煤样测定结果表述的要求知识点解说.doc

煤样测定结果表述的要求知识点解说（全面版）资料
煤样测定结果表述的要求
一、基的符号
为了区别试验煤样的不同状态，在煤质分析中常以不同“基”表示，常用的“基”有空气干燥基、干燥基、收到基、干燥无灰基、干燥无矿物质基、恒湿无灰基、恒湿无矿物基。
空气干燥基——以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准，符号为ad。不计算外在水分的煤中其它成分的组合，指在空气中连续干燥1小时，其质量变化不大于0.1%时的分析试样。
干燥基——以假想无水状态的煤为基准，符号为d。不计算水分的煤中其它成分的组合，指去除了水分（空干基水分和全水分）的分析试样。
收到基——以收到状态的煤为基准，符号为ar。计算煤中全部成分的组合，指包含有全水分的试样。
干燥无灰基——以假想无水、无灰状态的煤为基准，符号为daf。不计算水分、灰分的煤中其它成分的组合，指去除了水分和空干基灰分的分析试样。
干燥无矿物质基——以假想无水、无矿物质状态的煤为基准，符号为dmmf。
恒湿无灰基——以假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准，符号为maf。
恒湿无矿物质基——以假想含最高内在水分、无矿物质状态的煤为基准，符号为
m,mmf。
根据不同基准的定义可知，同一煤质特性指标，当采用不同基准来表示时，就会有不同的值，其中以收到基所表示的值最小，空气干燥基所表示的值次之，干燥基所表示的值较大，干燥无灰基所表示的值最大。
二、不同基准间的换算
1.换算公式：
Y=KX
式中：X——已知基准
Y——待求的基准
K——换算系数
2.基准换算公式表
表2 不同基的换算公式
已知基
要求基
空气干燥基
ad
收到基
ar
干燥基
d
干燥无灰基
daf
干燥无矿物质基dmmf
空气干燥基
ad

收到基
ar

干燥基
d

干燥无灰基
daf

干燥无矿物质基
dmmf

【例1】 已知Aad=31.22% Mad=1.64% Mar=8.0% 求Ad 及Aar ？
解：
【例2】 已知Mar=7.5% Var=20.00% Aar=35.86% 求Vd及Vdaf？
解：
【例3】 已知Mad=1.32% Aad=31.44% Vd=17.35% 求FCad?
解：
FCad=100－Mad－Aad－Vad
=(100－1.32－31.44－17.12)%
=50.12%
三、基准的应用
由于收到基低位发热量是表示原煤实际上用来发电的热量，故它是计算电厂煤耗的基本参数，也是电厂煤场、输煤与锅炉系统设计的重要依据。
实验室直接测出的煤质特性指标值均用空气干燥基表示，这是因为用来分析、测定的煤样均处于空气干燥状态（失去了外在水分）。
为了检查测试结果的准确性,普遍应用标准煤样,而它的特性指标值均以干燥基表示。在不同的湿度、温度条件下，所测得的空气干燥基特性指标值虽有所不同，但换算成干燥基后，实测值与标准煤样的标准值之间就具有直接可比性，从而可以判断测试结果的准确性。
煤中水分受环境影响而变化，在不少场合，考虑到排除水分对煤质数据的影响，就需要应用干燥基，例如煤的采样精密度是这样规定的，当原煤干燥基灰分Ad>20%时，其精密度要求为±2%。
干燥无灰基是决定煤的实际用途的一项重要参数，也是煤炭分类的重要依据。如：无烟煤，Vdaf＜10%；烟煤，10%＜Vdaf＜60%；褐煤，37%＜Vdaf＜70%。
四、结果报告
煤质分析的测定结果按数字修约规则为：凡末位有效数字后面的第一位数字大于5，则在其前一位上增加1，小于5则舍去；凡末位有效数字后面的第一位数等于5，而5后面的数字并非全部为0，则在5前一位数上增加1；如5后面的数字全部为0时，而5前面的一位数为奇数，则在5的前一位数上增加1，如前一位数为偶数（包括0），则将5舍去。在拟舍弃的数字中，若为两位以上数字时，不得连续进行多次修约，应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小，按上述规定一次修约出测定结果。例如，下列数字取小数后二位：
26.376 —— 26.38
26.374 —— 26.37
26.3751 —— 26.38
26.3750 —— 26.38
26.3850 —— 26.38

