顶、底板或煤层混入煤中的
岩石
矸子
2.1.28
夹矸
Dirt band
夹层在煤层中的矿物质层
2.1.29
洗矸
washeryrejects
从洗煤中排出的矸石
2.1.30
含矸率
Shale cont ent
矿物质硫
2.3.19
全硫
Total sulfur
煤中无机硫和有机硫的总和
St
2.3.20
硫铁矿
硫
Pyretic sulfnr
煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态
存在的硫
S
2.3.21
硫酸盐
硫
Sulfate sulfur
煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫
Ss
2.3.22
固定硫
Fixed sulfur
煤热分解后残渣中的硫
dioxide
煤中以碳酸盐形态存在的二氧化碳
CO2
2.3.13
挥发分
VOLATILE MATTER
煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进
行水分校正后的质量损失
V
2.3.14
焦渣特
征
Characteristics of
charresidue
煤样再测定挥发份后的残留物的粘结
性柱状
2.3.15
固定碳
Fixed carbon
含末率
2.1.15
特大块
Uitra large coal(>100mm)
大于100mm的粒级煤
煤的工业分析PPT课件
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煤分析基础知识
（3）干燥基(Xd) — Md、Ad、Vd、Qgr,d
以假想的无水状态的煤质分析结果为基准。
（4）干燥无灰基(Xdaf) — Mdaf、Adaf、Vdaf、Qgr,
daf
准。
以假想的无水无灰状态的煤质分析结果为基
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煤分析基础知识
四种基准之间的换算关系： 将相关的数据代入所列相应公式中，再乘以 用已知基表示的某一分析值，即可求得以所要 求的基表示的分析值(低位发热量的换算例外)。
100 100 Ad
煤分 换算举例：析基础知识
将空气干燥基(Xad)结果换算成干燥基(Xd)结果。
例 某一煤样的Aad=18.50%，Mad=1.50%。
计算煤样的Ad：X d
100 100 Mad
X
ad
Ad
100 100 M ad
Aad
100 18.50 18.78 1001.50
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煤分析基础知识
3. 煤质分析结果的基准及其换算 水泥用煤分析中常用的试样基准有四种。
（1）收到基(Xar) — Mar、Aar、Var、Qgr,ar 以收到状态的煤质分析结果为基准。
（2）空气干燥基(Xad)— Mad、Aad、Vad、Qgr,ad 、 St，
ad
以煤中水分与空气中的湿度达到平衡状态的煤质分 析结果为基准。
GB/T212-2008煤的工业分析方法
3.2 方法B（空气干燥法） 3.2.1 方法提要
称取一定量的一般分析试验煤样，置于（105～110）℃干燥 箱中，在空气流中干燥到质量恒定。根据煤样的质量损失计算 出水分的质量分数。 3.2.2仪器设备 1 鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在（105～ 110）℃范围内。 2 玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并带有严密的磨口盖。 3 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 4分析天平：感量0.1mg。 。
煤分析基础知识
（3）干燥基(Xd) — Md、Ad、Vd、Qgr,d
以假想的无水状态的煤质分析结果为基准。
（4）干燥无灰基(Xdaf) — Mdaf、Adaf、Vdaf、Qgr,
daf
准。
以假想的无水无灰状态的煤质分析结果为基
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煤分析基础知识
四种基准之间的换算关系： 将相关的数据代入所列相应公式中，再乘以 用已知基表示的某一分析值，即可求得以所要 求的基表示的分析值(低位发热量的换算例外)。
100 100 Ad
煤分 换算举例：析基础知识
将空气干燥基(Xad)结果换算成干燥基(Xd)结果。
例 某一煤样的Aad=18.50%，Mad=1.50%。
计算煤样的Ad：X d
