淺談煤質(zhì)分析與化驗(yàn)中煤的全水分測定

李海青

(潞安礦業(yè)集團(tuán)王莊礦煤質(zhì)科，山西 長治 046000)

引 言

煤的全水分測定是煤質(zhì)分析與化驗(yàn)工作重要的一項(xiàng)，煤的全水分含量是評價(jià)煤質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。所謂的煤的全水分測定指的是煤炭樣本里所包含的內(nèi)在和外在的水分含量的總和。無論是煙煤還是無煙煤，在投入使用之前都需要進(jìn)行煤質(zhì)分析和化驗(yàn)中煤的全水分測定工作。

1 煤質(zhì)分析與化驗(yàn)工作中煤的全水分測定需要注意的問題

1.1 煤炭樣本的采集

在采集煤炭樣本的時(shí)候，一定要注意，其所采集的煤樣顆粒不需要太細(xì)。采集過程的操作要迅速，可以選擇使用密封式的破碎機(jī)來采集煤樣。若使用的煤樣的顆粒過細(xì)的話，可能會加速煤樣中水分的蒸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致測定的結(jié)果存在誤差。因此在煤樣較細(xì)的時(shí)候，需要我們采用一定的防范措施，來防止水分的蒸發(fā)。在此種情況下，我們可以選擇使用密封式的破碎機(jī)來進(jìn)行采樣，或是選擇使用兩步法來進(jìn)行煤的全水分的測定，確保煤的全水分測定結(jié)果的嚴(yán)密性和科學(xué)性。

1.2 工作流程的規(guī)范

煤的全水分測定作為煤質(zhì)分析和化驗(yàn)工作中一項(xiàng)最為基礎(chǔ)性的工作，需要我們給予充分的重視，去加強(qiáng)對煤的全水分測定工作的整個(gè)流程管控，對煤炭的測定流程進(jìn)一步的規(guī)范和明確，以便確保煤質(zhì)分析與化驗(yàn)中煤的全水分測定的工作能夠按照既定的方向進(jìn)行下去，圓滿的完成煤炭全水分的測定工作。

1.3 及時(shí)發(fā)現(xiàn)測定過程中的問題，并加以糾正

在進(jìn)行現(xiàn)煤質(zhì)分析和化驗(yàn)工作中的煤的全水分測定的時(shí)候，需要工作人員嚴(yán)肅認(rèn)真的對待，對于過程中可能出現(xiàn)的問題有一個(gè)提前的預(yù)測，并在工作的過程中對可能出現(xiàn)的問題加以重視，對于出現(xiàn)的問題要及時(shí)的進(jìn)行糾正和調(diào)整。在進(jìn)行測定的時(shí)候，一定要保證煤炭樣本里面的水分沒有因?yàn)檎舭l(fā)而減少，也沒有吸收空氣中過多的水分，確保水分的含量是恒定的。因此在進(jìn)行全水分測定的過程中，一定要確保密封性。

1.4 采用多種技術(shù)手段，確保測定結(jié)果的準(zhǔn)確性

煤質(zhì)分析和化驗(yàn)工作中煤的全水分測定需要測定者著眼全局，從整體的利益出發(fā)，采用多方面的技術(shù)知識手段，進(jìn)行煤炭全水分的測定。確保技術(shù)手段的科學(xué)性，以及操作流程的規(guī)范性，使得煤質(zhì)分析和化驗(yàn)工作中煤的全水分測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.5 對煤質(zhì)分析和化驗(yàn)工作中煤的全水分測定煤樣的保存

在進(jìn)行煤質(zhì)分析和化驗(yàn)工作中煤的全水分測定工作的時(shí)候，對于煤樣的保存也是極為重要的一環(huán)。在進(jìn)行煤樣的觀察和臨時(shí)性的存放的時(shí)候，需要將被測定的煤樣存在密封性較好的密閉容器之中，并將其放在陰涼的環(huán)境下。

2 煤的全水分測定日常使用的測定方法

2.1 共沸點(diǎn)蒸餾法

共沸點(diǎn)蒸餾法指的是蒸餾中破壞共沸組成進(jìn)行蒸餾或分餾的一系列技術(shù)手段，利用兩種有機(jī)溶劑形成共沸物進(jìn)行蒸餾的方法。如水能與三氯乙烯、四氯化碳、氯仿、異戊醇、環(huán)己烷、苯形成低沸點(diǎn)共沸物，用蒸餾法蒸出共沸物。由于水與有機(jī)溶劑互不相溶，水層易于從有機(jī)溶劑中分出。可用于樣品中的水分測定，根據(jù)蒸出水的體積來計(jì)算樣品中含有的水量。

具體到對煤的全水分測定工作中，首先需要將煤炭樣品放在二甲苯或甲苯試液當(dāng)中，并對其進(jìn)行加熱蒸餾處理，當(dāng)溫度升高到一定的程度后，煤炭樣品中所含的水分就會隨著二甲苯或是甲苯的蒸汽一塊出來，然后對蒸發(fā)出來的蒸汽進(jìn)行冷卻處理。當(dāng)蒸汽化成液體之后，水分自然就會從甲苯或二甲苯試劑中分出來，然后就可以使用帶刻度的容器測定出水分的體積，進(jìn)而測算出煤炭樣品中所含的水分的量，然后經(jīng)過一系列的換算便可以得出煤炭中的全水分含量的總數(shù)值。