煤的热稳定性测定
一、煤的热稳定性测定的意义
煤的热稳定性是指煤在高温燃烧或气化过程中对热的稳定程度，也就是煤块在高温作用下保持其原来粒度的性质。热稳定性好的煤在燃烧或气化过程中能以其原来的粒度燃烧或气化而不碎成小块或破碎较少；热稳定性差的煤在燃烧或气化过程中迅速破成小块，甚至成为煤粉。
要求使用块煤作燃料或原料的工业锅炉或煤气发生炉，如果使用热稳定性差的煤，将导致带出物增多、炉内粒度分布不均匀而增加炉内流体阻力，严重时甚至形成风洞而导致结渣，从而使整个气化或燃烧过程不能正常进行，不仅造成操作困难，而且还会降低燃烧或气化效率。因此，煤的热稳定性是生产、设计及科研单位确定气化工艺技术经济指标的重要依据之一。
二、煤的热稳定性分级
煤的热稳定性按下表进行分级。
表 煤的热稳定性分级
序号
级别名称
代号
热稳定性范围(TS+6),%
　1
低热稳定性煤
LTS
≤40
　2
较低热稳定性煤
RLTS
>40～50
　3
中等热稳定性煤
MTS
>50～60
　4
较高热稳定性煤
RHTS
>60～70
　5
高热稳定性煤
HTS
>70
三、煤的热稳定性测定
1．方法提要
量取6～13mm粒度的煤样约500cm3，称量并装入5个100cm3带盖坩埚中。在（850±15）℃的马弗炉中加热30min后取出冷却，称量，筛分。以粒度大于6mm的残焦质量占各级残焦质量之和的百分数作为热稳定性指标TS+6；以3～6mm和小于3mm的残焦质量占各级残焦质量之和的百分数作为热稳定性辅助指标TS3～6、TS-3。
2．仪器和设备
（1）马弗炉：恒温区不小于100mm×230mm。带有恒温调节装置并能保持在（850±15）℃。附有热电偶和高温计。炉后壁留有挥发分排出孔和热电偶插入孔。
（2）振筛机：往复机，振幅40±2mm；频率240±20min-1。
（3）圆孔筛：与振筛机相匹配的方形筛。孔径为6mm和3mm，并配筛盖和筛底盘。
（4）工业天平：最大称量1kg，感量为0.01g。
（5）带盖坩埚：容量为100cm3瓷坩埚或刚玉坩埚。
（6）坩埚架：用耐900℃以上的金属材料制成。根据马弗炉的恒温区的大小，坩埚架可以制成能放置5个或10个坩埚。
3．测定步骤
①按煤样制备方法的规定制备6～13mm粒度的空气干燥煤样1.5kg，仔细筛去小于6mm的粉煤，然后混合均匀，分成2份。
②用坩埚从两份煤样中各量取500cm3煤样，称量（称准到0.01g）并使两份质量一致（±1g）。将每份煤样分别装入5个坩埚，盖好坩埚盖并将坩埚放入坩埚架上。
③迅速将装有坩埚的架子送入已升温到900℃的马弗炉恒温区内。关好炉门，将炉温调到（850±15）℃，使煤样在此温度下受热30min。煤样刚送入马弗炉时，炉温有可能下降。此时要求在8min内炉温恢复到（850±15）℃，否则测定作废。
④从马弗炉中取出坩埚，冷却到室温，称量每份残焦的总质量（称准到0.01g）。
⑤将孔径6mm和3mm的筛子和筛底盘叠放在振筛机上。然后把称量后一份残焦倒入6mm筛子内。盖好筛盖并将其固定。
⑥开动振筛机，筛分10min。
⑦分别称量筛分后大于6mm、3～6mm及小于3mm的各级残焦的质量（称准到0.01g）。
⑧将各级残焦的质量相加，与筛分前的总残焦质量相比，二者之差不应超过±1g，否则测定作废。
4．结果计算
（1）煤的热稳定性指标和辅助指标按下式计算：

式中 TS+6 —— 煤的热稳定性指标，%；
TS3～6、TS-3 —— 煤的热稳定性辅助指标，%；
m —— 各级残焦质量之和，g；
m+6 —— 大于6mm残焦质量，g；
m3～6 —— 粒度为3～6mm残焦质量，g；
m-3 —— 小于3mm残焦质量，g。
（2）计算两次重复测定各级残焦指标的平均值。
（3）将各级残焦指标的平均值按数据修约规则修约到小数后一位，报出结果。
5．精密度
各项指标的两次重复测定的差值都不得超过3.0%。

