煤质化验中各项指标的测定意义
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摘 要：煤质化验是煤炭生产中可不缺少的程序，其在勘探煤炭资源、检测煤炭质量、合理利用煤炭以及发展煤炭的综合利用等方面作用凸显。煤质化验涵盖了对煤的工业分析、最高水分、全硫及元素分析等多个层面，能够为提高煤炭质量、改善煤炭品质提供基础的保障，对保障煤炭企业的优化发展具有积极地推动作用。在检测过程中应严格检测质量关对水分、灰分、固定碳及元素等层面根据煤炭化验的相关标准予以精准的测量。本文通过对煤质化验中各项指标测定的意义与控制方法展开分析，将为将为我国煤质化验工艺应用与测定能力提升提供必要的實践参考。
关键词：煤质化验；指标；对策
我国经济社会的快速增长刺激了煤炭企业的蓬勃发展，大量煤炭企业出现在了辽阔的祖国大地上。我国煤炭可供利用的储量约占世界煤炭储量的11.67%，位居世界第三[1]。我国是当今世界上第一产煤大国，煤炭产量占世界的35%以上；我国也是世界煤炭消费量最大的国家[2-4]。煤炭一直是主要能源原料，在一次能源生产和消费中的占比超过50%。新时期以来，燃煤在我国一次性能源消费中的占比仍高于石油和天然气[5]。因此，从一定层面上讲煤炭资源的有效开发和利用，是推动国民经济发展的主要推手[6]。作为煤炭生产中可不缺少的程序，煤质检测在勘探煤炭资源、检测煤炭质量、合理利用煤炭以及发展煤炭的综合利用等方面作用凸显，煤质化验的高效、规范、科学的实现，直接决定了煤炭企业生产的效益和效率的同时，也有利于保证资源的充分利用，对推动煤炭资源的合理利用有着重要的意义。
1 煤质化验中各项指标测定的意义
1.1 煤的工业分析
煤质检测中将煤的水分、灰分、固定碳的检测称为工业分析，也叫做实用分析。其检测能够为煤质特征及种类、价值等提供基础性的指标。
1.1.1 煤的水分
煤作为一次性消费能源，其水分的增加将导致有效成分的相对降低，会对能源消费中的热值产生较大的影响。相关评测显示，水分每增加2个百分点，发热量会降低100kcal/kg左右。煤炭消费企业在工业生产中，水分的蒸发也将消耗掉大量的热能。水分的存在也在一定程度上导致煤炭运输过程中的煤仓储量减小及卸车作业的困难。同时，精煤中水分含量较高也会导致焦化生产效率的下降和焦化周期的增长。
1.1.2 煤的灰分
煤的灰分是煤质检测中的另一项重要的内容，从理论上而言，煤的灰分含量越高，其有机质的含量就越低，从而导致原煤在燃耗过程中所散发的热量降低，并在一定程度上对燃煤设备也将带来危害。同时，在洗选作业的过程中，一般也将煤炭的灰分作为煤炭洗选作业的显性指标。而在检测过程中，所发现的高灰分煤，可实现对煤灰渣的二次利用，其可用来制作无熟料水泥，也可作为水泥砖制造的原材料。
1.1.3 煤的挥发分
煤的挥发分即煤的挥发分产率，其不是煤炭中的固有成分。煤炭中的挥发分主要成为CH4、H2及其它的碳氢化合物。从煤化程度上而言，煤炭的挥发度越高其煤化程度相对较低。对煤的挥发的的测定，可以用来估测炼焦是的产出率；也可在煤配焦炭的燃烧中来确定配煤的比例。这一评测植将为燃烧设备的煤源选择和实际生产提供数据基础。
1.1.4 煤的固定碳
固定碳指标常用来对煤的发热量进行评测，也是国家煤发热量计算的主要参数。煤的固定碳含量往往随其质变而有所升高，就煤的品类而言，褐煤中的固定碳含量要小于烟煤；烟煤长的固定碳含量要小于无烟煤。同时，煤的固定碳含量也在工业生产中常来用作对燃煤经济指数的重要参数。
1.2 煤的最高内水分
许多国家将容积水定义为煤的最高内水分，一般也包含平衡水、包藏水及最大含水量等。煤的空隙度与这一指标有着极大的关联。因此也将最高内水分作为评测煤化程度的重要参数。同时，其也可在粘结性、发热量等层面对煤质进行一定的反映，常常用来实现对低煤化煤的区分。
1.3 煤的全硫
