石煤發熱量測定的研究

■王從保

（安徽省地質礦產勘查局325地質隊化驗室安徽淮北235037）

石煤發熱量測定的研究

■王從保

（安徽省地質礦產勘查局325地質隊化驗室安徽淮北235037）

石煤的發熱量受其樣品粒度影響較大，按照煤樣標準分析規范粒度為0.177mm（80目），石煤在氧彈中不易燃燒或燃燒不完全。通過對石煤樣品加工加以改進，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，實現了樣品的完全燃燒。

石煤發熱量分析粒度

0　引言

石煤是一種含碳少、發熱值低、低品位的多金屬共生礦，由4億至5億年前地質時期的菌藻類等生物遺體，在淺海環境下經腐泥化作用和煤化作用轉變而成。石煤的發熱量不高，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。石煤是一種高變質的腐泥煤或藻煤，其成分除含有機碳外，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。

石煤的發熱量是圈定石煤煤體，計算儲量和工業設計的主要依據，因此要求其熱值準確。由于石煤熱值低，按通常測定優質煤發熱量法摻入標準熱值苯甲酸或已知熱值的優質煤，差減求得的石煤發熱量，不但分析手續繁瑣費時，而且誤差大，準確度差。本文通過對石煤樣品加工技術改進，找到適合石煤樣品的制樣方法，它將對石煤資源的開發利用具有一定意義。

1　國內外同類研究、發展動態

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，所以相關研究較遲緩，尤其對發熱量的測定尚無標準方法，從網上查詢有關石煤科研訊息，對石煤中釩的提取的較多，關于發熱量的測定都沒有從碎樣角度和考慮灰分較大等因素，對發熱量的實際操作做進一步的研究，僅參照標準煤執行。從資料上看我們發現一些單位有各自計算某礦點石煤發熱量的經驗公式，經推廣運用都有同樣的弊病，因此我們認為這些計算石煤發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分析各成分在燃燒時熱效應的本質。

2　石煤的樣品加工方法及粒度的探討

按照煤樣標準分析規范，煤樣加工后的粒度為0.177mm（80目），但石煤樣品致密堅硬，灰分高，粒度大，碳質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。考慮到樣品在破碎過程中，碳質極易遭到破壞，而使熱值偏低。

3　石煤的樣品加工方法及粒度的改進

傳統的制樣設備是通過破碎機，把樣品制備成0.241mm（20目），然后再用煤樣震盤機制備成粒度為0.177mm（80目）的樣品。但石煤致密堅硬，震盤劇烈的上下對壓極易破壞樣品中的碳質，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，可以把堅硬的巖石加工成0.097mm（160目）的樣品，但時間長，要60分鐘，效果是樣品中的炭質不易被破壞，熱值損失少。

4　棒磨破碎制樣不同粒度樣品發熱量的效果驗證

為了驗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，用相同的發熱量測定方法對其進行測定。傳統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，用相同的方法對發熱量進行測定。分析測定結果見下表。

石煤發熱量測定不同于巖石礦物分析，巖礦分析有國家標準物質監控，而石煤無標準物質，即使帶標準煤監控，也不能說明石煤結果準確，所以衡量標準為：同一煤樣樣品燃燒最徹底，發熱量最大，平行分析結果最穩定。

從表1中可以看出傳統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，測定發熱量，其得到的熱值最高。

［1］黃谷春趙德章.石煤發熱量的快速測定 長沙交通學院學報第11卷 第1期1995.3。

［2］歐陽昌盛曾武關于石煤發熱量的探討 長沙水電師院學報第1卷第2期1986.12。

［3］楊金和、陳文敏、段玉龍等 煤炭化驗手冊［M］北京.煤炭工業出版社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 中國電機工程學報 第27卷第29期2007.10。

P62［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-338-1