煤質化驗中各項指標的測定意義
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摘 要：煤質化驗是煤炭生產中可不缺少的程序，其在勘探煤炭資源、檢測煤炭質量、合理利用煤炭以及發展煤炭的綜合利用等方面作用凸顯。煤質化驗涵蓋了對煤的工業分析、最高水分、全硫及元素分析等多個層面，能夠為提高煤炭質量、改善煤炭品質提供基礎的保障，對保障煤炭企業的優化發展具有積極地推動作用。在檢測過程中應嚴格檢測質量關對水分、灰分、固定碳及元素等層面根據煤炭化驗的相關標準予以精準的測量。本文通過對煤質化驗中各項指標測定的意義與控制方法展開分析，將為將為我國煤質化驗工藝應用與測定能力提升提供必要的實踐參考。
關鍵詞：煤質化驗；指標；對策
我國經濟社會的快速增長刺激了煤炭企業的蓬勃發展，大量煤炭企業出現在了遼闊的祖國大地上。我國煤炭可供利用的儲量約占世界煤炭儲量的11.67%，位居世界第三[1]。我國是當今世界上第一產煤大國，煤炭產量占世界的35%以上；我國也是世界煤炭消費量最大的國家[2-4]。煤炭一直是主要能源原料，在一次能源生產和消費中的占比超過50%。新時期以來，燃煤在我國一次性能源消費中的占比仍高于石油和天然氣[5]。因此，從一定層面上講煤炭資源的有效開發和利用，是推動國民經濟發展的主要推手[6]。作為煤炭生產中可不缺少的程序，煤質檢測在勘探煤炭資源、檢測煤炭質量、合理利用煤炭以及發展煤炭的綜合利用等方面作用凸顯，煤質化驗的高效、規范、科學的實現，直接決定了煤炭企業生產的效益和效率的同時，也有利于保證資源的充分利用，對推動煤炭資源的合理利用有著重要的意義。
1 煤質化驗中各項指標測定的意義
1.1 煤的工業分析
煤質檢測中將煤的水分、灰分、固定碳的檢測稱為工業分析，也叫做實用分析。其檢測能夠為煤質特征及種類、價值等提供基礎性的指標。
1.1.1 煤的水分
煤作為一次性消費能源，其水分的增加將導致有效成分的相對降低，會對能源消費中的熱值產生較大的影響。相關評測顯示，水分每增加2個百分點，發熱量會降低100kcal/kg左右。煤炭消費企業在工業生產中，水分的蒸發也將消耗掉大量的熱能。水分的存在也在一定程度上導致煤炭運輸過程中的煤倉儲量減小及卸車作業的困難。同時，精煤中水分含量較高也會導致焦化生產效率的下降和焦化周期的增長。
1.1.2 煤的灰分
煤的灰分是煤質檢測中的另一項重要的內容，從理論上而言，煤的灰分含量越高，其有機質的含量就越低，從而導致原煤在燃耗過程中所散發的熱量降低，并在一定程度上對燃煤設備也將帶來危害。同時，在洗選作業的過程中，一般也將煤炭的灰分作為煤炭洗選作業的顯性指標。而在檢測過程中，所發現的高灰分煤，可實現對煤灰渣的二次利用，其可用來制作無熟料水泥，也可作為水泥磚制造的原材料。
1.1.3 煤的揮發分
煤的揮發分即煤的揮發分產率，其不是煤炭中的固有成分。煤炭中的揮發分主要成為CH4、H2及其它的碳氫化合物。從煤化程度上而言，煤炭的揮發度越高其煤化程度相對較低。對煤的揮發的的測定，可以用來估測煉焦是的產出率；也可在煤配焦炭的燃燒中來確定配煤的比例。這一評測植將為燃燒設備的煤源選擇和實際生產提供數據基礎。
1.1.4 煤的固定碳
固定碳指標常用來對煤的發熱量進行評測，也是國家煤發熱量計算的主要參數。煤的固定碳含量往往隨其質變而有所升高，就煤的品類而言，褐煤中的固定碳含量要小于煙煤；煙煤長的固定碳含量要小于無煙煤。同時，煤的固定碳含量也在工業生產中常來用作對燃煤經濟指數的重要參數。
1.2 煤的最高內水分
許多國家將容積水定義為煤的最高內水分，一般也包含平衡水、包藏水及最大含水量等。煤的空隙度與這一指標有著極大的關聯。因此也將最高內水分作為評測煤化程度的重要參數。同時，其也可在粘結性、發熱量等層面對煤質進行一定的反映，常常用來實現對低煤化煤的區分。
