实验指导书(锅炉原理).doc

实验一 煤的工业分析 一、实验目的 煤的工业分析是锅炉设计、灰渣系统设计和锅炉燃烧调整的重要依据，是燃料分析的基础性实验。它通过规定的实验条件测定煤中水分﹑灰分﹑挥发分和固定碳质量含量的百分数，并观察评判焦碳的粘结特征。通过煤的工业分析实验巩固概念，使学生掌握煤的工业分析方法。 二、实验原理 煤在加热到一定温度时，首先水分被蒸发出来；继续加热时，煤中C、H、O、N、S等元素所组成的有机质、无机质分解产生气体挥发出来，这些气体称为挥发分；挥发分析出后，剩下的是焦渣，焦渣就是碳和灰分。煤的工业分析就是在明确规定的实验条件下（GB/T212-2001《煤的工业分析方法》）测定煤中水分﹑灰分﹑挥发分质量含量的百分数，煤中固定碳的质量含量百分数是以100减去水分﹑灰分﹑挥发分质量含量的百分数而计算得出的。 三、实验仪器及材料 1.干燥箱：带有自动调温装置，有气体进出、口，并能保持温度在105℃～110℃范围内。 2.箱形电炉：带有调温装置（最高温度1300℃）炉膛应有恒温区，附有热电偶和高温表，炉后壁上有一排气孔（烟囱）。 3.干燥器：内装干燥剂（变色硅胶或块状无水氯化钙）。 4.玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm，并附有磨口的盖。 5.灰皿：瓷质，长方形，底长45mm，底宽 22mm，高14 mm。 6挥发分坩埚：直径33毫米，有配合严密盖的瓷坩埚。 7.分析天平：感量0.1mg。 8.坩埚架：用镍铬丝制成的架，其大小以能使放入箱形电炉中的坩埚不超过恒温区为限，并要求放在架上的坩埚底部距炉底20-30毫米。 9. 流量计：量程为100～1000ml/min 10.其他：石棉手套、秒表、坩埚架夹、压饼机、耐热瓷板或石棉板、广口瓶、标准筛等 四、实验准备 1、装试样的器皿（玻璃称量瓶、挥发分坩埚、灰皿）应事先编好号，烘干存放于干燥器中，在装入试样前应精确称量器皿的重量。 2、分析煤样应按规定（GB474-1996《煤的制备方法》）的缩制方法制备好，粒度应在0.2 mm以下，并达到空气干燥状态（将煤样放入盘中，摊成均匀的薄层，于温度不超过50℃下干燥。如连续干燥1h后，煤样的质量变化不超过0.1%，即达到空气干燥状态）。试样应装在带有严密玻璃塞的广口瓶内。称取试样时应先用药勺把试样充分搅拌均匀，然后取样。 五、实验过程 1 空气干燥基水分（Mad）的测定 空气干燥基水分的测定，因煤种不同其测定方法也有所差异，此处仅介绍用于仲裁分析的通氮干燥法，它适用于烟煤、无烟煤和褐煤等所有煤种。 ⑴ 通氮干燥法水分（Mad）测定要点、步骤及计算公式： 称取一定量的空气干燥煤样，置于105-110℃的干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒重。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 ①用预先干燥和已称量过的称量瓶（或瓷皿）称取粒度小于0.2 mm的空气干燥样1±0.1g（称准到0.0002 g）平摊在称量瓶中。 ②打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到105-110℃的干燥箱中。烟煤干燥1.5h，褐煤和无烟煤干燥2h后（在称量瓶放入干燥箱前10 min开始通入氮气，氮气流量以每小时换气15次为准）。 ③从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，在空气中冷却2～3min，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。 ④进行检查性干燥,每次30 min,直至连续两次干燥煤样质量的减少不超过0.0010 g 或质量增加为止。在后一种情况下,采用质量增加前一次的质量为计算依据。水分在2.00%以下时,不必进行检查性干燥。 ⑤工业分析空气干燥煤样的水分计算公式： Mad= ×100 式中： Mad：空气干燥煤样的水分，单位为百分数（%）； m：称取空气干燥煤样的质量，单位为克（g）； m1：煤样干燥后失去的质量，单位为克（g）。 ⑵ 空气干燥基水分（Mad）的快速测定法（不适于仲裁分析）： 用干燥并已称量过的称量瓶（或瓷皿）称取粒度小于0.2 mm的空气干燥煤样1±0.1g（称准到0.0002 g）平摊在称量瓶中。将装有试样的称量瓶（或瓷皿）打开盖，放入预先鼓风并加热到145 5℃的干燥箱中，在一直鼓风的条件下干燥10min（褐煤干燥1小时）。从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，在空气中冷却2～3min，放入干燥器中冷至室温（约20min）后称量。根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。计算与常规测定法相同。 2 空气干燥基灰分（Aad）的测定 ⑴ 缓慢灰化法灰分（Aad）测定要点、步骤、计算公式： 煤中灰分的测定方法有：缓慢灰化法和快速灰化法。缓慢灰化法为仲裁法，其要点为称取一定量的空气干燥煤样，放入马弗炉中，以一定的升温速率加热到（815±10）℃，灰化并灼烧到质量恒