煤气中焦油和灰尘含量的测定
一、方法原理
城市燃气中焦油和灰尘含量的测定，国标采用滤膜法, 即一定体积的城市燃气，通过已知重量的滤膜，以滤膜的增重和取样体积，计算出焦油和灰尘的含量。这种方法取样量大，分析时间长，当燃气水分含量高时，分析结果误差大，而且焦油和灰尘含量不能分开测量。煤焦油几乎完全是芳香族化合物组成的一种复杂的混合物。芳香族化合物或具有共轭体系的物质，由于分子中价电子的跃迁而产生不同波长的紫外光。在特征吸收波长光谱下，该物质具有最大吸光度。吸光度的定量满足朗伯—比耳定律,即吸光度与该物质的浓度及吸收层厚度成正比。因此在同样比色皿下测定该物质吸光度即可得到其浓度。针对这些问题，我们通过试验，采用紫外分光光度法较好地解决了焦炉煤气中焦油含量的测定，并将吸收液过滤, 分离出灰尘，再用重量法测定。
二、仪器及试剂
容量瓶、滤纸、脱脂棉、磨口瓶、玻璃管、烧杯、漏斗、玻璃棒、洗瓶均符合化验室常规仪器使用要求。
紫外分光光度计———752N型
湿式转子气体流量计———5 L
真空泵———XZ—1型旋片式
氢氧化钠：分析纯
焦油：采用本厂焦油二甲苯；采用本厂生产的10 ℃的二甲苯且用氢氧化钠脱水后方可使用。
(采用上述焦油和二甲苯与标准焦油和分析纯二甲苯通过做对比实验发现：分析结果相差不大,在误差允许范围之内。此种方法可有效降低分析成本。)
三、实验条件的选择
1.吸收液的选择
2.工作波长的选择
四、实验步骤
1．准备
2．标准曲线的制作
（1）称取0. 1 g左右焦油于30 mL小烧杯中，加入少量二甲苯溶解。用滤纸将溶液中的渣子滤掉，用加热到40～50 ℃之间的二甲苯，多次的冲洗小烧杯和滤纸，保证焦油中的渣子都滤到滤纸之上。滤纸干燥后称取渣子的质量，计算焦油的纯度。
（2）将过滤后的焦油溶液倒入500 mL 容量瓶中，用二甲苯多次冲洗后定溶，计算出溶液浓度，本试验浓度为0. 262 6 mg/mL，作为基准溶液备用。
（3）分别取1, 2, 4, 6, 8, 10 mL基准液于50 mL容量瓶中，用二甲苯定容，盖紧塞子，摇匀。  
（4）在752N紫外分光光度计上，波长330 nm处，使用石英比色皿以二甲苯作参比溶液测定溶液吸光度，结果见下表。
以焦油含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
不同浓度溶液吸光度表
取样量/mL
1
2
4
6
8
10
浓度/ (mg·L - 1 )
5. 252
10. 504
21. 008
31. 512
42. 016
52. 52
吸光度/A
0. 119
0. 249
0. 478
0. 684
0. 856
0. 976
3．样品检测
（1）取样
玻璃吸收管内疏松均匀的塞入一些脱脂棉(数量根据焦油含量而定)，然后通入煤气。检查气密性后以3.5-4L/min的流量取样10～40 L (根据含焦油量) ，并记录大气压及温度。
（2）测定
将吸收了焦油的脱脂棉及玻璃管内壁的焦油用定量二甲苯溶解，充分溶解10 min，将溶解了焦油的二甲苯倒入1 cm的比色皿中，以纯二甲苯作为参比液，在波长为330 nm处测定吸光度，根据吸光度查标准曲线查出焦油的浓度，计算出焦油含量。
计算公式： 焦油含量(mg/m3 ) = ML / KV
式中 M ——标准曲线查出焦油的浓度, mg/L；
L ——二甲苯的体积, mL；
K——换算至标准状况下的干燥煤气体积系数；
V ——取煤气样的体积, L。
4．回收率实验
取一定准确浓度的标准溶液，在同样条件下，测得吸光度，从标准曲线中查出其浓度，计算含焦油量及回收率。本实验取浓度为42.016 mg/L，见下表。
五、问题讨论
(1)取样时应尽可能使取样装置靠近采样口，为了降低煤气中焦油的附着、沉降，保证取样的煤气焦油尽可能多的吸附在脱脂棉上,避免测定结果偏低。
(2)分光光度计都有一定的测量误差，从标准曲线上可以看出，吸光度在0. 2～0. 5 A内测量值准确性较高。因此，适时地调整煤气的取样量和溶剂二甲苯的体积。保证焦油浓度在8～25 mg/L之间,提高计算的准确度。
(3)负压状态下采集煤气，最好制作一根铜质管，深入取样管道的1 /3处，这是因为管道壁煤气阻力最大，流速最缓慢，焦油在此处容易被附着，采样不具有广泛的代表性，测定结果失真。
(4)玻璃吸收管内壁粘附焦油要彻底清洗并入二甲苯洗液中。
(5)取样时煤气的温度对测定结果有影响，特别是在正压状态下取样。
回收率
加标样量/mL
实际值/mg
回收值/mg
回收率/%
5
0.210
0.204
97. 0
6
0.252
0.244
96. 8
7
0.287
0.279
97.1
8
0. 336
0.341
101.2
9
0.378
0.373
98.6
10
0.420
0.413
98.4
11
0.462
0.456
98.7
12
0.504
0.490
97.3
13
0.546
0.534
97.8
14
0.588
0.577
98.2
平均回收率98. 1
六、结论
(1)开发实验了一种新的测定煤气中焦油含量的仪器分析检验方法，即紫外分光光度计检测法。 
(2)用紫外分光光度计测定煤气中焦油含量，测定回收率平均为98.1%。本方法具有简单、快速、准确，在再现性好等特点，因而对现场的生产状况具有更强的指导意义。
(3)使用药品少，检验成本低廉。
(4)适用范围广，不仅可用于测量煤气,对液体中焦油含量也可适用。
氮元素的测定（凯氏定氮法）
煤中的氮，主要是由成煤植物中的蛋白质转化而来，氮含量比较少，一般约为0.5～3.0％。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。
一、方法原理
称取一定量的空气干燥煤样，加入混合催化剂和硫酸，加热分解，氮转化为硫酸氢铵。加入过量的氢氧化钠溶液，把氨蒸出并吸收在硼酸溶液中，用硫酸标准溶液滴定。根据用去的硫酸量，计算煤中氮的含量。
主要化学反应如下：

