關(guān)于測(cè)定煤水分、灰分、揮發(fā)分的體會(huì)

劉兵

摘 要：通過(guò)元素分析可以了解煤的化學(xué)組成及其含量，通過(guò)工業(yè)分析可以初步了解煤的性質(zhì)，大致判斷煤的種類(lèi)和用途。本文通過(guò)煤的工業(yè)分析包括對(duì)水分、灰分、揮發(fā)分的測(cè)定并對(duì)測(cè)試結(jié)果在實(shí)際工作中的體會(huì)作了簡(jiǎn)單的介紹。

關(guān)鍵詞：煤 工業(yè)分析 水分 灰分 揮發(fā)分

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ533 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0083-01

煤的工業(yè)分析雖然簡(jiǎn)單，但分析結(jié)果對(duì)于研究煤炭性質(zhì)、確定煤炭的合理用途以及在煤炭貿(mào)易中，具有重要的作用。煤的工業(yè)分析項(xiàng)目是了解和研究煤性質(zhì)最基本的，也是最主要的指標(biāo)，其工業(yè)實(shí)用意義比元素組成更大。下面是我的工作實(shí)踐對(duì)工業(yè)分析的一點(diǎn)體會(huì)。

1 煤的工業(yè)分析主要是分析水分、灰分、揮發(fā)分的含量

通過(guò)這三種主要分析可以答題上弄清各種煤的性質(zhì)、特點(diǎn)、并確定是在工業(yè)上的實(shí)用價(jià)值。因此，工業(yè)分析對(duì)于研究煤的實(shí)用石油這重要意義的。工業(yè)分析中可指的水分是包括外在水分和內(nèi)在十分，一般叫“全水分”或“應(yīng)用煤水分”。外在水分存在于煤的表面，主要是采煤，運(yùn)輸，保管過(guò)程中，附著于煤粒表面的外來(lái)水分，雨水等。內(nèi)在水分又叫濕存水分，是附吸于煤粒內(nèi)部的水分，內(nèi)在水分的含量和煤粒的組結(jié)構(gòu)有關(guān)，煤的結(jié)構(gòu)越緊密，可含的內(nèi)在水分越大，結(jié)構(gòu)越松，可含的內(nèi)在水分越多。內(nèi)在水分不易小時(shí)，其蒸發(fā)需要較高的溫度，化合水分是煤中礦物質(zhì)的結(jié)晶水，這種水分含量很少，不易測(cè)定，需要蒸發(fā)溫度較高，在工業(yè)分析中一般都不分析化合水分。在測(cè)定全水分之前，首先應(yīng)檢查裝有煤樣的容器的密封情況，然后將其表面擦拭干凈，用托盤(pán)天平（1.3）稱(chēng)重②，并與容器上標(biāo)簽所注明的重量進(jìn)行核對(duì)。如果稱(chēng)出的煤樣毛重（即煤樣與容器的總重量）小于標(biāo)簽上所注的毛重（不超過(guò)1%），并且能確定煤樣在運(yùn)送過(guò)程中沒(méi)有損失時(shí)，應(yīng)將減輕的重量作為煤樣在運(yùn)送過(guò)程中的水分損失量。并計(jì)算出該量對(duì)煤樣凈重（標(biāo)簽上煤樣毛重減去容器的重量）的百分?jǐn)?shù)（W1），在計(jì)算煤樣全水分時(shí)，應(yīng)加入這項(xiàng)損失，并將容器中的煤樣充分地混合。再用已知重量的干燥、清潔的淺盤(pán)（1.2）稱(chēng)取煤樣500 g（稱(chēng)準(zhǔn)到1 g），并將盤(pán)中的煤樣均勻地?cái)偲?。將裝有煤樣的淺盤(pán)放入預(yù)先鼓風(fēng)注并加熱到105 ℃～110 ℃的干燥箱（1.1）中，在不斷鼓風(fēng)的條件下煙煤干燥2～2.5 h，無(wú)煙煤干燥3～3.5 h。再?gòu)母稍锵渲腥〕鰷\盤(pán)，趁熱稱(chēng)重。然后進(jìn)行檢查性的試驗(yàn)，值得注意的每次試驗(yàn)30 min，直到煤樣的減量不超過(guò)1 g 或者重量有所增加時(shí)為止。在后一情況下，應(yīng)采用增重前的一次重量作為計(jì)算依據(jù)。

1.1 灰分，就是煤燃燒以后，可剩下不能燃燒的殘?jiān)o(wú)機(jī)礦物質(zhì)）就是灰分

灰分有內(nèi)在灰分和外在兩種。內(nèi)在灰分是由變成煤的植物可固有的礦物雜質(zhì)，以及煤層形成特混入的泥沙等細(xì)粒雜質(zhì)可組成。外在灰分有的是在煤的生成時(shí)期從外面混進(jìn)來(lái)的巖石，有的是開(kāi)采時(shí)落下來(lái)的雜質(zhì)，以及在運(yùn)輸和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中混進(jìn)的泥沙等。內(nèi)在灰分在選煤時(shí)很難除去，外在灰分是經(jīng)過(guò)洗洗部分或全部除去。所謂灰分，具體說(shuō)就是指煤中所有可燃成分完全燃燒以及煤中礦物質(zhì)在灰化溫度下產(chǎn)生一系列分解，化合等復(fù)雜反應(yīng)生成的殘?jiān)?。煤在灰化過(guò)程中，即在測(cè)定灰分時(shí)規(guī)定的（815±10）℃內(nèi)所發(fā)生的主要變化是：各種礦物質(zhì)先后失去結(jié)晶水，低于500 ℃時(shí)，硫化物分解生成二氧化硫；高于500 ℃后，碳酸鹽礦物分解。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的煤樣灰化溫度（815±10） ℃，實(shí)際上就是碳酸鹽完全分解而硫酸鹽尚未分解的溫度。了解煤樣在815 ℃內(nèi)加熱所發(fā)生的各種變化，有助于正確掌握灰分測(cè)定技術(shù)要點(diǎn)，以提高測(cè)定結(jié)果的可靠性。

