浅谈煤的工业分析与化验中煤的灰分测定
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摘要：煤炭是国民经济发展中的重要能源，煤炭质量的好坏直接关系到煤的加工利用途径和效果。因此，在深入了解煤的工业分析含义的基础上对各指标进行准确判定具有重要意义。本文对煤的工业分析指标作了介绍，说明了各指标的基本含义与联系，主要研究了煤中灰分的來源及测定方法。
关键词：煤;工业分析;水分;灰分;挥发分;固定碳：硫分;发热量
1 煤的工业分析也称煤的技术分析或实用分析
煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标，也是评价煤质的基本依据。煤的工业分析包括水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）产率的测定和固定碳（Fc）的计算等四项内容，其中水分、灰分和挥发分产率是测定出来的，固定碳是在其他成分所测定数据基础上通过计算得出的。广义上讲，煤的工业分析还包括了煤的硫分（S）和发热量（Q）的测定，又叫煤的全工业分析。工业分析是一种规范性很强的定量分析方法，是在特定条件下所测得的各项数值。
1.1 煤的工业分析指标
1.1.1 水分
煤的水分是煤炭计价中的一个最基本指标。煤中的水分按其存在状态，可以分为游离水和化合水两种。游离水是以吸附、附着等机械方式与煤结合的水;化合水是指以化合的方式同煤中的矿物质结合的水，也叫结晶水。煤中的游离水又分为外在水分和内在水分。外在水分是附着在煤的表面上的水，在实际测定中是指煤样达到空气干燥状态时所失去的水分;内在水分是吸附在煤颗粒内部的毛细孔中的水。煤的工业分析中只测试游离水，不测试结晶水。需要说明的是，煤的工业分析中的全水分、内在水分、外在水分等指标指的是相应水分占煤样质量的百分数。煤中含水量过多，会使煤泥量增多，增加加工利用的难度，同时也会给运输、贮存带来不利的影响;煤中含水量越高，其发热量就越低，因为煤在燃烧过程中，水分蒸发要消耗相当热量。
1.1.2 灰分
灰分是煤炭贸易计价的主要指标。煤的灰分就是煤在规定的条件下完全燃烧后残留物的产率。煤炭的灰分来源于矿物质，而煤中矿物质的来源有以下几个方面：原生矿物质—成煤物质中所含的无机元素;次生矿物质—煤形成过程中混入的或与煤伴生的矿物质;外来矿物质—煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。灰分是煤炭中的有害物质，使煤炭质量降低，因此灰分对于评价煤的质量和加工利用起着重要的作用。煤的灰分越高，煤碳燃烧的热效率越低，煤的发热量也就越低。
1.1.3 挥发分
煤的挥发分是煤在规定条件下隔绝空气加热并进行水分校正后的挥发物质产率。挥发分产率是煤炭分类的主要指标，也是煤的加工利用的重要指标。
1.1.4 固定碳
从测定煤的挥发分后的残渣中减去灰分后的残留物叫固定碳。煤的固定碳也可以表征煤的变质程度，煤化程度越高，固定碳越大。
1.1.5 硫分
各种类型的煤中都含有不同数量的硫。煤中硫可以分为有机硫和无机硫两大类，有时也含微量的元素硫。无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种。煤中的硫是有害杂质，如作动力燃料时，其中硫燃烧生成二氧化硫，成为大气污染的主要成分。在炼焦时，煤中的硫大部分转到焦炭里，焦炭中因硫分增加，高炉用焦量和石灰石用量增加，生铁产量降低，硫进入生铁，就会使钢铁质量降低。硫化物随矸石排出堆放，经氧化发热，促使煤矸石自燃，产生二氧化硫污染大气，生成酸雨，危害甚大。所以硫分是评价煤质的主要指标。
1.1.6 发热量
煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧后产生的热量。发热量是评价煤质的一项重要指标，也是供热用煤的一个主要指标。一个燃煤的工艺过程的热平衡、耗煤量和热效率的计算，都是以所用煤的发热量为依据的，根据发热量可以粗略推测煤的变质程度。
2 灰分的测定
煤中灰分测定方法国标规定有两种：缓慢灰化法和快速灰化法，其中缓慢灰化法是仲裁测定方法，快速灰化法为例常分析方法。这里仅讲解快速灰化法马弗炉灰化方法。
2.1 快速灰化法的方法提要
将装有煤样的灰皿，由炉外逐渐送入预先加热至（815 士10）°C的马弗炉中灰化并灼烧至质量恒定，以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。
2.2 快速灰化法的分析步骤如下
1在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1 士0.1）g，称准至0.0002g，均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过0.15g。将盛有煤样的灰皿预先分排放在耐热瓷板或石棉板上;2 将马弗炉加热到850°C，打开炉门，将放有灰皿的耐热瓷板或石棉板缓慢地推入马弗炉中，先使第一排的煤样灰化。待5～10min后，煤样不再冒烟时，以每分钟不大于2cm的速度把其余各排灰皿推入炉内炽热部分（若煤样着火发生爆燃，试验应作废）;3关上炉门，在（815 士10）°C下灼烧40min;4从炉中取出灰皿，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称重;5 进行检查性灼烧，每次20min，直到连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0010g为止，以最后一次灼烧后的质量为计算依据。
综上所述，煤炭资源是目前我国主要的能源之一，通过煤的工业分析，根据各项测定结果可初步判断煤的性质、种类和各种煤的加工利用效果及其工业用途，这样就可以合理的开发利用煤炭资源。把煤的工业分析测定结果做到真实、准确的反映煤自身的特性，为煤炭的合理有效的利用提供可靠的依据。
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