煤的著火溫度測定方法改進

周磊

摘 要：煤的著火溫度是煤的一項重要特性指標(biāo)，通常用它來判斷煤的變質(zhì)程度以及燃燒性能。在生產(chǎn)、儲存和運輸過程中可根據(jù)測定煤的著火溫度來采取預(yù)防措施以避免煤炭自燃，減少環(huán)境污染和經(jīng)濟損失。通過對煤的著火溫度人工測定裝置的改進，比較改進前后兩種測試方法，總結(jié)出改進后的人工測定裝置既減少了測試過程氣密性檢查的繁瑣過程又能滿足測試結(jié)果的需要。

關(guān)鍵詞：煤 著火溫度 測定裝置

中圖分類號：TQ53 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（c）-0067-02

煤被加熱到開始燃燒的溫度稱為著火溫度，即著火點、燃點。煤的著火溫度是煤的一項重要特性指標(biāo)，通常用它來判斷煤的變質(zhì)程度以及燃燒性能。在生產(chǎn)、儲存和運輸過程中可根據(jù)測定煤的著火溫度來采取預(yù)防措施以避免煤炭自燃，減少環(huán)境污染和經(jīng)濟損失。根據(jù)煤的原樣和氧化樣的著火溫度差異來判斷煤的自燃傾向，差值越大越容易自燃[1]。因此，研究煤樣著火溫度意義重大。

1 煤的著火溫度測定方法現(xiàn)狀

測定煤的著火溫度方法很多，國家標(biāo)準(zhǔn)中給出了兩種測試方法，第一種是經(jīng)典的體積膨脹法，第二種是溫度實升法，兩種方法的煤樣處理方法都一樣，只是在判斷著火溫度的時候裝置不一樣。經(jīng)典的體積膨脹法是一種裝置簡陋、操作繁瑣的物理方法。它是利用煤爆燃時產(chǎn)生的氣體體積變化，促使連接在燃燒容器上的水柱出現(xiàn)突變時，通過人工觀察，所記下的瞬時溫度即為著火溫度。溫度實升法使用的是自動測定儀，利用電腦記錄的加熱曲線上升溫速度突然增加時對應(yīng)的溫度即為著火溫度[2]。

2 方法改進

經(jīng)典的體積膨脹法使用的人工測定裝置需要注水、檢查氣密性、調(diào)節(jié)量水管高度。其中檢查氣密性較為繁瑣，因為該測定裝置中總共用到7個三通，30余處軟膠管接口，每個三通和軟膠管接口處都存在漏氣的可能。溫度實升法需要專業(yè)的儀器，檢測成本高于體積膨脹法，對于一些較小的檢測機構(gòu)不太實用。因此，改進體積膨脹法中的人工測定裝置，減少測試過程的繁瑣性尤為必要。改進方法大致如下：試樣裝入試樣管后，將軟膠管連接到試樣管上，將軟膠管的另一端沒入盛水的透明玻璃燒杯中，通過觀察玻璃燒杯中水泡的冒出速度，判定煤的爆燃溫度，因為當(dāng)煤樣爆燃時空氣膨脹會導(dǎo)致水泡快速冒出或者瞬間噴出。該方法的特點是不需要使用大量的三通和軟膠管，減少漏氣的可能，省去了繁瑣的氣密性檢查過程，只需保證軟膠管沒有破損即可。

3 實驗過程及數(shù)據(jù)比對

為驗證改進后測定方法與經(jīng)典測定裝置的可行性以及實驗數(shù)據(jù)的差異性，隨機挑選20個煤樣，以氧化樣為例，在前處理完后用兩種方法進行測試。

3.1 實驗過程

將粒度為0.2 mm以下的一般分析煤樣經(jīng)過過氧化氫的處理后，在暗處放置24 h；打開稱量瓶蓋在白熾燈的照射下2 h，再將煤樣在溫度為60 ℃、壓力為53 kPa的真空干燥箱中干燥2 h，取出放入干燥器中。分別稱取0.1 g試樣放入瑪瑙研缽中，加入亞硝酸鈉0.075 g，混合均勻后連接軟膠管和人工測定裝置測定煤的著火溫度[3]。

3.2 數(shù)據(jù)比對

將兩種方法測定的著火溫度數(shù)據(jù)整理見表1。

從表1可以看出兩種測試方法中20個煤樣有19個煤樣數(shù)據(jù)都滿足國標(biāo)的重復(fù)性，其中編號為Sj-13的煤樣兩種方法的測試誤差為14 ℃，超出國標(biāo)重復(fù)性6 ℃的要求，將該煤樣進行再一次測試，發(fā)現(xiàn)該煤樣灰分較大，在測試過程中水柱液面的降低不明顯，改進方法測試時水泡的冒出速度沒有明顯的加快點，因此出現(xiàn)測試結(jié)果誤差較大的情況。為避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，將亞硝酸鈉的比例提高，使煤樣升溫爆燃更加明顯[4]，再一次進行測試結(jié)果如表2所示。

從表2數(shù)據(jù)可以得出編號為Sj-13的樣品用經(jīng)典方法重復(fù)測試10次所得著火溫度的平均值為370.9 ℃，用改進后方法測試著火溫度平均值為371.3 ℃，將兩組數(shù)據(jù)的平均值進行t檢驗，計算出t=0.02遠遠小于t（9）0.05=1.83，因此兩種方法測試結(jié)果并無顯著差異，符合國標(biāo)要求。

4 結(jié)語

通過對煤的著火溫度人工測定裝置的改進，將試樣裝入試樣管后，把軟膠管連接到試樣管上，將軟膠管的另一端沒入盛水的透明玻璃燒杯中，通過觀察玻璃燒杯中水泡的冒出速度，判定煤的爆燃溫度。通過隨機抽取20個著火溫度樣品進行測試，比較改進前后兩種測試方法實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)出改進后的人工測定裝置既減少了測試過程氣密性檢查的繁瑣過程又能滿足測試結(jié)果的需要。

參考文獻

[1] 段云龍.煤炭試驗方法標(biāo)準(zhǔn)及說明[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004：800-801.

[2] 李英華.煤質(zhì)分析應(yīng)用技術(shù)指南[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009：145-146.

[3] 楊金和.煤炭化驗手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003：481-482.

[4] 馬愛花.淺析煤著火溫度的測定方法及影響因素[J].技術(shù)與市場，2014，21（2）：42-43.