[科普中國]-煤炭檢測儀器

煤質(zhì)化驗儀器是用于測定煤炭各元素指標(biāo)含量的儀器，主要程序包括煤炭采樣、縮分、破碎、制樣、煤炭的化驗，主要檢測項目：全硫、發(fā)熱量、煤的水分（全水分、分析水）、灰分、揮發(fā)分、固定碳、碳、氫、灰熔融性、爐渣含碳量、焦煤、石油焦、型煤等相關(guān)項目測定。

測量內(nèi)容一、水分（M )

煤的水分分為兩種，一是內(nèi)在水分（Minh ) ，是由植物變成煤時所含的水分；二是外水（Mf ) ，是在開采、運輸?shù)冗^程中附在煤表面和裂隙中的水分．全水分是煤的外在水分和內(nèi)在不分總和。一般來講，煤的變質(zhì)程度越大，內(nèi)在水分越低。褐煤、長焰煤內(nèi)在水分普通較高，貧煤、無煙煤內(nèi)在水分較低。

水分的存在對煤的利用極其不利，它不僅浪費了大量的運輸資源，而且當(dāng)煤作為燃料時，煤中水分會成為蒸汽，在蒸發(fā)時消耗熱量；另外，精煤的水分對煉焦也產(chǎn)生一定的影響。一般水分每增加2 % ，發(fā)熱量降低100kcal/kg(大卡/千克）；冶煉精煤中水分每增加1 % ，結(jié)焦時間延長5 一10min .

二、灰分（A )

煤在徹底燃燒后所剩下的殘渣稱為灰分，灰分分外在灰分和內(nèi)在灰分。外在灰分是來自頂板和夾研中的巖石碎塊，它與采煤方法的合理與否有很大關(guān)系。外在灰分通過分選大部分能去掉。內(nèi)在灰分是成煤的原始植物本身所含的無機物，內(nèi)在灰分越高，煤的可選性越差?；沂怯泻ξ镔|(zhì)．動力煤中灰分增加，發(fā)熱量降低、排渣量增加，煤容易結(jié)渣；一般灰分每增加2% ?發(fā)熱量降低10okcal / kg 左右。冶煉精煤中灰分增加，高爐利用系數(shù)降低，焦炭強度下降，石灰石用量增加；灰分每增加1 % ，焦炭強度下降2 % ，高爐生產(chǎn)能九下降3 % ，石灰石用量增加4 % .

三、揮發(fā)分（V )

煤在高溫和隔絕空氣的條件下加熱時，所排出的氣體和液體狀態(tài)的產(chǎn)物稱為揮發(fā)分。揮發(fā)分的主要成分為甲烷、氫及其他碳氫化合物等。它是鑒別煤炭類別和質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。一般來講，隨著煤炭變質(zhì)程度的增加，煤炭揮發(fā)分降低。褐煤、氣煤揮發(fā)分較高，瘦煤、無煙煤揮發(fā)分較低。

四、固定碳含量（FC )

固定碳含量是指除去水分、灰分和揮發(fā)分的殘留物，它是確定煤炭用途的重要指標(biāo)。從100減去煤的水分、灰分和揮發(fā)分后的差值即煤的固定碳含量。根據(jù)使用的計算揮發(fā)分的基準(zhǔn)，可以計算出干基、干燥無灰基等不同基準(zhǔn)的固定碳含量。

五、發(fā)熱量（Q )

發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全的燃燒時所產(chǎn)生的熱量，主要分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。煤的高位發(fā)熱量減去水的汽化熱即是低位發(fā)熱量。發(fā)熱量國際單位為百萬焦耳/千克（MJ/kg ) ，常用單位大卡斤克，換算關(guān)系為：1MJ / kg =239 . 14kcal / kg 1J = 0.239gcal 1cal= 4 . l8J 。如發(fā)熱量550kcaL/ g , 5500kcal / kg=550?239 . 14 = 23MJ/kg .為便于比較，我們在衡量煤炭時消耗時，要把實際使用的不同發(fā)熱量的煤炭換算成標(biāo)準(zhǔn)煤，標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量為29 . 27MJ/kg ( 700okcal / kg ）。國內(nèi)貿(mào)易常用發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)為收到基低位發(fā)熱量（ Qnet,ar) ，它反映煤炭的應(yīng)用效果，但外界因素影響較大，如水分等，因此Qnet,ar 不能反映煤的真實品質(zhì)。國際貿(mào)易通用發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)為空氣干燥基高位發(fā)熱量（ Qnet,ar) ，它能較為準(zhǔn)確的反映煤的真實品質(zhì)，不受水分等外界因素影響。在同等水分、灰分等情況下，空氣干燥基高位發(fā)熱量比收到基低位發(fā)熱量高1.25MJ/g ( 300kcal / kg）左右．

