淺析化工生產(chǎn)中如何提高煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確度

周凌軍

【摘要】煤炭是社會(huì)生產(chǎn)及生活的主要能源，但由于煤的成分和性質(zhì)不同，為了提高煤炭利用的效率，必須對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行有效分析，因而煤炭分析成為煤炭工業(yè)的重要環(huán)節(jié)。本文主要對(duì)煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確度進(jìn)行分析，從制樣、溶液配制、數(shù)字化處理及先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，以減少人為因素造成的測(cè)量誤差，提高煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】煤質(zhì)分析 準(zhǔn)確性

我國(guó)的煤炭資源非常豐富，煤炭資源在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重要的作用。在煤炭生產(chǎn)、加工及銷售等領(lǐng)域中，煤炭分析有著重要作用。為了確保煤炭的各種自然特質(zhì)，以便合理開發(fā)和利用現(xiàn)存的煤炭資源，需要對(duì)煤質(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析。在煤質(zhì)分析過程中，應(yīng)先通過大批量煤樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選取代表性強(qiáng)的煤樣。在煤樣檢測(cè)中，應(yīng)根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行有針對(duì)性地實(shí)驗(yàn)，為煤質(zhì)分析提供可靠的依據(jù)。

1 煤質(zhì)分析概述

煤質(zhì)分析指的是為了了解煤的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和組成情況，通過一定的方法和技術(shù)手段，對(duì)煤樣進(jìn)行測(cè)試、研究，進(jìn)而得出結(jié)論的分析過程。煤質(zhì)分析是煤炭工業(yè)的常規(guī)項(xiàng)目，主要包括水分、揮發(fā)分、灰分的測(cè)量及固定碳的計(jì)算等項(xiàng)目，我國(guó)對(duì)煤質(zhì)分析制定了明確的標(biāo)準(zhǔn)，即GB212-91標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際的操作過程中，仍然存在不少忽視國(guó)標(biāo)的情況，造成測(cè)量誤差較大，影響了煤炭質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)判，對(duì)煤炭工業(yè)的生產(chǎn)和銷售造成不利影響。

2 提高煤質(zhì)分析準(zhǔn)確度的策略

煤質(zhì)分析是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，需要經(jīng)過很多的步驟才能得出結(jié)論，從制樣、溶液配制、滴定分析、全水分測(cè)定等環(huán)節(jié)中，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，同時(shí)提高操作人員的職業(yè)素養(yǎng)，能大大減少測(cè)量誤差，提高煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確度。具體如下：

2.1 制樣

由于煤炭是一種比較復(fù)雜的固體可燃物，且沉積環(huán)境和原始物質(zhì)也有很大不同，因而煤的成分及性質(zhì)也存在很大差異。因此，在煤樣制作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，這樣才能保證煤樣的代表性。采樣是從一批煤中選取既定數(shù)量的煤樣，且能夠代表所有的原始煤樣。制樣則是將煤樣進(jìn)行破碎、摻合、過篩、縮分之后，制成實(shí)驗(yàn)室使用的煤樣。

在制樣之前，應(yīng)先做好制前準(zhǔn)備工作。首先，對(duì)煤樣進(jìn)行編號(hào)登記，確定煤樣檢測(cè)項(xiàng)目；然后，根據(jù)煤樣及檢測(cè)項(xiàng)目的難易程度來確定制樣方案，減少煤樣破壞，實(shí)現(xiàn)煤樣的要求。在煤樣較少而檢測(cè)項(xiàng)目多時(shí)，應(yīng)制定更加詳細(xì)的制樣方案，不僅應(yīng)滿足煤樣代表性，還應(yīng)達(dá)到試驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求。同時(shí)，為了防止煤樣污染，在制樣之前，應(yīng)將儀器設(shè)備、制樣臺(tái)面、用具等清掃干凈，或在煤樣處理之前，事先準(zhǔn)備一些與制備煤樣質(zhì)量接近的廢煤樣，還應(yīng)用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹掃，以排凈滯留煤樣。為了防止不同煤樣相互污染，應(yīng)盡量做到專機(jī)專用，以減少測(cè)量誤差。

