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煤的工业分析及其重要性 李辉 [摘要] 文章介绍了煤的工业分析方法的要点，煤的工业分析，可真实反映煤质特性、正确评价煤质。根据工业分析各项测定结果，可初步判断煤的性质、煤种及各种煤加工利用效果与工业用途。 [关键词] 工业分析；水分；灰分；挥发度；粘结指数；奥亚膨胀度；重要性 煤的工业分析，又叫煤的技术分析或实用分析，是评价煤质的基本依据，是了解煤质特性的重要指标。 根据工业分析测定的煤中水分、灰分、挥发分、粘结指数及奥亚膨胀度的计算结果，可初步判断煤的性质、种类、各种煤的加工利用效果及其工业用途。 1 煤的水分 煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。 1．1煤中游离水和化合水 煤中水分按存在形态的不同分为两类，即游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。 1．2煤的外在水分和内在水分 煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100℃以上的温度经过一定时间才能蒸发。 1．3煤中水分随煤的变质程度加深而成规律性变化，见表1。 这样可以根据煤中水分与煤的变质程度的关系，由煤的水分含量大致推断煤的变质程度。 1．4 煤中水分的重要性 1)煤质分析中，煤的水分作为不同基础煤质分析结果换算的基础数据。 2)煤中水分可作为煤质加工利用时加氢液化、加氢气化的供养体。 3)煤中水分对其加工利用、贸易和储运都有很大影响： a)锅炉燃烧中，水分高会影响燃烧稳定性和热传导。 b)炼焦中，水分高会降低焦炭产率，而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期。 c)煤炭贸易中，煤的水分是一个重要的计质计量指标。 由此可见，水分无论在煤的基础理论研究和加工利用中都具有重要作用，水分测定结果是一项重要的煤质指标。 2 煤的灰分 煤的灰分不是煤中固有的成分，而是煤在规定条件下完全燃烧后的残留物，是煤中矿物质在一定条件下经一系列分解、化合等复杂反应而形成的，是煤中矿物质的衍生物。煤的灰分产率虽是常规的工业分析的指标，但却是进行煤质评价、加工利用、贸易计价等重要的最基础指标。 2．1灰分产率的测定 煤的灰分产率的测定应严格按国家标准GB212《煤的工业分析方法》规定的程序和方法进行。方法提要如下：称取一定量的空气干燥煤样，放人马弗炉中，以一定的速度加热到(815±10)℃，灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。 2．2影响灰分产率测定的因素 1)温度高低及其控制。要使煤样在规定的温度及时间控制下实现完全燃烧，温度是主要影响因素。要保证马弗炉内的工作温度在30 min的时间内由低于100℃缓慢升温至500℃并在此温度下保持30 min，然后又继续升温到(815±10)℃。这一阶段是非常关键的阶段，在该阶段有机质可以完全燃烧，所残留的灰的变化却不同：在815℃条件下，能使碳酸盐完全分解而硫酸盐不会分解。但如果测定温度在1 000℃以上硫酸盐就会开始分解，当超过1 300℃以后灰中的碳酸盐会全部分解。 2)升温速率的控制及温度停留时间的控制。为了测得可靠的灰分产率，就必须使黄铁矿氧化完全，碳酸盐分解完全，但又要阻止黄铁矿氧化生成三氧化硫后和碳酸盐分解生成的氧化钙间的反应，或使该反应能降低到最低程度，升温速率的控制及温度停留时间的控制应充分达到方法标准的要求。因为在加热初期，煤样升温的速度直接影响煤灰中被固定下来硫的多少。 3)样品称量准确度的影响。要得到准确度高的灰分测值，煤样的称量也很重要。首先，天平的精度及其准确可靠性必须经过专业部门的检定。称量样品时应做到准确、快捷。其次，称样量应符合规范，不应过少或过多。称样量过少会使其样品代表性变差；称样量过多又会使灰皿底部平摊的煤样过厚，不易烧透，灰分测值偏高。 4)入炉灰化后残渣的吸水性影响。灼烧后的残渣(煤灰)会吸收空气中的水分，特别是在潮湿的天气或在湿度大的环境中测试时。因此煤灰从马弗炉中取出后放置在空气中时间的长短，对灰分测定准确度也有一定的影响。 2．3针对影响因素应采取的经验措施 1)加热初期由常温升至500℃的时问段，其升温时间应尽量控制在30～40 min左右。所使用的马弗炉应带有烟囱，以利通氧及排出分解的二氧化硫。 2)根据GB212的规定，应称取粒度小于0．2 mm的空气干燥煤样，控制其称样量为(1±0．1)g，并尽量均匀摊平在灰皿底部，使其每平方厘米的质量不超过0．15 g。 3