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馬弗爐（箱式高溫爐）試驗(yàn)方法

一,，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

　　1．掌握煤的工業(yè)分析方法,。
　　2．了解煤的使用性能及煤種的判斷方法。
　　3．學(xué)會(huì)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算煤的低發(fā)熱量,。

二,、馬弗爐（箱式高溫爐）實(shí)驗(yàn)原理

　　固體燃料煤是由極其復(fù)雜的有機(jī)化合物組成的，通常包含碳（C）,、氫（H）,、氧（O）,、氮（N）、硫（S）五種元素及部分礦物雜質(zhì)（灰分A）和水分M,。對(duì)煤進(jìn)行成分分析,，常采用元素分析和工業(yè)分析兩種方法。其中元素分析可參照GB476—79《煤的元素分析方法》進(jìn)行,；而工業(yè)分析則是我國(guó)工礦企業(yè)中采用的一種簡(jiǎn)易分析方法,，即通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的空氣干燥基煤樣所含揮發(fā)分V、固定碳FC,、灰分A和水分M進(jìn)行測(cè)定以得到煤的工業(yè)分析成分的方法,。若分別以Vad、FCad,、Aad和Mad,，表示空氣干燥基下煤樣中揮發(fā)分、固定碳,、灰分和水分的重量百分含量,，則有：
Vad＋FCad＋Aad＋Mad＝100　　 （4-1）
工業(yè)分析方法由于比較簡(jiǎn)單，一般工廠都可進(jìn)行,，且對(duì)于了解固體燃料的使用性能已能滿足要求,，因而得到廣泛應(yīng)用。
　　馬弗爐（箱式高溫爐）實(shí)驗(yàn)中所遵循的原理為熱解重量法,，即根據(jù)煤樣中各組分的不同物理化學(xué)性質(zhì)控制不同的溫度和時(shí)間,，使其中的某種組分發(fā)生分解或*燃燒，并以失去的重量占原試樣重量的百分比作為該組分的重量百分含量,。其中對(duì)水分的分析采用常規(guī)測(cè)定的方法進(jìn)行,。鑒于空氣干燥基下煤樣中的水分為內(nèi)在水分較難蒸發(fā)，故置于105～110℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥,，并進(jìn)行檢查,，直至重量變化小于±0．001g為止；對(duì)煤的灰分的,，分析采用快速灰化法,，即將煤樣置于815℃的馬弗爐中灼燒40分鐘，并檢查其燃燒*程度,，直至重量變化小于±0．001g為止,；而對(duì)于揮發(fā)分，由于它是煤炭分類(lèi)的重要指標(biāo)之一,，且是煤樣在特定的條件下受熱分解的產(chǎn)物,，故采取將煤樣放入帶蓋的瓷坩堝中，置于900±10℃的馬弗爐中隔絕空氣加熱7分鐘,，冷卻后稱重,，以失重減去水分即為揮發(fā)分重量,。
上述各組分的計(jì)算式為：
 