100 100 Mad
X
ad
Ad
100 100 M ad
Aad
100 18.50 18.78 1001.50
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煤分析基础知识
3. 煤质分析结果的基准及其换算 水泥用煤分析中常用的试样基准有四种。
（1）收到基(Xar) — Mar、Aar、Var、Qgr,ar 以收到状态的煤质分析结果为基准。
（2）空气干燥基(Xad)— Mad、Aad、Vad、Qgr,ad 、 St，
ad
以煤中水分与空气中的湿度达到平衡状态的煤质分 析结果为基准。
GB/T212-2008煤的工业分析方法
3.2 方法B（空气干燥法） 3.2.1 方法提要
称取一定量的一般分析试验煤样，置于（105～110）℃干燥 箱中，在空气流中干燥到质量恒定。根据煤样的质量损失计算 出水分的质量分数。 3.2.2仪器设备 1 鼓风干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在（105～ 110）℃范围内。 2 玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并带有严密的磨口盖。 3 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 4分析天平：感量0.1mg。 。
煤的工业分析与元素分析 PPT
焦渣是由固定炭和灰分构成的。
焦渣特征分为8类（判断煤的粘结性、熔融性和膨胀性）：
① 粉状
② 粘着
③ 弱粘结 ④ 不熔融粘结
焦渣的序号越大，表明粘结性越强。
⑤ 不膨胀熔融粘结
⑥ 微膨胀熔融粘结
⑦ 膨胀熔融粘结
恒定。根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。
结果计算：
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
煤的灰分是煤在规定条件下完全 燃烧后的残留物，即煤中矿物质 在一定温度下经过一系列分解、 化合等复杂反应后剩下的残渣。 用A（%）表示 。
灰分全部来自矿物质，但组成和 质量又不同于矿物质 。
加上煤的发热量和煤中全硫的测定 则称为全工业分析。
挥发分和固定炭则初步反映煤中有机质的数量与性质。
1.1 煤中的水分
1.1.1 煤中水分的存在形式 外在水分Mf
附着在煤颗粒表面及直径大于10-5cm的大毛细孔中的水分 。 室温下失去。仅失去外在水分的煤称为空气干燥煤。 内在水分Minh 吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔（直径<10-5cm）中的水分 。 将空气干燥煤样加热至105~110℃时所失去的水分 。 化合水 以化学方式与矿物质结合的水分。
（2）利用途径
①作为煤转化过程的催化剂 ②生产建筑材料 ③制成环保制剂或材料 ④回收稀有金属和其它有用成分 ⑤用作化肥和土壤改良剂
1.3.1 煤的挥发分（volatile matter）
煤在高温条件（900℃）下隔绝空气加热一定时间，煤的有机质受热分解 出部分气体和蒸气状态产物，称为挥发物；挥发物占煤样质量的百分数称为挥 发分产率，简称为挥发分，用V表示。
当碳酸盐的CO2含量≥2%时，
Vad校正= Vad -(CO2)ad ，%
《煤质分析》PPT课件
3．其它分析
• 如伴生元素分析.煤中的伴生元素很多,但一般是指 有提取价值的锗、镓、铀、钒、铝、钽等常见的 稀有元素.
• 如煤中的锗含量在20 g∙g-1以上时即可计算储量 而有一定的提取价值,镓含量在50 g∙g-1以上和铀 含量在300～500 g∙g-1以上时也有提取价值,
3．其它分析
• 再如有害元素分析.煤中的有害元素种类很多,如硫, 磷、氯、砷、氟、铬、镉、汞等.硫、磷、氯主要 是指工业利用中对生产有害,后几种则是对人体和 环境有害,根据特殊的需要进行检测.
收到基〔ar〕 as received 空气干燥基〔ad〕 air dry 干基〔d〕 dry 干燥无灰基〔daf〕 dry af 干燥无矿物质基〔dmmf〕 mineral matter free
收到基〔ar〕 就其含义而言,是从收到的一批煤样中取出具有代表性的 煤样,以此种状态的煤样测定的结果并以此基表示的值,称 为收到基.
二、发热量的种类和基准
• 煤的发热量分类： • 弹筒发热量 • 高位发热量 • 低位发热量
1．弹筒发热量：〔Qb〕
• 是指单位质量的煤样在量热计和弹筒内,在过量的高压氧气 条件下〔初始压力为27～35大气压〕燃烧后产生的热量,也 就是用弹筒量热计实测出的热量.
