更新时间:2022-08-25 14:18
氢元素是煤中第二重要的元素,主要存在于煤分子侧链和官能团上,随煤化程度的提高而呈下降趋势。煤中氢以符号Hdaf表示(过去用Hr)。是煤中有机质的主要组成元素。燃烧时,氢所产生的热量比碳高,约为碳的4.2倍。
(1)从低煤化程度到中等煤化程度阶段,氢元素含量变化不十分明显,但在高变质的无烟煤阶段,氢元素的降低较为明显而且均匀,从年轻无烟煤的4%下降到年老无烟煤的2%左右。
(2)氢的含量与成煤的原始物质有关。由于形成腐泥煤的低等生物富含氢,所以腐泥煤中氢的含量普遍比腐殖煤高,一般在6%以上,有时高达11%。而腐殖煤氢含量不超过6%。
(3)测定煤中氢的含量是以干燥无灰基为基准。氢的含量因煤岩组分不同而异,壳质组的氢含量最高,丝质组最低。在煤化程度不断加深的过程中,氢含量逐渐降低。不同煤岩组分氢含量的顺序是壳质组>镜质组>惰质组。
1.氢含量随煤变质程度的加深而降低,因此可作为煤炭科学分类的指标之一。
2.煤中的氢与其他特性有关,主要用来计算收到基低位发热量。
煤中氢含量的测定方法有很多,其中GB/T476-2008所规定的元素炉法,即利比西法;由电力标准高温碳氢测定法;还有红外吸收法等,每种方法各具特点,其中元素炉法为经典方法,可用在仲裁分析,也是国内多数单位使用的方法;高温碳氢法较元素炉法迅速,系统结构计较简单,测定结果比国标法同样可靠;红外吸收法具有技术先进、测试效率高、结果可靠的特点。
元素炉法测定煤中氢含量又分为三节炉法和二节炉法,其中二节炉法应用更为普遍。
二节炉法
电量-重量法(二节炉法):一定量煤样在氧气流中燃烧,生成的水与五氧化二磷反应生成偏磷酸,点解偏磷酸,根据点解所消耗的电量计算煤中氢的含量。
电量-重量法碳氢测定仪由氧气净化系统、燃烧装置、测定装置(包括电解池、电量积分和显示系统)、二氧化碳吸收系统。氧气净化系统的作用是除去氧气中含氢和含碳的物质。氧气流经装有变色硅胶、氢氧化钠和无水高氯酸镁的净化管而被去除。