二、试剂
1．混合催化剂：将分析纯无水硫酸钠32g、分析纯硫酸汞5g和分析纯硒粉0.5g研细，混合均匀备用；
2．铬酸酐：分析纯；
3．硼酸：分析纯，3%水溶液，配制时加热溶解并滤去不溶物；
4．混合碱溶液：将分析纯氢氧化钠37g和化学纯硫化钠3g溶解于蒸馏水中，配制成100mL溶液；
5．甲基红和亚甲基蓝混合指示剂：
a.称取0.175g分析纯甲基红，研细，溶于50mL95%乙醇中；
b.称取0.083g亚甲基蓝，溶于50mL95%乙醇中；
将溶液a和b分别存于棕色瓶中，用时按（1+1）混合。混合指示剂使用期不应超过1周。
6．蔗糖：分析纯；
7．硫酸标准溶液：c(1/2H2SO4)=0.025mol/L。于1000mL容量瓶中，加入约40mL蒸馏水。用移液管吸取0.7mL（相对密度1.84）分析纯硫酸放入容量瓶中，加水稀释至刻度，充分振荡均匀。
标定时称取0.05g预先在130℃下干燥到恒重的优级纯无水碳酸钠放入锥形瓶中，加入50～60mL蒸馏水使之溶解，然后加入2～3滴甲基橙，用标准硫酸溶液滴定到由黄色变橙色。煮沸，赶出二氧化碳，冷却后，继续滴定到橙色。
三、仪器、设备
1．凯氏瓶：容量50mL和250mL；
2．直形玻璃冷凝管：长约300mm；
3．短颈玻璃漏斗：直径约30mm；
4．铝加热体：使用时四周围以绝热材料，如石棉绳等。
5．凯氏球；
6．圆盘电炉：带有调温装置；
7．锥形瓶：容量250mL；
8．圆底烧瓶：容量1000mL；
9．滴定管：10mL，分度值为0.05mL。
四、分析步骤
1．在薄纸上称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.2g，精确至0.0002g。把煤样包好，放入 50mL凯氏瓶中，加入混合催化剂2g和浓硫酸（相对密度1.84）5mL。然后将凯氏瓶放入铝加热体的孔中，并用石棉板盖住凯氏瓶的球形部分。在瓶口插入一小漏斗，防止硒粉飞溅。在铝加热体中心的小孔中放温度计。接通电源，缓缓加热到350℃左右，保持此温度，直到溶液清澈透明、漂浮的黑色颗粒完全消失为止。遇到分解不完全的煤样时，可将0.2mm的空气干燥煤样磨细至0.1mm以下，再按上述方法消化，但必须加入铬酸酐0.2～0.5g。分解后如无黑色粒状物且呈草绿色浆状，表示消化完全。
2．将冷却后的溶液，用少量蒸馏水稀释后，移至250mL凯氏瓶中。充分洗净原凯氏瓶中的剩余物，使溶液体积为100mL。然后将盛溶液的凯氏瓶放在蒸馏装置上准备蒸馏。
3．把直形玻璃冷凝管的上端连接到凯氏球上，下端用橡皮管连上玻璃管，直接插入一个盛有20mL、3%硼酸溶液和1～2滴混合指示剂的锥形瓶中。玻璃管浸入溶液并距瓶底约2mm。
4．在250mL凯氏瓶中注入25mL混合碱溶液，然后通入蒸汽进行蒸馏，蒸馏至锥形瓶中溶液的总体积达80mL为止，此时硼酸溶液由紫色变成绿色。
5．蒸馏完毕后，拆下凯氏瓶并停止供给蒸汽。插入硼酸溶液中的玻璃管内、外用蒸馏水冲洗。洗液收入锥形瓶中，用硫酸标准溶液滴定到溶液由绿色变成微红色即为终点。由硫酸用量（校正空白）求出煤中氮的含量。
6．空白试验采用0.2g蔗糖代替煤样，试验步骤与煤样分析相同。
注：每日在煤样分析前，冷凝管须用蒸汽进行冲洗，待馏出物体积达100～200mL后，再做正式煤样。
五、分析结果的计算
空气干燥煤样的氮含量按下式计算：