水 分： Mad＝（失重／樣品重）×100） 灰 分：Aad＝（灰重／樣品重）×100 揮發(fā)分：Vad＝（失重／樣品重）×100－Mad

（4-2）

三、馬弗爐（箱式高溫爐）實(shí)驗(yàn)設(shè)備

　　本實(shí)驗(yàn)中用到的主要設(shè)備有：馬弗爐,、鼓風(fēng)干燥箱,、1／10000天平、玻璃干燥器及稱量瓶,、瓷坩堝等,。

四、馬弗爐（箱式高溫爐）實(shí)驗(yàn)步驟

　　1．準(zhǔn)備工作
　　將鼓風(fēng)干燥箱,、馬弗爐升溫至實(shí)驗(yàn)要求的溫度并制備實(shí)驗(yàn)煤樣,。
　　2．水分的測(cè)定
　　在分析天平上稱出預(yù)先烘干的帶蓋稱量瓶的空重，然后加入粒度小于0．2mm的煤樣1±0．1g,，稱量時(shí)讀數(shù)到小數(shù)點(diǎn)后4位,。打開(kāi)瓶蓋，將稱量瓶置入預(yù)先加熱到105～110℃的鼓風(fēng)干燥箱中,，煙煤干燥1小時(shí),，無(wú)煙煤干燥1～1．5小時(shí)。取出稱量瓶并加蓋,，在空氣中冷卻2～3分鐘后,，放入干燥器中冷卻到室溫（約20分鐘）,，稱重,。
　　3．灰分的測(cè)定
　　在預(yù)先灼燒并稱出空重的矩形坩堝中加入粒度為0．2mm以下的煤樣1±0．1g，稱量時(shí)準(zhǔn)確至小數(shù)點(diǎn)后4位,。將坩堝置入已預(yù)熱到850℃的馬弗爐中,，在815±10℃的溫度下灼燒40分鐘，取出坩堝在空氣中冷卻5分鐘后,，放入干燥器內(nèi)冷卻到室溫（約20分鐘）,，稱重。稱重后的樣品再進(jìn)行每次20分鐘的檢查性灼燒,，直至重量變化＜0．001g為止（當(dāng)灰分＜15％時(shí)可不進(jìn)行檢查性灼燒）,，并取zui后一次測(cè)定重量進(jìn)行計(jì)算。
　　4．揮發(fā)分的測(cè)定
　　在分析天平上稱出預(yù)先在900℃下燒至恒重的帶蓋坩堝的空重,，加入粒度＜0．2mm的煤樣1±0．1g,，稱準(zhǔn)至小數(shù)點(diǎn)后4位，輕輕振動(dòng)坩堝待煤樣鋪平后加蓋（若為褐煤或長(zhǎng)焰煤則應(yīng)預(yù)先壓塊,，并切成約3mm的小塊備用）,。將坩堝迅速置入預(yù)先升溫至920℃的馬弗爐中，并在900±10℃的溫度下繼續(xù)加熱7分鐘（若3分鐘內(nèi)爐溫不能恢復(fù)到900±10℃并保持到實(shí)驗(yàn)結(jié)束,，則該實(shí)驗(yàn)作廢）,。取出坩堝在空氣中冷卻5～6分鐘后,，放入干燥器中冷卻到室溫（約20分鐘），稱重,。根據(jù)煤樣的焦渣特征及Vdaf值進(jìn)行煤種類(lèi)判斷及其低發(fā)熱量的計(jì)算,。
馬弗爐（箱式高溫爐）焦渣特征，即測(cè)定揮發(fā)分時(shí)所殘留的焦渣外形特征,，共分為八類(lèi),，即：
　　（1）粉態(tài)：全部是粉末，沒(méi)有互相粘連的顆粒,；
　?。?）粘著：以手指輕壓即成粉末；
　?。?）弱粘結(jié)：以手指輕壓即成碎塊,；
　　（4）不熔融粘結(jié)：以手指用力壓才成碎塊,；
　?。?）不膨脹熔融粘結(jié)：焦渣呈扁平餅狀，煤粒界限不易分清,，表面有銀白色光澤,；
　　（6）微膨脹熔融粘結(jié)：焦渣用手指不能壓碎,，表面有銀白色光澤和較小的膨脹泡,；
　　（7）膨脹熔融粘結(jié)：焦渣表面有銀白色光澤,，明顯膨脹,，但高度不超過(guò)15mm；
　?。?）強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)：同（7）,，但高度超過(guò)15mm。
　　由于焦渣特性對(duì)系數(shù)K1有較明顯的影響,，因此在實(shí)驗(yàn)中一定要根據(jù)以上特征對(duì)焦渣進(jìn)行正確分類(lèi),。

五、馬弗爐（箱式高溫爐）實(shí)驗(yàn)報(bào)告

　　1．測(cè)定數(shù)據(jù)的記錄及處理
　　2．煤的種類(lèi)的判斷
　　鑒于我國(guó)對(duì)煤的種類(lèi)的劃分是以無(wú)灰干燥基揮發(fā)分含量Vdaf為根據(jù),，而Vdaf與Vad之間存在以下的換算關(guān)系：
Vdaf= Vad×[100－（Mad+Aad）]/100 （14-3）
　　則根據(jù)Vdaf可進(jìn)行煤的種類(lèi)判斷,。
　　3．低發(fā)熱量的計(jì)算
　　測(cè)定數(shù)據(jù)記錄　　　　　　 表4-1

不同種類(lèi)煤的揮發(fā)分（Vdaf） 表4-2

根據(jù)測(cè)定的Mad、Aad和Vad數(shù)據(jù),，結(jié)合不同的煤種,，可按下列公式進(jìn)行的近似計(jì)算：
無(wú)煙煤：＝K0－360Mad－38ad－100Vad （kJ／kg）
煙煤：＝100K1－（Kl＋25．12）（Mad＋Aad）－12．56Vad （kJ／kg）
式中：K0、K1為系數(shù),。其中K0可根據(jù)Vdaf查附錄六得,，K1則隨Vdaf及焦渣特征改變,，可由附錄查得。
4．馬弗爐（箱式高溫爐）計(jì)算被測(cè)定煤樣的標(biāo)準(zhǔn)燃料值,。