1.外在水分的测定
1〕粒度小于13mm的煤样1kg左右〔精确到0.1g,G〕,倒入已恒重的白铁皮浅 盘中〔长280mm,宽230mm,高30mm〕；
2〕摊平试样于45~50oC烘箱中干燥8h,冷却至室温称量； 3〕放置8h自然干燥后,再称量；直至两次称量之差不大于0.3%为止,试样减
轻为G1
Mf
空气干燥基〔ad 〕
❖ 是指煤样所处环境与水蒸气压达到平衡时的煤样.在新标 准中规定：煤样若在空气中连续干燥1小时后质量变化不 超过0.10%,则认为达到空气干燥状态.
煤的发热量测定实验(课堂PPT)
– 学习重点：仪器结构；测量原理。 – 操作重点：点火丝安装；氧弹充氧。
☆ 难点
– 对工作原理和测量原理的理解。 – 高位、低位发热量计算的理论依据。
.
3
二、仪器结构及工作原理
1、主要测量仪器
★自动恒温量热仪； ★计算机系统； ★电子天平。
一台计算机可以同时控制两台量热仪
.
4
2、辅助设备及工具
– 氧气瓶（带减压阀、输氧管） – 手持式充氧仪 – 放气阀 – 压饼机 – 干燥器 – 10ml量筒 – 扳手、镊子、剪刀、改锥等工具
电极的电源不会短路； ⑷、点火电极接通电源时，点火丝的高温引燃坩埚内的燃
烧试样； ⑸、经过一定时间后，坩埚内的试样燃烧完毕。 ⑹、试样燃烧发出的热量被弹体吸收，并传给桶内的水。
.
11
5、手持充氧仪
充氧仪外观
减压阀外观
.
12
手 持 式 充
氧
仪 结 构 剖
视
图
.
13
6、计算机软件
.
14
计算机软件说明
Sb.ad-----由弹桶洗液测得的 含硫量（%）。当全硫低于4.00%
或发热量大于14600J/g时，可用全硫(St.ad)代替。
a --------硝酸形成热校正系数。
Qb.ad≤16700J/g，a=0.0010
16700<Qb.ad≤25100J/g，a=0.0012
Qb.ad>25100J/g，a=0.0016
⑴、功能说明
本系统计算机软件可分为主要功能和辅助功能两部分。 主要功能包括： § 硬件调试------调试仪器的泵阀、搅拌、点火等功能； § 设置------实验开始后设置有关初始参数； § 测试-----自动控制量热仪完成整个测试过程； § 数据处理-----测试过程完成后进行计算、存储、打印、备份等 。 辅助功能包括：查看和帮助。
☆ 难点
– 对工作原理和测量原理的理解。 – 高位、低位发热量计算的理论依据。
.
3
二、仪器结构及工作原理
1、主要测量仪器
★自动恒温量热仪； ★计算机系统； ★电子天平。
一台计算机可以同时控制两台量热仪
.
4
2、辅助设备及工具
– 氧气瓶（带减压阀、输氧管） – 手持式充氧仪 – 放气阀 – 压饼机 – 干燥器 – 10ml量筒 – 扳手、镊子、剪刀、改锥等工具
电极的电源不会短路； ⑷、点火电极接通电源时，点火丝的高温引燃坩埚内的燃
烧试样； ⑸、经过一定时间后，坩埚内的试样燃烧完毕。 ⑹、试样燃烧发出的热量被弹体吸收，并传给桶内的水。
.
11
5、手持充氧仪
充氧仪外观
减压阀外观
.
12
手 持 式 充
氧
仪 结 构 剖
视
图
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13
6、计算机软件
.