1.3 煤的全硫
硫作為煤的伴生物，是煤炭中的重要危害物質之一，也是燃煤空氣污染重點評測的指標。一般而言，煤的含硫量越高其應用的價值就越低。以動力煤為例，其在燃燒中容易產生亞硫酸而導致燃燒設備的腐蝕，也將在極大程度上造成區域性的環境污染。同時，含硫煤炭在鋼鐵行業的利用中，也會導致鋼材含硫量的升高而提高鋼材的廢品率。
1.4 煤的元素分析
煤質化驗中對煤的元素分析涵蓋了對碳、氫、氧在內的元素成分測定。就原煤的構成而言，碳、氫、氧是其主體成分，能夠占到總質量的95%左右。煤炭中各元素含量的差異常被用來對煤炭進行種類上的劃分。以含碳量為標準，泥煤、煙煤、無煙煤的含量有所不同，其中無煙煤的含炭量最高；煤的氫、氧含量會煤變質程度的加深而降低，無煙煤的氫含量最低，僅為1.5%左右。
2 煤質化驗中各項指標的控制
煤質化驗中各項指標的測定對能夠為提高煤炭質量、改善煤炭品質及推動煤炭企業的優化發展有著重要的作用。因此在檢測過程中應嚴格檢測質量關對水分、灰分、固定碳及元素等層面根據煤炭化驗的相關標準予以精準的測量。而值得關注的是，在煤制化驗中存在著諸多方面的因素，將對煤制測量的結果產生一定的影響，從而導致煤質化驗的數據不夠精準，將對煤炭生產和消耗企業產生不良的影響。在煤質化驗中，水分作為最主要的測定指標和最主要的影響因素，需在測定過程中嚴格按照操作規范進行。首先，應對采樣環節進行控制，煤制檢測中的樣本采集其質量需控制在10±0.01g；同時要對煤質檢測樣本的顆粒進行嚴格的控制，確保煤炭的粒度≤6mm。待樣品采集完成后，可進入實際檢測環節，在這一過程中要對加熱的時間、加熱時的溫度進行控制，在確保顆粒中的水分能夠完全透析的同時，確保煤炭顆粒的內部組織免遭到破壞，從而確保煤質化驗的各項指標接近實際值。最后采用干燥器對加熱過的樣品進行冷卻從而完成對煤炭樣品質量的有效測量。在這一過程中，可通過三個方面的控制和優化來確保煤質檢測的準確度。首先，應嚴格控制煤制檢測中的樣品取樣控制，在確保樣本采用足量的同時，應確保采樣的隨機性和代表性；其次應科學減小煤質化驗檢測誤差，可通過多人多次抽檢及檢測過程的環境控制、樣品控制等來提高測定工作的準確度；再次，應在煤質檢測的過程中確保檢測檢查環境和設備能力的提升，同時應加大對檢測人員的規范實驗操作等層面的再培訓，提升其煤質檢測的能力和水平。
3 總結
綜上所述，煤炭資源的有效開發和利用，是推動城市發展和工業建設的有力推手，是確保國家能源戰略的重要組成。煤質化驗效能的發揮，為煤炭資源的高效利用提供了新的保障。在對煤質化驗工藝的管理進程中，在關注對煤質化驗工藝流程的環節優化的同時，應通過采樣環節的控制、測定誤差的降低，檢測質量的管理多環節的輔助性建設，來彌補煤質化驗精度不高的短板，這對改善煤炭企業的煤品質量、開拓煤炭企業的發展前景、降低國家環保壓力具有多重效應，將為國家煤炭能源的合理開采和利用提供運行參考。
參考文獻：
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[3]劉也.煤質化驗中發熱量與灰發分的測定[J].科技風，2011 （2）：127.
[4]楊永坤.煤質化驗中發熱量與灰發分的測定[J].價值工程，2013（35）：35-36.
[5]宋改珍.煤質化驗中發熱量與揮發分的測定[J].山西化工，2018，38（3）：68-70.
[6]趙仁樂.基于煤巖煤質特征的成煤環境分析—以魯西汶寧煤田新驛煤礦為例[J].中國煤炭地質，2017（6）.
作者簡介：
鄭海華（1985- ），女，山西省孝義市人，2015年7月畢業于中國石油大學，化學工程與工藝專業，本科，助理工程師。
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