通氮干燥法和空氣干燥法測(cè)定褐煤分析基水分的比較

張吳泳（中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廣西有限公司,廣西　欽州　535008）

通氮干燥法和空氣干燥法測(cè)定褐煤分析基水分的比較

張吳泳
（中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廣西有限公司,廣西欽州535008）

摘要：采用通氮干燥法和空氣干燥法對(duì)褐煤中分析基水分含量進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)分析比較兩種方法的測(cè)試精密度沒(méi)有顯著性差異，而且重復(fù)性均良好，但這兩種方法在準(zhǔn)確度比較上存在顯著性差異，指出了采用空氣干燥法測(cè)定褐煤的分析基水分會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏低，應(yīng)選用通氮干燥法來(lái)測(cè)定褐煤的分析基水分。

關(guān)鍵詞：褐煤；通氮干燥法；空氣干燥法；分析基水分

1　引言

褐煤是煤化程度較低的年輕煤種，一種介于泥炭與瀝青煤之間的棕黑色、無(wú)光澤的低級(jí)煤，其特點(diǎn)是水分含量及揮發(fā)分較高、發(fā)熱量低，并且煤樣極易氧化。褐煤的全水分一般可高達(dá)20%-50%，分析基水分為10%-30%。煤中的水分是重要的煤質(zhì)指標(biāo)之一，分析基水分是進(jìn)行發(fā)熱量及其他工業(yè)分析指標(biāo)在不同基態(tài)之間轉(zhuǎn)換計(jì)算的基礎(chǔ)，具有重大意義[1]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T212-2008煤的工業(yè)分析方法》中明確規(guī)定褐煤分析基水分的測(cè)定方法為通氮干燥法[2]，但標(biāo)準(zhǔn)中未說(shuō)明褐煤采用空氣干燥法是否會(huì)影響測(cè)定結(jié)果，采用空氣干燥法測(cè)定分析基水分產(chǎn)生的誤差是否超出可接受的范圍，是否存在較大的偏倚性。因此，選定一系列褐煤樣品，分別采用通氮干燥法和空氣干燥法測(cè)定褐煤分析基水分，并對(duì)兩種方法測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行較為系統(tǒng)的比對(duì)，分析兩種方法對(duì)褐煤分析基水分的差異影響。

2　實(shí)驗(yàn)

2.1儀器與樣品

電熱鼓風(fēng)干燥箱（精宏DHG-9246A型）、分析天平（賽多利斯BSA224S-CW型）、通氮烘箱（LB-90型）、一系列褐煤煤樣。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1褐煤樣品的制備

依照GB474-2008中一般分析試驗(yàn)煤樣的制樣程序把煤炭破碎研磨至顆粒小于0.2mm的煤樣。

2.2.2通氮干燥法

稱(chēng)取褐煤樣品1±0.01g（稱(chēng)準(zhǔn)到0.0002g）至預(yù)先干燥和已知準(zhǔn)確重量的稱(chēng)量瓶?jī)?nèi)，然后輕輕振動(dòng)稱(chēng)量瓶，使煤樣攤平。打開(kāi)稱(chēng)量瓶蓋，放入已預(yù)先通氮?dú)?0min以上（氮?dú)饬魉僬{(diào)到約0.4L/min），并已加熱到（105～110）℃的干燥箱中，在干燥氮?dú)饬髦懈稍镏临|(zhì)量恒重（干燥時(shí)間約2h）。然后從通氮干燥箱中取出稱(chēng)量瓶并蓋嚴(yán)，放入干燥器中冷卻至室溫（約15-20min）后稱(chēng)量[2]。

2.2.3空氣干燥法

稱(chēng)取褐煤樣品1±0.01g（稱(chēng)準(zhǔn)到0.0002g）至預(yù)先烘干和稱(chēng)出重量的稱(chēng)量瓶?jī)?nèi)，輕輕振動(dòng)稱(chēng)量瓶，使煤樣攤平。然后將瓶蓋開(kāi)啟，放入預(yù)先鼓風(fēng)并已加熱到（105～110）℃的干燥箱中，在一直鼓風(fēng)的條件下，干燥2h至質(zhì)量恒重[2]。

為了空氣干燥法及通氮干燥法測(cè)定褐煤的水分結(jié)果具有可比性，因此本次試驗(yàn)每一個(gè)褐煤的分析基水分要求同一人員采用空氣干燥法及通氮干燥法同時(shí)進(jìn)行測(cè)定。

2.2.4對(duì)比試驗(yàn)

