煤的工业分析过程及意义

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摘要：对于煤的工业分析而言，它可以确定出煤的整体组成部分，这种工业分析是在规定的条件下，从大体上讲，基本上可以分成四种组分，分别是固定碳、挥发分、水分和灰分。在对煤进行工业分析时，需要一定条件，在这四种组成部分中固定碳是煤在特殊条件下所转化出来的产物，这些都不是煤中特有的部分，很多测试结果会受到条件的影响。为了得到更加精确、完善的测试结果，我国制定出了较为详细的标准。在这四项指标当中，灰分代表无机物，而其他三项则可以代表有机物。

关键词：煤的工业分析过程；意义；

工业分析可以确定煤的组成， 在限定的实验条件下，可将煤的工业组成分析为水分、灰分、挥发分和固定碳四种,组分的测定数据对于研究煤炭的性质和合理用途起到了非常重要的作用。

一、煤的工业分析

工业分析对于研究煤的实用石油这重要意义的。工业分析中可指的水分是包括外在水分和内在十分, 一般叫“全水分”或“应用煤水分”。外在水分存在于煤的表面, 主要是采煤, 运输, 保管过程中, 附着于煤粒表面的外来水分, 雨水等。内在水分又叫湿存水分, 是附吸于煤粒内部的水分, 内在水分的含量和煤粒的组结构有关,煤的结构越紧密,可含的内在水分越大, 结构越松, 可含的内在水分越多。灰分, 就是煤燃烧以后, 可剩下不能燃烧的残渣( 无机矿物质) 就是灰分灰分有内在灰分和外在两种。内在灰分是由变成煤的植物可固有的矿物杂质,以及煤层形成特混入的泥沙等细粒杂质可组成。外在灰分有的是在煤的生成时期从外面混进来的岩石,有的是开采时落下来的杂质, 以及在运输和储运过程中混进的泥沙等。挥发分,是构成煤的可燃部分,也可叫煤的可然体，挥发分是一种容易挥发的物资。它的主要成分有氢、硫化氢、一氧化碳; 二氧化钾、乙烯和其它

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一些碳氢化合物组成,当煤收到强烈热作用时;煤质内部就起分解而产生成挥发分, 挥发分的多少上煤的碳化程度有密切关系。碳化过程越高的煤,含挥发分越低,碳化过程越低挥发分的煤,含挥发越高,一般无烟煤挥发分少,烟煤和褐煤较多。挥发分多煤容易燃烧,但在储存过程中容易风化自燃,不易管理。

二、影响煤挥发分的主要原因

受到条件的影响加热速度、加热时间以及加热温度等各方面因素都可以直接对测定结果造成影响。除此之外，包括容器、加热炉、支架的不同，都会直接影响到最终煤样的测试结果。影响煤化程度的因素当煤的煤化程度不断提升时，自身的挥发分便会不停下降。对于褐煤而言，它的挥发分都较高，通常情况下保持在70%以上，相对于无烟煤来讲，其挥发分最低，在20%以下。当煤样自身的有机质分子缩聚之后，再加上小分子化合物的运动，就会产生氢气，这样就使没产生了挥发分，随着煤样镜质组反射率的提高，煤矿分子中的脂肪侧链成下降趋势，因此，煤的挥发分会随着煤化程度而不断下降。煤岩组分的影响煤化会在一定程度上使煤造成挥发分，但与此同时，它也受到成因类型或煤岩类型等影响。与腐泥煤相比，腐植煤的挥发分明显较低。造成这种情况的主要原因，是由于它们的原始结构不一样，因为腐植煤是以芳香族物质为组成部分，所以当它预热后不容易被溶解；而腐泥煤在预热之后就相对较为容易分解，主要是以脂肪族为主。

