■王從保
(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)化驗(yàn)室安徽淮北235037)
石煤發(fā)熱量測定的研究
■王從保
(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)化驗(yàn)室安徽淮北235037)
石煤的發(fā)熱量受其樣品粒度影響較大,按照煤樣標(biāo)準(zhǔn)分析規(guī)范粒度為0.177mm(80目),石煤在氧彈中不易燃燒或燃燒不完全。通過對(duì)石煤樣品加工加以改進(jìn),找到適合石煤樣品的最佳分析粒度,制定出合適的制樣流程,實(shí)現(xiàn)了樣品的完全燃燒。
石煤發(fā)熱量分析粒度
石煤是一種含碳少、發(fā)熱值低、低品位的多金屬共生礦,由4億至5億年前地質(zhì)時(shí)期的菌藻類等生物遺體,在淺海環(huán)境下經(jīng)腐泥化作用和煤化作用轉(zhuǎn)變而成。石煤的發(fā)熱量不高,一般在3.345兆焦/千克左右(合800大卡/千克),是一種低熱值燃料。石煤是一種高變質(zhì)的腐泥煤或藻煤,其成分除含有機(jī)碳外,還有氧化硅、氧化鈣和少量的氧化鐵、氧化鋁和氧化鎂等。石煤可作燃料,燃燒后的爐渣可制成炭化磚、水泥等建筑材料,還可從石煤中提取釩、鈾、鉬、鎳、銅、鈷等金屬元素。
石煤的發(fā)熱量是圈定石煤煤體,計(jì)算儲(chǔ)量和工業(yè)設(shè)計(jì)的主要依據(jù),因此要求其熱值準(zhǔn)確。由于石煤熱值低,按通常測定優(yōu)質(zhì)煤發(fā)熱量法摻入標(biāo)準(zhǔn)熱值苯甲酸或已知熱值的優(yōu)質(zhì)煤,差減求得的石煤發(fā)熱量,不但分析手續(xù)繁瑣費(fèi)時(shí),而且誤差大,準(zhǔn)確度差。本文通過對(duì)石煤樣品加工技術(shù)改進(jìn),找到適合石煤樣品的制樣方法,它將對(duì)石煤資源的開發(fā)利用具有一定意義。
由于我國煤炭資源較豐富,但石煤熱值較低,還沒有引起足夠重視,所以相關(guān)研究較遲緩,尤其對(duì)發(fā)熱量的測定尚無標(biāo)準(zhǔn)方法,從網(wǎng)上查詢有關(guān)石煤科研訊息,對(duì)石煤中釩的提取的較多,關(guān)于發(fā)熱量的測定都沒有從碎樣角度和考慮灰分較大等因素,對(duì)發(fā)熱量的實(shí)際操作做進(jìn)一步的研究,僅參照標(biāo)準(zhǔn)煤執(zhí)行。從資料上看我們發(fā)現(xiàn)一些單位有各自計(jì)算某礦點(diǎn)石煤發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式,經(jīng)推廣運(yùn)用都有同樣的弊病,因此我們認(rèn)為這些計(jì)算石煤發(fā)熱量的公式之所以有很大的局限性,而且難以理解主要是這些公式的本身還沒有較全面地反映石煤工業(yè)分析各成分在燃燒時(shí)熱效應(yīng)的本質(zhì)。
按照煤樣標(biāo)準(zhǔn)分析規(guī)范,煤樣加工后的粒度為0.177mm(80目),但石煤樣品致密堅(jiān)硬,灰分高,粒度大,碳質(zhì)與氧有效接觸面積小,燒不透,石煤在氧彈中不易燃燒或燃燒不完全,要想得到最大熱值,只有讓石煤充分完全燃燒,才能放出最大熱量,增大石煤燃燒表面積是最好的辦法,而增大樣品表面積就要減小樣品的粒度。必須選擇合適的樣品粒度??紤]到樣品在破碎過程中,碳質(zhì)極易遭到破壞,而使熱值偏低。
傳統(tǒng)的制樣設(shè)備是通過破碎機(jī),把樣品制備成0.241mm(20目),然后再用煤樣震盤機(jī)制備成粒度為0.177mm(80目)的樣品。但石煤致密堅(jiān)硬,震盤劇烈的上下對(duì)壓極易破壞樣品中的碳質(zhì),引起燒煤,造成樣品在制樣階段損失熱量,且不易加工成極細(xì)粒度的樣品。而棒磨破碎制樣的原理是靠磨棒與磨棒之間的敲擊,不劇烈,可以把堅(jiān)硬的巖石加工成0.097mm(160目)的樣品,但時(shí)間長,要60分鐘,效果是樣品中的炭質(zhì)不易被破壞,熱值損失少。
為了驗(yàn)證棒磨破碎制樣不同粒度的效果,選擇五組石煤樣品的不同粒度的樣品,用相同的發(fā)熱量測定方法對(duì)其進(jìn)行測定。傳統(tǒng)煤樣加工后的粒度為0.177mm(80目),用棒磨破碎法加工后的粒度為0.177、0.149、0.125、0.097 mm(80、100、120、160目)篩,稱取不同粒度煤樣,用相同的方法對(duì)發(fā)熱量進(jìn)行測定。分析測定結(jié)果見下表。
石煤發(fā)熱量測定不同于巖石礦物分析,巖礦分析有國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)監(jiān)控,而石煤無標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),即使帶標(biāo)準(zhǔn)煤監(jiān)控,也不能說明石煤結(jié)果準(zhǔn)確,所以衡量標(biāo)準(zhǔn)為:同一煤樣樣品燃燒最徹底,發(fā)熱量最大,平行分析結(jié)果最穩(wěn)定。
從表1中可以看出傳統(tǒng)煤樣加工方法制備的樣品的熱值較低,或不燃燒,而棒磨破碎法加工方法制備的樣品的熱值普遍較高,粒度為0.097 mm(160目)的熱值最高,且重現(xiàn)性最好。從煤的燃燒原理來分析,熱值越高越好,說明煤充分完全燃燒。
采用棒磨破碎加工制得的粒度為0.097mm(160目)的石煤樣品,測定發(fā)熱量,其得到的熱值最高。
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P62[文獻(xiàn)碼] B
1000-405X(2016)-8-338-1