按照2.2中通氮干燥法和空氣干燥法對(duì)20個(gè)不同的褐煤樣品的分析基水分進(jìn)行2次重復(fù)測(cè)定，測(cè)定結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表2gB/T　212-2008　中水分結(jié)果的重復(fù)性限

3　實(shí)驗(yàn)室結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行以下分析：

3.1重復(fù)性比較

由表1及表2可知，通氮干燥法和空氣干燥法的測(cè)定結(jié)果符合《GB/T212-2008煤的工業(yè)分析方法》中水分測(cè)定重復(fù)性要求，兩種方法重復(fù)性較好。分析其原因，主要是通氮干燥法和空氣干燥法的試驗(yàn)影響因素明確，人員操作技術(shù)規(guī)范、儀器設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的良好狀態(tài)，因此人員操作、方法技術(shù)、儀器設(shè)備等因素對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生的誤差較小。

3.2方法精密度比較

用統(tǒng)計(jì)量F檢驗(yàn)通氮干燥法和空氣干燥法方法的精密度（重復(fù)測(cè)定方差）有無(wú)顯著性差異。分別計(jì)算兩方法試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)測(cè)定方差：

式中：WAi--單個(gè)方法中每個(gè)褐煤樣品兩次重復(fù)測(cè)定結(jié)果間的差值；

n--單個(gè)方法測(cè)定的褐煤樣品個(gè)數(shù)，在本實(shí)驗(yàn)中為20。計(jì)算通氮干燥法（方法A）的方差SA2=0.004394，空氣干燥法的方差SB2=0.003883。

查F分布表中自由度為19的F0.05.19.19=2.17，因F＜F0.05.19.19，通氮干燥法和空氣干燥法的測(cè)試精密度無(wú)顯著性差異。

3.3測(cè)定結(jié)果的比較

通過(guò)表1中的數(shù)值計(jì)算出通氮干燥法和空氣干燥法這兩種方法測(cè)定結(jié)果差值的平均值、方差Sd及統(tǒng)計(jì)量t，并用統(tǒng)計(jì)量t檢驗(yàn)這兩種方法的測(cè)定結(jié)果（重復(fù)測(cè)定平均值的差值）有無(wú)顯著性差異。

查t值表得t0.05,19=2.093，t＞t0.05,19。t檢驗(yàn)結(jié)果表明，通氮干燥法和空氣干燥法該兩種水分的測(cè)定方法存在顯著性差異,存在較大的系統(tǒng)誤差。

測(cè)定結(jié)果差值的95%置信區(qū)間：

即-1.25%～-0.47%。

根據(jù)上述結(jié)果，表明采用空氣干燥法測(cè)定褐煤中的分析基水分與通氮干燥法相比，空氣干燥法測(cè)定的分析基水分存在一定的偏差，測(cè)定結(jié)果偏低。主要是由于褐煤的煤化程度較低，褐煤在空氣中加熱干燥時(shí)易受氧化分解而使質(zhì)量增加，使水分測(cè)定值偏低。而采取通氮?dú)夥椒丛诘獨(dú)舛栊詺夥罩屑訜?，避免了褐煤與氧接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)大大減少，因此測(cè)得的分析基水分含量更能準(zhǔn)確反映出褐煤中真實(shí)的分析基水分含量。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)比對(duì)試驗(yàn)可以看出，通氮干燥法和空氣干燥法這兩種測(cè)定方法的重復(fù)性好，且精密性無(wú)顯著性差異。但這兩種方法在準(zhǔn)確度比較上存在顯著性差異，置信限大于《GB/T212-2008煤的工業(yè)分析方法》中規(guī)定的重復(fù)性。由此可知用空氣干燥法測(cè)定褐煤的分析基水分較用通氮干燥法出現(xiàn)較大的偏倚，因此測(cè)定褐煤分析基水分應(yīng)按照《GB/T212-2008煤的工業(yè)分析方法》中規(guī)定選用通氮干燥法，不可用空氣干燥法替代。

參考文獻(xiàn)：

[1]程穩(wěn)香.采用加熱吸收法測(cè)定印尼褐煤水分的方法探討[J].煤質(zhì)技術(shù),2013(04).

[2]GB/T 212-2008煤的工業(yè)分析方法[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

作者簡(jiǎn)介：張吳泳(1986- )，女 ，廣西欽州人，本科，研究方向：主要從事：礦產(chǎn)品、石油產(chǎn)品、煤炭等商品的檢驗(yàn)分析工作。