硫作为煤的伴生物，是煤炭中的重要危害物质之一，也是燃煤空气污染重点评测的指标。一般而言，煤的含硫量越高其应用的价值就越低。以动力煤为例，其在燃烧中容易产生亚硫酸而导致燃烧设备的腐蚀，也将在极大程度上造成区域性的环境污染。同时，含硫煤炭在钢铁行业的利用中，也会导致钢材含硫量的升高而提高钢材的废品率。
1.4 煤的元素分析
煤质化验中对煤的元素分析涵盖了对碳、氢、氧在内的元素成分测定。就原煤的构成而言，碳、氢、氧是其主体成分，能够占到总质量的95%左右。煤炭中各元素含量的差异常被用来对煤炭进行种类上的划分。以含碳量为标准，泥煤、烟煤、无烟煤的含量有所不同，其中无烟煤的含炭量最高；煤的氢、氧含量会煤变质程度的加深而降低，无烟煤的氢含量最低，仅为1.5%左右。
2 煤质化验中各项指标的控制
煤质化验中各项指标的测定对能够为提高煤炭质量、改善煤炭品质及推动煤炭企业的优化发展有着重要的作用。因此在检测过程中应严格检测质量关对水分、灰分、固定碳及元素等层面根据煤炭化验的相关标准予以精准的测量。而值得关注的是，在煤制化验中存在着诸多方面的因素，将对煤制测量的结果产生一定的影响，从而导致煤质化验的数据不够精准，将对煤炭生产和消耗企业产生不良的影响。在煤质化验中，水分作为最主要的测定指标和最主要的影响因素，需在测定过程中严格按照操作规范进行。首先，应对采样环节进行控制，煤制检测中的样本采集其质量需控制在10±0.01g；同时要对煤质检测样本的颗粒进行严格的控制，确保煤炭的粒度≤6mm。待样品采集完成后，可进入实际检测环节，在这一过程中要对加热的时间、加热时的温度进行控制，在确保颗粒中的水分能够完全透析的同时，确保煤炭颗粒的内部组织免遭到破坏，从而确保煤质化验的各项指标接近实际值。最后采用干燥器对加热过的样品进行冷却从而完成对煤炭样品质量的有效测量。在这一过程中，可通过三个方面的控制和优化来确保煤质检测的准确度。首先，应严格控制煤制检测中的样品取样控制，在确保样本采用足量的同时，应确保采样的随机性和代表性；其次应科学减小煤质化验检测误差，可通过多人多次抽检及检测过程的环境控制、样品控制等来提高测定工作的准确度；再次，应在煤质检测的过程中确保检测检查环境和设备能力的提升，同时应加大对检测人员的规范实验操作等层面的再培训，提升其煤质检测的能力和水平。
3 总结
综上所述，煤炭资源的有效开发和利用，是推动城市发展和工业建设的有力推手，是确保国家能源战略的重要组成。煤质化验效能的发挥，为煤炭资源的高效利用提供了新的保障。在对煤质化验工艺的管理进程中，在关注对煤质化验工艺流程的环节优化的同时，应通过采样环节的控制、测定误差的降低，检测质量的管理多环节的辅助性建设，来弥补煤质化验精度不高的短板，这对改善煤炭企业的煤品质量、开拓煤炭企业的发展前景、降低国家环保压力具有多重效应，将为国家煤炭能源的合理开采和利用提供运行参考。
参考文献：
[1]林玉梅.煤质化验中各项指标的测定意义研究[J].中外交流，2017（51）：43.
[2]赵大春.浅谈煤质化验有关指标之间的关系[J].化学工程与装备，2011（10）：195-196.
[3]刘也.煤质化验中发热量与灰发分的测定[J].科技风，2011 （2）：127.
[4]杨永坤.煤质化验中发热量与灰发分的测定[J].价值工程，2013（35）：35-36.
[5]宋改珍.煤质化验中发热量与挥发分的测定[J].山西化工，2018，38（3）：68-70.
[6]赵仁乐.基于煤岩煤质特征的成煤环境分析—以鲁西汶宁煤田新驿煤矿为例[J].中国煤炭地质，2017（6）.
作者简介：
郑海华（1985- ），女，山西省孝义市人，2015年7月毕业于中国石油大学，化学工程与工艺专业，本科，助理工程师。
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