煤中全水分直接測定法初探

煤中全水分直接測定法初探【摘要】在煤質(zhì)的評判指標當(dāng)中，全水分是重要的指標之一，不論是對煤的性質(zhì)進行研究的工作當(dāng)中，還是在對煤進行加工和利用當(dāng)中，都離不開對煤中全水分含量的測定，通過測定煤中的全水分含量，能夠有效的判斷出煤的變質(zhì)程度，因為煤中水分的大小將會直接影響燃煤的低位發(fā)熱量數(shù)值的大小，如何找到最直接的方法測定出煤中全水分的含量具有重要的意義?；诖?，本文選取了粒度在25mm、13mm和6mm左右的煤樣來作為全水分測定的對象，選取了不破碎和縮分的方法來直接測定出煤中的全水分含量，并且測定的結(jié)果顯示，采用直接測定法進行煤中全水分含量的測定是符合國家《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》中精密度要求的。另外，還總結(jié)出了在測定煤中全水分含量時應(yīng)該注意的問題，并提出幾點相應(yīng)的建議。【關(guān)鍵詞】煤炭；全水分；直接測定法；探究國家《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》中規(guī)定，在進行煤中全水分測定時，要將煤樣統(tǒng)一處理成13mm以下，這是保證測定結(jié)果準確性的必然要求。但是，在實際的測定工作中，很多煤樣的粒度是大于13mm的，這就需要對煤樣進行解粒，同時保證煤樣中的全水分。然而，由于煤樣的水分較大，在制作的過程中經(jīng)常會產(chǎn)生一定程度的水分流失，使測定結(jié)果偏低于正常值。因此，需要找到更加快速的方法來進行煤中全水分的測定，以保證測定結(jié)果的準確性，為煤質(zhì)的研究工作和對煤炭的加工利用提供依據(jù)。因此，本文采用直接測定法來對煤中全水分含量進行測定。1測定對象與方法1.1測定對象選取21塊煤樣作為測定對象，其中冶煉精煤6塊，其他精煤6塊，洗混煤3塊，加工煤3塊，選煤3塊。1.2測定方法將選取的21塊煤樣平均分成3組，每組均7塊煤樣，采用直接測定法來進行煤樣全水分測定一組作為研究組，煤樣不進行處理，采用原粒度，煤樣分別標記為冶煉精煤1、冶煉精煤2、其他精煤1、其他精煤2、洗混煤1、加工煤1和選煤1；解粒之后煤樣粒度小于13mm的7塊煤樣作為對照組1，煤樣分別標記為冶煉精煤1、冶煉精煤2、其他精煤1、其他精煤2、洗混煤1、加工煤1和選煤1；解粒之后煤樣粒度小于6mm的7塊煤樣作為對照組2，煤樣分別標記為冶煉精煤1、冶煉精煤2、其他精煤1、其他精煤2、洗混煤1、加工煤1和選煤1。研究組煤樣不進行處理，保持原有25mm左右大小直接進行全水分的測定；對照組1的煤樣按照《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》進行煤樣解粒，將煤樣大小控制在13mm左右；對照組2的煤樣同樣按照《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》進行煤樣解粒，將煤樣大小控制在6mm左右[1]。對研究組、對照組1和對照組2的煤樣進行全水分測定，并對三組煤樣的測定結(jié)果進行對比分析。2測定結(jié)果表1研究組、對照組1與對照組2煤樣全水分測定的比較分析（%）煤樣編號研究組（原粒度25mm左右）對照組1（粒度為13mm左右）對照組2（粒度為6mm左右）研究組與對照組1差值研究組與對照組2差值冶煉精煤115.813.911.11.94.7冶煉精煤216.415.313.21.13.2其他精煤113.512.111.31.42.2其他精煤214.813.512.01.32.8洗混煤113.911.410.12.53.8加工煤111.310.28.91.12.4選煤122.519.517.13.05.4由表1能夠明顯的看出，研究組煤樣全水分的測定結(jié)果均優(yōu)于對照組1和對照組2的測定結(jié)果，同國家《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》中規(guī)定的煤中全水分含量相比較而言，研究組采用直接測定法測定的數(shù)值要偏高，而對照組1和對照組2測定的煤中全水分含量值要偏低[2]。也就是說，將煤樣的粒度處理得越小，煤樣中的全水分含量就會越低，這主要是由于在對煤樣進行解粒的過程中，加工制作的程序越多、煤樣被處理的越小，煤中全水分的損失就會越大。