在煤樣制備過程中，應(yīng)保證煤樣的代表性，從破碎、糅合、篩選、縮分、晾干的工序，以計(jì)算機(jī)計(jì)算煤樣的質(zhì)量與粒度的關(guān)系，保證煤樣的質(zhì)量。其中，縮分是煤樣制備過程中非常重要的環(huán)節(jié)?？s分的目的在于在不改變煤樣粒度的情況下，盡可能減少試樣量，不僅能減少后續(xù)的工作量，還能保證煤樣制作的質(zhì)量?？s分環(huán)節(jié)的誤差在制樣誤差中占有16%，對(duì)煤質(zhì)分析有很大影響。因此，在縮分階段，應(yīng)嚴(yán)格關(guān)注留樣量，保證縮分的精密度?？s分主要采用人工方法，包括九點(diǎn)取樣法、二分器法、堆錐四分法等。九點(diǎn)取樣法適用于全水分收取測(cè)定試驗(yàn)。二分器法是一種相對(duì)比較簡(jiǎn)單的方法，在縮分之前，不需要事先進(jìn)行混合，且縮分的精密度比較高。在縮分過程中，應(yīng)將試樣以柱狀在二分器來回?cái)[動(dòng)進(jìn)入格槽。同時(shí)，應(yīng)均勻控制供料的速度，不能讓試樣集中在格槽一端，以免發(fā)生堵塞。對(duì)縮分后水分仍然過高的煤樣，應(yīng)減少入樣，還應(yīng)不停振動(dòng)二分器，以免煤樣濕度過大而堵塞格槽。堆錐四分法也是一種操作比較簡(jiǎn)單的方法，在堆錐過程中，將煤樣互相混合，讓煤樣保持均勻分散的現(xiàn)象。但是由于粒度離析，粒度分布不均，在操作過程中容易產(chǎn)生偏倚，人為誤差比較大。因此，在制樣過程中，應(yīng)規(guī)范每一個(gè)環(huán)節(jié)的操作過程，嚴(yán)格遵守國(guó)家的操作規(guī)范，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，減少制樣誤差，保證各項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。

2.2 煤質(zhì)分析應(yīng)注意的問題

在分析煤樣指標(biāo)時(shí)，可以通過實(shí)驗(yàn)室法來進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的誤差在煤質(zhì)分析的總誤差中占有4%。在試驗(yàn)條件下，各項(xiàng)化學(xué)設(shè)備、儀器、試劑都應(yīng)該按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，且應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法和試驗(yàn)條件進(jìn)行分析。2.2.1 溶液配制

在煤質(zhì)分析過程中，除特殊規(guī)定外，都應(yīng)該使用純?cè)噭﹣矸治?。溶液配制?yīng)牢牢抓住“精、細(xì)、嚴(yán)、松”四個(gè)方面，即在配制溶液時(shí)，應(yīng)根據(jù)溶液的、濃度準(zhǔn)確性來進(jìn)行，在溶液配制完成之后，選擇合適的容器盛放。如對(duì)于那些在陽光照射下容易揮發(fā)和分解的試劑，應(yīng)放置在棕色瓶中，在避光處保存。在盛放溶液的瓶子上，應(yīng)標(biāo)明溶液名稱、濃度、配制人、配制日期。

2.2.2 滴定分析儀器

對(duì)于滴定分析的儀器，在使用之前應(yīng)按照規(guī)定洗滌干凈，在玻璃活塞處涂上凡士林，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入情況進(jìn)行檢查，在滴定完畢之后應(yīng)采取正確的讀數(shù)方法，這些都應(yīng)該按照相關(guān)的規(guī)定操作。同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)中的儀器進(jìn)行定期校正，提高數(shù)據(jù)檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度。此外，化驗(yàn)人員應(yīng)具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，在工作中兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍，提高數(shù)據(jù)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

2.2.3 全水分測(cè)定

在煤質(zhì)分析過程中，水分是一項(xiàng)重要的測(cè)量指標(biāo)，根據(jù)含水量的大小能夠?qū)γ嘿|(zhì)變化情況進(jìn)行推測(cè)。全水分測(cè)定關(guān)鍵在于煤樣水分的穩(wěn)定，因此，在煤樣分析中，應(yīng)將全水分試樣裝在密封條件良好的器皿中。同時(shí)，操作速度要快，在全水分試樣進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之后應(yīng)立即進(jìn)行測(cè)定。隨著煤樣的揮發(fā)，變質(zhì)程度也不斷加深，由此可以得出煤樣的種類。再結(jié)合焦塊特性的初步分析，能夠初步判斷煤樣的熱值高低和利用途徑。為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，可以采用馬弗爐測(cè)定的方法，定期校正毫伏計(jì)和熱電偶，測(cè)量馬弗爐恒溫區(qū)，按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加熱時(shí)間等進(jìn)行控制，以保證測(cè)量的精度。

2.2.4 檢查設(shè)備的氣密性

在發(fā)熱量測(cè)定過程中，所有氧彈都應(yīng)先經(jīng)過耐壓試驗(yàn)，以保證其充氧后能夠完全氣密。如果使用漏氣氧彈進(jìn)行試驗(yàn)，則可能導(dǎo)致氧彈帽的崩離，甚至氧彈崩出而造成事故。因此，氧彈氣密性檢查是煤質(zhì)分析中應(yīng)注意的問題。正確的檢查方法如下：在測(cè)試前，應(yīng)將氧彈充氧之后浸沒在水中，觀察是否有氣泡冒出，從而根據(jù)氣泡冒出情況來判斷氧彈的氣密性。

