③干燥器：内装干燥剂（变色硅胶或无水氯化钙）。④瓷板、石棉板或灰皿架：其长宽略小于炉膛。⑤分析天平：感量0.1mg.
⑶测定步骤：①在已灼烧至质量恒定的灰皿内称取粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样（1±0.1）g（准至0.0002g），轻摇灰皿使煤样摊平，然后移入温度100℃的箱形电炉的恒温区。②炉门留出约15mm的缝隙，在不低于30min内是炉温升至500℃，并在此温度下保持30min。继续升温到（815±10）℃，并在此温度下保持1h。③取出灰皿放在石棉板上，在空气中冷却5min后移入干燥器冷却到室温后称量。④每次进行20min的检查性灼烧，直至温度变化小于0.0010g为止以最后一次质量作为计算的的依据。灰分小于15.00%时不进行检测性灼烧。 ㈢ 实验记录和结果计算 ⒈ 实验记录表：煤的挥发分产率测定 煤样名称 重复测定 灰皿编号 灰皿质量/g 煤样+灰皿质量/g 煤样质量/g 灼烧后残渣+灰皿质量/g 残渣质量/g 检查性灼烧残渣+灰皿质量/% 第一次 第二次 第三次 Aad/% 平均值/% 第一次 第二次 测定人： 审定人： ⒉ 结果计算：
Aad=(m1/m) 3100
式中Aad ——空气干燥基灰分产率，%； m——空气干燥煤样的质量，g； m1——灼烧残渣的质量，g； ㈣精密度
灰分/% ≤15.00 15.00~30.00 ≥30.00 同一化验室重复性限Aad/% 0.20 0.30 0.50 不同化验室再现性临界差Ad/% 0.30 0.50 0.70 ㈤注意事项 ⑴采用快速灰化法时，应适当掌握煤样进炉速度，防止速度过快而使煤样爆燃。灼烧时，打开箱型电炉的通气孔使空气对流，充分燃尽灰样。
⑵对某一地区的煤，经缓慢灰化法反复核对符合误差要求时方可采用。快速灰化法 ㈥思考题 ⑵ 缓慢灰化法为什么要进行分断升温？ ⑵为什么测定灰分的箱型电炉须有烟囱？ ⑶ 试分析影响灰分测值的因素。
实验二 煤中碳氢元素含量的测定
一、 实验目的：掌握三节炉法测定煤中碳氢元素含量的基本原理，了解三节炉的结构
和燃烧管的充填方法并学会实验操作。
二、实验原理：煤样在燃烧管中通入氧气，在一定温度下充分燃烧，使煤中的氢元素生成水，碳元素生成二氧化碳，，分别由吸水剂和二氧化碳吸收剂定量吸收，根据吸收剂的增量，计算出碳和氢的百分含量。 1、煤的燃烧反应：
煤+O2→CO2↑+CO↑+H2O+SOX↑+Cl2↑+N2↑NOX↑CH4 等烃类 (在800℃催化剂条件下) 为确保煤的热解产物如：CH4等得充分燃烧，需要在燃烧管中充填氧化剂，其反应如下：CH4 等烃类+ CO+5CUO→2CO2 +2H2O+5CU 2CU+ O2→2CUO 2、CO2和H2的吸收反应：
CaCl2+2H2O ? CaCl222H2O CaCl222H2O+ 4H2O? CaCl226H2O 或 Mg(ClO4)2+6H2O? Mg(ClO4)226H2O 2NaOH+ CO2→Na2CO3+ H2O 或 2NaOH+Ca(OH)2+2CO2→Na2CO3+ Ca CO3+2H2O
3、脱除杂质的反应：煤经燃烧出了生成CO2和 H2O之外，还生成硫、氮等酸性氧化物和氯气。如不除去这些杂质，将被二氧化碳吸收剂吸收，影响碳的测定。其反应如下： （1）脱硫
4PbCrO4+SO2→4PbSO4+2 Cr2O3+ O2↑ (600℃下) 4PbCrO4+SO3→4PbSO4+2 Cr2O3+ 3O2↑ (600℃下) (2)脱氯2Ag+ Cl2→2 Ag Cl
(3)脱氮MnO2+2NO2→Mn(NO3)2 三、仪器设备和试剂
（1）三节管式电炉：带有调温装置，炉膛直径为35mm，第一节长为230mm，可加热到（850±10）℃；第二节长为330~350 mm，可加热到（800±10）℃；第三节长为130~150 mm，可加热到（600±10）℃
（2）燃烧管：由素瓷、石英、刚玉或不锈钢制成，长1100~1200 mm，内径20~22 mm，壁厚约为2 mm。
（3）下口瓶：10L。
（4）鹅头洗气瓶：250~500mL。 （5）气体干燥塔：500mL。
（6）白铁储气筒容量不小于10L。
（7）U形管：用于吸收二氧化碳和水，如图3-4所示。吸收水分的U形管在进口端带有球形扩大部分。
（8） 分析天平：感量0.1 mg。
（9） 燃烧舟：由素瓷或石英制成，长约80 mm。 （10） 带磨口塞的玻璃管或小型干燥器（不装干燥剂）。 （11） 气泡剂：容量为10 ml。 （12） 启普氏二氧化碳发生器。
（13） 橡皮帽：最好用耐热硅橡胶制成。
（14） 碘石棉：化学纯，粒度为1~2 mm；或碘石灰，化学纯，粒度为0.5~2 mm。 （15） 无水氯化钙：化学纯，粒度为3~5 mm；或粒度为1~3 mm 的无水高氯酸镁。 （16） 氧化铜：化学纯，线状（长约5 mm）。 （17） 铬酸铅：分析纯，粒度为1~4 mm。 （18） 银丝卷：银丝直径约为0.25 mm。 （19） 铜丝卷：铜丝直径约为0.5 mm。 （20） 铜丝网：0.15 mm（100网目）。
