煤中全水分直接测定法初探

煤中全水分直接测定法初探【摘要】在煤质的评判指标当中，全水分是重要的指标之一，不论是对煤的性质进行研究的工作当中，还是在对煤进行加工和利用当中，都离不开对煤中全水分含量的测定，通过测定煤中的全水分含量，能够有效的判断出煤的变质程度，因为煤中水分的大小将会直接影响燃煤的低位发热量数值的大小，如何找到最直接的方法测定出煤中全水分的含量具有重要的意义。基于此，本文选取了粒度在25mm、13mm和6mm左右的煤样来作为全水分测定的对象，选取了不破碎和缩分的方法来直接测定出煤中的全水分含量，并且测定的结果显示，采用直接测定法进行煤中全水分含量的测定是符合国家《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》中精密度要求的。另外，还总结出了在测定煤中全水分含量时应该注意的问题，并提出几点相应的建议。【关键词】煤炭；全水分；直接测定法；探究国家《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》中规定，在进行煤中全水分测定时，要将煤样统一处理成13mm以下，这是保证测定结果准确性的必然要求。但是，在实际的测定工作中，很多煤样的粒度是大于13mm的，这就需要对煤样进行解粒，同时保证煤样中的全水分。然而，由于煤样的水分较大，在制作的过程中经常会产生一定程度的水分流失，使测定结果偏低于正常值。因此，需要找到更加快速的方法来进行煤中全水分的测定，以保证测定结果的准确性，为煤质的研究工作和对煤炭的加工利用提供依据。因此，本文采用直接测定法来对煤中全水分含量进行测定。1测定对象与方法1.1测定对象选取21块煤样作为测定对象，其中冶炼精煤6块，其他精煤6块，洗混煤3块，加工煤3块，选煤3块。1.2测定方法将选取的21块煤样平均分成3组，每组均7块煤样，采用直接测定法来进行煤样全水分测定一组作为研究组，煤样不进行处理，采用原粒度，煤样分别标记为冶炼精煤1、冶炼精煤2、其他精煤1、其他精煤2、洗混煤1、加工煤1和选煤1；解粒之后煤样粒度小于13mm的7块煤样作为对照组1，煤样分别标记为冶炼精煤1、冶炼精煤2、其他精煤1、其他精煤2、洗混煤1、加工煤1和选煤1；解粒之后煤样粒度小于6mm的7块煤样作为对照组2，煤样分别标记为冶炼精煤1、冶炼精煤2、其他精煤1、其他精煤2、洗混煤1、加工煤1和选煤1。研究组煤样不进行处理，保持原有25mm左右大小直接进行全水分的测定；对照组1的煤样按照《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》进行煤样解粒，将煤样大小控制在13mm左右；对照组2的煤样同样按照《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》进行煤样解粒，将煤样大小控制在6mm左右[1]。对研究组、对照组1和对照组2的煤样进行全水分测定，并对三组煤样的测定结果进行对比分析。2测定结果表1研究组、对照组1与对照组2煤样全水分测定的比较分析（%）煤样编号研究组（原粒度25mm左右）对照组1（粒度为13mm左右）对照组2（粒度为6mm左右）研究组与对照组1差值研究组与对照组2差值冶炼精煤115.813.911.11.94.7冶炼精煤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选煤122.519.517.13.05.4由表1能够明显的看出，研究组煤样全水分的测定结果均优于对照组1和对照组2的测定结果，同国家《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》中规定的煤中全水分含量相比较而言，研究组采用直接测定法测定的数值要偏高，而对照组1和对照组2测定的煤中全水分含量值要偏低[2]。