由此可見，采用直接測定法測定煤中全水分的含量是存在可行性的。同時，直接法對于測定粒度在25mm左右，并且全水分含量較大的煤樣中具有更加便捷、快速的作用，并且符合國家《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》中對精密度的要求[3]。3討論采用直接測定法對煤中的全水分含量進行測定，能夠更加快速、直接，并且準確的測定出煤樣中的全水分含量，是一種非常值得推廣的煤中全水分含量的測定方法。但是，在采用直接測定法進行測定時，對各個步驟都有嚴格的要求，尤其是對于保存煤樣的容器、對煤樣粒度的制備、操作過程的速度、全水分測定的期限、檢查性干燥試驗與加熱干燥的溫度與時間等等，具體如下：3.1煤中全水分測定中的注意事項3.1.1水分的保持保證煤中的全水分不論是在測定之前還是在測定之后都沒有發(fā)生變化，是對煤中的全水分進行測定，并確保測定結(jié)果的準確性的關(guān)鍵問題。也就是說，要求煤樣從測定前到測定中的整個過程中，煤中全水分的含量都不會發(fā)生變化[3]。因此，若想要最大程度的保證煤中的全水分含量不發(fā)生變化，務(wù)必要做到以下幾點：首先，將采集來的全水分煤樣要保存在密封條件非常好的容器中，并且放置在溫度較低、較為陰涼的位置，這是保證煤樣中的全水分不會流失的首要要求。其次，在對煤樣進行加工處理中，務(wù)必要保證操作的迅速，最好是能夠一次性就將煤樣破碎到所需要的粒度大小，因為同空氣進行長時間的接觸，煤樣中的全水分必然會發(fā)生變化，保證操作的迅速，是盡量減少煤樣中全水分發(fā)生變化的重要方式。第三，在選擇測定煤樣時，不能選擇粒度過細的煤樣，而要盡可能的選擇粒度較粗的煤樣來進行測定，這主要是由于若煤樣過細，煤樣中的全水分含量則會偏低，會給測定結(jié)果造成一定的影響。但是，若存在選取煤樣過細的情況，則應(yīng)該采取密封錘式破碎機，或者是選取兩步法來進行全水分測定，先將煤樣破碎成較大的顆粒，對其外在的水分進行測定，之后再破碎成較小的顆粒，對其內(nèi)在水分進行測定，最后綜合煤樣的外在和內(nèi)在水分即為煤樣的全水分指標[4]。3.1.2全水分測定期限對煤樣中全水分測定的期限是有嚴格要求的，這主要是為了達到盡可能減小煤樣中水分流失的目的。因此，在煤樣制備完成之后應(yīng)該立刻進行煤樣中全水分的測定，以保證測定結(jié)果的準確性。但是，若無法進行立即測定，應(yīng)該將被測煤樣進行準確的稱量，記錄煤樣的質(zhì)量，稱量完成后要將煤樣放置于密封條件良好的容器之中，保證煤樣中水分不流失，并且在最短的時間內(nèi)對煤樣進行全水分測定[5]。除此之外，要嚴格按照煤樣中全水分的測定結(jié)果來進行校正或者是換算的分析試驗，以對煤樣全水分測定的期限進行規(guī)定，在這一過程中，應(yīng)該盡量保證分析試驗?zāi)軌蚺c全水分測定同步進行，即使不能同步進行，也應(yīng)該保證全水分測定在最短的期限內(nèi)完成，這一期限最長為5日。3.1.3檢查性干燥試驗中的注意事項在對煤中全水分測定的過程中，為了保證水分已經(jīng)完全被除去，需要進行必要的檢查性干燥試驗，只有當(dāng)煤樣兩次的質(zhì)量之差較規(guī)定值小時，才可以判定為煤樣中的水分已經(jīng)被除盡。在檢查性干燥試驗中應(yīng)該注意下面幾點內(nèi)容：其一，當(dāng)兩次質(zhì)量之差小于規(guī)定值時，證明已經(jīng)將煤樣中的水分除盡，應(yīng)該將最后一次的質(zhì)量來作為最后的數(shù)據(jù)值[6]。反之，若兩次質(zhì)量之差大于規(guī)定值，則代表煤樣中的水分并未被除盡，應(yīng)該做進一步的干燥；其二，如果稱量中第二次稱量值同前一次稱量值相比較有所增加，那么應(yīng)該將前一次的稱量值來作為數(shù)據(jù)值，這主要是由于產(chǎn)生增重的情況是因為煤樣已經(jīng)被氧化，再進行測值已經(jīng)不具備意義；其三，若檢查性干燥試驗之后，煤樣中的水分含量在2%之下，則無須進行檢查性干燥試驗[7]。3.1.4加熱干燥溫度與時間的確定對煤樣進行加熱干燥，旨在將煤樣中的水分全部除盡，通常情況下，當(dāng)溫度達到100℃時，水分就會產(chǎn)生汽化，煤中的水分也會以氣體的形式逸出。