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挥发分的测定

有货之家 有货之家 发表于2024-11-14 01:04:39 浏览297 评论0

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方法提要

挥发分的测定

称取一定量的空气干燥煤样,放在带盖的瓷坩埚中,在 (900 ± 10) ℃,隔绝空气加热 7min。以减少的质量占煤样质量的质量分数,减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发分。

仪器设备

挥发分坩埚 带有配合严密盖的瓷坩埚,形状和尺寸如图73.7 所示。坩埚总质量为15~ 20g。

图73.7 挥发分坩埚(数字单位: mm)

高温炉 带有高温计和调温装置,能保持温度在 (900 ±10) ℃,并有足够的 (900 ±5) ℃ 的恒温区。炉子的热容量为当起始温度为 920℃ 时,放入室温下的坩埚架和若干坩埚,关闭炉门后,在 3min 内恢复到 (900 ±10) ℃。炉后壁有一个排气孔和一个插热电偶的小孔,小孔位置应使热电偶插入炉内后其热接点在坩埚底和炉底之间,距离炉底 20~30mm 处。

坩埚架 用镍铬丝或其他耐热金属丝制成。其规格尺寸以能使所有的坩埚都在高温炉恒温区内,并且坩埚底部紧邻热电偶热接点上方 (图73.8) 。

坩埚架夹 见图73.9。

图73.8 坩埚架(数字单位: mm)

图73.9 坩埚架夹

压饼机 螺旋式或杠杆式压饼机,能压制直径约 10mm 的煤饼。

分析步骤

称取1g (精确至0.0001g) 粒度小于0.2mm 的空气干燥煤样,置于预先在900℃灼烧至恒量的带盖瓷坩埚中,然后轻轻振动坩埚,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。

将高温炉预先加热至 920℃左右。打开炉门,迅速将放有坩埚的架子送入恒温区,立即关上炉门并计时,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) ℃,否则此次试验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。

从炉中取出坩埚,放在空气中稍冷却,移入干燥器中冷却至室温后称量 (精确至0.0001g) 。

焦渣特征分类

测定挥发分所得焦渣的特征,按下列规定加以区分:

1) 粉状———全部是粉末,没有相互粘着的颗粒。

2) 粘着———用手指轻碰即成粉末或基本上是粉末,其中较大的团块轻轻一碰即成粉末。

3) 弱粘结———用手指轻压即成小块。

4) 不熔融粘结———以手指用力压才裂成小块,焦渣上表面无光泽,下表面稍有银白色光泽。

5) 不膨胀熔融粘结———焦渣形成扁平的块,煤粒的界线不易分清,焦渣上表面有明显银白色金属光泽,下表面银白色光泽更明显。

6) 微膨胀熔融粘结———用手指压不碎,焦渣的上下表面均有银白色金属光泽,但焦渣表面具有较小的膨胀泡 (或小气泡) 。

7) 膨胀熔融粘结———焦渣上、下表面有银白色金属光泽,明显膨胀,但高度不超过 15mm。

8) 强膨胀熔融粘结———焦渣上、下表面有银白色金属光泽,焦渣高度大于 15mm。

为了简便起见,通常用上列序号作为各种焦渣特征的代号。

按下式计算空气干燥煤样的挥发分含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:Vad为空气干燥煤样的挥发分质量分数,%;m为称取空气干燥煤样的质量,g;m1为煤样加热后减少的质量,g;Mad为空气干燥煤样的水分的质量分数。

注意事项

1)煤的挥发分测定是一种规范性很强的分析,其结果受加热温度、加热时间、加热方式、所用坩埚的大小、形状、材质及坩埚盖的密封程度等影响。改变任何一个分析条件,都会对测定结果带来影响。

2)每次分析最好放同样数目坩埚,以保证坩埚及其支架的热容量基本一致。

3)坩埚从高温炉取出后,在空气中冷却时间不宜过长,以防焦渣吸水。

4)当测定低变质程度的煤如褐煤、长焰煤时,由于它们的水分和挥发分很高,如以松散状态放入900℃炉中加热,则挥发分会骤然大量释出,把坩埚盖顶开(产生爆鸣声)带走煤粒,使结果偏高,而且重复性差。若将试样压成饼切成3mm的小块后再进行测定,由于试样紧密可减缓挥发分的释放速度,因而可有效地防止煤样爆燃、喷溅,使测定结果稳定可靠。