也就是说，将煤样的粒度处理得越小，煤样中的全水分含量就会越低，这主要是由于在对煤样进行解粒的过程中，加工制作的程序越多、煤样被处理的越小，煤中全水分的损失就会越大。由此可见，采用直接测定法测定煤中全水分的含量是存在可行性的。同时，直接法对于测定粒度在25mm左右，并且全水分含量较大的煤样中具有更加便捷、快速的作用，并且符合国家《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》中对精密度的要求[3]。3讨论采用直接测定法对煤中的全水分含量进行测定，能够更加快速、直接，并且准确的测定出煤样中的全水分含量，是一种非常值得推广的煤中全水分含量的测定方法。但是，在采用直接测定法进行测定时，对各个步骤都有严格的要求，尤其是对于保存煤样的容器、对煤样粒度的制备、操作过程的速度、全水分测定的期限、检查性干燥试验与加热干燥的温度与时间等等，具体如下：3.1煤中全水分测定中的注意事项3.1.1水分的保持保证煤中的全水分不论是在测定之前还是在测定之后都没有发生变化，是对煤中的全水分进行测定，并确保测定结果的准确性的关键问题。也就是说，要求煤样从测定前到测定中的整个过程中，煤中全水分的含量都不会发生变化[3]。因此，若想要最大程度的保证煤中的全水分含量不发生变化，务必要做到以下几点：首先，将采集来的全水分煤样要保存在密封条件非常好的容器中，并且放置在温度较低、较为阴凉的位置，这是保证煤样中的全水分不会流失的首要要求。其次，在对煤样进行加工处理中，务必要保证操作的迅速，最好是能够一次性就将煤样破碎到所需要的粒度大小，因为同空气进行长时间的接触，煤样中的全水分必然会发生变化，保证操作的迅速，是尽量减少煤样中全水分发生变化的重要方式。第三，在选择测定煤样时，不能选择粒度过细的煤样，而要尽可能的选择粒度较粗的煤样来进行测定，这主要是由于若煤样过细，煤样中的全水分含量则会偏低，会给测定结果造成一定的影响。但是，若存在选取煤样过细的情况，则应该采取密封锤式破碎机，或者是选取两步法来进行全水分测定，先将煤样破碎成较大的颗粒，对其外在的水分进行测定，之后再破碎成较小的颗粒，对其内在水分进行测定，最后综合煤样的外在和内在水分即为煤样的全水分指标[4]。3.1.2全水分测定期限对煤样中全水分测定的期限是有严格要求的，这主要是为了达到尽可能减小煤样中水分流失的目的。因此，在煤样制备完成之后应该立刻进行煤样中全水分的测定，以保证测定结果的准确性。但是，若无法进行立即测定，应该将被测煤样进行准确的称量，记录煤样的质量，称量完成后要将煤样放置于密封条件良好的容器之中，保证煤样中水分不流失，并且在最短的时间内对煤样进行全水分测定[5]。除此之外，要严格按照煤样中全水分的测定结果来进行校正或者是换算的分析试验，以对煤样全水分测定的期限进行规定，在这一过程中，应该尽量保证分析试验能够与全水分测定同步进行，即使不能同步进行，也应该保证全水分测定在最短的期限内完成，这一期限最长为5日。3.1.3检查性干燥试验中的注意事项在对煤中全水分测定的过程中，为了保证水分已经完全被除去，需要进行必要的检查性干燥试验，只有当煤样两次的质量之差较规定值小时，才可以判定为煤样中的水分已经被除尽。在检查性干燥试验中应该注意下面几点内容：其一，当两次质量之差小于规定值时，证明已经将煤样中的水分除尽，应该将最后一次的质量来作为最后的数据值[6]。反之，若两次质量之差大于规定值，则代表煤样中的水分并未被除尽，应该做进一步的干燥；其二，如果称量中第二次称量值同前一次称量值相比较有所增加，那么应该将前一次的称量值来作为数据值，这主要是由于产生增重的情况是因为煤样已经被氧化，再进行测值已经不具备意义；其三，若检查性干燥试验之后，煤样中的水分含量在2%之下，则无须进行检查性干燥试验[7]。3.1.4加热干燥温度与时间的确定对煤样进行加热干燥，旨在将煤样中的水分全部除尽，通常情况下，当温度达到100℃时，水分就会产生汽化，煤中的水分也会以气体的形式逸出。