衡量評價(jià)煤的特性指標(biāo)(4)

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（二）煤中有機(jī)質(zhì)的元素分析 
煤的有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮和硫五個(gè)元素組成，一些數(shù)量很少的元素如磷、氯和砷等一般不列入元素組成之內(nèi)。通常講的煤的元素組成實(shí)際上僅指有機(jī)質(zhì)的元素組成，它對研究煤的成因、類型、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和利用等都有十分重要的意義。 
1、碳和氫的分析 
燃燒法是目前測定煤中碳和氫的*通用的方法，其原理是：將盛有分析煤樣的瓷舟放入燃燒管中，通入氧氣，在800℃溫度下使煤樣充分燃燒，煤中的氫和碳分別生成水和二氧化碳，此外還生成了其它副產(chǎn)物： 
煤燃燒CO2/O2＋H2O十SO2十SO3十Cl2＋N2＋NO2 
用裝有無水氯化鈣和過氯酸鎂的吸收管先吸收水，再以裝有堿石棉或鈉石灰的吸收管吸收二氧化碳。根據(jù)吸收管的增重即可計(jì)算出煤中碳和氫的含量。 
為了防止煤樣燃燒不完全，在燃燒管中要充填線狀氧化銅或高錳酸銀氧化劑；為避免煤中硫和氯對測定的干擾，燃燒管內(nèi)還要裝入鉻酸鉛和銀絲網(wǎng)（前面若用高錳酸銀，后面則可省去）。鉻酸鉛可與SOx反應(yīng)生成硫酸鉛和三氧化二鉻，開放出氧氣。銀絲網(wǎng)可以除去氯氣。另外，煤中的氮有一部分可能生成NOX,會干擾碳的測定，故應(yīng)在水分吸收管和二氧化碳吸收管之間裝一個(gè)充填粒狀MnO2的吸收管，以除去NOX。 
2、氮的分析 
煤中氮的分析，世界各國普遍采用凱氏法或改良凱氏法。此法并不能保證測出所有形式的氮，但能測出絕大部分的氮，一般已足夠準(zhǔn)確了。它包括以下步驟： 
① 消化——用濃硫酸、硫酸鉀和硫酸銅作反應(yīng)劑。濃硫酸能將煤中的碳和氫氧化為CO2和H2O，氮經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)變?yōu)榘痹倥c硫酸反應(yīng)生成NH4HSO4。硫酸鉀的主要作用是提高硫酸的沸點(diǎn)，即升高消化溫度，這樣可縮短反應(yīng)時(shí)間。硫酸銅可起催化作用。 
② 蒸餾——向消化后的溶液中加入過量堿并蒸出氨。 
NH4HSO4+ H2SO4 + 4NaOH（過量）=NH3 ↑+2Na2SO4+4H2O 
③ 吸收——以硼酸作吸收劑，與氨生成分子配合物。 
H3BO3＋x NH3→H3BO·xNH3 
④滴定一以標(biāo)準(zhǔn)酸滴定。 
2H3BO3·x NH3＋x H2SO4=x（NH4）2SO4＋2H3BO3

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3、硫的分析 
(1) 煤中硫的存在形式可分為無機(jī)硫和有機(jī)硫兩類，前者包括硫酸鹽硫(Ss)、硫鐵礦硫（SP）和元素硫（Sel)；后者包括硫醇、硫醚和噻吩等。無機(jī)硫?qū)俚V物質(zhì)，不在有機(jī)質(zhì)組成之內(nèi)，有機(jī)硫目前還沒有可靠的直接測定法，而是通過測定全硫和無機(jī)硫后用差減法求得。故這里有必要介紹一下全硫和無機(jī)硫的測定原理。 
(2) 全硫的測定有艾氏法、高溫燃燒法和彈筒燃燒法等。這里主要介紹高溫燃燒法。 
高溫燃燒法——使煤在高溫氧氣流中燃燒，硫都變?yōu)镾O2，以雙氧水吸收后用酸堿滴定法測定生成的H2SO4量。硫鐵礦硫、元素硫和有機(jī)硫在800℃保證可完全分解，而硫酸鹽硫則要在1350℃以上才能分解。為了降低其分解溫度，保證盡可能完全分解，需要采用催化劑，如石英砂和磷酸鐵等。我國采用在煤樣上覆蓋石英砂的方法，燃燒溫度為1250℃。當(dāng)煤中氯含量較高時(shí)，需要采取其他措施以消除氯的干擾，否則數(shù)據(jù)偏高。 
(3) 無機(jī)硫的測定 
各種形態(tài)的無機(jī)硫分(Ss, Sp和Sel）可用相應(yīng)的方法分別測定，這里不去敘述。 
從全硫（St）中減去無機(jī)硫即為有機(jī)硫含量（So）. 
St＝Ss+Sp+Sel＋So 
(4) 硫分對煤利用的影響 
煤中的硫?qū)τ跓捊埂饣⑷紵唾A運(yùn)都十分有害，因此硫含量是評價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。煤在煉焦時(shí)，約60％的硫進(jìn)入焦炭。硫的存在使生鐵具有熱脆性，用這些生鐵煉制鋼不能軋制成材。為了除去硫，在高爐生產(chǎn)中需要增加石灰石和焦炭用量，因而導(dǎo)致高爐生產(chǎn)能力降低，焦比升高。 
煤氣化時(shí)，由硫生成的二氧化硫不僅腐蝕設(shè)備，而且易使合成催化劑中毒，影響操作和產(chǎn)品質(zhì)量。