入炉煤炭热值中的煤炭水分影响分析

侯丽杰

摘要；组成煤炭的化学物质主要包括无机矿物质、烃类物质。而体现煤炭质量的一个主要指标就是水分。当煤炭水分发生改变时，各个构成物质的含量以及热值也会发生改变。煤炭的水分一般包括两种，分别为内水和外水。而入炉煤炭热值中煤炭水分的影响。笔者针对煤炭水分进行了探析，并提出了影响入炉煤炭热值中煤炭水分的因素，希望本次研究对减少对煤炭水分的影响。

关键词：入炉煤炭热值；煤炭水分；影响

引言：煤炭中一般都存在一些水分，而煤炭中水分的含量，将直接影响入炉煤炭的热值。所以在煤炭入炉前，需对煤炭的水分含量进行测定。而煤炭的外在水分并非彻底的蒸发，那么其入炉后，产生的热值往往很难达到100摄氏度。所以，为了促使煤炭入炉后，可以达到较高的热值，一定要准确的把握煤炭水分对入炉煤炭热值的影响。

一、煤炭水分

按照水分的结合状态，可以将煤炭内的水分划分为化合水与游离水。对于其中的游离水来说，当温度达到105到110摄氏度，在常压情况下对其进行干燥处理后，便可以将其中的游离水蒸发掉[1]。而对于化合水来说，一般需要温度达到200摄氏度，甚至一些时候需要达到500摄氏度才可以将其中的水分析出。在工业分析中对煤炭的水分含量进行测定时，通常测定的都是游离水。根据煤炭内水分的结构状态，又可将煤炭中的水分划分为内水和外水。在测定煤炭水分时，脱出煤炭内水需要连续的操作，并且整个过程较为复杂，所以很难完全的分开。同时在测定煤炭水分时，会发现其内水并非是一个固定的数值，当测定环境的湿度、温度发生变化时，内水也会发生变化。

    煤炭内的水分属于不可以燃烧物质，为了确保煤炭入炉热值的充分散发，就需要对煤炭进行脱水处理，常用的方法有空气干燥基水分、基水分。

二、入炉煤炭热值中煤炭水分的影响

（一）在煤炭燃烧的初期阶段，煤炭水分的影响

在入炉煤炭燃烧的初期，其中的水分含量对煤炭氧化反应具有很好的催化作用。第一，煤炭的内表面积一般都比较大，当水分将煤炭内表面润湿后，将释放出润湿热，其对煤炭燃烧初期阶段的氧化具有很好的促进作用。如果煤炭内水分的初始含量较多，那么其产生的润湿热也会小。不单单会形成润湿热，同时如果将煤炭储存在空气比较潮湿的地点，在入炉煤炭的发热区附近，将会形成水蒸气凝结，这时就会释放汽化潜热，煤层外部热量增加，这对煤炭的燃烧具有很好的促进作用[2]。第二，水分蒸发时对过氧化络合物的形成具有很好的促进作用。煤炭中含有的水分不同，对生成过氧化络合物的影响也不同。第三，煤炭中的水分还会导致过氧化络合物分解，致使煤炭进一步自燃。第四，当煤炭内的水分被蒸发掉以后，将在其表面产生很多的孔隙或者裂隙，这样进入到煤炭内的氧气便会更多，氧化反应将更强。当煤炭经过燃烧，水分蒸发进入脱水阶段，在氧化放热的同时，会发生放热反应，水分蒸发的越多，放热反应的发生就越激烈。

（二）煤炭水分对基地位发热量的影响

在煤炭的毛细管内存在的水分，一般被称之为内在水或者固有水。在对煤炭中的内在水进行测定时，一般需要在温度50摄氏度左右的条件下，将煤炭烘干到恒定重量，以此将其外在水去除，再对其进行粉碎处理，然后再在105到110度的条件下烘干到恒定重量，以此测量煤炭中的内在水。对于同一煤炭样品来说，在不同湿度条件下测定其内水，发现其内水不变，其便是煤炭内水常数。煤炭内水一般在3%以下，全水一般不超过18%，大多数煤炭的全水在10%以下[3]。当煤炭含有的全水量增加，入炉后每天的低位发热量降低。在煤炭全水固定的情况下，增加其内水含量，入炉后产生的低位发热量也将增加。众所周知，煤炭在燃烧释放热量的过程中，需要先对其含有水分的蒸发进行克服，这将消耗一定的热量。煤炭内含有的外在水越多，入炉会产生的基低位发热量越小。除此之外，如果煤炭中含有水分，入炉后需先蒸发掉水分后，才会燃烧发热。

