煤的着火温度测定方法改进

周磊

摘 要：煤的着火温度是煤的一项重要特性指标，通常用它来判断煤的变质程度以及燃烧性能。在生产、储存和运输过程中可根据测定煤的着火温度来采取预防措施以避免煤炭自燃，减少环境污染和经济损失。通过对煤的着火温度人工测定装置的改进，比较改进前后两种测试方法，总结出改进后的人工测定装置既减少了测试过程气密性检查的繁琐过程又能满足测试结果的需要。

关键词：煤 着火温度 测定装置

中图分类号：TQ53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（c）-0067-02

煤被加热到开始燃烧的温度称为着火温度，即着火点、燃点。煤的着火温度是煤的一项重要特性指标，通常用它来判断煤的变质程度以及燃烧性能。在生产、储存和运输过程中可根据测定煤的着火温度来采取预防措施以避免煤炭自燃，减少环境污染和经济损失。根据煤的原样和氧化样的着火温度差异来判断煤的自燃倾向，差值越大越容易自燃[1]。因此，研究煤样着火温度意义重大。

1 煤的着火温度测定方法现状

测定煤的着火温度方法很多，国家标准中给出了两种测试方法，第一种是经典的体积膨胀法，第二种是温度实升法，两种方法的煤样处理方法都一样，只是在判断着火温度的时候装置不一样。经典的体积膨胀法是一种装置简陋、操作繁琐的物理方法。它是利用煤爆燃时产生的气体体积变化，促使连接在燃烧容器上的水柱出现突变时，通过人工观察，所记下的瞬时温度即为着火温度。温度实升法使用的是自动测定仪，利用电脑记录的加热曲线上升温速度突然增加时对应的温度即为着火温度[2]。

2 方法改进

经典的体积膨胀法使用的人工测定装置需要注水、检查气密性、调节量水管高度。其中检查气密性较为繁琐，因为该测定装置中总共用到7个三通，30余处软胶管接口，每个三通和软胶管接口处都存在漏气的可能。温度实升法需要专业的仪器，检测成本高于体积膨胀法，对于一些较小的检测机构不太实用。因此，改进体积膨胀法中的人工测定装置，减少测试过程的繁琐性尤为必要。改进方法大致如下：试样装入试样管后，将软胶管连接到试样管上，将软胶管的另一端没入盛水的透明玻璃烧杯中，通过观察玻璃烧杯中水泡的冒出速度，判定煤的爆燃温度，因为当煤样爆燃时空气膨胀会导致水泡快速冒出或者瞬间喷出。该方法的特点是不需要使用大量的三通和软胶管，减少漏气的可能，省去了繁琐的气密性检查过程，只需保证软胶管没有破损即可。

3 实验过程及数据比对

为验证改进后测定方法与经典测定装置的可行性以及实验数据的差异性，随机挑选20个煤样，以氧化样为例，在前处理完后用两种方法进行测试。

3.1 实验过程

将粒度为0.2 mm以下的一般分析煤样经过过氧化氢的处理后，在暗处放置24 h；打开称量瓶盖在白炽灯的照射下2 h，再将煤样在温度为60 ℃、压力为53 kPa的真空干燥箱中干燥2 h，取出放入干燥器中。分别称取0.1 g试样放入玛瑙研钵中，加入亚硝酸钠0.075 g，混合均匀后连接软胶管和人工测定装置测定煤的着火温度[3]。

3.2 数据比对

将两种方法测定的着火温度数据整理见表1。

从表1可以看出两种测试方法中20个煤样有19个煤样数据都满足国标的重复性，其中编号为Sj-13的煤樣两种方法的测试误差为14 ℃，超出国标重复性6 ℃的要求，将该煤样进行再一次测试，发现该煤样灰分较大，在测试过程中水柱液面的降低不明显，改进方法测试时水泡的冒出速度没有明显的加快点，因此出现测试结果误差较大的情况。为避免上述现象的出现，将亚硝酸钠的比例提高，使煤样升温爆燃更加明显[4]，再一次进行测试结果如表2所示。

从表2数据可以得出编号为Sj-13的样品用经典方法重复测试10次所得着火温度的平均值为370.9 ℃，用改进后方法测试着火温度平均值为371.3 ℃，将两组数据的平均值进行t检验，计算出t=0.02远远小于t（9）0.05=1.83，因此两种方法测试结果并无显著差异，符合国标要求。

4 结语

通过对煤的着火温度人工测定装置的改进，将试样装入试样管后，把软胶管连接到试样管上，将软胶管的另一端没入盛水的透明玻璃烧杯中，通过观察玻璃烧杯中水泡的冒出速度，判定煤的爆燃温度。通过随机抽取20个着火温度样品进行测试，比较改进前后两种测试方法实验数据，总结出改进后的人工测定装置既减少了测试过程气密性检查的繁琐过程又能满足测试结果的需要。

参考文献

[1] 段云龙.煤炭试验方法标准及说明[M].北京：中国标准出版社，2004：800-801.

[2] 李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京：中国标准出版社，2009：145-146.

[3] 杨金和.煤炭化验手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003：481-482.

[4] 马爱花.浅析煤着火温度的测定方法及影响因素[J].技术与市场，2014，21（2）：42-43.