关于测定煤水分、灰分、挥发分的体会

刘兵

摘 要：通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致判断煤的种类和用途。本文通过煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定并对测试结果在实际工作中的体会作了简单的介绍。

关键词：煤 工业分析 水分 灰分 挥发分

中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0083-01

煤的工业分析虽然简单，但分析结果对于研究煤炭性质、确定煤炭的合理用途以及在煤炭贸易中，具有重要的作用。煤的工业分析项目是了解和研究煤性质最基本的，也是最主要的指标，其工业实用意义比元素组成更大。下面是我的工作实践对工业分析的一点体会。

1 煤的工业分析主要是分析水分、灰分、挥发分的含量

通过这三种主要分析可以答题上弄清各种煤的性质、特点、并确定是在工业上的实用价值。因此，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。内在水分不易小时，其蒸发需要较高的温度，化合水分是煤中矿物质的结晶水，这种水分含量很少，不易测定，需要蒸发温度较高，在工业分析中一般都不分析化合水分。在测定全水分之前，首先应检查装有煤样的容器的密封情况，然后将其表面擦拭干净，用托盘天平（1.3）称重②，并与容器上标签所注明的重量进行核对。如果称出的煤样毛重（即煤样与容器的总重量）小于标签上所注的毛重（不超过1%），并且能确定煤样在运送过程中没有损失时，应将减轻的重量作为煤样在运送过程中的水分损失量。并计算出该量对煤样净重（标签上煤样毛重减去容器的重量）的百分数（W1），在计算煤样全水分时，应加入这项损失，并将容器中的煤样充分地混合。再用已知重量的干燥、清洁的浅盘（1.2）称取煤样500 g（称准到1 g），并将盘中的煤样均匀地摊平。将装有煤样的浅盘放入预先鼓风注并加热到105 ℃～110 ℃的干燥箱（1.1）中，在不断鼓风的条件下烟煤干燥2～2.5 h，无烟煤干燥3～3.5 h。再从干燥箱中取出浅盘，趁热称重。然后进行检查性的试验，值得注意的每次试验30 min，直到煤样的减量不超过1 g 或者重量有所增加时为止。在后一情况下，应采用增重前的一次重量作为计算依据。

1.1 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。内在灰分在选煤时很难除去，外在灰分是经过洗洗部分或全部除去。所谓灰分，具体说就是指煤中所有可燃成分完全燃烧以及煤中矿物质在灰化温度下产生一系列分解，化合等复杂反应生成的残渣。煤在灰化过程中，即在测定灰分时规定的（815±10）℃内所发生的主要变化是：各种矿物质先后失去结晶水，低于500 ℃时，硫化物分解生成二氧化硫；高于500 ℃后，碳酸盐矿物分解。标准中规定的煤样灰化温度（815±10） ℃，实际上就是碳酸盐完全分解而硫酸盐尚未分解的温度。了解煤样在815 ℃内加热所发生的各种变化，有助于正确掌握灰分测定技术要点，以提高测定结果的可靠性。

1.2 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。

2 烟煤和无烟煤的水分测定

（1）方法要点：称取一定重量的煤样与105 ℃～110 ℃的干燥箱内干燥到恒重，就可失去的重量占煤样原重量的面分数作为水分。

（2）试验步骤：用预先烘干和称出重量称准到0.002 g的称量瓶称取粒度为0.2 mm以下的分析煤样1±0.1 g。然后把盖开启，将称量瓶放入预先鼓风并加热到105 ℃～110 ℃干燥箱中。在一直鼓风条件下，烟煤干燥1 h，无烟煤干燥1～1.5 h，从干干燥箱中取出称量瓶并加盖，在空气中冷却2～3 min后，放入干燥器中冷却到室温称重。

然后进行析查性的干燥，每次30 min，查到煤样的重量变化小于0.001 g或重量增加时为止，在后一种情况下采用增重前一次重量为计算依据，水分在2%以下时进行析查性干燥。

3 灰分测定

方法要点。称取一定重量的煤样，放入箱型电炉内灰化，然后在815°±10 ℃灼烧到恒重，并冷即至室温后称重，以残留物重量占煤样原重量的面分数作为灰分。测定灰分的结果计算。A5：分析煤样的灰分（%）。G1：恒后的灼烧残留物的重量（克）。G：分析煤样的重量（克）。

4 测定挥发分的结果计算

V5：分析煤样的挥发分（%）。G：分析煤样的重量（克）。W5：分析煤样的水分（%）。V5等于G1/G乘以100-w5。

5 焦渣特征的鉴定

在测定煤的灰分产率的同时，利用坩埚中残留的焦渣的特征，可以初步鉴定煤的粘结性。测定挥发分产率所得的焦渣按以下标准进行区分：

（1）粉状：全部是粉末，没有互相粘着颗粒。（2）粘着：以手指轻压即碎成粉状。（3）弱黏结：以手指轻压即碎成碎块。（4）不熔融粘结：以手指用力压才裂成小块。（5）不膨胀熔融粘结：焦渣是扁平的饼状，煤粒的界限不易分清，表面有银白色金属光泽。（6）微膨胀熔融粘结：焦渣用手指压不碎，表面有银白色金属光泽和叫嚣的膨泡。（7）膨胀熔融粘结：焦渣表面有银白金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15 mm。（8）枪膨胀熔融粘结；焦渣表面有银白色金属光泽，明显膨胀。但焦渣高度超15 mm。

6 结论

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。利用工业分析结果，可以基本掌握各种煤的质量、公益性质及特点，以确定煤在工业上的实用价值。

参考文献

[1] 黄鸿彦.浅谈煤的工业分析的测定及应用[J].煤，2009，18（1）.

[2] 方玉明.煤的工业分析实验研究[J].科技信息，2013（7）.endprint