式中： Nad —— 空气干燥煤样的氮含量，%；
c —— 硫酸标准溶液的浓度，mol/L；
V1 —— 硫酸标准溶液的用量，mL；
V2 —— 空白试验时硫酸标准溶液的用量，mL；
0.014 —— 氮的毫摩尔质量，g/mmol；
m —— 分析煤样的质量，g。
六、氮含量测定的精密度
氮含量测定的重复性和再现性如下表规定：
表 氮含量测定结果的重复性和再现性要求
重复性限（Nad）/%
再现性临界差（Nd）/%
0.08
0.15

煤气组成的测定
一、测定内容
1．煤气气体组成及煤气热值
2．煤气中的H2S
3．煤气中的焦油
4．煤气中的水分
5．煤气中的粉尘固体颗粒
二、常规测定法
1．方法原理
⑴用氢氧化钾吸收二氧化碳及酸性气体：
⑵用焦性没食子酸（学名邻苯三酚或1,2,3-三羟基苯）的碱性溶液吸收氧。
⑶用发烟硫酸吸收不饱和烃（CnHm），如C2H4、C6H6：
⑷用氨性氯化亚铜溶液吸收一氧化碳：
⑸甲烷和氢加氧发生爆炸燃烧反应:
2．吸收液的配制
⑴氢氧化钾溶液 30%氢氧化钾溶液。取30g化学纯的氢氧化钾溶于70mL水中。
⑵焦性没食子酸的碱性溶液 取10g焦性没食子酸溶于100mL30%氢氧化钾溶液中。焦性没食子酸的碱性吸收液在灌入吸收管后，通大气的液面上应加液体石蜡油，使其与空气隔绝。
⑶发烟硫酸溶液 三氧化硫含量为20%～30%。发烟硫酸液灌入吸入管后，通大气的透气口上应套橡皮袋，以防三氧化硫外逸。
⑷氨性氯化亚铜溶液 取27g氯化亚铜和30g氯化铵，加入100mL蒸馏水中，搅拌成浑浊液，灌入吸收管内并加入紫铜丝。其后加入浓氨水（分析纯，密度为0.88～0.99g/mL）至吸收液澄清，通大气的液面上应加液体石蜡油，使其与空气隔绝。
⑸稀硫酸溶液 浓度为10%。在100mL水中加入5.5～6.0mL浓硫酸（密度为1.84 g/mL），滴入1～2滴甲基橙指示剂显红色。
⑹封闭液 量气管的封闭液，不得吸收被测定的气体。为了进一步阻止气体溶解，在使用之前必须用待测气体饱和。一般可以使用10%硫酸作为量气管的封闭液。爆炸管的封闭液，则用二氧化碳饱和的水即可。
⑺吸收液调换 根据所分析的燃气中各组分的含量高低，及各吸收液的吸收效率，决定使用次数，部分吸收液也会因长时间放置而失效。
3．测定步骤
（1）准备工作
（2）取样
（3）进样
（4）气体组成分析
①二氧化碳分析②不饱和烃分析③氧的分析④一氧化碳分析⑤甲烷和氢的分析
4．结果计算
⑴二氧化碳含量的计算 设煤气试样的取样体积为V0，必须取准100mL（含梳形管的容积），则煤气中二氧化碳的体积分数φ（CO2）为
)=
式中 )—煤气中二氧化碳的体积分数，%；
V1—100mL样气经碱液吸收管吸尽二氧化碳后的体积读数，mL。
⑵不饱和烃含量的计算
=
式中 —煤气中不饱和烃的体积分数，%；
V2—剩余样气经发烟硫酸吸收管吸尽不饱和烃，再用30%氢氧化钾吸收三氧化硫后的体积分数，mL。
⑶氧含量的计算

