煤化工領(lǐng)域的快速灰分檢測(cè)

高叢

摘 要：煤的灰分是煤的可燃有機(jī)物質(zhì)完成燃燒及煤中不可燃燒的礦物質(zhì)在某高溫下發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)后殘留的氧化物殘?jiān)??；曳謾z測(cè)在煤化工領(lǐng)域具有十分重要的意義，本文闡述了煤中灰分的影響與檢測(cè)意義，介紹了快速灰分檢測(cè)的工作流程、應(yīng)用范圍和工作優(yōu)點(diǎn)等，并介紹了煤化工領(lǐng)域的快速灰分檢測(cè)儀的應(yīng)用情況及新型灰分檢測(cè)儀研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：灰分檢測(cè)；煤化工；選煤配煤；熱值；經(jīng)濟(jì)效益

煤的灰分是煤的可燃有機(jī)物質(zhì)完成燃燒及煤中不可燃燒的礦物質(zhì)在某高溫下發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)后殘留的氧化物殘?jiān)?。煤的灰分是評(píng)價(jià)煤品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，灰分含量與煤的變質(zhì)程度是反比的關(guān)系，灰分越小意味著煤變質(zhì)程度越高?；诿嘿|(zhì)灰分檢測(cè)的重要性，本文闡述了煤中灰分的影響與檢測(cè)意義，介紹了快速灰分檢測(cè)的工作流程、應(yīng)用范圍和工作優(yōu)點(diǎn)等，并介紹了煤化工領(lǐng)域的快速灰分檢測(cè)儀的應(yīng)用情況及新型灰分檢測(cè)儀研究進(jìn)展，旨在為煤化工可持續(xù)發(fā)展和提高經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)。

1.煤中灰分的影響與檢測(cè)意義

煤的灰分是指煤在隔絕空氣條件下加熱，逸出的物質(zhì)去掉水分后的含量。可以看出，灰分是煤在某一溫度下加熱熱解后的產(chǎn)物，所以灰分有時(shí)又稱為灰分產(chǎn)率?；曳謱?duì)煤化工領(lǐng)域工藝生產(chǎn)有著重要的影響：（1）影響焦炭質(zhì)量。煉制焦炭過(guò)程中灰分殘?jiān)灰灼扑?，不僅造成焦炭細(xì)度偏大，而且較大的灰分顆粒極易形成裂紋中心，焦炭的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)降低，影響焦炭產(chǎn)品質(zhì)量。（2）影響焦炭生產(chǎn)。在焦?fàn)t負(fù)壓操作時(shí)，灰分中某些熔點(diǎn)低的成分，會(huì)在爐墻表面熔融結(jié)疤，損害爐體。（3）影響煉鐵生產(chǎn)。煉焦生成中，焦炭會(huì)不可避免的殘留灰分，煉焦鐵比和石灰石會(huì)隨著灰分而增加。灰分會(huì)增加煙氣中的灰塵濃度，造成極大的環(huán)保壓力；灰分嚴(yán)重超標(biāo)的煤炭，其熱值會(huì)嚴(yán)重降低。

煤炭加工工藝中，灰分是重要的參考依據(jù)，例如：灰分會(huì)影響煤炭交易價(jià)格；灰分在煤炭洗選工藝中，灰分與洗選效率有關(guān)；煉焦工藝中，焦炭的質(zhì)量和灰分直接掛鉤；鍋爐熱效率是根據(jù)灰分來(lái)計(jì)算的；灰分還可以計(jì)算煤質(zhì)的發(fā)熱量和礦物質(zhì)含量等。

2 快速灰分檢測(cè)的介紹

2.1 快速灰分檢測(cè)的工作流程

快速灰分檢測(cè)儀的工作流程為：（1）隨皮帶機(jī)啟動(dòng)：現(xiàn)場(chǎng)的甲或乙皮帶機(jī)給出啟停信號(hào)，相對(duì)應(yīng)的測(cè)試架接受信號(hào)開始測(cè)試，隨時(shí)監(jiān)測(cè)出煤炭的灰分和熱值。（2）測(cè)試過(guò)程：裝置24h連續(xù)測(cè)試，每秒顯示一次熱值和灰分，每分鐘儲(chǔ)存一次數(shù)據(jù)，數(shù)值以曲線、報(bào)表和列表等形式顯示。（3）數(shù)據(jù)儲(chǔ)存：歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存1年，一年內(nèi)任意時(shí)間段的灰分?jǐn)?shù)據(jù)都可以隨時(shí)查詢。

2.2 快速灰分檢測(cè)的應(yīng)用范圍

快速灰分檢測(cè)儀的基本功能是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)傳送煤灰分的在線監(jiān)測(cè)。檢測(cè)的灰分是以百分含量為單位，技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測(cè)煤炭質(zhì)量，也可以根據(jù)要求查詢歷史煤炭灰分?jǐn)?shù)據(jù)。另外，該檢測(cè)裝置還具有修正灰分漂移的功能，根據(jù)傳送皮帶的實(shí)際運(yùn)行情況，測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)校驗(yàn)和修訂參數(shù)，提供及時(shí)準(zhǔn)確的灰分?jǐn)?shù)據(jù)，減少對(duì)工藝的影響。

