煤质分析中影响灰分测定的因素

煤质分析中影响灰分测定的因素

李晓丽

220402197612291425 吉林省辽源市136200

摘要：煤质常规化验操作作为复杂的化验技术类型，每个化验操作环节都至关重要，必须确保采取的样品合理，化验准确到位。加上煤炭作为混合物质，会受到多种因素的影响，在常规化验操作中，必须进行多组分的研究。煤质常规化验操作关系着煤矿开采与煤炭资源利用，因此必须将化验误差控制到最小，尽量避免影响因素的干扰。及时解决化验存在的问题，合理控制化验误差。基于此，本篇文章对煤质分析中影响灰分测定的因素进行研究，以供参考。

关键词：煤质分析；灰分测定；影响因素

引言

当前煤炭是我国主要的能源消耗资源，对于国民经济的推动有着非常重要的作用。煤质化验是开发和利用煤炭资源的重要环节，通过对煤中灰分的测定可以更好的分析出煤炭质量的属性，推算煤中矿物质的含量，指导煤炭产品的加工利用，还可以用来估算煤中其它指标，例如发热量，充分了解影响灰分测定的因素，积极采取措施避免影响，才能够测得准确有效的灰分值。

1灰分的测定

灰分不是煤中的固有物质，是矿物质燃烧后的衍生物，是煤的不必要部分，煤燃烧是分解矿物质的氧化过程，是一种能源消耗过程，灰分在煤炭燃烧的过程中是不产生热量的，有时还会带走一部分热量，灰分与发热量呈负相关性，煤炭的灰分越高，其发热量就会越低，煤中灰分含量过高还会影响到锅炉的正常运行，煤种不同所含的灰分是不同的。煤的灰分是指在一定温度下煤样经过一定时间完全燃烧后所得的残留物。采用的分析标准是GB/T212—2001《煤的工业分析方法》中缓慢灰化法。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(1.0±0.1)g；将灰皿送入炉温不超过100℃的马弗炉恒温区中，关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙，在不少于30min的时间内将炉温缓慢升至500℃，并在500℃下保持30min，继续升温至(815±10)℃并在此温度下灼烧1h；从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量；进行检查性灼烧，温度为(815±10)℃，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，灰分低于15%时，不必进行检查性灼烧。

2灰分测定的影响因素

灰分的来源主要包括外来灰分和内在灰分，外来灰分是由煤炭开采和加工处理中混入的矿物质所形成的灰分，内在灰分是由原始成煤的植物中含的无机元素-原生矿物质和煤形成过程中混入的或与煤伴生的矿物质-次生矿物质所形成的。煤的灰化过程是一系列复杂的反应过程，是在不同温度下不同矿物质产生氧化分解等反应，主要有以下四种:①500℃时黄铁矿开始氧化分解FeS2+O2→Fe2O3+SO2，800℃时分解完成，②碳酸盐在800℃时开始分解CaCO3 →CaO+C02，③金属有机化合物中金属元素被氧化成金属氧化物的化学反应2Ca+O2→2CaO，④黏土、页岩等矿物在（500-600）℃之间相继失去结晶水Al2O3 ·2SiO3 ·2H2O →Al2O3+2SiO3+2H2O↑。由此可见影响灰分测定的主要因素有三个: ①黄铁矿的氧化程度；②碳酸盐(主要是石灰石)的分解程度；③煤中固定硫含量。而煤中矿物质的分解是阶段性的且与温度有着密切的关系，那么要测得有可比性的灰分值就必须要把控好温度，确保黄铁矿完全氧化，方解石分解完全，并且把二氧化硫和氧化钙之间的反应降低到最低程度。

3优化煤质化验方法

……  为测得可靠的灰分值，可采取以下措施:①合理控制温度。为了测得可靠的灰分值，必须使黄铁矿完全氧化、石灰石的充分分解以及最大限度地减少二氧化硫和氧化钙之间的反应。试验初期为了防止煤样爆燃要燃缓慢升温，通常采用升温速度为16℃/min。试验中期温度升高到500℃时黄铁矿开始氧化分解，为了确保煤中硫化物在碳酸盐分解前完全氧化并排出，要在此温度下停留30 分钟以使黄铁矿有足够长的时间完全分解。最后阶段提高炉温到(815≤10) ℃，这时碳酸盐分解，为了确保煤样中的碳酸盐完全分解，二氧化碳完全溢出，要在此温度下灼烧60分钟。 ②在煤灰化过程中应适当控制通风，将灰皿送至不大于100℃的马弗炉恒温区时，炉门应留出约15毫米的空间，以允许二氧化硫排出。如果二氧化硫气体不能从炉膛排出，就会与氧化钙反应产生固定在灰中的硫酸钙，使灰分测量结果较高。③将煤样放入灰皿中时要将煤样摊平，以避免局部过热燃烧不完全，亦可防止底部煤样中硫化物生成的二氧化硫被上部碳酸盐分解生成固定的氧化钙而导致灰分测量值高于实际值。④煤样的称量应做到准确快捷符合规范，称取的样品要具有代表性。⑤未使用过的新灰皿，使用前要预先烧至恒重。⑥马弗炉需要定期检查温度，校正热电偶，称重用的天平要定期检定校准以保证准确性。

结束语

煤中灰分是煤炭按质计价的主要指标之一，通过灰分的测定可以准确的检测出煤炭的实际情况，从而帮助企业把控进煤价格，合理控制生产成本，因此要对煤质化验中影响灰分测定因素进行充分的分析，并探究出相应的解决策略加强控制，以保证灰分测定结果的准确度，有效的提高煤质化验的精准度，这样才能正确评价煤炭质量，有利于煤炭、煤灰的加工利用。

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[6]GB/T212—2001《煤的工业分析方法》中的4灰分的测定.