三、煤的工业分析过程及意义

1.挥发分计算。确度也一定程度上影响挥发分的准确度。因此，需保证该煤样的灰分测试精确符合要求。在结果的计算中还需注意一个问题，碳酸盐二氧化碳≥2%时需进行碳酸盐二氧化碳的校正，煤中碳酸盐二氧化碳测定结果的准确与否会影响挥发分结果的准确度。碳酸盐二氧化碳质量分数为2% ～ 12%时，计算结果要减去碳酸盐二氧化碳质量分数; 碳酸盐二氧化碳质量分数＞ 12% 时，计算结果需减去碳酸盐二氧化碳分析基测定值与焦渣中二氧化碳对煤样量的质量分数之差，作为煤的挥发分产率。

2.煤样的要求。国标要求做挥发分试验的样品是一般空气干燥煤样。该煤样粒度应≤0． 2mm，并达到空气干燥状态。粒度达不到要求，测定结果有可能超

差或出现误差，制样时要严格按GB474 制备样品。样品磨成0.2mm 后，应达到空气干燥状态后完全通过0．2mm 筛子。因为煤样在磨制过程中，试样会因受挤压而结在一起，形成大小不一的光亮薄片，它们不仅粒度远远超过0．2mm，而且组成和特性也会与其他颗粒有差异，必须将之碾碎并全部通过0．2mm 筛子，否则会造成试验误差。煤样在磨制成0．2mm 后，应达到空气干燥状态再装瓶，因为煤样粉碎至0．2mm 后，原吸附于毛细管中的内在水分会成为吸附于煤粒表面的外在水分; 或者粉碎到粒度﹤0．2mm 后的干燥煤样表面积增加，又会从大气中吸收水分。因此，如果将刚磨制成的粒度﹤0．2mm 的煤样立即装瓶，则在后继的试验过程中会导致称量不准、不同项目测定间试验水分改变和称好的煤样水分改变等，从而影响化验精密度和准确度。

3.加热温度和时间。在测定煤的挥发分时，煤样在900℃ ± 10℃加热7min，煤中有机质和无机矿物质的热分解反应趋于完全，因而测定结果比较稳定。低于该温度或时间，热分解都不能完全进行; 而加热时间过长，会造成低挥发分煤在试验后期因坩埚内压力下降，空气侵入引起煤样氧化，使挥发分测定值偏高。为保证炉温在3min 内回升至900℃ ± 10℃，取放坩埚应迅速，在温度达到初始温度报警后，迅速将坩埚架放入马弗炉的恒温区内，按要求进行下一步操作。冬季或炉温不易回升至900℃ ±10℃时，可在马弗炉升至规定920℃后，保温1 小时左右再开始试验。为防止放样时出现磕碰或取出钳子时剐蹭坩埚架，甚至造成坩埚盖移位，采用坩埚架托可方便地托住坩埚架，取出时也不会勾带坩埚架，从而缩短放样时间，避免因温度回升不够导致的实验失败。

4.在工业分析的整个过程中， 如果要得到煤的灰分， 需要将煤放入大概900℃的温度中充分燃烧，之后会残留一些渣滓，燃烧之后的残渣就是煤的灰分，这些灰分所占煤样总质量的百分比就被称为煤的灰分产率。煤中所含的水分会受到空气中的湿度影响，水分的多少会根据湿度的变化而产生结果的改变。而对于有些相对干燥的煤样来说， 灰分的产率不会出现太多的变化。因此在进行测定灰分时，一般选用粒度小于0.2mm 相对干燥的煤样， 这时检测的结果称为干燥基的灰分产率。在实际的测定过程中，空气干燥基的灰分产率只能取中间数值， 并且不是固定数值，通常要换算成干燥基的灰分产率。煤种灰分的测定是研究煤质特性和利用的重要指标。在炼煤的工业中，以煤炭中灰分的测定指标来确定的

焦炭的质量。煤的灰分越高，有效碳的产率就越低， 煤中灰分的含量已经作为商业上定级的依据。并且灰分和发热量、含碳量、活性等方面都有互相依赖的关系，通过灰分的测定研究可以测评出煤炭的相关特性。而燃烧后以固态形式残存下来的有机质所占煤样质量的百分比便被称为固定碳。固定碳并不能单独存在于煤样本身， 煤中的灰分也是燃烧后残存的渣滓， 固定碳与灰分一起组成了焦渣，焦渣中去除灰分便是固定碳。

参考文献：

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