（21）氧气：不含氢，99.9%。氧气钢瓶需配有可调节流量的带减压阀的压力表（可使用医用氧气吸入器）。
（22） 硫酸：化学纯，密度1.84g/cm3。 （23） 三氧化钨：化学纯 ，粉状。
（24）粒状二氧化锰：使用硫酸亚锰和高锰酸钾制备。其执法如下：称取25g硫酸亚锰(MnSO425 H2O)，溶于500mL蒸馏水中，另将16.4g高锰酸钾，溶于300mL蒸馏水中，分别加热到50~60℃。再将高锰酸钾溶液慢慢注入硫酸亚锰溶液中，并搅拌均匀，然后加入10 mL1+1的硫酸，将溶液加热到70~80℃继续搅拌5 min。停止加热，静置约2~3h，以倾泻法过滤并用热蒸馏水洗至中性。将沉淀放入干燥箱在150℃下烘干2~3h，即得褐色疏松的二氧化锰。小心破碎至2 mm以下并过筛，取粒度0.5~2 mm的二氧化锰备用。二氧化锰中含有适量的水分有利于氮氧化物的吸收。因此，不能用完全干燥的二氧化锰。 （25）氢氧化钠：化学纯或氢氧化钾化学纯。 四、实验准备
（1）仪器准备：碳氢测定仪由以下三个系统组成。 ①氧气净化系统
氧气净化系统是由一个洗气瓶和两个气体干燥塔组成。洗气瓶内装适量40%氢氧化钾溶液，其中一个气体干燥塔下部（约1/3）装碱石灰，上部（约2/3）装无水氯化钙或高氯酸镁；另一个气体干燥塔装无水氯化钙或高氯酸镁。 ②吸收系统
吸收系统由四个U形管组成，以此为吸水管（内装无水氯化钙或高氯酸镁）、除氮管（前2/3装二氧化锰，后1/3装无水氯化钙或高氯酸镁）。
吸收系统的末端连接一个空U形管（防止起泡剂中硫酸倒吸）及一个装有浓硫酸的气泡剂。仪器装置如下：
③燃烧系统
燃烧系统由燃烧管和三节炉组成。燃烧管按下述方式充填。
制作三个长30 mm和一个长100 mm的铜丝卷，直径稍小于燃烧管的直径，一便能自由推入管内并与管壁保持尽可能小的间距。100 mm的铜丝卷一端装设一个粗铜丝制成的环或钩，以便铜丝卷入管中被取出或放入，所制成的铜丝卷应在箱型电炉内于800C下灼烧一小时，燃烧管出气端留有长500mm长的空间。以下依次为30mm银丝卷，30MM铜丝卷、130~150MM（与第三节电炉长度一致）铬酸铅（若石英管，应该用铜片将铬酸铅与管壁隔开）、30MM铜丝卷、330~350MM（与第二节电炉长度相同）线状或粒状氧化铜、30mm铜丝卷、310mm空间（与第一节电炉长度加上瓷舟长度相等）和100mm铜丝卷。其填充
方式如图3-6所示。燃烧管两端橡皮帽或铜接头，以便分别同净化系统和吸收系统联通，新橡皮帽在使用前应先在105~110C的温度下烘烤8h。 （2）炉温的校正
将工作热电偶插入第三节的热电偶孔中，使热端稍进入炉膛。使热电偶与高温表连接。炉温升到规定温度后，保温1h，然后将标准热电偶相继置于空燃烧管中对应第一、第二、第三节炉的中心处（注意勿使热电偶与燃烧管壁接触）。
热电偶处于第一个位置时，都要调节炉温，使标准热电偶所指示的炉温恰好符合实验要求的温度，并恒温5min，同时记下工作热电偶的工作读数。在实际测定中，及以此标定的温度进行控制。
（1） 气密性检查
将仪器按图3-5连接好，开启所有U形管旋塞，接通氧气；调节氧气流量为
120ml/min，然后关闭靠近u形管旋塞，此时若氧气流量降至20ml/min，表明系统气密；否则应检查漏气处并解决，解决气体气密。
（2） 空白值测定
仪器各系统连接后，检查其气密性。若不漏气，通电升温并接通氧气；流量为120ml/min。升温过程中将第一节电炉反复移动数次。系统通气20min左右，取下吸收管，并关闭吸收管旋塞，用绒布擦净，在天平旁放置10分钟后称量。当第一节炉温达到并保持在850+—10C，第二节炉温达到并保持在800+—10C，第三节炉温达到600+-10C,将第一节炉紧靠第二节炉，接上以称量的吸收管。在燃烧舟中加入三氧化钨，打开燃烧管进气端的橡皮帽，取出铜丝卷，将装有三氧化钨的燃烧舟推到第一节炉的入口处，把铜丝卷放回燃烧管，套上橡皮帽，接通氧气，调节氧气流量为120ml/min。移动第一节炉，使燃烧舟处于炉的中心。通气23min,将第一节炉移回原位，经2min后，停止通入氧气并取下吸收管，用绒布擦净，在天平旁放置10min后称量。水分吸收管的增重就是空白值。重复上述操作，连续两次所得空白值相差不超过0.0010g，除氮管和二氧化碳吸收管最后一次质量变化不超过0.0005g时为止。取两次的平均值作为当天计算氢的空白值。
做空白值实验前，先确保保温管的位置，使出口端温度尽可能高又不至于使橡皮帽分解，若空白值不易达到稳定，可适当调整保温管的位置。
3-6图
五、测定步骤
（1） 将第一节炉温控制在（850±10）℃，第二节炉温控制在（800±10）℃，第一节