当前课程知识点：煤质分析 > 项目四 煤的元素分析 > 任务二 煤中碳和氢的测定 > 煤中的碳和氢
同学们好
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今天我们来学习一项重要的煤质指标
煤中的碳和氢元素
这也是煤元素分析测定项目之一
那么测定碳氢含量的方法是什么呢
测定的主要反应有哪些
在这里 我将分以下四部分
带领大家学习测定煤中的碳和氢元素
第一部分是测定意义
第二部分是测定方法
第三部分是方法提要
第四部分是三节炉主要反应
第五部分是二节炉主要反应
碳和氢是煤中有机质的主要组成元素
两者和氧加在一起占煤有机质的95%以上
煤的形成过程中的两个主要反应是
有机物碳化和脱水
随着煤变质程度的加深
煤中的碳含量逐渐增加
而氢含量逐渐降低
因此 煤中碳和氢的含量
可作为煤炭科学分类的依据
煤中碳 氢 氧是其有机质的主要组分
反映煤的变质程度
煤中碳含量随着煤的煤化程度的加深而增加
所以 常称媒的煤化程度为煤的变质程度
煤中氢含量则随媒的煤化程度的加深而减少
煤中氧的含量
也随煤的煤化程度的加深而显著降低
正因为碳氢的含量
与煤的变质程度密切相关
所以它不仅直接影响煤的发热量的大小
是日常煤质分析工作中不可缺少的项目之一
在工业生产中
根据煤中碳
氢元素含量可以来计算发热量
推算燃烧设备的理论燃烧温度
以及计算锅炉燃烧中的热平衡
而在气化工业中
根据它们来计算煤炭气化时的物料平衡
所以煤中碳氢含量的测定
是日常煤质分析工作中不可缺少的项目之一
下面学习测定方法
根据国标GB/T 476
《煤中碳和氢的测定方法》
规定了煤和水煤浆中碳氢分析的三节炉法
二节炉法及用电量法测定煤
及水煤浆干燥煤样中的氢
用重量法测定碳的方法
本节课重点讲解三节炉法
二节炉法分别测定碳和氢的方法
煤中碳和氢元素的测定
是将一定量的煤样
或水煤浆干燥煤样在氧气流中燃烧
生成的水和二氧化碳分别用吸水剂
和二氧化碳吸收剂吸收
由吸收剂的增量计算煤中碳和氢的质量分数
煤样中硫和氯对碳测定的干扰用铬酸铅
和银丝卷消除
氮对碳测定的干扰用粒状二氧化锰消除
这是三节炉
这是二节炉
那三节炉法和二节炉法分别是什么
又有哪些差异呢
三节炉法中的氧化铜
铬酸铅和银丝卷都可以回收再用
但测定速度较慢
二节炉法测定速度虽快
但高锰酸银热解产物不易回收
且试剂消耗量大
三节炉法和二节炉法的主要差异是
两者采用的催化剂和干扰元素脱除剂不同
在三节炉法中催化剂是氧化铜
脱硫剂是铬酸钾
脱氯剂是银丝卷
在二节炉法中用高锰酸银热分解产物
同时作催化剂和硫
氯脱除剂
三节炉测定时的主要反应包括两个
炉内的燃烧反应和炉外的吸收反应
1 在燃烧炉主要发生燃烧反应
煤样氧气流中燃烧
煤中碳元素生成二氧化碳
氢元素生成水
硫元素生成二氧化硫
三氧化硫
氮元素生成二氧化氮和少量的氮气
氯元素生成氯气和其他元素燃烧的产物
我们要测定煤中的碳和氢
就要将燃烧后含有碳
氢元素的二氧化碳
水吸收
然后计算出碳氢的含量
那么怎么吸收呢
杂质如何脱除呢
这就要提到第二个主要反应 吸收反应了
三节炉中的催化炉内
填充线状氧化铜为催化氧化剂
使煤样在燃烧过程中产生的部分
一氧化碳进一步氧化为二氧化碳
三节炉中在转化炉主要发生硫氧化物
和氯气的吸收反应
三节炉法中
常用铬酸铅脱除硫氧化物
而氯元素是用银丝卷脱除的
三节炉外先发生吸水反应
三节炉中生成的水被吸水剂吸收
常用无水氯化钙或无水高氯酸镁吸收
主要反应是这些
最后一个杂质化合物是氮氧化合物
我们采用粒状二氧化锰脱除氮氧化物
发生这些反应
煤样燃烧后生成的二氧化碳
可以用碱石灰或碱石棉吸收
发生这些反应
常用二氧化碳吸收剂是碱石灰或碱石棉
二节炉法中
用高锰酸银的热分解产物脱除硫氧化物和氯
高锰酸银受热分解生成银-二氧化锰
这里需要特别说明
银-二氧化锰是高锰酸银受热分解的大致产物
其内部结构是金属银原子
以高分散状态分布到二氧化锰上
其中银原子作为电子的给予体
使整个结构成为N型半导体
银原子处在晶格表面的晶体缺陷中
而形成活性中心
这种特殊结构
使它具有极强的催化氧化效能
对硫氯等元素的燃烧产物有强烈的吸收作用
GB/T 476-2008规定了
三种测定煤中的碳和氢元素
分别是三节炉法 二节炉法及电量法
三节炉法中催化剂
是氧化铜 脱硫剂是铬酸钾
脱氯剂是银丝卷
本节课从五个方面
详细给大家讲了煤中碳 氢两种元素的测定
谢谢大家
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