14
计算机软件说明
Sb.ad-----由弹桶洗液测得的 含硫量（%）。当全硫低于4.00%
或发热量大于14600J/g时，可用全硫(St.ad)代替。
a --------硝酸形成热校正系数。
Qb.ad≤16700J/g，a=0.0010
16700<Qb.ad≤25100J/g，a=0.0012
Qb.ad>25100J/g，a=0.0016
⑴、功能说明
本系统计算机软件可分为主要功能和辅助功能两部分。 主要功能包括： § 硬件调试------调试仪器的泵阀、搅拌、点火等功能； § 设置------实验开始后设置有关初始参数； § 测试-----自动控制量热仪完成整个测试过程； § 数据处理-----测试过程完成后进行计算、存储、打印、备份等 。 辅助功能包括：查看和帮助。
电子教案与课件：煤化学 课件 第六章 煤分类与煤质评价
例题6-2 某烟煤在密度1.4kg/L的氯化锌重液 中分选出的浮煤Vdaf为27.29%，黏结指数G为95， 胶质层厚度Y为23.5mm，奥阿膨胀度b为255%， 试确定煤质牌号？
解：根据G＞85，应采用Y或b作为辅助分类指标， 因为Y＜25，Vdaf为27.29%，应划分为焦煤25号， 因为b＞150，Vdaf为27.29%，应划分为肥煤26 号，两者矛盾时应以Y值为准，最终确定为25号 焦煤。
表6-2 中国煤炭分类的完整体系
项目
技术分类/商业编码
科学/成因分类
技术分类：GB5751-2009 中国煤炭分类； 国家标准 商业编码：GB/T16772-1997 中国煤炭 GB/T17607-1998 中国煤层煤分类
编码系统
应用范围
1.加工煤（筛分煤、洗选煤、各粒煤 级）；
2.非单一煤层煤或配煤； 3.商品煤； 4.指导煤炭利用
煤化学第六章煤的分类指标中国煤分类国际煤分类煤质评价表61一些国家煤炭分类指标及方案对照简表国家分类指标主要类别名称英国挥发分4大类24小类德国挥发分坩埚焦特征无烟煤贫煤瘦煤肥煤气煤气焰法国挥发分坩埚膨胀序数无烟煤贫煤14肥煤12肥煤短焰肥煤肥煤肥焰煤干焰煤波兰挥发分罗加指数胶质层指数发热量无烟煤无烟质煤贫煤半焦煤副焦煤正焦煤气焦煤气煤长焰气10大类13小类前苏联顿巴斯挥发分胶质层指数无烟煤贫煤黏结瘦煤焦煤肥煤气肥煤气煤长焰煤8大类13小类美国固定碳挥发分发热无烟煤烟煤次烟煤褐煤4大类13小类日本煤田探查审议无烟煤沥青煤亚沥青煤褐煤4大类一反映煤化程度的指标碳含量挥发分反映煤化程度的指标氢含量发热量透光率反射率大多数国家使用干燥无灰基挥发分vdaf来表示煤化程度这主要是因为干燥无灰基挥发分随煤化程度的变化呈规律性变化能够较好地反映煤化程度的高低而且挥发分测定方法简单标准化程度高
煤的一般分析课件
从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约 20min）后称 量。 仪器设备： 干燥箱：带有自动控温装置，能保持温度在 105～110℃范围内。 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 玻璃称量瓶：直径 40mm，高 25mm，并带有严密的磨口盖。 分析天平：感量 0.1mg。 注意事项： 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 或质量增加时为止。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。 注：以上称重应精确至 0.0002g
1.13煤样破碎
在制样过程中用机械或人工方法减小煤样粒度的过程。 1.14煤样混合 把煤样混合均匀的过程。 1.15煤样缩分 在煤样制备中，将试样分成具有代表性的几部分，一份或多份留下来的过程。 1.16 工业分析 水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目分析的总称。 煤质分析的一般规定 2.1 煤样的保存 2.1.1 各种样品按规定进行采样和缩制。除另说明应将其制成粒度小于0.2mm的分 析样。 2.2.2 分析试样应装入带有严密玻璃塞的广口瓶中。