2.3 測(cè)定方法

在煤質(zhì)分析中，對(duì)同一煤樣，一般應(yīng)進(jìn)行兩次的平行測(cè)定，以計(jì)算兩次測(cè)量的誤差。以允許誤差“T”為標(biāo)準(zhǔn)范圍，如果測(cè)量誤差在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)，可以取算術(shù)平均值為測(cè)定的結(jié)果，否則應(yīng)再開展第三次測(cè)定；如果第三次測(cè)量的極差低于1.2T，則應(yīng)該以三次測(cè)值的平均值為測(cè)定的結(jié)果，否則應(yīng)再開展第四次測(cè)定；如果第四次測(cè)量的極差低于1.3T，則應(yīng)該以四次測(cè)值的平均值為測(cè)定的結(jié)果，如果測(cè)量極差高于1.3T，而第三次測(cè)量的極差低于1.2T，則應(yīng)該以三個(gè)測(cè)值的平均值為測(cè)定結(jié)果。如果不能滿足上述所有條件，則應(yīng)將所有的測(cè)試結(jié)構(gòu)舍棄，檢查操作方法和設(shè)備儀器，再進(jìn)行重新測(cè)定。

同時(shí)，在煤質(zhì)分析中，離不開數(shù)字修約，因而會(huì)產(chǎn)生舍入誤差問題。在數(shù)字化處理過程中，應(yīng)盡可能減少人為引起的舍入誤差，遵守“四舍五入”的原則，在數(shù)字修約中，減少誤差的產(chǎn)生，使舍入誤差盡可能趨近于零。

2.4 現(xiàn)代先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)在煤質(zhì)分析中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，各種先進(jìn)的技術(shù)和檢測(cè)設(shè)備也不斷升級(jí)換代，精密儀器的使用及檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，大大縮小了各種檢測(cè)誤差，提高了檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。在煤樣測(cè)量中，過去使用的馬弗爐或者電阻箱，至少需要耗時(shí)2.5小時(shí)，而隨著智能馬弗爐的使用，在快灰測(cè)定時(shí)僅需要40分鐘。再如煤樣發(fā)熱量的測(cè)定，在上個(gè)世紀(jì)八十年代，主要采用人工讀取溫度計(jì)數(shù)值的方法，以手工計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，電腦量熱儀等智能化產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，取代了傳統(tǒng)的手工計(jì)算方法，以自動(dòng)化、智能化元件來處理和計(jì)算試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，縮短了發(fā)熱量測(cè)定的時(shí)間，也保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，在煤質(zhì)分析過程中，應(yīng)充分利用現(xiàn)代先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備、技術(shù)、儀器等，以提高煤質(zhì)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

同時(shí)，應(yīng)提高操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，盡可能減少各種人為因素對(duì)煤質(zhì)分析的影響。從總體上看，煤質(zhì)分析的試驗(yàn)方法規(guī)范性較強(qiáng)。在試驗(yàn)過程中，雖然難免會(huì)出現(xiàn)誤差，但如果操作人員能具備科學(xué)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和工作態(tài)度，加強(qiáng)質(zhì)量控制，在工作中一絲不茍、認(rèn)真負(fù)責(zé)，保持高度的責(zé)任心和使命感，盡量避免因看錯(cuò)、記錯(cuò)、錯(cuò)誤操作、疏忽大意等造成誤差。再者，還應(yīng)該定期對(duì)設(shè)備和儀器進(jìn)行檢修，保證設(shè)備的良好工作狀態(tài)，避免設(shè)備儀器出現(xiàn)故障而影響了系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確度。在試驗(yàn)過程中，還應(yīng)該對(duì)樣品及實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)校正測(cè)量的結(jié)果，以減少測(cè)量誤差，嚴(yán)格控制質(zhì)量檢測(cè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，不斷提高煤質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。在新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)之后，應(yīng)及時(shí)組織相關(guān)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)，熟悉操作的新標(biāo)準(zhǔn)，更新實(shí)驗(yàn)方法，以得到準(zhǔn)確度更高的檢測(cè)數(shù)據(jù)，保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

3 結(jié)束語

煤質(zhì)分析對(duì)煤礦工業(yè)有重要作用，通過有效的煤質(zhì)分析，能清楚地認(rèn)識(shí)到煤礦資源的質(zhì)量及性質(zhì)，大大提高煤礦資源的利用效率，為社會(huì)生產(chǎn)提供充足的能源，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)和精密儀器在煤質(zhì)分析中廣泛應(yīng)用。在煤質(zhì)分析中，充分利用各種先進(jìn)的設(shè)備和精密儀器，不僅能提高試驗(yàn)測(cè)量的質(zhì)量和效率，還能實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)分析的自動(dòng)化、智能化技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，規(guī)范操作人員的使用方法，提高操作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)道德，盡可能減少各種人為因素對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目的影響，提高煤質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫洪賓.淺談如何提高煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確度[J].廣東化工，2010，37（7）：83-84

[2] 顧志榮，張德強(qiáng).紅外快速煤質(zhì)分析儀應(yīng)用探討[J].煤質(zhì)技術(shù)，2008，（2）：24-27，30

[3] 張燦.淺談如何提高煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確度[J].商品與質(zhì)量：學(xué)術(shù)觀察，2012，（4）：85-85

[4] 崔村麗.煤中全硫測(cè)定的主要影響因素分析及解決措施[J].山西化工，2010，30（6）：12-13，17