煤质仪器介绍(一)

热量仪
恒温式：外桶水温稳定不变 双干式：没有内外桶
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最早的热量仪：
美国Parr公司
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贝克曼温度计
提醒销售人员和技术人员要熟悉这些名称
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长沙式
吴江式
特点：人工调水温、人工称水、人工测温、
人工点火、人工计算
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煤质分析研究获得江苏省科技进步二等奖
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在国际学术会议上获奖
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张洪
男，1965年生；武汉理工大学无机非金属材料 专业硕士，中国矿业大学矿物加工专业博士
中国矿业大学化工学院教授、博士生导 师 研究方向：煤质分析、煤粉燃烧理论和 技术
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张洪重大科研项目7项：
1988年 参加国家七五攻关项目“流化床煅烧煤矸石水泥” 1992年 主持煤炭科学基金项目“煤系高岭岩合成高级白水泥 研究” 1995年 参加国家自然科学基金项目“加压条件下脱硫剂脱硫 反应机理及动力学模型”研究
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(tn t0 C ) E Qb m
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C的计算：
内外筒热交换的速度：
V=k(ti-tj)+A
ti tj k:冷却常数，min-1
A:搅拌热常数， ℃/min
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氧弹热量测定仪的类型 绝热式：外桶水温随内 桶变化，没有冷却校正
主要特点：
1、代替普通干燥箱，具有速度快、 耗电省、操作简单的特点 2、采用微波和光波组合方式，受 热更为均匀，适合所有煤样； 3、较好地解决了无烟煤实验中称 量瓶容易发生炸裂的现象。
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4、测硫仪（定硫仪） 为什么要测定煤炭中 的硫？
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中国煤炭检验仪器 发展概况
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中国矿业大学具有101年历史、是中国第一世界 闻名的煤炭高校；
化工学院主要研究煤质分析、煤化学、煤化工 和煤炭洗选。
矿大图书馆
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徐州威科科技有限公司
第二代热量仪：
1980年铂电阻温度计代替了贝克曼温 度计，出现了江苏吴江、湖南长沙
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美国Parr公司
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不要被电脑吓倒，要通过现象看本质：这 也是同一代产品
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第二代热量仪特点： 实现了 自动测温 这是根本进步！
——专注于煤质仪器研制、生产和销售
注册资本500万元人民币；
座落在江苏省徐州市中国矿业大学国家 级大学科技园内；在开发区购地50亩， 将建成国内最大的煤质仪器生产基地；
是中国矿业大学张洪等教授创办的公司， 专注于教授们科研成果的转化。
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研究煤质分析技术的意义
实例：
某发电厂入厂煤量为104×104Kg，以热值 计价，进厂煤0. 034元/卡。用5E-2500设备检 测热值，以两种点火方式相差126.8 KJ/Kg， 优化点火方式后， 1 － 9 月份可为电厂节约资 金:
126.84. 1816× 0. 034×104=107.2万元
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煤质评价结果影响：
①计价（热量、硫分、水分、粘 结性）
粘结性（吉氏流动度）影响煤价-日照港日本人买煤的故事
②发挥燃煤设备的效率
一样的
不同锅炉要求的煤质是不
③工艺计算
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国际领先水平的矿大智能马弗炉
两种选择
仪器型号：CTM500 智能马弗炉 授权专利：ZL200720036397.5
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2、进口炉丝，寿命可达5年以上； 新型保温材料，节能省电30％
表面温度由90oC降低到45oC以下
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河南鹤壁生产的库仑测硫仪
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第二代库仑测硫仪：一体化测硫仪
始于1998年，没有实质性改进
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为什么要校正系数？
SO2 O2
SO3
单点校正好还是多点校正好？
理论上校正系数应该只受温度影响，而与 硫含量高低无关。 实践证明，长沙测硫仪测不准。
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库仑法测硫的原理:
S O2 SO2
H2 SO3 2e H2 SO4
+4
I 2 2e 2I
Br2 2e 2Br
燃烧
+6
氧化还原 反应
徐州威科公司－中国Βιβλιοθήκη Baidu质仪器发展状况
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3、结果不可靠
国标要求的升温曲线
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第四代热量仪:控温热量仪
美国Parr公司 首创
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控制外桶温度稳定是Parr首先发明的
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德国IKA公司也能控制外桶温度
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1996年中国矿业大学研制的CT2100热量仪
两种主要测硫方法对比
艾士卡法 /重量法 测试时间 操作程序 12小时 繁琐 库仑滴定法 5－6分钟 简单
准确性
应用情况 主要缺点
高
仲裁用 效率低
较高
煤炭行业普遍使 用 仪器故障率高
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第一代库仑测硫仪：始于1980年，最早由徐州分析 仪器厂和煤科总院北京煤化所研制
缺点：分解时间固定，进样搅拌不定位、不美观， 噪声大，故障率高
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3、仿德国炉体设计
美观、坚固
安全、方便
省力
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3、水分仪
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液晶型微波水份仪