灰 分 与 挥 发 分 测 定 仪 器 与 瓷 坩 埚
马弗炉：能保持温度为（815±10）℃。炉膛具有足够的恒温区。炉后壁的上部带有 直径为 25～30mm 的烟囱，下部离炉膛底 20～30mm 处，有一个插热电偶的小孔， 炉门上有一直径为 20mm的通气孔。 注：马弗炉的恒温区应在关闭炉门下测定，并至少每年测定一次。高温计（包括毫伏 计和热电偶） 注：至少每年校准一次。 瓷灰皿：长方形，底面长 45mm，宽 22mm，高 14mm。 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 分析天平：感量 0.1mg。耐热瓷板或石棉板。 注意事项： 进行检查性灼烧，每次 20min。直到连续两次灼烧的质量变化不超过 0.0010g 为止。 以最后一次灼烧后的质量为计算依据。如遇检查性灼烧时结果不稳定，应改用缓慢灰 化法重新测定。灰分低于15.00%时，不必进行检查性灼烧。
2.8 煤的元素分析ppt详解
氧是煤中反应能力最强的元素，对煤的加工利 用影响较大。氧元素在煤的燃烧过程中不产生热量， 但能与产生热量的氢生成无用的水，使燃烧热量降 低，在炼焦过程中，氧化使煤中氧含量增加，导致 煤的黏结性降低，甚至消失；但制取芳香羧酸时， 氧含量高的煤是较好的原料。
煤中氧含量随着煤化程度增高而明显减少。
氮
氮是煤中惟一完全以有机状态存在的元素。 煤中氮元素含量较少，一般为0.5%～3%。煤中氮 含量随煤化程度的增高而趋向减少。煤在燃烧和 气化时，氮转化为污染环境的NOx，在煤的炼焦过 程中部分氮可生成N2、NH3、HCN及其他有机含 氮化合物逸出，由此可回收制成硫酸铵、硝酸等 化学产品；其余的氮则进入煤焦油或残留在焦炭 中，以某些结构复杂的氮化合物形式出现。
2、反应方程式
⑴ 燃烧反应
⑵ 对CO2和H2O的吸收反应
⑶ 消除硫、氯、氮对测定干扰的反应
① 三节炉（燃烧炉、催化炉、转化炉）
② 二节炉（燃烧炉、催化转化炉）
在燃烧管外部，用粒状二氧化锰去除氮氧化物
3、碳、氢测定仪
1-气体干燥塔；2-流量计；3-橡皮帽；4-铜丝卷；5-燃烧舟；6-燃烧管；7-氧化铜； 8-铬酸铅；9-银丝卷；10-吸水U形管；11-除氮U形管；12-吸二氧化碳U形管； 13-保护用U形管；14-气泡计；15-三节电炉及控温装置
当空气干燥煤样中碳酸盐和二氧化碳的含量＞2 ％时，则：
Cad
0.2729 m1 m
100% 0.2729CO2 ad
5、电量-重量法
CO2(碱石棉吸收)
煤样 O2 WO3
H2O P2O5 HPO3 m电解KQ 氢含量
SO2和Cl2(高锰酸银热解产物吸收)
NOx(粒状二氧化锰)
煤中氧含量随着煤化程度增高而明显减少。
氮
氮是煤中惟一完全以有机状态存在的元素。 煤中氮元素含量较少，一般为0.5%～3%。煤中氮 含量随煤化程度的增高而趋向减少。煤在燃烧和 气化时，氮转化为污染环境的NOx，在煤的炼焦过 程中部分氮可生成N2、NH3、HCN及其他有机含 氮化合物逸出，由此可回收制成硫酸铵、硝酸等 化学产品；其余的氮则进入煤焦油或残留在焦炭 中，以某些结构复杂的氮化合物形式出现。
2、反应方程式
⑴ 燃烧反应
⑵ 对CO2和H2O的吸收反应
⑶ 消除硫、氯、氮对测定干扰的反应
① 三节炉（燃烧炉、催化炉、转化炉）
② 二节炉（燃烧炉、催化转化炉）
在燃烧管外部，用粒状二氧化锰去除氮氧化物
3、碳、氢测定仪
1-气体干燥塔；2-流量计；3-橡皮帽；4-铜丝卷；5-燃烧舟；6-燃烧管；7-氧化铜； 8-铬酸铅；9-银丝卷；10-吸水U形管；11-除氮U形管；12-吸二氧化碳U形管； 13-保护用U形管；14-气泡计；15-三节电炉及控温装置
当空气干燥煤样中碳酸盐和二氧化碳的含量＞2 ％时，则：
Cad
0.2729 m1 m
100% 0.2729CO2 ad
5、电量-重量法
CO2(碱石棉吸收)
煤样 O2 WO3
H2O P2O5 HPO3 m电解KQ 氢含量
SO2和Cl2(高锰酸银热解产物吸收)
NOx(粒状二氧化锰)