粒度对煤的工业分析的影响

蒋勤成

摘要：煤的工业分析是研究煤质特性、判断煤的种类及评价煤质的重要方法，同时又是某些试验的前提。因此，在深入了解煤的工业分析含义的基础上对各指标进行准确测定具有重要的意义。通过对煤的工业分析指标作了解，说明了各指标的基本含义与联系。采用工业分析仪对不同粒度的煤样进行工业分析，研究了粒度对煤的工业分析各指标的影响。

关键词：煤的工业分析；工业分析仪；粒度

中图分类号：G633.9 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982（2020）01-151-01

引言

煤的工业分析也称为技术分析或实用分析，是评价煤的基本依据。煤的工业分析是指煤的水分、灰分、挥发分和固定碳四个分析指标的总称，其中煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，固定碳是用差减法计算出来的。依据测试结果可以了解煤质特性，初步判断煤的工业用途。此外，煤的工业分析是煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法、测定煤中全硫的红外光谱法等规范的前提实验。因此，确切掌握工业分析各指标的基本含义与联系，准确测定各指标数值就显得非常重要。

1煤的工业分析指标

1.1水分

煤中水分按其存在形态的不同分为游离水和化合水。游离水，即煤的全水分(用Mt或Mar表示)，包括以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中的水分，即内在水分(Minh)和附着在煤颗粒表面的水分，即外在水分(Mf)。内在水分在100℃以上经过一定时间才能蒸发，而外在水分则很容易在常温下的干燥空气中蒸发。通常情况下，煤中的游离水在常压(101325Pa)、(105～110)℃条件下经过一段时间的干燥便可蒸发掉。化合水即结晶水，是以化合的方式与煤中矿物质结合的水，如硫酸钙(caSO。•2H：o)和高龄土(A1203•2si0：•2H：O)中的结晶水，化合水一般要在200℃以上才能分解析出。煤的工业分析只测试游离水，不测试结晶水。需要说明的是，煤的工业分析中的全水分、内在水分、外在水分等指标指的是相应水分占煤样质量的百分数。煤中水分在煤燃烧时变成蒸汽需要吸收热量，因而降低了煤的发热量，影响煤的使用。

1.2灰分

灰分不是煤的固有成分，而是煤中矿物质在煤完全燃烧(在规定条件下)过程中经过一系列分解、化合反应后的产物。煤的工业分析中灰分是指该产物占煤样质量的百分数。事实上，将煤的灰分称作煤的灰分产率更为准确。煤的灰分是煤炭评价、加工利用的基础指标。煤的灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低，煤的发热量也就越低。

1.3挥发分和固定碳

煤样在规定条件下隔绝空气加热，有机质发生热解反应，形成部分小分子化合物并在测试条件下以气体的形式逸出，其余有机质则以固体形式残留下来HJ。由有机质热解形成并以气体形式逸出的化合物称为挥发分，以固体形式残留下来的有机质称为固定碳。煤的挥发分即煤在特定温度和隔绝空气的条件下加热时逸出成分去掉水分后的含量，煤的工业分析中以该含量占煤样质量的百分数作为煤样的挥发分。因此，严格地说，煤的挥发分应称为煤的挥发分产率，是煤分类的重要指标∞J。煤的挥发分反映了煤的变质程度，煤化程度越高，挥发分越低。从测定挥发分后的煤样残渣(即焦渣)中去除灰分后的残留物就是固定碳。煤的固定碳也可以表征煤的变质程度，煤化程度越高，固定碳越大。此外，固定碳是煤发热量的主要来源，固定碳含量越高发热量越高。煤的水分和灰分反映了煤无机物的组成，挥发分和固定碳则反映了煤有机质的组成，故准确测定煤的工业分析各指标对于了解煤质特性、评价煤质优劣尤为重要。

2粒度对煤的工业分析影响的实验研究

鉴于煤的工业分析的重要性，国家有关标准[L副对测试过程进行了详细的规定。标准规定测试所用煤样为“粒度小于0.2mm的一般分析试验煤样”，有人提出是否只要粒度小于0.2mm的煤样均可用于工业分析。为了回答这一问题，就需要研究粒度对煤的工业分析结果的影响。

2.1实验过程

实验所用煤样取自内蒙古平庄某煤矿，按照GB474—2008《煤样的制备方法》制备一般分析试验煤样，利用振筛机对一般分析试验煤样进行筛分，区分出80一100目、100—150目、150—200目、200一300目4种不同粒度的煤样，然后利用sD—LA618工业分析仪对这4种不同粒度的煤样进行工业分析。

2.2实验结果分析

据进行作图，可得到煤样工业分析各指标随粒度的变化关系。可以看出粒度对煤的水分、灰分、挥发分及固定碳的含量测定都有很大的影响但没有明显的规律可循。而且，如果将上述4种不同粒度煤样作为l份粒度为80—300目的煤样整体考虑，通过对相关各中数据对比可以发现，水分、灰分、挥发分的测定精密度都不在国家标准规定的精密度以内。

3总结

综上所述，(1)对煤的工业分析各指标——水分、灰分、挥发分、固定碳作了介绍，说明了各指标的基本含义与联系。(2)通过对4种不同粒度煤样进行工业分析，论证了粒度对煤的工业分析各指标的重要影响，说明了按照国家标准制备分析试验煤样的必要性。

参考文献

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[2]棒状型煤抗碎强度影响因素试验研究[J].王自祥,付亮亮,宋瑞领,庞明瑾,许文波,王超,蓝天.洁净煤技术.2019(05)