分别称取某空气干燥煤样两份,第一份质量为 1.0300(g),第二份质量为 1.0120(g)。将第一份煤样放入恒温干燥箱中,在 110^circ(C) 干燥至质量恒定,干燥后煤样质量减少 0.0309(g);将第二份煤样放入马弗炉中在空气存在 815^circ(C) 下烧至质量恒定,烧完后剩余残渣质量为 0.1820(g)。另外再称取一份该煤样用于挥发分产率测定。挥发分产率的测定记录:坩埚与煤样的质量 20.8601(g),坩埚的质量为 19.8601(g),焦渣与坩埚的质量为 20.5287(g),计算:(1) 该煤样的 M_({ad)};(2) 该煤样的 A_({ad)};(3) 该煤样的 V_({ad)};(4) 该煤样的 V_({daf)};(5) 煤样的 FC_({ad)} 和 FC_({daf)} 各为多少?
分别称取某空气干燥煤样两份,第一份质量为 $1.0300\text{g}$,第二份质量为 $1.0120\text{g}$。将第一份煤样放入恒温干燥箱中,在 $110^{\circ}\text{C}$ 干燥至质量恒定,干燥后煤样质量减少 $0.0309\text{g}$;将第二份煤样放入马弗炉中在空气存在 $815^{\circ}\text{C}$ 下烧至质量恒定,烧完后剩余残渣质量为 $0.1820\text{g}$。另外再称取一份该煤样用于挥发分产率测定。挥发分产率的测定记录:坩埚与煤样的质量 $20.8601\text{g}$,坩埚的质量为 $19.8601\text{g}$,焦渣与坩埚的质量为 $20.5287\text{g}$,计算:
(1) 该煤样的 $M_{\text{ad}}$;
(2) 该煤样的 $A_{\text{ad}}$;
(3) 该煤样的 $V_{\text{ad}}$;
(4) 该煤样的 $V_{\text{daf}}$;
(5) 煤样的 $FC_{\text{ad}}$ 和 $FC_{\text{daf}}$ 各为多少?
题目解答
答案
解析
本题主要考查煤的工业分析指标(空气干燥基水分$M_{\text{ad}}$、空气干燥基灰分$A_{\text{ad}}$、空气干燥基挥发分$V_{\text{ad}}$、干燥无灰基挥发分$V_{\text{daf}}$、空气干燥基固定碳$FC_{\text{ad}}$和干燥无灰基固定碳$FC_{\text{daf}}$)的计算,解题思路是根据各指标的定义和计算公式,结合题目所给数据进行逐步计算。
(1) 计算该煤样的$M_{\text{ad}}$(空气干燥基水分)
空气干燥基水分是指煤样在$110^{\circ}C$下干燥至质量恒定所失去的水分占空气干燥煤样质量的百分数。计算公式为:
$M_{\text{ad}}=\frac{m_1}{m}\times100\%$
其中,$m_1$是干燥后煤样减少的质量,$m$是空气干燥煤样的质量。
已知第一份煤样质量$m = 1.0300\text{g}$,干燥后煤样质量减少$m_1 = 0.0309\text{g}$,代入公式可得:
$M_{\text{ad}}=\frac{0.0309}{1.0300}\times100\% \approx 3.0\%$
(2) 计算该煤样的$A_{\text{ad}}$(空气干燥基灰分)
空气干燥基灰分是指煤样在$815^{\circ}C$下灼烧至质量恒定后剩余残渣的质量占空气干燥煤样质量的百分数。计算公式为:
$A_{\text{ad}}=\frac{m_2}{m}\times100\%$
其中,$m_2$是灼烧后剩余残渣的质量,$m$是空气干燥煤样的质量。
已知第二份煤样质量$m = 1.0120\text{g}$,烧完后剩余残渣质量$m_2 = 0.1820\text{g}$,代入公式可得:
$A_{\text{ad}}=\frac{0.1820}{1.0120}\times100\% \approx 18.0\%$
(3) 计算该煤样的$V_{\text{ad}}$(空气干燥基挥发分)
空气干燥基挥发分是指煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度时,煤中有机质和矿物质发生热解和分解反应所产生的气体产物的质量占空气干燥煤样质量的百分数。计算公式为:
$V_{\text{ad}}=\frac{m - m_3}{m}\times100\%$
其中,$m$是煤样的质量,$m_3$是焦渣的质量。
已知坩埚与煤样的质量为$20.8601\text{g}$,坩埚的质量为$19.8601\text{g}$,则煤样的质量$m = 20.8601 - 19.8601 = 1.0000\text{g}$;焦渣与坩埚的质量为$20.5287\text{g}$,则焦渣的质量$m_3 = 20.5287 - 19.8601 = 0.6686\text{g}$。
代入公式可得:
$V_{\text{ad}}=\frac{1.0000 - 0.6686}{1.0000}\times100\% = 33.1\%$
(4) 计算该煤样的$V_{\text{daf}}$(干燥无灰基挥发分)
干燥无灰基挥发分是指以干燥无灰基为基准计算的挥发分产率。计算公式为:
$V_{\text{daf}}=\frac{V_{\text{ad}}}{100 - M_{\text{ad}} - A_{\text{ad}}}\times100\%$
将$M_{\text{ad}} = 3.0\%$,$A_{\text{ad}} = 18.0\%$,$V_{\text{ad}} = 33.1\%$代入公式可得:
$V_{\text{daf}}=\frac{33.1}{100 - 3.0 - 18.0}\times100\% \approx 41.9\%$
(5) 计算煤样的$FC_{\text{ad}}$和$FC_{\text{daf}}$
- 计算$FC_{\text{ad}}$(空气干燥基固定碳)
空气干燥基固定碳是指煤中除去水分、灰分和挥发分后剩余的可燃物质的质量占空气干燥煤样质量的百分数。计算公式为:
$FC_{\text{ad}} = 100\% - M_{\text{ad}} - A_{\text{ad}} - V_{\text{ad}}$
将$M_{\text{ad}} = 3.0\%$,$A_{\text{ad}} = 18.0\%$,$V_{\text{ad}} = 33.1\%$代入公式可得:
$FC_{\text{ad}} = 100\% - 3.0\% - 18.0\% - 33.1\% = 45.9\%$ - 计算$FC_{\text{daf}}$(干燥无灰基固定碳)
干燥无灰基固定碳是指以干燥无灰基为基准计算的固定碳含量。计算公式为:
$FC_{\text{daf}} = 100\% - V_{\text{daf}}$
将$V_{\text{daf}} = 41.9\%$代入公式可得:
$FC_{\text{daf}} = 100\% - 41.9\% = 58.1\%$