先将煤样干馏，除去挥发物 (如试样为焦炭则不需要干馏处理) 。然后将其筛分并选取一定粒度的焦渣装入反应管中加热。加热到一定温度后，以一定的流量通入二氧化碳与试样反应。测定反应后气体中二氧化碳的含量，以被还原成一氧化碳的二氧化碳量占通入的二氧化碳量的百分数，即二氧化碳还原率 α (%) ，作为煤或焦炭对二氧化碳化学反应性的指标。方法适用于褐煤、烟煤、无烟煤及焦炭。
试剂
无水氯化钙。
氢氧化钠或氢氧化钾。
硫酸。
钢瓶二氧化碳气纯度 98%以上。
仪器装置
反应性测定仪 应具有以下技术要求，反应炉: 炉膛长约 600mm，内径 28～ 30mm，最高加热温度可达 1350℃ 的硅碳管竖式炉。反应管: 耐温 1500℃ 石英管或刚玉管，长800～ 1000mm，内径 20～ 22mm，外径 24～ 26mm。温度控制器: 能按规定程序加热，控温精度 ±5℃，最高控制温度不低于 1300℃。
试样处理装置 应具有以下技术要求，管式干馏炉: 带有温控器，有足够的容积，温度能控制在 (900 ±20) ℃。干馏管: 耐温 1000℃的瓷管或刚玉管，长 500～660mm，径约30mm，外径 33～ 35mm。
气体分析器 奥氏气体分析器或者其他二氧化碳气体分析器，测定范围为 0～100%，精度为 ±2%。
铂铑-铂热电偶和镍铬-镍硅热电偶各一对。
热电偶套管 长 500～600mm，内径 5～6mm，外径 7～8mm 的刚玉管两根。
气体流量计 量程 0～700mL/min (在气压低于 799.9hPa，即 600mmHg 柱的地区要用量程较大的流量计) 。
圆孔筛 直径200mm，孔径3mm 和6mm，符合板厚小于3mm 的工业筛标准，并配有底和盖。
气体干燥塔 内装氯化钙。
洗气瓶 内装浓硫酸。
稳压贮气筒。
水银气压计 测量范围 799.9～1066.6hPa，精度 0.13hPa，分度值 1.33hPa，工作温度 -15～45℃。
测定准备
a.试样的制备与处理。按 GB 474—2008 《煤样的制备方法》 规定制备 3～ 6mm 粒度的试样约 300g。
用橡皮塞把热电偶套管固定在干馏管中，并使其顶端位于干馏管的中心。将干馏管直立，加入粒度为6～8mm 碎瓷片或碎刚玉片至热电偶套管露出瓷片约100mm，然后加入试样至试样层的厚度达 200mm，再用碎瓷片或刚玉片充填干馏管的其余部分。
将装好试样的干馏管放入管式干馏炉中，使试样部分位于恒温区内，将镍铬-镍硅热电偶插入热电偶套管中。接通管式干馏炉电源，以 15～20℃ /min 的速度升温至 900℃时，保持 1 h。切断电源，放置冷却至室温，取出试样，用 6mm 和 3mm 的圆孔筛叠加在一起筛分试样，留取 3～6mm 粒度的试样作测定用。粘结性煤处理后其中大于 6mm 的焦块必须破碎使之全部通过 6mm 筛。煤样也可以用 100mL 的带盖坩埚在高温炉内按同样加热程序处理。
b.反应性测定仪的安装。按图73.24 连接各部件并使各连接处不漏气。用橡皮塞将热电偶套管固定在反应管中，使套管顶端位于反应管恒温区中心。将反应管直立，加入粒度为 6～8mm 碎刚玉片或碎瓷片至热电偶套管露出刚玉碎片或瓷碎片约 50mm。
图73.24 反应性测定装置图
分析步骤
将热处理后 3～ 6mm 粒度的试样加入反应管，使料层高度达 100mm，并使热电偶套管顶端位于料层的中央，再用碎刚玉片或碎瓷片充填其余部分。将装好试样的反应管插入反应炉内，用带有导出管的橡皮塞塞紧反应管上端，把铂铑-铂热电偶插入热电偶套管。
通入二氧化碳检查系统有无漏气现象，确认不漏气后继续通二氧化碳2～3min 赶净系统内的空气。接通电源，以 20～ 25℃ /min 速度升温，并在 30min 左右将炉温升到 750℃(褐煤) 或 800℃ (烟煤、无烟煤) ，在此温度下保持 5min。当气压在 (1013.3 ± 13.3)hPa ［(760 ± 10) mmHg］、室温在 12～ 28℃ 时，以 500mL / min 的流量通入二氧化碳 (如气压和室温偏离规定，应按注意事项校准) ，通气 2.5min 时用奥氏气体分析器在 1min 内抽气清洗系统并取样。停止通入二氧化碳，分析气样中的二氧化碳浓度 (若用仪器分析，应在通二氧化碳 3min 时记录仪器所显示的二氧化碳浓度) 。
在分析气体的同时，继续以 20～25℃ /min 速度升高炉温。每升高 50℃按规定保温、通二氧化碳并取气样分析反应后气体中的二氧化碳浓度，直至温度达到 1100℃ 时为止。特殊需要时，可测定到 1300℃。
根据以下关系式绘制二氧化碳还原率与反应后气体中二氧化碳含量的关系曲线:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:a为二氧化碳还原率，%;φ杂质为钢瓶二氧化碳气体中杂质气体的体积分数;φCO2为反应后气体中二氧化碳的体积分数。
根据测得的反应后气体中二氧化碳含量!CO2，从a-!CO2曲线上查得相应二氧化碳还原率a。
图73.25 反应性曲线
每个试样做两次重复测定，将测得的反应后气体中的二氧化碳含量ФCO2，修约到小数后一位，从a-!CO曲线上查得相应的二氧化碳还原率a，将测定结果填入表中。以温度为横坐标，a值为纵坐标的图上，标出两次测定的各试验结果点，通过各点按最小二乘法原理绘一条平滑的曲线———反应性曲线(图73.25)。
注意事项
1)二氧化碳流量的调整方法。如果测定时气压与室温偏离(1013.3±3.3)hPa和12～28℃，则二氧化碳流量
应按下式进行调整:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:V为需通入的二氧化碳流量，mL/min;p为大气压力，hPa;t为室温数值，℃。
如果计算值在(500±20)mL/min范围内，仍可按500mL/min的流量通二氧化碳。
2)二氧化碳反应性测定报告(示例)。
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
