衡量評價煤的(de)特性指标(4)

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（二）煤中有機質的(de)元素分(fēn)析 
煤的(de)有機質主要由碳、氫、氧、氮和(hé)硫五個(gè)元素組成，一些數量很少的(de)元素如磷、氯和(hé)砷等一般不列入元素組成之内。通(tōng)常講的(de)煤的(de)元素組成實際上僅指有機質的(de)元素組成，它對(duì)研究煤的(de)成因、類型、結構、性質和(hé)利用(yòng)等都有十分(fēn)重要的(de)意義。 
1、碳和(hé)氫的(de)分(fēn)析 
燃燒法是目前測定煤中碳和(hé)氫的(de)*通(tōng)用(yòng)的(de)方法，其原理(lǐ)是：将盛有分(fēn)析煤樣的(de)瓷舟放入燃燒管中，通(tōng)入氧氣，在800℃溫度下(xià)使煤樣充分(fēn)燃燒，煤中的(de)氫和(hé)碳分(fēn)别生成水(shuǐ)和(hé)二氧化(huà)碳，此外還(hái)生成了(le)其它副産物(wù)： 
煤燃燒CO2/O2＋H2O十SO2十SO3十Cl2＋N2＋NO2 
用(yòng)裝有無水(shuǐ)氯化(huà)鈣和(hé)過氯酸鎂的(de)吸收管先吸收水(shuǐ)，再以裝有堿石棉或鈉石灰的(de)吸收管吸收二氧化(huà)碳。根據吸收管的(de)增重即可(kě)計算(suàn)出煤中碳和(hé)氫的(de)含量。 
爲了(le)防止煤樣燃燒不完全，在燃燒管中要充填線狀氧化(huà)銅或高(gāo)錳酸銀氧化(huà)劑；爲避免煤中硫和(hé)氯對(duì)測定的(de)幹擾，燃燒管内還(hái)要裝入鉻酸鉛和(hé)銀絲網（前面若用(yòng)高(gāo)錳酸銀，後面則可(kě)省去）。鉻酸鉛可(kě)與SOx反應生成硫酸鉛和(hé)三氧化(huà)二鉻，開放出氧氣。銀絲網可(kě)以除去氯氣。另外，煤中的(de)氮有一部分(fēn)可(kě)能生成NOX,會幹擾碳的(de)測定，故應在水(shuǐ)分(fēn)吸收管和(hé)二氧化(huà)碳吸收管之間裝一個(gè)充填粒狀MnO2的(de)吸收管，以除去NOX。 
2、氮的(de)分(fēn)析 
煤中氮的(de)分(fēn)析，世界各國普遍采用(yòng)凱氏法或改良凱氏法。此法并不能保證測出所有形式的(de)氮，但能測出絕大(dà)部分(fēn)的(de)氮，一般已足夠準确了(le)。它包括以下(xià)步驟： 
① 消化(huà)——用(yòng)濃硫酸、硫酸鉀和(hé)硫酸銅作反應劑。濃硫酸能将煤中的(de)碳和(hé)氫氧化(huà)爲CO2和(hé)H2O，氮經過複雜(zá)的(de)反應變爲氨再與硫酸反應生成NH4HSO4。硫酸鉀的(de)主要作用(yòng)是提高(gāo)硫酸的(de)沸點，即升高(gāo)消化(huà)溫度，這(zhè)樣可(kě)縮短反應時(shí)間。硫酸銅可(kě)起催化(huà)作用(yòng)。 
② 蒸餾——向消化(huà)後的(de)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(fēn)子配合物(wù)。 
H3BO3＋x NH3→H3BO·xNH3 
④滴定一以标準酸滴定。 
2H3BO3·x NH3＋x H2SO4=x（NH4）2SO4＋2H3BO3

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3、硫的(de)分(fēn)析 
(1) 煤中硫的(de)存在形式可(kě)分(fēn)爲無機硫和(hé)有機硫兩類，前者包括硫酸鹽硫(Ss)、硫鐵礦硫（SP）和(hé)元素硫（Sel)；後者包括硫醇、硫醚和(hé)噻吩等。無機硫屬礦物(wù)質，不在有機質組成之内，有機硫目前還(hái)沒有可(kě)靠的(de)直接測定法，而是通(tōng)過測定全硫和(hé)無機硫後用(yòng)差減法求得(de)。故這(zhè)裏有必要介紹一下(xià)全硫和(hé)無機硫的(de)測定原理(lǐ)。 
(2) 全硫的(de)測定有艾氏法、高(gāo)溫燃燒法和(hé)彈筒燃燒法等。這(zhè)裏主要介紹高(gāo)溫燃燒法。 
高(gāo)溫燃燒法——使煤在高(gāo)溫氧氣流中燃燒，硫都變爲SO2，以雙氧水(shuǐ)吸收後用(yòng)酸堿滴定法測定生成的(de)H2SO4量。硫鐵礦硫、元素硫和(hé)有機硫在800℃保證可(kě)完全分(fēn)解，而硫酸鹽硫則要在1350℃以上才能分(fēn)解。爲了(le)降低其分(fēn)解溫度，保證盡可(kě)能完全分(fēn)解，需要采用(yòng)催化(huà)劑，如石英砂和(hé)磷酸鐵等。我國采用(yòng)在煤樣上覆蓋石英砂的(de)方法，燃燒溫度爲1250℃。當煤中氯含量較高(gāo)時(shí)，需要采取其他(tā)措施以消除氯的(de)幹擾，否則數據偏高(gāo)。 
(3) 無機硫的(de)測定 
各種形态的(de)無機硫分(fēn)(Ss, Sp和(hé)Sel）可(kě)用(yòng)相應的(de)方法分(fēn)别測定，這(zhè)裏不去叙述。 
從全硫（St）中減去無機硫即爲有機硫含量（So）. 
St＝Ss+Sp+Sel＋So 
(4) 硫分(fēn)對(duì)煤利用(yòng)的(de)影(yǐng)響 
煤中的(de)硫對(duì)于煉焦、氣化(huà)、燃燒和(hé)貯運都十分(fēn)有害，因此硫含量是評價煤質的(de)重要指标之一。煤在煉焦時(shí)，約60％的(de)硫進入焦炭。硫的(de)存在使生鐵具有熱(rè)脆性，用(yòng)這(zhè)些生鐵煉制鋼不能軋制成材。爲了(le)除去硫，在高(gāo)爐生産中需要增加石灰石和(hé)焦炭用(yòng)量，因而導緻高(gāo)爐生産能力降低，焦比升高(gāo)。 
煤氣化(huà)時(shí)，由硫生成的(de)二氧化(huà)硫不僅腐蝕設備，而且易使合成催化(huà)劑中毒，影(yǐng)響操作和(hé)産品質量。