但是，由于煤碳本身的特性，導(dǎo)致其在受熱的過程中就會進行分解，例如風(fēng)化煤，只要溫度達到80℃，就會產(chǎn)生分解，將煤體中的水分排出，而煙煤甚至在常溫之下就會產(chǎn)生氧化，并且氧化作用伴隨著溫度的升高而逐漸加強[8]。由此可見，當(dāng)煤樣中的水分減少，以及有機物發(fā)生分解時，煤樣的質(zhì)量也會隨之減少，而有機物的氧化又會增加煤樣的質(zhì)量。因此，在空氣中進行煤樣的加熱干燥，最后得到的煤樣質(zhì)量，實際上是煤樣中水分蒸發(fā)、有機物分解和有機物發(fā)生氧化等三個方面共同作用的結(jié)果。這種效應(yīng)在加熱的初期表現(xiàn)的尤為明顯，因為加熱初期，煤樣中的水分蒸發(fā)的速度是相當(dāng)快的，煤樣的質(zhì)量也會隨之迅速下降，而加熱到一定程度，當(dāng)氧化作用的增重大于煤樣中水分蒸發(fā)與有機物分解使煤樣所下降的質(zhì)量時，就會使煤樣的質(zhì)量又得到增加。所以，當(dāng)達到某一個溫度或者是時間時，煤樣會呈現(xiàn)出最小質(zhì)量值，即水分蒸發(fā)的最大值，國家《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》中將這一溫度規(guī)定為105℃至110℃，干燥時間規(guī)定為1小時[9]。另外，在這一過程中應(yīng)該注意的是，若測定的結(jié)果低于0.5%，甚至是0.1%以下，就證明在進行煤樣加熱干燥時將溫度設(shè)置的過高，并且攪拌不夠充分，造成煤樣干燥基水分的過低。出現(xiàn)這一情況時，制樣人員應(yīng)該盡快調(diào)整加熱干燥的溫度。3.2對煤中全水分直接測定法的建議首先，對煤中全水分的測定，是煤質(zhì)化驗中的重要組成部分，同時也是最常規(guī)的組成部分。但是，由于煤中水分含量受到多方面因素的影響，例如時間、溫度、濕度、氣候等等，這些影響因素造成煤中全水分含量的不確定性，尤其是在運輸?shù)倪^程中，煤碳由一地運輸?shù)搅硪坏?，?jīng)過不同的氣溫、濕度和時間，必然會造成煤中全水分含量的變化。因此，采樣人員在進行采樣時，一定要保證及時，并且嚴格按照國家《GB/T211-2007煤中全水分測定方法》中規(guī)定的程序來進行煤樣采集，盡量減少外界因素對煤中全水分含量帶來的影響[10]。其次，在采用直接測定法對煤樣中的全水分含量進行測定時，要保證儲存煤樣的容器的密封性，控制煤樣與外界空氣的接觸，保持煤樣中的原水分含量在測定前和測定過程中都不會發(fā)生變化。第三，在進行煤樣全水分測定的過程中，操作一定要迅速，否則很容易造成煤中全水分含量的變化。另外，采樣人員在制備煤樣時，要盡量選取破碎縮分機來一次性完成解粒，這是縮短煤樣制備時間，保持煤樣中全水分含量的重要途徑。4結(jié)論：綜上所述，對煤中全水分含量的測定，是煤質(zhì)研究工作和煤炭加工利用當(dāng)中的重要研究內(nèi)容，是一項具有重要意義的研究課題。本文以直接測定法測定粒度在25mm左右的煤樣全水分，并同13mm左右和6mm左右的煤樣全水分含量進行了比較分析，測定結(jié)果中顯示煤樣的粒度越小，全水分含量就越低，因此，直接測定法測定煤樣中的全水分含量是具有可行性的。另外，本文還總結(jié)了在煤樣全水分測定過程中應(yīng)該注意的事項，并提出了幾點建議。參考文獻：[1]薛玉峰，王剛?cè)?測定煤中全水分兩種國家標準方法的比較[D].山東省金屬學(xué)會理化檢驗學(xué)術(shù)委員會理化檢驗學(xué)術(shù)交流會論文集，2009.[2]梁瑞昌，鄧霞，徐剛.煤中全水分快速測定方法試驗[J].現(xiàn)代商檢科技，2010，12（25）：89-97.[3]張亞楠，楊海龍，段云龍.煤中全水分測定方法國家標準（GB211-87）修訂說明[J].煤質(zhì)技術(shù)，2013，6（02）：108-110.[4]袁曉鷹，鞠溯.ISO和GB標準煤炭全水分測定報告值確定的探討[J].煤質(zhì)技術(shù)，2011，7（15）：97-102.[5]滕農(nóng)，陳祥，際書建.用微波技術(shù)快速測定燃煤全水分試驗研究[J].電力環(huán)境保護，2011，11（08）：291-294.[6]于之英，郗金玉.關(guān)于全水分煤樣制備與燃煤全水分測定的探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，12（20）：178-180.[7]