煤的挥发分测定是评估煤炭特性的重要指标,主要用于煤炭分类、燃烧特性及热值估算。以下是综合权威信息的详细说明:
一、定义与原理
挥发分指在隔绝空气条件下,将煤样加热至规定温度后逸出的气体和液体产物的质量百分比(以干燥前煤样质量为基准),需扣除其中水分后计算。该指标反映煤在加热过程中易分解的程度,与煤化程度密切相关:
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低挥发分煤 :煤化程度高(如焦煤),挥发分低,焦炭含量高;
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高挥发分煤 :煤化程度低(如褐煤),挥发分高,易燃烧。
二、测定方法
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试验条件
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温度:900±10℃(部分方法要求920℃预热后降温至900℃恒温区);
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时间:7分钟(部分方法延长至10分钟);
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水分扣除:需先干燥煤样至恒重(45-50℃干燥8小时,102-105℃干燥2小时),再计算质量损失。
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仪器设备
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马弗炉 :需具备(900±10)℃恒温区及(900±5)℃恢复温度的能力,热容量要求高;
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坩埚 :带盖瓷质坩埚,总质量15-20g,需配合密封盖和耐高温材质。
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操作步骤
① 称取1g空气干燥煤样(粒度<0.2mm),摊平后盖上盖子,放入预热至900℃的马弗炉中;
② 关闭炉门后开始计时,加热7分钟(含温度恢复时间);
③ 取出坩埚冷却至室温后称量,计算质量损失(%)。
三、结果计算与意义
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计算公式 :
$$
V_{ad} = \left( \frac{m_1 - m}{m} \right) \times 100% - M_{ad}
$$其中:$V_{ad}$为挥发分产率,$m_1$为加热后减少的质量,$m$为原始煤样质量,$M_{ad}$为煤样水分含量;
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分类应用 :
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挥发分≤20%:焦煤
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20%~40%:烟煤
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40%:褐煤;
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工业意义 :
挥发分影响煤的燃烧效率、热值及污染物排放,是煤炭加工(如炼焦、发电)的重要参数。
四、注意事项
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试验需严格控制温度波动和加热时间,误差需控制在±2%以内;
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火炉需定期校准高温计,坩埚需保持密封性。
通过规范操作与设备维护,可确保挥发分测定的准确性与重现性。