1.2 揮發(fā)分，是構(gòu)成煤的可燃部分，也可叫煤的可然體

揮發(fā)分是一種容易揮發(fā)的物資。它的主要成分有氫、硫化氫、一氧化碳；二氧化鉀、乙烯和其它一些碳?xì)浠衔锝M成，當(dāng)煤收到強(qiáng)烈熱作用時(shí)；煤質(zhì)內(nèi)部就起分解而產(chǎn)生成揮發(fā)分，揮發(fā)分的多少上煤的碳化程度有密切關(guān)系。碳化過(guò)程越高的煤，含揮發(fā)分越低，碳化過(guò)程越低揮發(fā)分的煤，含揮發(fā)越高，一般無(wú)煙煤揮發(fā)分少，煙煤和褐煤較多。揮發(fā)分多煤容易燃燒，但在儲(chǔ)存過(guò)程中容易風(fēng)化自燃，不易管理。

2 煙煤和無(wú)煙煤的水分測(cè)定

（1）方法要點(diǎn)：稱(chēng)取一定重量的煤樣與105 ℃～110 ℃的干燥箱內(nèi)干燥到恒重，就可失去的重量占煤樣原重量的面分?jǐn)?shù)作為水分。

（2）試驗(yàn)步驟：用預(yù)先烘干和稱(chēng)出重量稱(chēng)準(zhǔn)到0.002 g的稱(chēng)量瓶稱(chēng)取粒度為0.2 mm以下的分析煤樣1±0.1 g。然后把蓋開(kāi)啟，將稱(chēng)量瓶放入預(yù)先鼓風(fēng)并加熱到105 ℃～110 ℃干燥箱中。在一直鼓風(fēng)條件下，煙煤干燥1 h，無(wú)煙煤干燥1～1.5 h，從干干燥箱中取出稱(chēng)量瓶并加蓋，在空氣中冷卻2～3 min后，放入干燥器中冷卻到室溫稱(chēng)重。

然后進(jìn)行析查性的干燥，每次30 min，查到煤樣的重量變化小于0.001 g或重量增加時(shí)為止，在后一種情況下采用增重前一次重量為計(jì)算依據(jù)，水分在2%以下時(shí)進(jìn)行析查性干燥。

3 灰分測(cè)定

方法要點(diǎn)。稱(chēng)取一定重量的煤樣，放入箱型電爐內(nèi)灰化，然后在815°±10 ℃灼燒到恒重，并冷即至室溫后稱(chēng)重，以殘留物重量占煤樣原重量的面分?jǐn)?shù)作為灰分。測(cè)定灰分的結(jié)果計(jì)算。A5：分析煤樣的灰分（%）。G1：恒后的灼燒殘留物的重量（克）。G：分析煤樣的重量（克）。

4 測(cè)定揮發(fā)分的結(jié)果計(jì)算

V5：分析煤樣的揮發(fā)分（%）。G：分析煤樣的重量（克）。W5：分析煤樣的水分（%）。V5等于G1/G乘以100-w5。

5 焦渣特征的鑒定

在測(cè)定煤的灰分產(chǎn)率的同時(shí)，利用坩堝中殘留的焦渣的特征，可以初步鑒定煤的粘結(jié)性。測(cè)定揮發(fā)分產(chǎn)率所得的焦渣按以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行區(qū)分：

（1）粉狀：全部是粉末，沒(méi)有互相粘著顆粒。（2）粘著：以手指輕壓即碎成粉狀。（3）弱黏結(jié)：以手指輕壓即碎成碎塊。（4）不熔融粘結(jié)：以手指用力壓才裂成小塊。（5）不膨脹熔融粘結(jié)：焦渣是扁平的餅狀，煤粒的界限不易分清，表面有銀白色金屬光澤。（6）微膨脹熔融粘結(jié)：焦渣用手指壓不碎，表面有銀白色金屬光澤和叫囂的膨泡。（7）膨脹熔融粘結(jié)：焦渣表面有銀白金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過(guò)15 mm。（8）槍膨脹熔融粘結(jié)；焦渣表面有銀白色金屬光澤，明顯膨脹。但焦渣高度超15 mm。

6 結(jié)論

煤的工業(yè)分析，可真實(shí)反映煤質(zhì)特性、正確評(píng)價(jià)煤質(zhì)。根據(jù)工業(yè)分析各項(xiàng)測(cè)定結(jié)果，可初步判斷煤的性質(zhì)、煤種及各種煤加工利用效果與工業(yè)用途。利用工業(yè)分析結(jié)果，可以基本掌握各種煤的質(zhì)量、公益性質(zhì)及特點(diǎn)，以確定煤在工業(yè)上的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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