浅析煤样制备空气干燥湿度平衡的重要性

徐旭

【摘 要】实践证明，煤样制备过程的误差约占采制化总方差的16%，制样过程的不规范将直接影响燃煤的结算计价。本文通过对40℃下空气干燥后的0.2mm煤样在不同时间基進行与大气湿度平衡状态下的试验分析，指出煤样制备最后阶段空气干燥后进行大气湿度平衡的重要性。

【关键词】煤样；水分；空气干燥；湿度平衡

1 煤的制样

煤的制样是指使煤样达到分析或试验状态的过程。

2 煤中水分存在的形态

煤中水分按结合状态可分为游离水和化合水两大类，游离水以吸附、附着等机械方式与煤结合；而化合水则以化合方式同煤中的矿物质结合，是矿物晶格的一部分。游离水按其赋存状态可分为外在水分和内在水分。

外在水分是指吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔中的水分。会在空气中不断蒸发，直至与空气湿度达到平衡为止。

内在水分是指吸附或凝聚在煤炭毛细孔中的水分，其在常温下不会丢失，只有加热到105℃以上时才能分解出。在煤质分析中以空气干燥基水分（Mad）表示。

3 煤样空气干燥的定义和目的

国标中对煤样空气干燥的定义既规定了操作要求，又作了量化。将煤样铺成均匀的薄层（厚度不超过煤样标称最大粒度的1.5倍或表面负荷为1g/cm2，取厚的一种），在环境温度下使之与大气湿度达到平衡。煤样干燥也可在温度不超过50℃或40℃的干燥箱内进行，但干燥后必须将干燥煤样置于环境温度下冷却使之与大气湿度达到平衡，且每1h后，煤样的质量变化不超过0.1%为止。40℃干燥后一般冷却时间3h即可。

空气干燥的目的，一是因为有些煤样外在水分较高，而制样设备对制备的煤样一般均有水分要求，干燥为了便于煤样的顺利破碎和缩分；二是为了避免煤样分析过程中水分发生变化，影响分析数据的准确性。

4 湿度平衡对煤样分析数据的影响

由于实际分析过程中，受人员、环境、设备等因素的影响，几乎不可能做到将煤样的水分和其它测定项目同步进行测定。两者测定时间间隔越大，带来的水分变化就越大。如果分析前先对煤样进行空气干燥，使之与大气达到湿度平衡状态，则即使不能同步测定，由于已达到空气平衡的煤样在一定时间内质量保持稳定，水分含量保持不变，对分析测定数值也就不会产生影响，反之，则将带来数值的变化，直接对煤炭的计价核算带来影响。

为进一步清楚直观的说明上述问题，笔者采用8个批次煤样进行了如下试验：在环境温度20℃左右时首先将同一批煤样在破碎至同一粒度时用二分器缩分成2份相同质量的煤样，然后同时放入40℃温度下的干燥箱干燥2h后取出，一份在大气中冷却1h后称重装瓶，另一份在大气中冷却4h后称重质量变化不超过0.1%时装瓶。分别测定2份样品的数值，分析其变化情况。

从上表中可以看出，空气干燥后进行较长湿度平衡的煤样分析水基本均比湿度平衡时间较短的高，低位热值也随之降低。

5 结论

以上分析中可知空气干燥后煤样需较长时间与大气进行湿度平衡的必要性。笔者虽然采用的是不同煤种的样品，但测定结果却是趋向明确，均是湿度平衡较长的低位热值比较短的低。空气干燥基水分不单是作为基准换算的依据，由于将直接影响到煤样低位热值的数值，还是来煤计价核算的依据。虽然仅存在1-15kcal/kg的变化，但以目前0.11-0.12元/kcal/kg的市场煤价，按我厂电厂500万吨/年的耗用量来计算，如低位热值平均降低10kcal/kg，则将影响550-600万元/年的经济效益。

由于湿度平衡需要的时间较长，将直接影响到煤样制备时间的长短，在实际工作中，受样品数量、设备、人员等各种因素的影响，为尽可能操作简便，缩短制样时间，很多电厂往往会忽视湿度平衡的环节，甚至在50℃以上的干燥箱内干燥，严重影响煤样分析数据的准确性。

【参考文献】

[1]林木松.煤样空气干燥状态对煤炭计价的重要性及分析的要求[J].华东电力，2000（4）.

[2]GB/T474-2008，煤样的制备方法[S].

[责任编辑：朱丽娜]endprint