煤的工業(yè)分析過程及其意義探討

毛紅燕

摘 要：作為一個發(fā)展中國家，我國在對煤的使用上來說，還是非常廣泛的，對于煤炭的加工和利用來說，主要還是依靠對于煤炭的質(zhì)量把控。因此本文就煤的工業(yè)分析過程及其意義進行探討，希望能為煤炭質(zhì)量的提升提供一點點意見以及參考。

關(guān)鍵詞：煤的工業(yè)分析；分析的意義；探討工作

煤的工業(yè)分析一般采用最簡單的分析方式，煤的組成部分主要有：水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳，這其中前面三種都是可以被檢測出來，只能測出水分、灰分、和揮發(fā)分，第四種必須要依靠在比較特別的環(huán)境下才能轉(zhuǎn)換出來，需要通過差減法進行計算。而煤的分析過程及結(jié)果的準(zhǔn)確性也更能很好的衡量專業(yè)工作人員的工作水平。

一、水分

1、水分的測定分析

通常情況下的煤炭供給中，水分都是整個煤炭質(zhì)量和重量的一個重要指標(biāo)。這關(guān)乎到了煤的使用、儲存以及運輸。在煤工業(yè)分析過程中占有極其重要的作用。在這里面，水分又分成了游離水和化合水兩種。其中，能和煤產(chǎn)生物理態(tài)的稱之為游離水，主要是依附在煤的外層表面和內(nèi)層孔隙當(dāng)中，因此，如果內(nèi)層孔隙越多，煤的含水量也就越高。而游離水又可以分成兩種，一種是極易揮發(fā)的，另一種是常溫下不易揮發(fā)的，極易揮發(fā)的水分通常依附在煤的外層或者是發(fā)育很好的細(xì)小孔隙當(dāng)中。不易揮發(fā)的水分則是在發(fā)育不太好的孔隙當(dāng)中，這部分水又被成為內(nèi)在水分。也叫風(fēng)干煤樣水分。而外在水分加上內(nèi)在水分就是煤的總水分。這是指，剛開采出來馬上投入使用的煤的總水分。

煤的外在水分和內(nèi)在水分以及總水分在煤的工業(yè)分析過程中，通常以百分比的形式出現(xiàn)。按照一定的標(biāo)準(zhǔn)來從商品煤或者用戶等處收集回來的煤叫做應(yīng)用煤樣。應(yīng)用煤在實驗室里進行分析研究時，被稱為煤樣，所有煤樣里面含有的水份在煤樣質(zhì)量里面所占的百分比被稱為煤的總水分。

將應(yīng)用煤放置在空氣中一段時間，自然蒸發(fā)掉的是煤的外在水分。一般來說，隨著煤質(zhì)的程度加深，煤的水分也會按照一定的規(guī)律進行變化。

2、水分的測定意義

水分是不同煤質(zhì)的分析的一個重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，無論是對于煤的理論研究還是加工利用都具有極其重要的意義，它是一個最直觀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

二、灰分

1、灰分的測定分析

要對煤進行工業(yè)分析，必須要把煤放置900℃左右的溫度環(huán)境中充分燃燒，從而得到一些煤渣，這些殘渣就是煤的灰分。而這些灰分在煤的總質(zhì)量中所占有的比例就是煤的灰分產(chǎn)率。相對于煤的水分來說，煤的灰分產(chǎn)率灰比較穩(wěn)定。不會跟煤的水分一樣會受空氣濕度的影響。一般情況下會將煤樣制成粒徑小于0.2MM且相對干燥時的煤樣進行檢驗，以此來檢驗出煤的灰分產(chǎn)率。

2、灰分測定的意義

煤樣的灰分測定是分析煤質(zhì)特性和質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。在煉煤過程中，煤樣通常以煤炭的灰分率來確定焦炭的質(zhì)量。如果煤的灰分產(chǎn)率越高，那么煤的有效含碳量就會越低。因此，煤炭的灰分產(chǎn)率已經(jīng)作為煤的定級依據(jù)。因為煤的發(fā)熱量、含碳量、活性等方面又和煤的灰分率有著互相依賴的特性，因此也可以通過煤的灰分率來測定煤的相關(guān)特性。