（三）测定煤炭水分需注意的问题

首先，对于同一煤炭样品来说，需要重复多次的对其水分含量进行测定，以此防止因为人为因素的影响导致测定结果出现误差。其次，在对煤炭中的全水进行采集后，需将其放在具有较好密封性的容器内保存，并且要将容器放置在阴凉处，避免阳光照射。再次，在将采集的煤炭全水样品送到实验室后，需要立即采用相应的试验进行检查分析。在这一过程中，试验人员需要严格的按照国家规定标准规范试验操作，避免对试验测定结果造成不良影响。

（四）采集样品和制作样品过程对煤炭含水量的影响

    虽然在对煤炭内的水分进行试验分析的过程中，存在着很多的因素会影响其分析结果，但是相对于水分样品的采集、制备过程中，因为操作不当而引起的误差，其占据的比例较小。对于煤炭来说，外界的一些因素很容易影响其含有的水分。像天气、运输、样品采集装置、样品采集方式、样品放置时间等。为了避免煤炭水分样品的采集、制作对煤炭含水量测定造成不利影响，在完成煤炭样品的采集后，需要立即进行样品的制备，并且在保存样品时，要做好密封处理，防止现场的冲洗水、喷淋水进入到装有样品的容器内。在制备样品的过程中，为了控制煤炭样品水分的变化，需注意强烈空气对流的形成，并且不可以存在有热源和水源，同时要尽可能快速的完成样品的制备

[4]。另外，在制备煤炭样品时，还需要严格的根据国有的相关要求标准，控制好煤炭样品干燥的温度与时间，温度不可以超过50摄氏度，在对煤炭样品进行粉碎处理时，时间不适宜过长，防止粉碎时间过程，煤炭发热引发氧化反应。粉碎后的煤炭样品粒径必须与试验分析要求相符。在破碎的过程中，破碎机的转动速度不可以过快，以不存在强气流和热量最为适宜，并且适宜在密封的条件下进行破碎处理。在进行破碎操作的前后，需要将破碎设备内的残煤彻底的清理掉，以此防止因为残煤的存在影响试验分析结果的准确性。

结束语：

    综上所述，煤炭内含有的水分，会对煤炭燃烧时的散热、蓄热以及氧化过程产生一定程度的影响，从而影响入炉煤炭的热值。所以，为了保证煤炭的质量，要做好煤炭水分含量的测定工作。在煤炭燃烧时，其中含有的水分也将发挥一定的积极作用。在煤炭燃烧的初期阶段，煤炭产生的润湿热，在很大程度上取决于其水分含量。所以，对于煤炭来说，并非是含水量越低越好，需要确保其含有一定的水分，以此延长或者抑制其在早期阶段的燃烧进程，使得氧化反应更加的激烈，从而促使入炉煤炭可以产生更高的热值。

参考文献

[1]岳承恩,张卓昆,安端阳.利用激光诱导击穿光谱技术对煤炭热值进行判别分析[J].山东化工,2023,52(08):156-159.

[2]高泽天.基于高光谱成像技术的煤炭热值检测方法研究[D].吉林大学,2022.

[3]张莉.煤炭水分数据检测对矿井煤质管理的影响及应采取的措施[J].内蒙古煤炭经济,2019,(14):50-51.

[4]李祥,杜政烨,刘翠茹,茌方,袁翠翠.基于主成分-线性回归分析的煤炭热值预测模型研究[J].煤炭工程,2018,50(07):142-146.

作者简介：侯丽杰，女，1986年6月出生，本科，现就职于大庆油田物资公司检测中心，从事检验分析工作

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