但是，由于煤碳本身的特性，导致其在受热的过程中就会进行分解，例如风化煤，只要温度达到80℃，就会产生分解，将煤体中的水分排出，而烟煤甚至在常温之下就会产生氧化，并且氧化作用伴随着温度的升高而逐渐加强[8]。由此可见，当煤样中的水分减少，以及有机物发生分解时，煤样的质量也会随之减少，而有机物的氧化又会增加煤样的质量。因此，在空气中进行煤样的加热干燥，最后得到的煤样质量，实际上是煤样中水分蒸发、有机物分解和有机物发生氧化等三个方面共同作用的结果。这种效应在加热的初期表现的尤为明显，因为加热初期，煤样中的水分蒸发的速度是相当快的，煤样的质量也会随之迅速下降，而加热到一定程度，当氧化作用的增重大于煤样中水分蒸发与有机物分解使煤样所下降的质量时，就会使煤样的质量又得到增加。所以，当达到某一个温度或者是时间时，煤样会呈现出最小质量值，即水分蒸发的最大值，国家《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》中将这一温度规定为105℃至110℃，干燥时间规定为1小时[9]。另外，在这一过程中应该注意的是，若测定的结果低于0.5%，甚至是0.1%以下，就证明在进行煤样加热干燥时将温度设置的过高，并且搅拌不够充分，造成煤样干燥基水分的过低。出现这一情况时，制样人员应该尽快调整加热干燥的温度。3.2对煤中全水分直接测定法的建议首先，对煤中全水分的测定，是煤质化验中的重要组成部分，同时也是最常规的组成部分。但是，由于煤中水分含量受到多方面因素的影响，例如时间、温度、湿度、气候等等，这些影响因素造成煤中全水分含量的不确定性，尤其是在运输的过程中，煤碳由一地运输到另一地，经过不同的气温、湿度和时间，必然会造成煤中全水分含量的变化。因此，采样人员在进行采样时，一定要保证及时，并且严格按照国家《GB/T211-2007煤中全水分测定方法》中规定的程序来进行煤样采集，尽量减少外界因素对煤中全水分含量带来的影响[10]。其次，在采用直接测定法对煤样中的全水分含量进行测定时，要保证储存煤样的容器的密封性，控制煤样与外界空气的接触，保持煤样中的原水分含量在测定前和测定过程中都不会发生变化。第三，在进行煤样全水分测定的过程中，操作一定要迅速，否则很容易造成煤中全水分含量的变化。另外，采样人员在制备煤样时，要尽量选取破碎缩分机来一次性完成解粒，这是缩短煤样制备时间，保持煤样中全水分含量的重要途径。4结论：综上所述，对煤中全水分含量的测定，是煤质研究工作和煤炭加工利用当中的重要研究内容，是一项具有重要意义的研究课题。本文以直接测定法测定粒度在25mm左右的煤样全水分，并同13mm左右和6mm左右的煤样全水分含量进行了比较分析，测定结果中显示煤样的粒度越小，全水分含量就越低，因此，直接测定法测定煤样中的全水分含量是具有可行性的。另外，本文还总结了在煤样全水分测定过程中应该注意的事项，并提出了几点建议。参考文献：[1]薛玉峰，王刚仁.测定煤中全水分两种国家标准方法的比较[D].山东省金属学会理化检验学术委员会理化检验学术交流会论文集，2009.[2]梁瑞昌，邓霞，徐刚.煤中全水分快速测定方法试验[J].现代商检科技，2010，12（25）：89-97.[3]张亚楠，杨海龙，段云龙.煤中全水分测定方法国家标准（GB211-87）修订说明[J].煤质技术，2013，6（02）：108-110.[4]袁晓鹰，鞠溯.ISO和GB标准煤炭全水分测定报告值确定的探讨[J].煤质技术，2011，7（15）：97-102.[5]滕农，陈祥，际书建.用微波技术快速测定燃煤全水分试验研究[J].电力环境保护，2011，11（08）：291-294.[6]于之英，郗金玉.关于全水分煤样制备与燃煤全水分测定的探讨[J].内蒙古石油化工，2009，12（20）：178-180.[7]