煤炭元素检测 工业分析检测（碳氢氧氮硫）检测

煤炭元素分析是评价煤炭化学性质、计算热值、进行能源利用和环保核算的核心依据，比工业分析更为深入。

核心概念

工业分析：测定煤的组分，包括水分、灰分、挥发分和固定碳（通过计算得出）。回答“煤是由什么组成的”。

元素分析：测定煤中化学元素的含量，包括C、H、N、O、S等。回答“煤的化学元素是什么”。

各元素检测详解

1. 碳、氢含量测定

重要性：

碳：是煤中Zui重要的发热元素，其含量直接决定煤的热值。

氢：是第二重要的发热元素，含量远低于碳，但发热强度很高。

标准方法：GB/T 476-2001《煤的元素分析方法》

方法原理：三节炉法（经典仲裁法）

燃烧：将一定质量的煤样在氧气流中于800°C下完全燃烧。

转化：煤中的碳和氢分别被氧化成二氧化碳 和水。

吸收与称重：

用吸水剂（如镁）吸收生成的水，称其增重，计算氢含量。

用吸收二氧化碳剂（如碱石棉）吸收生成的二氧化碳，称其增重，计算碳含量。

现代方法：碳氢氮元素分析仪

原理：样品在高温氧气流中瞬间燃烧，产生的气体（CO₂, H₂O, NₓOᵧ）通过分离检测系统（如色谱柱），用热导检测器 测定C、H、N的含量。

优点：快速、自动化、精度高，已成为现代实验室的主流方法。

2. 氮含量测定

重要性：煤燃烧时，氮会转化为氮氧化物，是主要的大气污染物之一，可导致光化学烟雾和酸雨。

标准方法：GB/T 19227-2003《煤中氮的测定方法》

方法原理：开氏法（半微量蒸汽定氮法）

消解：用浓、钾和催化剂（如汞） 在高温下消解煤样，将煤中的氮转化为氢铵。

蒸馏：消解液加碱蒸馏，将氨蒸出。

吸收与滴定：用硼酸溶液吸收蒸出的氨，用标准溶液滴定，根据消耗量计算氮含量。

3. 硫含量测定

重要性：Zui关键的有害元素和环保指标。

燃烧后生成二氧化硫，造成酸雨。

对设备有腐蚀作用。

作为计价时的惩罚性指标。

标准方法：GB/T 214-2007《煤中全硫的测定方法》

常用方法：

艾士卡法：

原理：用艾士卡试剂（两份MgO + 一份Na₂CO₃）与煤样混合灼烧，将煤中各种形态的硫全部转化为可溶于水的钠和镁。用水浸取，加入氯化钡沉淀为钡，通过称量钡质量计算全硫含量。

特点：经典、准确，是仲裁方法，但流程长、操作复杂。

库仑滴定法：

原理：煤样在催化剂作用下于空气流中燃烧，各种形态硫均被氧化为二氧化硫和少量三氧化硫。二氧化硫被电解池中的碘-碘离子电对滴定，根据电解生成碘所消耗的电量，按法拉第定律计算全硫含量。

特点：快速、自动化程度高，广泛应用。

高温燃烧-红外吸收法：

原理：煤样在高温氧气流中燃烧，硫全部转化为二氧化硫，用红外检测器测量二氧化硫的浓度，从而计算全硫含量。

特点：Zui现代、高效、精度高，是先进实验室的shouxuan。

4. 氧含量计算

重要性：氧不发热，且与氢、碳等可燃元素结合成化合物，降低了煤的热值。氧含量高通常意味着煤化程度低（如褐煤）。

方法：通常不直接测定，而是通过计算得出。

氧 = 100 - 碳 - 氢 - 氮 - 全硫 - 灰分 - 内在水分

注意：此公式中的各项必须是收到基或空气干燥基，且是同一基准下的数据。