六、膠質(zhì)層最大厚度（Y )

煙煤在加熱到一定溫度后，所形成的膠質(zhì)層最大厚度是煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測定中利用探針測出的膠質(zhì)體上、F 層面差的最大值。它是煤炭分類的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。動力煤膠質(zhì)層厚度大，容易結(jié)焦；冶煉精煤對膠質(zhì)層厚度有明確要求．

七、粘結(jié)指數(shù)（G )

在規(guī)定條件下以煙煤在加熱后粘結(jié)專用無煙煤的能力，它是煤炭分類的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，是冶煉精煤的重要指標(biāo)。枯結(jié)指數(shù)越高，結(jié)焦性越強．

八、煤灰熔融性溫度（灰熔點）

在規(guī)定條件下得到的隨加熱溫度而變化的煤灰熔融性變形溫度（DT ）、軟化溫度( ST ）、流動溫度（FT ) ，常用軟化溫度（ST ）來表示?；胰廴谛詼囟仍礁撸夯也蝗菀捉Y(jié)渣。因鍋爐設(shè)計不同，對灰熔融性溫度要求也不一樣。煤灰熔融性溫度的高低，直接關(guān)系到煤作為燃料和氣化原料時的性能，煤灰熔融性溫度低，煤灰容易結(jié)渣，增加了排渣的難度，尤其是固態(tài)排渣的鍋爐和移動床的氣化爐，煤灰熔融性溫度要求較高。

九、哈氏可磨指數(shù)（HGI )

哈氏可磨指數(shù)是反映煤的可磨性的重要指標(biāo)。煤的可磨性是指一定量的煤在消耗相同的能量下，磨碎成粉的難易程度?？赡ブ笖?shù)趙大，煤趙容易磨碎成粉。在發(fā)電煤粉鍋爐和高爐噴吹用煤，可磨指數(shù)是質(zhì)量評價的一個重要指標(biāo)。

十、吉氏流動度（ddpm)

煤的流動度是表征煤在干餾時形成的膠質(zhì)體的粘度，是煤的塑性指標(biāo)之一。流動度是研究煤的流變性和熱分解力學(xué)的有效手段，又能表征煤的塑性，可以指導(dǎo)配煤和焦炭強度預(yù)測。吉氏流動度是以固定力矩在煤受熱形成的膠質(zhì)體中轉(zhuǎn)動的最大轉(zhuǎn)速表示的流動度指標(biāo)，用每分鐘轉(zhuǎn)動的角度來表示。

十一、增鍋膨脹序數(shù)（CSN )

增塌膨脹序數(shù)是在規(guī)定條件下以煤在增禍中加熱所得焦塊膨脹程序的序號表征煤的膨脹性和塑性指標(biāo)．增禍膨脹序數(shù)的大小取決于煤灰熔融性、膠質(zhì)體生成期間析氣情況和膠質(zhì)體的不透氣性。

設(shè)備分類煤炭檢測儀器的設(shè)備分類

一、量熱儀系列：用于測定煤炭的發(fā)熱量.

二、定硫儀系列：用于測定煤中全硫的含量.