式中 —煤气中氧的体积分数，%；
V3—剩余样气经焦性没食子酸碱溶液吸尽氧后的体积读数，mL。
⑷一氧化碳含量的计算
)=
式中 )—煤气中一氧化碳的体积分数，%；
V4—剩余样气经焦性没食子酸碱溶液氨性氯化亚铜吸尽一氧化碳及10%硫酸吸尽氨后的体积读数，mL
⑸甲烷和氢含量的计算
=
式中 —煤气中甲烷的体积分数，%；
V7—爆炸冷却后的气体经碱液吸尽二氧化碳后的体积读数，mL；
R—计算倍数。
设爆炸前后的气体缩减为C，即爆炸前（含加入氧）气体读数V5与爆炸后经冷却的体积读数V6之差数（mL），则C= V5－V6（mL），
故 )=
式中 —煤气中氢的体积分数，%。
⑹惰性气体（以N2计）含量的计算
=100-)---)--
式中 —煤气中惰性气体（以N2计）的体积分数，%。
三、气相色谱分析法
在煤气主要组分的气相色谱分析法中，一般使用分子筛进行分离。常温下，以H2做载气携带气样流经分子筛色谱柱。由于分子筛对O2、N2、CH4、CO等气体的吸附力不同，这些组分按吸附力由小到大的顺序分别流出色谱柱，然后进入检测器。则各组分的量分别转变为相应的电信号，并在记录纸上绘出O2、N2、CH4、CO等四个组分的色谱图，由色谱图中的各组分峰的峰高和峰面积计算组分的含量。
煤气主要组分常用的气相色谱分析流程有以下两种。
（1）并联流程
（2）串联流程