2.3 快速灰分檢測(cè)的預(yù)期效果

該裝置可連續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)煤質(zhì)的熱值和灰分。技術(shù)人員科根據(jù)入爐煤熱值變化及時(shí)調(diào)整入爐煤量。根據(jù)任意設(shè)定的煤熱值范圍，通過(guò)檢測(cè)一段時(shí)間內(nèi)的熱值（幾分鐘或幾小時(shí)時(shí)間段）的平均值設(shè)置自動(dòng)報(bào)警數(shù)值，減少人力成本和提高鍋爐安全性。

3 在線快速灰分儀檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)

在線灰分儀檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）傳統(tǒng)的“快灰”法得出灰分結(jié)果需要數(shù)小時(shí)，滯后情況嚴(yán)重?？焖倩曳謾z測(cè)可連續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)傳送皮帶上原煤的灰分，并不斷指導(dǎo)配煤操作，易于操作和管理。（2）在線快速灰分儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳送皮帶上煤配比后的灰分，方便工人配煤，提高經(jīng)濟(jì)效益。（3）在線快速灰分儀相比人工檢查誤差基本可以忽略，準(zhǔn)確性極高，為后續(xù)選煤和配煤工藝提供切實(shí)有效的指導(dǎo)，確保原煤合格。每個(gè)灰分范圍都有2到3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤樣，確保了在線灰分檢測(cè)儀的測(cè)量準(zhǔn)確性。為消除輸送帶磨損和設(shè)備老化等引起的誤差，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)校驗(yàn)和修訂參數(shù)，提供及時(shí)準(zhǔn)確的灰分?jǐn)?shù)據(jù)。

4煤化工領(lǐng)域的快速灰分檢測(cè)的應(yīng)用情況

4.1加強(qiáng)選煤配煤環(huán)節(jié)控制

快速灰分檢測(cè)通過(guò)以下手段加強(qiáng)選煤配煤環(huán)節(jié)的控制：第一，依靠快速灰分的過(guò)程檢測(cè)，配煤準(zhǔn)備階段可實(shí)現(xiàn)原煤的分質(zhì)分存。依照檢測(cè)的灰分高低，篩選出低灰分原煤和高灰分原煤，進(jìn)入不同的煤倉(cāng)或入洗，建立“原煤入倉(cāng)及倉(cāng)位記錄”制度。第二，配煤過(guò)程中取用灰分就近的煤倉(cāng)進(jìn)行配煤，避免生產(chǎn)用原煤之間的灰分高低，嚴(yán)格控制原煤的灰分和煤質(zhì)。第三，快速灰分的過(guò)程檢測(cè)儀根據(jù)實(shí)際倉(cāng)位情況選擇切換手動(dòng)和自動(dòng)系統(tǒng)，盡可能的快速補(bǔ)充煤倉(cāng)。

4.2黃鐵礦氧化完全

黃鐵礦完全氧化以及盡量避免三氧化硫與氧化鈣之間的反應(yīng)，才能測(cè)得可靠的灰分產(chǎn)率，采取的措施如下：（1）采用慢速灰化法，使碳酸鹽分解生成硫酸鈣化合物之前，煤中硫化物就要完成氧化并排出；（2）灰化過(guò)程中生成的硫氧化物必須及時(shí)排出馬弗爐，為保證馬弗爐處于保持良好的通風(fēng)狀態(tài)，可以采取在爐門加通風(fēng)孔等措施使空氣自然流通；（3）灰皿中煤樣要盡量鋪平，局部煤樣過(guò)厚會(huì)導(dǎo)致燃燒不完全；（4）灼燒的溫度和時(shí)間要足夠長(zhǎng)，保證碳酸鹽完全分解為二氧化碳。

4.3在線快速灰分儀的現(xiàn)場(chǎng)使用效果好

某某煤礦使用的在線快速灰分檢測(cè)儀，連續(xù)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)傳送皮帶上的原煤灰分和熱值，保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。由于在線快速灰分檢測(cè)儀誤差小、測(cè)量準(zhǔn)確度高和快速靈敏的優(yōu)點(diǎn)，避免了人工采樣檢測(cè)的滯后性和誤差嚴(yán)重等缺點(diǎn)，極大的有效指導(dǎo)了原煤選煤和配煤工作，控制了原煤質(zhì)量。使用在線快速灰分檢測(cè)儀后，單位煤的灰分降低，發(fā)熱量提高，增加了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。

4.4快速灰分檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展

快速灰分檢測(cè)在煤化工領(lǐng)域的產(chǎn)品檢測(cè)具有十分重要的意義，得到很多公司和機(jī)構(gòu)的重視。某些公司最新研制的雙源透射法新型灰分檢測(cè)儀，通過(guò)計(jì)算機(jī)和核技術(shù)相結(jié)合，快速高效無(wú)損地檢測(cè)所選煤樣；某系列灰分檢測(cè)儀能對(duì)快速檢測(cè)各種類型煤種的灰分變化，保證原煤產(chǎn)品合格，提供工藝穩(wěn)定性。

5.結(jié)束語(yǔ)

煤化工領(lǐng)域?qū)υ寒a(chǎn)品的灰分和熱值要求較高，快速灰分檢測(cè)對(duì)煤化工的工藝控制、自動(dòng)生產(chǎn)配煤、降低能耗和節(jié)約資源等具有十分重要的指導(dǎo)意義?？焖倩曳謾z測(cè)實(shí)時(shí)連續(xù)且易于操作，消除了人工采樣檢測(cè)的滯后性和人工誤差?？焖倩曳謾z測(cè)可保證生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合格的原煤產(chǎn)品，滿足煤化工領(lǐng)域的工藝需求，為煤化工可持續(xù)發(fā)展和提高經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)。

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