三、水份測定儀：用于測定煤中水份的含量

四、碳氫元素分析儀：用于測定煤中碳氫元素的含量。

五、灰熔點測定儀，用于測定煤灰熔融性

六、灰分、揮發(fā)分測定儀系列：測試灰分、揮發(fā)分三種指標(biāo)

七、制樣粉碎系列：EP系列顎式破碎機；GJ系列制樣粉碎機等

八、粘結(jié)指數(shù)測定儀: 用于測定煉焦用煤的粘結(jié)能力—粘結(jié)指數(shù)及羅加指數(shù)的專用儀器

九、熒光五大元素分析儀系列：主要用于檢測生料、熟料、水泥、石灰石、粘土、石膏等中CaO%、Fe2O3%、SiO2%、Al2O3%、SO3%

十、膠質(zhì)層測定儀系列：用于測焦煤中Y值和X值。1

實驗流程煤炭化驗儀器實驗流程→煤質(zhì)分析方法

實驗流程

采樣

↓

用破碎機破碎至6毫米以下 → 取10——12克做全水

↓

用二分器縮分（或“十字”縮分）

↓

用鼓風(fēng)干燥箱烘干煤樣，并作出全水

↓

用密封式制樣機制成0.2毫米以下煤樣

↓

取0.9~1.1克精確至0.0001克做灰分（用高溫爐項目2快灰）

取0.9~ 1.1克精確至0.0001克做分析水（用鼓風(fēng)干燥箱）

取0.9~1.1克精確至0.0001克做發(fā)熱量（用量熱儀）

取0.9~1.1克精確至0.0001克做揮發(fā)份（用高溫爐項目6做揮發(fā)份）

取50毫克做全硫

南京麒麟儀器實驗方法

1． 全水（Mt)

稱取6毫米以下煤樣10~12克精確至0.001克，放入事先升溫至105~110度的鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，無煙煤烘干3小時，煙煤烘干2小時后取出，在空氣中冷卻約5分鐘后放入干燥器15分鐘后稱量（無干燥器的，將樣品冷卻至室溫）。

全水=（減少的部分質(zhì)量/試樣重量）*100

2.分析水（Mad）

稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克，放入事先升溫至105~110度的鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，無煙煤烘干1.5小時，煙煤烘干1小時后取出，在空氣中冷卻約5分鐘后放入干燥器15分鐘后稱量（無干燥器的，將樣品冷卻至室溫）。

分析水=（減少的部分質(zhì)量/試樣重量）*100

3.灰分（Aad）

打開高溫爐電源，按“選項”鍵使“項目”顯示“2”，然后按下“啟動”和“消音”，“程序”顯示“1”鍵儀器自動升溫至850度“程序”顯示“2”后報警

用灰皿稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克

打開爐門將試樣放在爐門口，緩慢將試樣推入爐膛中央的高溫帶，（注意！不要是使煤樣爆燃，煙囪閥應(yīng)打開）然后關(guān)上爐門按下“觸發(fā)”鍵，儀器自動向815度恒溫40分后報警結(jié)束

取出后在空氣中冷卻約5分鐘后放入干燥器15分鐘后稱量（無干燥器的，將樣品冷卻至室溫）。

灰分=（灰皿中殘渣的重量/試樣重量）*100

4.揮發(fā)分（Vad)

打開高溫爐電源，按“選項”鍵使“項目”顯示“6”，然后按下“啟動”和“消音”，“程序”顯示“1”鍵儀器自動升溫至920度“程序”顯示“2”后報警

用揮發(fā)份坩堝稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克

打開爐門將試樣放在爐門口，迅速將試樣放入爐膛中央的高溫帶，（注意！煙囪閥應(yīng)關(guān)閉，三分鐘內(nèi)爐溫必須升至900度）然后關(guān)上爐門按下“觸發(fā)”鍵，儀器自動向900度恒溫7分鐘。6分30秒報警7分鐘整取出后結(jié)束

取出后在空氣中冷卻約5分鐘后放入干燥器15分鐘后稱量（無干燥器的，將樣品冷卻至室溫）。

揮發(fā)份=（灼燒后減少的部分重量/試樣重量）*100 – Mad

5.固定碳

固定碳=100-（灰分+揮發(fā)+分析水）

煤炭質(zhì)量煤炭質(zhì)量的基本指標(biāo)，總共有12個。煤的水分分為兩種，一是內(nèi)在水分（Minh ） ，是由植物變成煤時所含的水分；二是外水（Mf ） ，是在開采、運輸?shù)冗^程中附在煤表面和裂隙中的水分．全水分是煤的外在水分和內(nèi)在水分總和。一般來講，煤的變質(zhì)程度越大，內(nèi)在水分越低。褐煤、長焰煤內(nèi)在水分普遍較高，貧煤、無煙煤內(nèi)在水分較低。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)