煤的水分及其测定
一、水分测定的意义
煤的水分，是很难用肉眼估量出来的。即使看起来是干煤，而实际上烟煤还含1%～2%的水分，褐煤含10%～40%的水分。
煤中水分是无用的物质，其含量越低越好。贮存时，煤中水分随空气温度而变化，使煤容易破裂，加速氧化。运输中，水分会增加运输负荷，在高寒地区冬季高水分煤会冻结，有可能因煤的冻结，胀坏煤仓和车皮，会造成装卸困难，甚至造成事故，因此，高寒地区的选煤厂冬季要对煤炭产品进行干燥处理或加防冻药剂。水分高的煤难以破碎，甚至无法破碎，影响破碎效率。炼焦时，煤中水分消耗热量，延长炼焦时间，降低了高炉的产率；高水分煤作燃料时，煤中水分的蒸发要消耗部分热量，降低了有效发热量。但在使煤成型使用时，应有适量的水分。在煤炭贸易上，水分也是一个定质和定量的主要指标。
二、煤中水分存在形式
1．煤中游离水和化合水　
煤中水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙（CaSO4·2H2O）和高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O) 中的结晶水。游离水在105～110℃的温度下经过1～2h可蒸发掉，而结晶水通常要在200℃以上才能分解析出。　
煤的工业分析中只测定游离水，不测定化合水。
2．煤的外在水分和内在水分　
煤的游离水又分为外在水分和内在水分。　
外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时即不再蒸发。
内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100℃以上的温度经过一定时间才能蒸发。
最高内在水分，在温度为30℃、相对湿度为96%的条件下，煤样与环境气氛达成平衡时所保持的内在水分，这时煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又与煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好的区分低煤化程度煤。如年轻褐煤的最高内在水分多在25%以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31%。最高内在水分小于2%的烟煤，几乎都是强粘性和高发热量的肥煤和主焦煤。
3．煤的全水分　
煤的全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。必须指出的是，实验室测定煤的全水分时所测的煤的外在水分和内在水分，与上面讲的煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分是完全不同的。实验室里所测的外在水分是指煤样在空气中并同空气湿度达到平衡时失去的水分（这时吸附在煤毛细孔中的内在水分也会相应失去一部分，其数量随当时空气湿度的降低和温度的升高而增大），这时残留在煤中的水分为内在水分。显然，实验室测定的外在水分和内在水分，除与煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分有关外，还与测定时空气的湿度和温度有关。
三、全水分的测定
煤中全水分是煤质评价的主要指标之一，是煤炭计量和计价不可缺少的依据。无论是生产部门，运输销售部门还是加工利用部门，都要进行煤炭全水分测定。
对于褐煤、烟煤和无烟煤的商品煤样、生产煤样和煤层煤样均需测定全水分。全水分是指煤样的内、外在水分的总量。测定方法分A、B、C、D四种。
方法A适用于各种煤；方法B适用于烟煤和无烟煤；方法C适用于烟煤和褐煤；方法D适用于外在水分高的烟煤和无烟煤。
1．一般要求
（1）煤样
方法A、B和C采用粒度小于6mm的煤样，煤样量不少于500g；方法D采用粒度小于13mm的煤样，煤样量约2kg。
（2）煤样的制备
全水分煤样制备过程中，粒度小于13mm的煤样破碎，必须使用专用密封式破碎机，以避免煤样制备过程中的水分损失。
粒度小于6mm煤样的制备：
①破碎设备：破碎过程中用水分无明显损失的破碎机。新国标中规定使用MP-160型密封式气流内循环破碎制备全水分煤样，但不排斥使用其它类型的与MP-160型有相同效果的密封式破碎机。
②制备方法；用九点取样法从破碎到粒度小于13mm的煤样中取出约2kg，全部放入破碎机中，一次破碎到粒度小于6mm，用二分器迅速缩分出500g煤样，装入密封容器。
（3）煤样的损失
在测定全水分之前，首先应检查装有煤样的容器的密封情况，然后将其表面擦拭干净，用工业分析天平称准到总质量的0.1%，并与容器上标签所注明的总质量进行核对。如果称出的总质量小于标签上所注明的总质量（不超过1%），并且能确定煤样在运送过程没有损失时，应将减少的质量作为煤样在运送过程中的水分损失量。并计算出该量对煤样质量的百分数，在计算煤样全水分时，应加入这项损失。
（4）煤样混合
称取煤样之前，应将密封容器中的煤样充分混合至少1min。
2．方法A(通氮干燥法)
（1）方法提要
称取一定量粒度小于6mm的煤样，在干燥氮气流中（在氮气流中进行，能有效防止年轻烟煤和褐煤在受热过程中的氧化）、于105～110℃下干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出水分的含量。
（2）试剂
①氮气：纯度为99.9%以上。
②无水氯化钙：化学纯，粒状。
③变色硅胶：工业用品。
（3）仪器设备
①小空间干燥箱：箱体严密，具有较小的自由空间，有气体进、出口，每小时可换气15次以上，能保持温度在105～110℃的范围内。
②玻璃称量瓶：直径为70mm；高为35～40mm，并带有严密的磨口盖。
③干燥器：内装干燥剂（变色硅胶或未潮解的块状无水氯化钙）。
④分析天平：感量为O.OO0lg。
⑤工业天平：感量为O.lg。
⑥流量计：测量范围100～lOOOmL/min。
⑦干燥塔：容量250mL，内装干燥剂（变色硅胶）。
（4）测定步骤
用预先干燥并称重过（称准到O.Olg）的称量瓶迅速称取粒度小于6mm的煤样10～12g(称准到O.Olg)，平摊在称量瓶中。打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到105～110℃的干燥箱中。烟煤干燥1.5h，褐煤和无烟煤干燥2h后，从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖。在空气中放置约5min，然后放入干燥器中，冷却到室温(约20min)，称量（称准到O.Olg）。然后进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样质量的减少不超过O.Olg或质量有所增加为止。在后一种情况下，应采用质量增加前一次的质量作为计算依据。水分在2%以下时，不必进行检查性干燥。
（5）结果计算
测定结果按下式计算：

式中 Mt —— 煤样的全水分，%；
m —— 煤样的质量，g：
m1 —— 煤样干燥后减轻的质量，g。
报告值要修正到小数点后一位。
如果在运送过程中煤样的质量有损失，则可按下式求出补正后的煤样全水分：

