煤炭灰分测定准确度影响因素探究

煤炭灰分测定准确度影响因素探究

李道来

李道来

广西壮族自治区民用燃料及气体产品质量检验站，广西南宁530007

摘要：煤炭中的灰分的测定过程中，温度的高低和对它的控制、温度停留时间的控制和升温速率的控制、煤炭样品的称量是否准确、残留下的渣的吸水性以及炉温的校准等因素均会影响到灰分测定的准确度，为此，需要严格根据国家相关标准和要求，规范操作者的操作以及做好仪器选择、器具检定、炉温校准等工作，防范影响煤炭灰分测定准确度的各种因素，才能够不断提高煤炭灰分测定准确度。

关键词：煤炭；灰分测定；准确度；影响因素；措施

一、绪论

在煤质的化验当中，对煤炭灰分的测定是一种较为常规的测定项目,尽管常规，但是它的测定却成了煤质评价的关键性指标。然而，由于它的平常，再加上对其测定的操作比较简易，往往容易被一些操作人员所轻视,导致操作的最终准确性常被一些化验室所忽略。本人结合自身多年的工作经验,对煤炭灰分的测定进行论述,探究影响测定准确度的因素，并提出针对影响因素所应当采取的经验措施，希望能够进一步提高煤炭灰分测定的准确度，降低影响因素。

二、煤炭内灰分指标的重要性

煤炭的灰分产率尽管作为工业分析的常规性指标,可对贸易的计价、煤质的评价以及材料的加工和利用等有着非常重要的意义：

（一）煤炭内的灰分直接影响着煤炭的发热量，比如，灰分的含量减少发热量就会升高，相反则会降低。如果是做为供应能源的有机化石矿物,那么灰分低就相当于提高了它的工业加工和利用的价值。

（二）根据国内现行的地矿业DZ/T0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》准则的规定，对煤炭的资源量进行估算，灰分的最高限定在40%,所以对煤炭内灰分测定的准确与否，最终关系到在煤田的地质勘测当中直接影响着对资源量估算的准确与否。

(三)灰分值也是我国当前GB/T5751-2009《中国煤炭分类》中关于煤炭分类标准的基础性指标,尽管灰分不是直接做为评定分类的,可是用于评定分类的煤炭样品一定需要最先满足灰分Ad不能够大于10%,如果超过10%就必须先对其进行减灰处理，然后才能够进行透光率、氢元素、胶质层指数、黏结指数、挥发分等项目的试验，最后才可以根据GB/T5751-2009《中国煤炭分类》标准进行分类。

此外，在煤质化验指标当中，灰分测值还是其它项目测试结果基准转换的基础性指标；在煤炭贸易当中，煤炭灰分Ad指标往往用来施行货款结算、按质定价和评定质量等级等的关键性指标；在对煤炭加工和利用当中,灰分指标还常常决定着它被加工的效果评定以及利用的方向。

三、影响煤炭灰分产率测定准确度的因素

我国明确规定，煤炭行业应当严格依照GB/T212-2008《煤的工业分析方法》中的规定方法与程序对煤炭的灰分产率进行测定。方法规定如下:首先称取一定数量的干燥煤炭样,然后放到马弗炉当中,紧接着按一定的速度加热至(815±10）摄氏度，最后将其灰化并且保证其灼烧后的质量已恒定不变，进而按残留物体的质量占煤炭样质量的百分比做为煤炭样的灰分。

在GB/T212-2008《煤的工业分析方法》里的测试方法中提到了快速灰化法与缓慢灰化法，而这里主要采用缓慢灰化法进行煤炭灰分的测定探究。通过以上方法的测定，发现影响煤炭灰分产率测定准确度的因素有：

(一)温度的高低和对它的控制影响到灰分测定的准确度。让煤炭样在规定的时间和温度控制下完成完全燃烧，温度就成了影响的主要因素，因为需确保在马弗炉里的温度在三十分钟的时间之内从低于一百摄氏度的情况下缓慢升温到五百摄氏度，而且将此温度保持三十分钟,最后确保确保温度最终升至(815±10摄氏度，所以这一个阶段的控制相当重要，因为在这一过程中，有机质可以实现完全燃烧，但是由于温度控制的高低和时间差异，这就造成了所残留的灰的不同：当在815摄氏度条件下,可以让碳酸盐实现完全分解，但硫酸盐却不能分解；倘若测定的温度在1000摄氏度之上，那么硫酸盐就会逐渐开始分解，而温度超过1350摄氏度时，煤炭灰中的碳酸盐就会完全分解。

(二)温度停留时间的控制和升温速率的控制也会影响到灰分测定的准确度。为了能够测到科学可靠的煤炭灰分产率,那么就一定要让碳酸盐分解完全、黄铁矿氧化完全，可是在这过程中又要非常注意，一定要阻止碳酸盐分解后生成的氧化钙与黄铁矿氧化后生成的三氧化硫之间产生化学反应，因为该反应会影响到煤炭灰分是否完全燃烧，所以一定要将这个化学反应降到最低。为此，升温度停留时间的控制和升温速率的控制非常关键，它们会影响到碳酸盐分解后生成的氧化钙与黄铁矿氧化后生成的三氧化硫之间反应最终留下硫的多少。经过多年的实验得到:在升温的初期时间对煤炭灰分测定准确度的影响比较大，而升温的速率越快，需要的时间越短，那么测定的煤炭灰分越高；反之，升温的速率越慢，需要的时间越长，那么测定的煤炭灰分越低,测得的煤炭灰分也越接近标准值。