2.2 加熱干燥法

和共沸蒸餾法相比，加熱干燥法要相對簡單，無論是操作流程還是儀器的使用都要簡便。但是使用這種方法有一個(gè)致命的缺陷，就是容易因煤炭樣品自身的氧化而導(dǎo)致全水分含量測定的結(jié)果數(shù)值與真實(shí)值相比偏低[1]。

加熱干燥法中最為經(jīng)常被大家用到的方法有兩種，分別是干燥失重法和直接重量法。干燥失重法就是將所要測定的煤炭樣品放在密閉的容器中，并加熱到105 ℃～110 ℃，將煤炭樣品中的水分蒸出，之后使用含有吸水劑的吸引管將蒸出的水分吸收，然后用吸管洗水后的重量減去吸水前的重量，即可得出煤樣中的水分，但是一定要保證煤樣中的水分全部都被蒸發(fā)出來了。直接重量法的測定方法基本上和干燥失重法是一樣的，不同的是，在直接重量法中需要在加熱的密閉容器中放入干燥的氮?dú)狻?/p>

3 全水分測定的影響因素

煤質(zhì)全水分測定的影響因素是多方面的，主要包括灰中固定硫的多少、黃鐵礦氧化程度以及碳酸鹽分解程度等。所以為了保證全水分測定結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，需要采用多種方式來加以控制。在測定過程中我們一定要保證足夠的灼燒時(shí)間和灼燒溫度，一般溫度都需要>800 ℃，只有如此，才能夠確保方解石(即碳酸鹽)的分解完全，黃鐵礦氧化完全。另外，要避免煤炭樣品局部受熱，要保證煤炭樣品的均勻受熱，以防止煤樣底部產(chǎn)生的二氧化硫被煤炭樣品的上部碳酸鹽所分解產(chǎn)生的的氧化鈣固定[2]。

4 煤質(zhì)分析和化驗(yàn)工作中煤的全水分測定的測算方法

4.1 全水分計(jì)算法

在煤炭的全水分含量的測算工作當(dāng)中，需要使用到儀器包括以下幾種：工業(yè)天平(感量為0.1 g)、分析天平(感量為0.001 g)、磨砂口的玻璃稱量瓶、干燥器(內(nèi)置變色硅膠或無水氯化鈣)、干燥箱(溫度可調(diào)到105 ℃～110 ℃的范圍)。

先稱量煤炭樣品250 g，同時(shí)要保證煤炭樣品顆粒的顆粒度要<13 mm。將這些煤炭樣品均勻的平攤在一個(gè)淺的敞口容器中，然后放入已經(jīng)預(yù)熱到105 ℃～110 ℃的干燥箱中，并且干燥箱已經(jīng)預(yù)先經(jīng)過了鼓風(fēng)處理。樣品放入后，繼續(xù)在加熱的條件下進(jìn)行鼓風(fēng)處理約1 h。到時(shí)間后，將樣品取出，進(jìn)行稱量，計(jì)算出樣品中的水分的損失量[3]。

煤炭的全水分一般用Mt來表示，煤炭樣本的空氣于燥水分用Mad來表示，煤炭的外水分用Mf來表示，則全水分的Mt計(jì)算公式見式(1)：

(1)

4.2 試驗(yàn)法

在試驗(yàn)法測算工作中，需要使用到的儀器包括以下幾種：工業(yè)天平(感量為0.1 g)、分析天平(感量為0.001 g)、磨砂口的玻璃稱量瓶、干燥器(內(nèi)置變色硅膠或無水氯化鈣)、干燥箱(溫度可調(diào)到105 ℃～110 ℃的范圍)。

先將稱量瓶進(jìn)行預(yù)干燥處理，并稱量干燥過的稱量瓶重量。然后使用稱量瓶稱取10 g～12 g的煤樣，煤樣顆粒的顆粒度要<6 mm，然后置于干燥箱中進(jìn)行加熱處理(注意稱量瓶是敞口的)。加熱后在空氣中冷卻1 min左右，然后稱量。然后繼續(xù)加熱稱量直到后一次稱量的數(shù)值和前一次稱量的數(shù)值之間的差<0.01 g時(shí)就停止稱量[4]。若是最后一次稱量的數(shù)值略大于前一次，應(yīng)以前一次的稱量數(shù)值為準(zhǔn)。

5 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，我們生活的方方面面也都更加地注重低碳和環(huán)保。基于此，各企業(yè)相關(guān)生產(chǎn)部門也要更加的注重對于環(huán)保型能源的利用和開發(fā)。在這樣的時(shí)代背景之下，對于煤質(zhì)分析與化驗(yàn)中煤的全水分測定工作顯得意義更加重大，需要相關(guān)的工作人員端正態(tài)度，使用科學(xué)合理的方法來進(jìn)行煤炭中全水分含量的測定工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王 寧.淺析煤質(zhì)分析與化驗(yàn)中煤的全水分測定[J].商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察,2013(11):330.

[2] 孫 凡.煤質(zhì)分析與化驗(yàn)中煤的全水分測定[J].山東煤炭科技,2011(2):175-176.

[3] 劉 巍.關(guān)于煤中全水分測定的探析[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化,2011(S1):60-61.

[4] 沈益駿.影響煤炭全水分測定因素研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,32(5):12，298.