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专利定位设计，保证了结果准确
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自动计算 自动点火
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第三代热量仪：1996年出现的全自动热量仪
最大特征是无需人工称水；源于开元 模仿LECO自动热量仪
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外观为立式，像 小天鹅洗衣机
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第三代热量仪另一种形式是卧式，由三德首创。
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缺点：
测定挥发份对煤种适 应性差
也因为升温快
容易烫伤； 约13000元
15毫米缝不匀可能导致通风不
均匀
新近出现的产品
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解决了边开门烫人问题；
炉门重，弹簧寿命堪忧；
炉顶放东西会烧着
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马弗炉是煤炭灰分测定的标准方法， 在发生矛盾时要用这种方法仲裁。 用于煤炭灰分、挥发分以及罗加指 数的测定。
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2001年研制的CT5000热量快速测定仪
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电脑型CT5000A热量快速测定仪
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2008年研制成功国际先进水平的7000热量仪
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仪器型号：CT7000B型自动量热仪 授权专利：ZL96232319.5，ZL02138538.6， ZL02138539.4，ZL200720041742.4
河南鹤壁全自动热量仪
立式热量仪的问题：
1、连续试验误差越来越大
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根本原因是没有制冷系统，靠水箱降温
2、小毛病多
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水阀受压易 渗漏
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1400元
质量低（外观、炉丝）、
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第2代灰分挥发分测定仪
特点：
程序化控制、质量中等； 不美观、程序复杂
价格约7000元
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奇丑无比
表面用不锈钢制作的马弗炉
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由北京煤科院首创的灰 分挥发分测定仪
优点：美观、升温快
1996年 主持项目“矿物质对煤炭发热量影响规律研究” 2005年 参加国家973项目“气化煤气与热解煤气共制合成气 的多联产应用的基础研究” 2007年 主持国家自然科学基金项目“煤粉中内在矿物对煤焦 燃烧反应动力学影响机理研究” 2008年 主持国家十一五科技支撑计划“高性能水泥绿色制造 工艺和装备” 子课题新型干法煅烧高强水泥熟料煤质调配和 快速评价方法研究。
现有煤质仪器用户4000余家，遍及全国 各省及东南亚国家
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新疆地区用户名单：
新疆新世纪建筑材料技术开发公司 库尔勒鲁岳三川建材有限分公司 博乐赛里木建材有限责任公司 喀什飞龙水泥有限责任公司（2台） 阿克苏天山多浪水泥有限责任公司 米泉市新益砖厂 英吉沙县浙兰水泥有限责任公司 徐矿集团新疆天山矿业有限责任公司 神华新疆能源有限公司 阿克苏拜城发电厂 新新疆林科院 新疆屯南煤业有限责任公司 新疆和融热力有限公司 新疆暖万家热力有限公司
化学分析法：经典、仲裁方法 库仑法 仪器分析法 红外法
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化学分析法——艾氏法
1874 年德国艾士卡制订的，是世界通用的全硫 标准测定方法。 要点：煤样 +艾氏剂 800-850oC灼烧 1-2h，热水溶 解，将煤中硫转化为 SO42- ，再加 BaCl2 沉淀，生 成BaSO4，灼烧称重。 特点是准确度高，操作复杂、耗时长。
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国标 0.2％
0.25％
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2、过程全自动、关键部件进口
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2、工业分析（灰分、挥发份、水分） 发展概况
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第1代灰分、挥发分控温仪，始于？？年
特点：价格低、质量低
没有程序控制，只有通断
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煤质仪器方面已授权专利10项、正在申请的专利5项
1996年 多用氧弹热量仪，ZL 96 2 32319.5 2002年 一种氧弹法测定煤炭灰分的方法和装置，ZL 02 1 38538.6 2002年 一种利用氧弹法测定煤炭燃烧特性的方法，ZL 02 1 38539.4 2007年 能显示并控制恒温区的高温炉，ZL 2007 2 0036397.5 2007年 煤炭灰熔融性测定仪，ZL 2007 2 0036396.0 2007年 一种高效库仑测硫仪，ZL 2007 2 0036395.6 2007年 一种高精度微波水分测试仪，ZL 2007 2 0036024.8 2007年 低故障省力氧弹充氧仪， ZL 2007 2 0041742.4 2007年 高可靠和高效率煤炭灰熔融性测定仪，ZL 2007 1 0020853.1 2009年 测硫仪，ZL 2009 3 0040771.3
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中国矿业大学的CTS3000型测硫仪：
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矿大CTS5000B型定硫仪
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第一部分 燃烧发电用煤质仪器
热量测定仪、灰份/挥发份测定 仪、测硫仪、水分仪
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1、热量仪发展概况
氧弹热量仪的原理
热量仪的发展史
矿大热量仪的特点
氧弹：
点火丝 2.6－3.0 MPa 氧气 1 g（0.0001g） 煤粉 10 ml水
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2010年在新疆设立了办事处： 销售经理——王月华（女）
售后服务——杜志勇（男）
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煤质分析仪器
第一部分 燃烧发电用 热量测定仪、灰份、挥发份测定仪、 测硫仪、水分
第二部分 焦化、化工厂用
胶质层、着火点、奥阿、自膨、粘结、 反应性、、灰熔点测定仪 第三部分 采制样设备