關于測定煤水分、灰分、揮發分的體會

劉兵

摘 要：通過元素分析可以了解煤的化學組成及其含量，通過工業分析可以初步了解煤的性質，大致判斷煤的種類和用途。本文通過煤的工業分析包括對水分、灰分、揮發分的測定并對測試結果在實際工作中的體會作了簡單的介紹。

關鍵詞：煤 工業分析 水分 灰分 揮發分

中圖分類號：TQ533 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0083-01

煤的工業分析雖然簡單，但分析結果對于研究煤炭性質、確定煤炭的合理用途以及在煤炭貿易中，具有重要的作用。煤的工業分析項目是了解和研究煤性質最基本的，也是最主要的指標，其工業實用意義比元素組成更大。下面是我的工作實踐對工業分析的一點體會。

1 煤的工業分析主要是分析水分、灰分、揮發分的含量

通過這三種主要分析可以答題上弄清各種煤的性質、特點、并確定是在工業上的實用價值。因此，工業分析對于研究煤的實用石油這重要意義的。工業分析中可指的水分是包括外在水分和內在十分，一般叫“全水分”或“應用煤水分”。外在水分存在于煤的表面，主要是采煤，運輸，保管過程中，附著于煤粒表面的外來水分，雨水等。內在水分又叫濕存水分，是附吸于煤粒內部的水分，內在水分的含量和煤粒的組結構有關，煤的結構越緊密，可含的內在水分越大，結構越松，可含的內在水分越多。內在水分不易小時，其蒸發需要較高的溫度，化合水分是煤中礦物質的結晶水，這種水分含量很少，不易測定，需要蒸發溫度較高，在工業分析中一般都不分析化合水分。在測定全水分之前，首先應檢查裝有煤樣的容器的密封情況，然后將其表面擦拭干凈，用托盤天平（1.3）稱重②，并與容器上標簽所注明的重量進行核對。如果稱出的煤樣毛重（即煤樣與容器的總重量）小于標簽上所注的毛重（不超過1%），并且能確定煤樣在運送過程中沒有損失時，應將減輕的重量作為煤樣在運送過程中的水分損失量。并計算出該量對煤樣凈重（標簽上煤樣毛重減去容器的重量）的百分數（W1），在計算煤樣全水分時，應加入這項損失，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（1.2）稱取煤樣500 g（稱準到1 g），并將盤中的煤樣均勻地攤平。將裝有煤樣的淺盤放入預先鼓風注并加熱到105 ℃～110 ℃的干燥箱（1.1）中，在不斷鼓風的條件下煙煤干燥2～2.5 h，無煙煤干燥3～3.5 h。再從干燥箱中取出淺盤，趁熱稱重。然后進行檢查性的試驗，值得注意的每次試驗30 min，直到煤樣的減量不超過1 g 或者重量有所增加時為止。在后一情況下，應采用增重前的一次重量作為計算依據。

1.1 灰分，就是煤燃燒以后，可剩下不能燃燒的殘渣（無機礦物質）就是灰分

灰分有內在灰分和外在兩種。內在灰分是由變成煤的植物可固有的礦物雜質，以及煤層形成特混入的泥沙等細粒雜質可組成。外在灰分有的是在煤的生成時期從外面混進來的巖石，有的是開采時落下來的雜質，以及在運輸和儲運過程中混進的泥沙等。內在灰分在選煤時很難除去，外在灰分是經過洗洗部分或全部除去。所謂灰分，具體說就是指煤中所有可燃成分完全燃燒以及煤中礦物質在灰化溫度下產生一系列分解，化合等復雜反應生成的殘渣。煤在灰化過程中，即在測定灰分時規定的（815±10）℃內所發生的主要變化是：各種礦物質先后失去結晶水，低于500 ℃時，硫化物分解生成二氧化硫；高于500 ℃后，碳酸鹽礦物分解。標準中規定的煤樣灰化溫度（815±10） ℃，實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 ℃內加熱所發生的各種變化，有助于正確掌握灰分測定技術要點，以提高測定結果的可靠性。

1.2 揮發分，是構成煤的可燃部分，也可叫煤的可然體

揮發分是一種容易揮發的物資。它的主要成分有氫、硫化氫、一氧化碳；二氧化鉀、乙烯和其它一些碳氫化合物組成，當煤收到強烈熱作用時；煤質內部就起分解而產生成揮發分，揮發分的多少上煤的碳化程度有密切關系。碳化過程越高的煤，含揮發分越低，碳化過程越低揮發分的煤，含揮發越高，一般無煙煤揮發分少，煙煤和褐煤較多。揮發分多煤容易燃燒，但在儲存過程中容易風化自燃，不易管理。

2 煙煤和無煙煤的水分測定

（1）方法要點：稱取一定重量的煤樣與105 ℃～110 ℃的干燥箱內干燥到恒重，就可失去的重量占煤樣原重量的面分數作為水分。

（2）試驗步驟：用預先烘干和稱出重量稱準到0.002 g的稱量瓶稱取粒度為0.2 mm以下的分析煤樣1±0.1 g。然后把蓋開啟，將稱量瓶放入預先鼓風并加熱到105 ℃～110 ℃干燥箱中。在一直鼓風條件下，煙煤干燥1 h，無煙煤干燥1～1.5 h，從干干燥箱中取出稱量瓶并加蓋，在空氣中冷卻2～3 min后，放入干燥器中冷卻到室溫稱重。

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

3 灰分測定

方法要點。稱取一定重量的煤樣，放入箱型電爐內灰化，然后在815°±10 ℃灼燒到恒重，并冷即至室溫后稱重，以殘留物重量占煤樣原重量的面分數作為灰分。測定灰分的結果計算。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 測定揮發分的結果計算

V5：分析煤樣的揮發分（%）。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

在測定煤的灰分產率的同時，利用坩堝中殘留的焦渣的特征，可以初步鑒定煤的粘結性。測定揮發分產率所得的焦渣按以下標準進行區分：

（1）粉狀：全部是粉末，沒有互相粘著顆粒。（2）粘著：以手指輕壓即碎成粉狀。（3）弱黏結：以手指輕壓即碎成碎塊。（4）不熔融粘結：以手指用力壓才裂成小塊。（5）不膨脹熔融粘結：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：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：焦渣表面有銀白金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過15 mm。（8）槍膨脹熔融粘結；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 結論

煤的工業分析，可真實反映煤質特性、正確評價煤質。根據工業分析各項測定結果，可初步判斷煤的性質、煤種及各種煤加工利用效果與工業用途。利用工業分析結果，可以基本掌握各種煤的質量、公益性質及特點，以確定煤在工業上的實用價值。

參考文獻

[1] 黃鴻彥.淺談煤的工業分析的測定及應用[J].煤，2009，18（1）.

[2] 方玉明.煤的工業分析實驗研究[J].科技信息，2013（7）.endprint