三、煤的揮發(fā)分和固定碳的測定分析

1、煤的揮發(fā)分和固定碳的測定分析

揮發(fā)分即煤炭在一定溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質(zhì)（氣體或液體）中減掉水分后的含量。將煤與空氣進行隔絕，并在高溫條件下對其進行加熱，加熱過程中還需要滿足一定的溫度，使煤中的有機物質(zhì)能夠達(dá)到分解反應(yīng)的條件。在溫度達(dá)到之后煤炭便會以逐級的形式析出自身受熱而分解出的有機分子，其余不能夠分解的固體會在加熱之后殘留。而那些揮發(fā)的有機物也是煤在特性溫度下以氣態(tài)形式分解出的有機物。從現(xiàn)實意義上講，固定碳不能以單獨的形式存在于煤樣本身。固定碳與灰分融合后，所剩下的殘渣被稱之為焦渣，扣除其中的灰分，剩下的便是固定碳。

無機物的組成特點會通過煤的水分以及灰分充分反映出來，而揮發(fā)分以及固定碳則充分反映出了煤中有機物質(zhì)的組成特點。對于揮發(fā)分而言，它可以反映出煤中大部分性質(zhì)，在所有的研究和利用中，都需要用到煤揮發(fā)分的各種數(shù)據(jù)。所以，揮發(fā)分是煤的重要數(shù)據(jù)之一。

1.1受到條件的影響 加熱速度、加熱時間以及加熱溫度等各方面因素都可以直接對測定結(jié)果造成影響。除此之外，包括容器、加熱爐、支架的不同，都會直接影響到最終煤樣的測試結(jié)果。

1.2 影響煤化程度的因素 當(dāng)煤的煤化程度不斷提升時，自身的揮發(fā)分便會不停下降。對于褐煤而言，它的揮發(fā)分都較高，通常情況下保持在70%以上，相對于無煙煤來講，其揮發(fā)分最低，在20%以下。當(dāng)煤樣自身的有機質(zhì)分子縮聚之后，再加上小分子化合物的運動，就會產(chǎn)生氫氣，這樣就使煤產(chǎn)生的揮發(fā)分隨著煤樣鏡質(zhì)組反射率的提高，煤礦分子中的脂肪側(cè)鏈成下降趨勢，因此，煤的揮發(fā)分會隨著煤化程度而不斷下降。

1.3 煤巖組分的影響 煤化會在一定程度上使煤造成揮發(fā)分，但與此同時，它也受到成因類型或煤巖類型等影響。與腐泥煤相比，腐植煤的揮發(fā)分明顯較低。造成這種情況的主要原因，是由于它們的原始結(jié)構(gòu)不一樣，因為腐植煤是以芳香族物質(zhì)為組成部分，所以當(dāng)它預(yù)熱后不容易被溶解；而腐泥煤的主要成分是脂肪族，所以在預(yù)熱之后就相對較為容易分解。

2、煤的揮發(fā)分和固定碳測定的意義

通過對煤的揮發(fā)分以及固定碳的測定分析，我們可以得出一個揮發(fā)率，并且可以知道煤在揮發(fā)后的焦塊特性，在確定煤的加工用途中，有著非常重要的意義。高揮發(fā)的煤可以做成氣化原料或者是低溫干餾料，而中度程度揮發(fā)的煤炭可以作為煉焦煤，這種煤的粘性一般都會比較好。在燃煤過程中，可以通過揮發(fā)分來確定特定的煤源所需要的燃煤設(shè)備。

四、結(jié)束語

對于煤的工業(yè)分析而言，它可以確定出煤的整體組成部分，這種工業(yè)分析是在規(guī)定的條件下，從大體上講，基本上可以分成四種組分，分別是固定碳、揮發(fā)分、水分和灰分。在對煤進行工業(yè)分析時，需要一定條件，在這四種組成部分中固定碳是煤在特殊條件下所轉(zhuǎn)化出來的產(chǎn)物，這些都不是煤中特有的部分，很多測試結(jié)果會受到條件的影響。為了得到更加精確、完善的測試結(jié)果，我國制定出了較為詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)。在這四項指標(biāo)當(dāng)中，灰分代表無機物，而其他三項則可以代表有機物。

我們通過工業(yè)分析可以確定煤的各個組成部分，而在實驗室里，通過對煤各個組成部分的數(shù)據(jù)測定，可以研究出很多關(guān)于煤的特性，這些數(shù)據(jù)對于煤炭行業(yè)的發(fā)展和進步有著極其巨大的意義。

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