煤泥全水分分析方法的探討

王娟

寧夏京能寧東發電有限責任公司 寧夏銀川 750400

1 煤泥概述

1.1 煤泥特性

煤泥泛指煤粉含水形成的半固體物，是煤炭生產過程中的一種產品，根據品種的不同和形成機理的不同，其性質差別非常大，可利用性也有較大差別，其種類眾多，用途廣泛[1]。

煤泥可大體分為煉焦煤選煤廠的浮選尾煤、煤水混合物產出的煤泥、礦井排水夾帶的煤泥和矸石山澆水沖刷下來的煤泥。由于煤泥是經過洗選而產生的，其具有粒度細、微粒含量多；持水性強，水分含量高；灰分含量高，發熱量較低等特點。

1.2 煤泥應用

由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低熱值等諸多不利條件，很難實現工業應用，長期被電力用戶拒之門外，以民用地銷為主要出路。改革開放以來，國民經濟有了迅猛的發展，煤炭產量已躍居世界首位，市場形勢也發生了很大變化。煤炭加工的深度和廣度都在快速發展，煤泥的產量明顯上升。近些年，煤炭價格繼續呈現快速上漲勢頭，電煤供應形勢日趨緊張，為了保證電煤的正常供應并降低燃料成本，部分電廠開始采購價位較低的煤泥進行摻配燃燒。

1.3 煤泥在應用中存在的問題

在應用過程中，煤泥的水分大、黏性強、高持水性、粒度細、微粒含量多，成泥塊兒狀，無法按照GB/T211-2007和GB/T19494．2-2004國標要求進行全水分測定及一般分析煤樣的制備工作，致使煤泥全水分測定方法不一致，全水分測定的準確性較低且對熱值的影響較大。因此，在煤泥質量監督過程中存在一定的難度。

2 煤泥全水分分析方法的探討

2.1 煤泥全水分分析方法

空氣干燥法（一步法）：

①將所采取的煤泥用取樣鏟切割成較小的煤塊兒，堆錐摻和三次。

②用堆錐四分法縮分出不少于3kg的煤樣。

③將縮分出的煤樣用九點取樣法采取（500±10）g的煤泥平攤在淺盤中。

④將淺盤放入預先加熱到（105-110）℃的空氣干燥箱中，在鼓風條件下，連續干燥4小時。

⑤將淺盤取出，趁熱稱量（稱準至0．1g）。

⑥進行檢查性干燥，每次30min，直到連續兩次干燥煤樣的質量減少不超過0．5g或質量增加時為止。在后一種情況下，采用質量增加前一次的質量作為計算依據[2]。

2.2 兩步法

（1）外在水分：

①將所采取的煤泥用取樣鏟切割成較小的煤塊兒，堆錐摻和三次。

②用堆錐四分法縮分出不少于5kg的煤樣。

③將縮分出的煤樣充分混合后，鋪成一厚度不超過5cm且均勻的長方形，分成18個以上的小方塊，從中抽取全水分煤樣。

④稱取2kg煤泥攤平放置在淺盤中。

⑤在不高于40℃的空氣干燥箱中干燥（約5-7h）到可以直接破碎，記錄外在水分（稱準至0．1g）。

表1 兩種方法試驗數據比對

（2）內在水分：

①立即將測定外在水分后的煤樣破碎到粒度＜3mm，在預先干燥和已稱量過的稱量瓶內迅速稱取（10±1）g煤樣（稱準至0．001g），平攤在稱量瓶中。

②打開稱量瓶蓋，放入預先加熱到（105-110）℃的干燥箱中干燥2h。

③從干燥箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，在空氣中放置5min，然后放入干燥器中，冷卻到室溫（約20min），稱量（稱準至 0．001g）。

④進行檢查性干燥，每次30min，直到連續兩次干燥煤樣的質量減少不超過0．01g或質量增加時為止。內在水分在2%以下時，不必進行檢查性干燥。

⑤結果計算：

式中：

Mt-煤樣的全水分，用質量分數表示，%；

Mf-煤樣的外在水分，用質量分數表示，%；

Minh-煤樣的內在水分，用質量分數表示，%；

3 分析方法的優缺點

3.1 空氣干燥法的優點

（1）全水分測定時間相對短些。

（2）實際操作簡單方便。

（3）基本滿足生產現場需求。

3.2 兩步法的優點

（1）測得的全水分較空氣干燥法大一點。

（2）兩千克的烘干煤樣也可制備一般分析煤樣。

3.3 缺點

（1）空氣干燥法的缺點：實測全水分較兩步法測定的偏小。

（2）兩步法的缺點：

①煤樣干燥時間偏長。

②全水分測定過程相對較繁瑣。

③不能滿足生產現場的需求。

3.4 數據分析

就某廠用以上兩種方法做的煤泥全水分數據如表1：

通過表數據分析，一步法與兩步法的全水分測定結果偏差2%，上述兩種方法都可進行煤泥全水分分析。在實際生產過程中，要求實驗數據及時、準確，一步法用時短及操作簡單，測定數據滿足準確性要求，更適用于生產現場。

4 煤泥全水分分析方法的展望

隨著全球溫室效應的加劇以及出現酸雨的地區日益增多，因使用煤炭而造成的環境問題已日益受到世界各國的關注。煤炭工業技術委員會提出：預計到2020年，我國煤炭需求量將達到28．4億噸，目前我國入選煤量已達到原煤的35%，2006年煤炭產量達到23．25億噸，入選煤量達到7．45億噸，僅2006年一年里煤泥的產量就達到了7500萬噸[3]。

煤泥堆積形態極不穩定，自流而不成形，遇水即流失、風干即飛揚，作為廢料遺棄，造成的環保問題比洗煤矸大得多，極易產生嚴重的環境污染。目前，燃燒發電是煤泥資源化綜合利用的最佳處置方式，節約了大量常規電煤燃料，還降低了鍋爐磨損及電廠用電量，完全符合國家節能減排、低碳環保的要求。

電力用煤的日趨緊張，電力企業有效控制燃料成本成了重中之重。適量采購低熱值煤泥作為鍋爐摻配燃燒原料是降低燃料入廠標煤單有效途徑之一，使煤泥在電力燃料需求中所占比例逐漸增大。