(三)煤炭样品的称量是否准确也会影响到灰分测定的准确度。能够获得准确度高的煤炭灰分测值,煤炭样品的称量也较为重要。我们一定要确保天平的精度和准确度符合工商部门的检定。在称量煤炭样品的时候应当作到准确和快捷；在称量煤炭样品时应当足量，不可过多也不可过少，如果称取的量过少，那么就会让样品的代表性变差，如果称取的量过多，那么就会让灰皿底部平摊的煤炭样品过厚，不容易完全烧透，最终导致煤炭灰分测值变高。

(四)入炉灰化之后，残留下的渣的吸水性也会影响到灰分测定的准确度。经过完全灼烧之后，残留下的渣，也就是煤炭会，它会吸取空气当中的水分,尤其天气潮湿的时候，湿度较大，容易影响最终残留下物的重量。所以，煤炭灰自马弗炉内取出之后，在空气当中置留时间的长短会一定程度上影响着煤炭灰分测定的准确度。实验证明：当残留下的灰渣在空气当中放置的时间越短，煤灰吸取空气当中的水分就会越少，造成的结果就会越可靠,产生的准确度就越高。

(五)炉温的校准也会影响到测试的结果，间接影响到灰分测定的准确度。如果马弗炉内的工作温度过低,那么就会让煤炭样品里的黄铁矿氧化得不完全，尤其造成碳酸盐分解得不完全，进而造成灰分测值过高,最终所得的准确度降低；如果马弗炉内的工作温度过偏高,则会使得硫酸盐乃至碳酸盐实现完全分解，进而造成灰分测值过低,同样降低了测定的准确度。在实践中时常发现，在马弗炉内工作的真实温度与仪表所显示的温度时有误差,有时差异还很大，所以马弗炉内真实的温度和恒温区的温度一定要定期经过专业部门进行校检。

四、防范影响煤炭灰分测定准确度因素的措施

（一）在加热初期，温度从常温升到500摄氏度这个阶段，一定要保证升温的时间尽可能地控制在三十分钟到四十分钟之间。其次，选用的马弗炉应当自带有烟囱,以便于对外通氧、对内排出分解的二氧化硫。在升温的过程中还应该将马弗炉的炉门留足1.5厘米的缝隙,当升温的速度过快,则可将炉门的缝隙再留大一点。

(二)按照GB/T212-2008《煤的工业分析方法》中的规定,在称量煤炭样品的时候，应当称取粒度不超过0.02l厘米的空气干燥煤样品,并且将其称样重量控制在(1±0.1)克,而且尽可能地将其均匀地摊平放在灰皿底部,让它在每平方厘米的质量小于0.15克。其次，在称量样品之前，一定要把煤炭样瓶内的样品整体充分搅拌,让取出的煤炭样品尽可能的混合均匀，之后再称量。

(三)经过完全灼烧灰化之后的煤灰，可以先将它放置在空气当中冷却五分钟,然后立即将其移入到干燥的器具当中,接着将它冷却到常温，最后进行称量。倘若遇到了潮湿的天气,那么就采取缩短冷却时间的方法，避免煤灰吸取过多的水分,以确保测定的准确度。

(四)炉温的校准一定要定期由专业部门检定。每次进行的检定校准，除了校验马弗炉内的工作温度是否符合GB/T212-2008《煤的工业分析方法》标准和要求之外,亦需圈出马弗炉内的恒温区,以确保试验的样品在装入皿架之后准确地放置在恒温区。

(五)当前，在市场上提供的马弗炉和控温仪器名目繁多,有的是各行各业均通用的,有的是专用的。考虑到测定煤焦产品的特殊性,建议操作者还是采用由专业厂家供应的煤炭测试仪器，并且马弗炉务必自带有烟囱，并配套有符合GB/T212-2008《煤的工业分析方法》标准和要求的时间提示、温度控制、升温程序、等的温度控制仪器。

五、结语

煤炭中的灰分的测定尽管并不复杂,可是该项指标十分重要,我们绝对不能轻视，一定要严格根据国家相关标准和要求，规范操作者的操作以及做好仪器选择、器具检定、炉温校准等工作，防范影响煤炭灰分测定准确度的各种因素，才能够不断提高煤炭灰分测定准确度。

参考文献

[1]张晏武.缓慢灰分测定与快速灰分测定之间的关系[J].煤炭技术.2010，（03）

[2]穆海军.影响煤的灰分测定准确度的因素[J].技术与市场.2013，(11)

[3]邓丽芬．提高煤炭灰分测定准确度的有效途径[J]．技术与市场.2014，(06)