煤化工领域的快速灰分检测

高丛

摘 要：煤的灰分是煤的可燃有机物质完成燃烧及煤中不可燃烧的矿物质在某高温下发生复杂化学反应后残留的氧化物残渣。灰分检测在煤化工领域具有十分重要的意义，本文阐述了煤中灰分的影响与检测意义，介绍了快速灰分检测的工作流程、应用范围和工作优点等，并介绍了煤化工领域的快速灰分检测仪的应用情况及新型灰分检测仪研究进展。

关键词：灰分检测；煤化工；选煤配煤；热值；经济效益

煤的灰分是煤的可燃有机物质完成燃烧及煤中不可燃烧的矿物质在某高温下发生复杂化学反应后残留的氧化物残渣。煤的灰分是评价煤品质的重要指标之一，灰分含量与煤的变质程度是反比的关系，灰分越小意味着煤变质程度越高。基于煤质灰分检测的重要性，本文阐述了煤中灰分的影响与检测意义，介绍了快速灰分检测的工作流程、应用范围和工作优点等，并介绍了煤化工领域的快速灰分检测仪的应用情况及新型灰分检测仪研究进展，旨在为煤化工可持续发展和提高经济效益做出贡献。

1.煤中灰分的影响与检测意义

煤的灰分是指煤在隔绝空气条件下加热，逸出的物质去掉水分后的含量。可以看出，灰分是煤在某一温度下加热热解后的产物，所以灰分有时又称为灰分产率。灰分对煤化工领域工艺生产有着重要的影响：（1）影响焦炭质量。炼制焦炭过程中灰分残渣不易破碎，不仅造成焦炭细度偏大，而且较大的灰分颗粒极易形成裂纹中心，焦炭的机械强度会降低，影响焦炭产品质量。（2）影响焦炭生产。在焦炉负压操作时，灰分中某些熔点低的成分，会在炉墙表面熔融结疤，损害炉体。（3）影响炼铁生产。炼焦生成中，焦炭会不可避免的残留灰分，炼焦铁比和石灰石会随着灰分而增加。灰分会增加烟气中的灰尘浓度，造成极大的环保压力；灰分严重超标的煤炭，其热值会严重降低。

煤炭加工工艺中，灰分是重要的参考依据，例如：灰分会影响煤炭交易价格；灰分在煤炭洗选工艺中，灰分与洗选效率有关；炼焦工艺中，焦炭的质量和灰分直接挂钩；锅炉热效率是根据灰分来计算的；灰分还可以计算煤质的发热量和矿物质含量等。

2 快速灰分检测的介绍

2.1 快速灰分检测的工作流程

快速灰分检测仪的工作流程为：（1）随皮带机启动：现场的甲或乙皮带机给出启停信号，相对应的测试架接受信号开始测试，随时监测出煤炭的灰分和热值。（2）测试过程：装置24h连续测试，每秒显示一次热值和灰分，每分钟储存一次数据，数值以曲线、报表和列表等形式显示。（3）数据储存：历史数据储存1年，一年内任意时间段的灰分数据都可以随时查询。

2.2 快速灰分检测的应用范围

快速灰分检测仪的基本功能是实现动态传送煤灰分的在线监测。检测的灰分是以百分含量为单位，技术人员可根据实时数据检测煤炭质量，也可以根据要求查询历史煤炭灰分数据。另外，该检测装置还具有修正灰分漂移的功能，根据传送皮带的实际运行情况，测量系统自动校验和修订参数，提供及时准确的灰分数据，减少对工艺的影响。

2.3 快速灰分检测的预期效果

该装置可连续实时检测煤质的热值和灰分。技术人员科根据入炉煤热值变化及时调整入炉煤量。根据任意设定的煤热值范围，通过检测一段时间内的热值（几分钟或几小时时间段）的平均值设置自动报警数值，减少人力成本和提高锅炉安全性。

3 在线快速灰分仪检测的优点

在线灰分仪检测的优点如下：（1）传统的“快灰”法得出灰分结果需要数小时，滞后情况严重。快速灰分检测可连续实时检测传送皮带上原煤的灰分，并不断指导配煤操作，易于操作和管理。（2）在线快速灰分仪实时监测传送皮带上煤配比后的灰分，方便工人配煤，提高经济效益。（3）在线快速灰分仪相比人工检查误差基本可以忽略，准确性极高，为后续选煤和配煤工艺提供切实有效的指导，确保原煤合格。每个灰分范围都有2到3个标准煤样，确保了在线灰分检测仪的测量准确性。为消除输送带磨损和设备老化等引起的误差，系统会自动校验和修订参数，提供及时准确的灰分数据。

4煤化工领域的快速灰分检测的应用情况

4.1加强选煤配煤环节控制

快速灰分检测通过以下手段加强选煤配煤环节的控制：第一，依靠快速灰分的过程检测，配煤准备阶段可实现原煤的分质分存。依照检测的灰分高低，筛选出低灰分原煤和高灰分原煤，进入不同的煤仓或入洗，建立“原煤入仓及仓位记录”制度。第二，配煤过程中取用灰分就近的煤仓进行配煤，避免生产用原煤之间的灰分高低，严格控制原煤的灰分和煤质。第三，快速灰分的过程检测仪根据实际仓位情况选择切换手动和自动系统，尽可能的快速补充煤仓。

4.2黄铁矿氧化完全

黄铁矿完全氧化以及尽量避免三氧化硫与氧化钙之间的反应，才能测得可靠的灰分产率，采取的措施如下：（1）采用慢速灰化法，使碳酸盐分解生成硫酸钙化合物之前，煤中硫化物就要完成氧化并排出；（2）灰化过程中生成的硫氧化物必须及时排出马弗炉，为保证马弗炉处于保持良好的通风状态，可以采取在炉门加通风孔等措施使空气自然流通；（3）灰皿中煤樣要尽量铺平，局部煤样过厚会导致燃烧不完全；（4）灼烧的温度和时间要足够长，保证碳酸盐完全分解为二氧化碳。

4.3在线快速灰分仪的现场使用效果好

某某煤矿使用的在线快速灰分检测仪，连续在线实时检测传送皮带上的原煤灰分和热值，保证产品质量合格。由于在线快速灰分检测仪误差小、测量准确度高和快速灵敏的优点，避免了人工采样检测的滞后性和误差严重等缺点，极大的有效指导了原煤选煤和配煤工作，控制了原煤质量。使用在线快速灰分检测仪后，单位煤的灰分降低，发热量提高，增加了煤矿的经济效益。

4.4快速灰分检测技术进展

快速灰分检测在煤化工领域的产品检测具有十分重要的意义，得到很多公司和机构的重视。某些公司最新研制的双源透射法新型灰分检测仪，通过计算机和核技术相结合，快速高效无损地检测所选煤样；某系列灰分检测仪能对快速检测各种类型煤种的灰分变化，保证原煤产品合格，提供工艺稳定性。

5.结束语

煤化工领域对原煤产品的灰分和热值要求较高，快速灰分检测对煤化工的工艺控制、自动生产配煤、降低能耗和节约资源等具有十分重要的指导意义。快速灰分检测实时连续且易于操作，消除了人工采样检测的滞后性和人工误差。快速灰分检测可保证生产优质合格的原煤产品，满足煤化工领域的工艺需求，为煤化工可持续发展和提高经济效益做出贡献。

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