石煤發(fā)熱量測定的研究

■王從保

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)化驗(yàn)室安徽淮北235037）

石煤發(fā)熱量測定的研究

■王從保

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)化驗(yàn)室安徽淮北235037）

石煤的發(fā)熱量受其樣品粒度影響較大，按照煤樣標(biāo)準(zhǔn)分析規(guī)范粒度為0.177mm（80目），石煤在氧彈中不易燃燒或燃燒不完全。通過對(duì)石煤樣品加工加以改進(jìn)，找到適合石煤樣品的最佳分析粒度，制定出合適的制樣流程，實(shí)現(xiàn)了樣品的完全燃燒。

石煤發(fā)熱量分析粒度

0　引言

石煤是一種含碳少、發(fā)熱值低、低品位的多金屬共生礦，由4億至5億年前地質(zhì)時(shí)期的菌藻類等生物遺體，在淺海環(huán)境下經(jīng)腐泥化作用和煤化作用轉(zhuǎn)變而成。石煤的發(fā)熱量不高，一般在3.345兆焦/千克左右（合800大卡/千克），是一種低熱值燃料。石煤是一種高變質(zhì)的腐泥煤或藻煤，其成分除含有機(jī)碳外，還有氧化硅、氧化鈣和少量的氧化鐵、氧化鋁和氧化鎂等。石煤可作燃料，燃燒后的爐渣可制成炭化磚、水泥等建筑材料，還可從石煤中提取釩、鈾、鉬、鎳、銅、鈷等金屬元素。

石煤的發(fā)熱量是圈定石煤煤體，計(jì)算儲(chǔ)量和工業(yè)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，因此要求其熱值準(zhǔn)確。由于石煤熱值低，按通常測定優(yōu)質(zhì)煤發(fā)熱量法摻入標(biāo)準(zhǔn)熱值苯甲酸或已知熱值的優(yōu)質(zhì)煤，差減求得的石煤發(fā)熱量，不但分析手續(xù)繁瑣費(fèi)時(shí)，而且誤差大，準(zhǔn)確度差。本文通過對(duì)石煤樣品加工技術(shù)改進(jìn)，找到適合石煤樣品的制樣方法，它將對(duì)石煤資源的開發(fā)利用具有一定意義。

1　國內(nèi)外同類研究、發(fā)展動(dòng)態(tài)

由于我國煤炭資源較豐富，但石煤熱值較低，還沒有引起足夠重視，所以相關(guān)研究較遲緩，尤其對(duì)發(fā)熱量的測定尚無標(biāo)準(zhǔn)方法，從網(wǎng)上查詢有關(guān)石煤科研訊息，對(duì)石煤中釩的提取的較多，關(guān)于發(fā)熱量的測定都沒有從碎樣角度和考慮灰分較大等因素，對(duì)發(fā)熱量的實(shí)際操作做進(jìn)一步的研究，僅參照標(biāo)準(zhǔn)煤執(zhí)行。從資料上看我們發(fā)現(xiàn)一些單位有各自計(jì)算某礦點(diǎn)石煤發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)推廣運(yùn)用都有同樣的弊病，因此我們認(rèn)為這些計(jì)算石煤發(fā)熱量的公式之所以有很大的局限性，而且難以理解主要是這些公式的本身還沒有較全面地反映石煤工業(yè)分析各成分在燃燒時(shí)熱效應(yīng)的本質(zhì)。

2　石煤的樣品加工方法及粒度的探討

按照煤樣標(biāo)準(zhǔn)分析規(guī)范，煤樣加工后的粒度為0.177mm（80目），但石煤樣品致密堅(jiān)硬，灰分高，粒度大，碳質(zhì)與氧有效接觸面積小，燒不透，石煤在氧彈中不易燃燒或燃燒不完全，要想得到最大熱值，只有讓石煤充分完全燃燒，才能放出最大熱量，增大石煤燃燒表面積是最好的辦法，而增大樣品表面積就要減小樣品的粒度。必須選擇合適的樣品粒度?？紤]到樣品在破碎過程中，碳質(zhì)極易遭到破壞，而使熱值偏低。

3　石煤的樣品加工方法及粒度的改進(jìn)

傳統(tǒng)的制樣設(shè)備是通過破碎機(jī)，把樣品制備成0.241mm（20目），然后再用煤樣震盤機(jī)制備成粒度為0.177mm（80目）的樣品。但石煤致密堅(jiān)硬，震盤劇烈的上下對(duì)壓極易破壞樣品中的碳質(zhì)，引起燒煤，造成樣品在制樣階段損失熱量，且不易加工成極細(xì)粒度的樣品。而棒磨破碎制樣的原理是靠磨棒與磨棒之間的敲擊，不劇烈，可以把堅(jiān)硬的巖石加工成0.097mm（160目）的樣品，但時(shí)間長，要60分鐘，效果是樣品中的炭質(zhì)不易被破壞，熱值損失少。

4　棒磨破碎制樣不同粒度樣品發(fā)熱量的效果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證棒磨破碎制樣不同粒度的效果，選擇五組石煤樣品的不同粒度的樣品，用相同的發(fā)熱量測定方法對(duì)其進(jìn)行測定。傳統(tǒng)煤樣加工后的粒度為0.177mm（80目），用棒磨破碎法加工后的粒度為0.177、0.149、0.125、0.097 mm（80、100、120、160目）篩，稱取不同粒度煤樣，用相同的方法對(duì)發(fā)熱量進(jìn)行測定。分析測定結(jié)果見下表。

石煤發(fā)熱量測定不同于巖石礦物分析，巖礦分析有國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)監(jiān)控，而石煤無標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，即使帶標(biāo)準(zhǔn)煤監(jiān)控，也不能說明石煤結(jié)果準(zhǔn)確，所以衡量標(biāo)準(zhǔn)為：同一煤樣樣品燃燒最徹底，發(fā)熱量最大，平行分析結(jié)果最穩(wěn)定。

從表1中可以看出傳統(tǒng)煤樣加工方法制備的樣品的熱值較低，或不燃燒，而棒磨破碎法加工方法制備的樣品的熱值普遍較高，粒度為0.097 mm（160目）的熱值最高，且重現(xiàn)性最好。從煤的燃燒原理來分析，熱值越高越好，說明煤充分完全燃燒。

5　結(jié)語

采用棒磨破碎加工制得的粒度為0.097mm（160目）的石煤樣品，測定發(fā)熱量，其得到的熱值最高。

［1］黃谷春趙德章.石煤發(fā)熱量的快速測定 長沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)第11卷 第1期1995.3。

［2］歐陽昌盛曾武關(guān)于石煤發(fā)熱量的探討 長沙水電師院學(xué)報(bào)第1卷第2期1986.12。

［3］楊金和、陳文敏、段玉龍等 煤炭化驗(yàn)手冊(cè)［M］北京.煤炭工業(yè)出版社1998.11

［4］劉建忠、張保生、周俊虎、馮展管、岑可法石煤燃燒特性及其類屬研究 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào) 第27卷第29期2007.10。

P62［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-338-1