浅析如何提高煤炭化验分析的准确性

周滢 邹志威

摘 要： 煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用情况总结为两大主要用途：动力煤、炼焦煤。因此我们应仔细了解煤的特性，从而让煤炭得到更好的应用。其中，煤炭样品的制备和化验是影响热值两个比较重要的因素。

关键词： 煤炭化验准确性

【中图分类号】TQ533     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.227

1 煤炭样品的制备

首先，抛开煤炭抽样对值的影响占80%比例外，化验对煤炭值的影响占4%，制样对煤炭值的影响也占据了16%。所以，我们有必要加强对煤炭样品制备的操作，从破碎、混合、缩分和干燥等步骤将采集的煤样制备成能代表原来煤样特性的分析用煤样。

从大量煤炭产品中取出少量具有代表性的一批进行分析化验以得到该批煤的平均质量，必须按规定进行采样、制样和分析化验，才能得到各种分析化验的具体指标。煤质分析中，因煤本身的特殊性和不同指标对煤样有不同的技术要求，要得到具有代表性和准确性的分析结果，在煤样的采取和制备上都规定有严格的操作方法。由于煤是一种多孔结构的吸湿性物质，空气中和环境中的水分对试样的实际质量影响较大。收到样品后，应按标准GB 474-2008《煤样的制备方法》来进行操作，制样室应宽大敞亮，不受风雨外来灰尘的影响，并配有除尘设备。地面为水泥地面，并在缩分区铺上6mm厚的钢板上进行缩分。存储煤样的房间不能有热源、强光照射以及化学药品。

缩分分为机械缩分和人工缩分两种：①颚式破碎机进行机械缩分，各次切割样质量应均匀放入。机械缩分为最大限度地减小偏倚，再第1次切割应在第1切割间隔内随机进行。对第二和第三缩分器，后一切割器的切割周期不应和前一切割器切割周期重合。为了使缩分误差最小化，在制备前后都需充分混勻煤样，降低缩分误差。②二分器是一种简单而有效的缩分器，并且使用前煤样可不混合。缩分时，应使试样呈柱状沿二分器长度来回摆动供入格槽。供料要均匀并控制供料速度，不能让试料集中于某一端，造成格槽阻塞。煤样制备还应根据煤样量的多少来进行处理，进行多次缩分。如要多次缩分，需要确保都是同一份额。制样应尽量用机械缩分和二分器缩分，如想误差更小减少人为误差，则尽量用机械缩分法缩分。每次破碎、缩分前后，机械和工具都要清理干净避免造成对最后数据的干扰。

破碎样品的目的是增加试样颗粒数，减小缩分误差。因为破碎耗时间、耗体力、耗能量，并且会造成试样水分的损失，所以在破碎时不能将大量大粒度试样一次性破碎到试验试样所要求的粒度。

混合样品，其目的是使煤样尽可能均匀。从理论上讲，缩分前进行充分混合会减小制样误差，但实际并非完全如此。如在使用机械分器时，缩分前的混合对保证缩分精密度煤样多大必要，而且混合还会导致水分损失。一种可行的混合方法，是使试样多次（3次以上）通过二分器或多容器缩分器，每次通过后把试样收集起来，再供入缩分器。在试样制备最后阶段，用机械方法对试样进行混合能提高分样精密度。

煤质分析中所用的煤样，除有特殊要求（如需用大粒度煤为试样）外，一般都应是经过破碎和缩分处理后的空气干燥煤样。即：使煤样制备至规定的粒度后，摊成薄层，在室温下于空气中连续放置1h，直到煤样质量变化不超过0.1%，即达到空气干燥状态。如煤样过湿，可将煤样先在40～45℃下干燥数小时后，再放在空气中连续干燥到质量变化不超过0.1%，即认为达到空气干燥状态。空气干燥煤样用于多项煤质指标的测定，其水分不仅是各项煤质指标换算成不同“基”的依据，而且它本身一项重要的煤质指标。在不同时间和不同地区常因空气湿度相差较大，使煤质分析结果出现明显差异。因此在进行各种煤质分析项目如灰分、挥发分、元素分析和发热量等指标时，最好同时测定煤样的水分，以保证各指标测值的准确性。但实际工作中不能实现同时测定，则应在尽量短的、煤样水分不发生显著变化的期限内进行。

煤样制成后根据标准GB 474-2008《煤样的制备方法》7.2缩分后总样的最小质量表1来对煤样用量的进行确定，然后装入严密的容器中，通常可用带有严密磨口玻璃塞或者塑料塞的玻璃瓶。煤样应充分混匀，再进行称取。

2 煤炭样品的检验

在煤质分析中，除特别要求外，每项分析试验应对同一每样进行两次测定，一般称为重复测定或平行测定。两次测值的差如不超过规定限度，即同一化验室允许差“T”，则取其算术平均值作为测定结果，否则须进行第3次测定。如3次测值的极差小于1.2T，则取3次测值的算术平均值作为测定结果，否则须进行第4次测定。如4次测值的极差小于1.3T，则取4次测值的算术平均值作为测定结果;如极差大于1.3T，而其中3个测值的极差小于1.2T，则可取3个测值的算术平均值作为测定结果。如上述条件均未达到，则应舍弃全部测定结果，检查仪器和操作，然后重新进行测定。

检验过程中，对称量的要求比较严格。天平和砝码是化验室中不可缺少的计量仪器。天平和砝码是否精确，直接关系到煤质分析结果的精确性和可靠性。因此，在化验室中不但应合理选购和配置砝码，而且要求化验员具备有关天平、砝码的基本常识，以保证其合理使用和维护。化验员还应了解常用天平和砝码的检定方法，以便能自行检查。这里还包括鼓风干燥箱、马弗炉、定硫仪、碳氢仪以及量热仪等设备，对这些设备进行检定和校准是必须做的，如在检定过程中就已产生偏差，再加上自身工作没有做到位，不进行校准就检验，那么这其中数值的误差可想而知。

化验煤炭的时候，需用到一些化学试剂。化学试剂通常分为化学纯试剂、分析纯试剂、优级纯试和基准试剂。与一般化学分析方法一样，煤质分析中所用试剂除专门规定外，一般都使用分析纯试剂。在试验方法中，凡不准明纯度级别或特殊要求外，所用试剂都是分析纯试剂。如分析方法中对试剂纯度要求不高，可用化学纯试剂，如用来制备滴定用标准溶液，应使用基准试剂配制。在煤质分析中所用的水都为蒸馏水或同等纯度的水，要求严格的分析中有时需用经过阴、阳离子交换树脂处理过的去离子水。还有整理类试剂和精确分化试剂，在运用试剂的过程中将试剂通用，得出的结果会有必定的差错。比方说含有较为杂乱物质的煤炭不分试剂化验，就没有办法化验出精确的数值，也对煤炭定价产生较大的影响。

煤质分析的测定方法精密度以重复性和再现性表示。煤质分析的测定结果一般按四舍五入的数据修约规则进行。

3 结语

煤炭在能源工业、冶金工业、机械工业、化学工业、轻纺工业、交通运输业、食品工业等，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗煤炭，因此将煤炭检验数据做精做准，才能在正确的领域发挥更大的作用。

参考文献

[1] GB 474-2008《煤样的制备方法》.

[2] GB/T 211-2017 《煤中全水分的测定方法》.

[3] GB/T 212-2008 《煤的工业分析方法》.

[4] 《煤炭化验手册》 作者：杨金和、陈文敏、段云龙 主编 出版社：煤炭工业出版社 出版时间：2004-03.