式中的M1是煤样在运送过程中的水分损失量(%)。当M1 > 1%时，表明煤样在运送途中可能受到意外损失，则不可补正。但测得的水分可作为实验室收到煤样的全水分。在报出结果时，应注明“未经补正水分损失的测定结果”，并将煤样容器的标签和密封情况一并报告。
3．方法B（空气干燥法）
（1）方法提要
称取一定量的粒度小于6mm的煤样，在空气流中，于105～llO℃下干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出水分的含量。
（2）仪器设备
①干燥箱：内附鼓风机，并带有自动调温装置，温度能保持在105～110℃范围内。
②干燥器：同方法A。
③玻璃称量瓶：同方法A。
④分析天平：同方法A。
⑤工业天平：同方法A。
（3）测定步骤
用预先干燥并称量过（称准至O.Olg）的称量瓶迅速称取粒度小于6mm的煤样10～12g(称准至O.Olg)，平摊在称量瓶中。打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到105～110℃的干燥箱中。在鼓风条件下，烟煤干燥2h，无烟煤干燥3h后，从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖。在空气中冷却约5min，然后放入干燥器中，冷却至室温（约20min），称量（称准到O.Olg）。最后进行检查性干燥，方法同A法。
（4）结果计算
分析结果的计算同方法A。
4．方法C（光波干燥法）
（1）测定原理
采用热重分析方法，将远红外加热设备与称量用的电子天平结合在一起，在一定的温度下对试样自动称量，直到试样的质量变化小于规定的值（即达到恒重）或到达规定的加热次数（时间），根据试样的质量损失计算出水分。
（2）光波干燥法的特点
①光波加热法的能量转换过程，是在被加热物体内部和表面同时进行。因此，受热均匀，水分蒸发速度快。
②具有微波、光波两种加热方法，采用加热效率极高的光波管
代替红外管，且增加了快速法（微波和光波先后加热），大大缩短了试验时间。微波：20min，光波：40min
③在同一电场作用下，不同介质的分子极化程度不尽相同，水分子比其它分子易极化，因此，容易受热变成蒸气放出。
④光波干燥法不适合无烟煤和焦炭等导电性较强的试样。
（3）方法提要
称取一定量粒度小于6mm的煤样，置于光波水分测定仪内。煤中水分子在光波发生器的交变电场作用下，高速振动产生摩擦热，使水分迅速蒸发。根据煤样干燥后的质量损失计算全水分。
（4）仪器设备
（5）测定步骤
按光波干燥水分测定仪说明书进行准备和状态调节。称取粒度小于6mm的煤样10～12g(称准到O.Olg)，置于预先干燥并称量过的称量瓶中，摊平。打开称量瓶盖，放入测定仪的旋转盘的规定区内。关上门，接通电源，仪器按预先设定的程序工作，直到工作程序结束。打开门，取出称量瓶，盖上盖，立即放入干燥器中，冷却到室温，然后称量（称准到O.Olg）。如果仪器有自动称量装置，则不必取出称量。
（6）结果计算
按方法A的公式计算煤中全水分的百分含量，或从仪器显示器上直接读取全水分的含量。
5．方法D 此法分为空气干燥法的一步法和二步法。
（1）方法提要
一步法：称取一定量的粒度小于13mm的煤样，在空气流中、于105～110℃下干燥到质量恒定，然后根据煤样的质量损失计算出全水分的含量。
两步法：将粒度小于13mm的煤样，在温度不高于50℃的环境下干燥，测定外在水分；再将煤样破碎到粒度小于6mm，在105～110℃下测定内在水分，然后计算出全水分含量。
（2）仪器设备
①浅盘：由镀锌薄铁皮或铝板等耐腐蚀又耐热的材料制成，其规格应能容纳500g煤样，其单位面积负荷不超过lg/cm2，盘的质量应小于500g。
②其余仪器设备同方法A。
（3）测定步骤
一步法：用已知质量的干燥、清洁的浅盘称取煤样500g(称准到0.5g)，并均匀地摊平，然后将煤样放入预先鼓风并加热到105～110℃的干燥箱中，茌不断鼓风的条件下，烟煤干燥2h，无烟煤干燥3h。将浅盘取出，趁热称量（称准到0.5g）。然后进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样质量的减少不超过0.5g或质量有所增加为止。在后一种情况下，应采用质量增加前一次的质量作为计算依据。结果计算同方法A公式。
两步法：准确称量全部粒度小于13mm煤样（称准到0.01%），平摊在浅盘中，在温度不高于50℃的环境下干燥到质量恒定（连续干燥1h，质量变化不大于0.5g），称量（称准至0.1g）。将煤样破碎到粒度小于6mm，在105～110℃下测定内在水分，然后按下式计算出全水分百分含量。

式中 Mt —— 煤样的全水分，%；
Mf —— 煤样的外在水分，%；
Minh —— 煤样的内在水分，%。
四、空气干燥煤样水分的测定
空气干燥煤样水分又叫空气干燥基水分，有三种测定方法，其中方法A和方法B适用于所有煤种；方法C仅适用于烟煤和无烟煤。在仲裁分析中遇到空气干燥煤样水分进行基的换算时，应用方法A测定空气干燥煤样的水分。
1．方法A(通氮干燥法)
（1）