邱美瑜

在煤炭質(zhì)量化驗(yàn)工作中，灰分測(cè)定是基礎(chǔ)項(xiàng)目，是進(jìn)行煤質(zhì)評(píng)價(jià)、加工利用、銷售計(jì)價(jià)等方面的重要指標(biāo)。同一煤種，灰分含量越低，發(fā)熱量就越高。反之，灰分含量越高，發(fā)熱量就越低。作為提供能源的有機(jī)化石礦物，煤炭灰分越高，其工業(yè)利用價(jià)值就越低，煤炭?jī)r(jià)格也就越低。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T212～2008中，煤炭灰分測(cè)定方法有緩慢灰化法（仲裁法），和快速灰化法，其中快速灰化法測(cè)定時(shí)煤樣易爆燃，容易導(dǎo)致試驗(yàn)作廢。該方法相對(duì)少用，本文針對(duì)緩慢灰化法，對(duì)低硫煤灰分測(cè)定過(guò)程中在500℃停留30min與不停留30min的測(cè)定方法進(jìn)行對(duì)比，從而選擇精準(zhǔn)有效的測(cè)定方法。

一、煤炭灰分測(cè)定原理

煤炭的灰分不是煤炭中固有的成分，而是煤炭在規(guī)定條件下完全燃燒后的殘留物，是煤炭中礦物質(zhì)在一定條件下經(jīng)過(guò)一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)而形成的，是煤炭中礦物質(zhì)的衍生物。

灰分測(cè)定的主要化學(xué)反應(yīng)如下。

1.粘土和頁(yè)巖礦物質(zhì)失去結(jié)晶水

4. 與煤中有機(jī)物結(jié)合的金屬元素氧化成金屬氧化物

慢灰的測(cè)定依據(jù)是根據(jù)煤中黃鐵礦和有機(jī)硫與碳酸鈣不同的熱分解溫度來(lái)制定的，這樣可以避免SO3與CaO重新結(jié)合生成硫酸鈣（CaSO4）而固定下來(lái)使灰分偏高。

二、影響煤灰分測(cè)定結(jié)果的主要因素

從煤炭灰分測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)中可以看出，引起煤炭灰分測(cè)定誤差的主要因素有三個(gè)，一是黃鐵礦的氧化程度；二是碳酸鹽（主要是方解石）分解程度；三是灰中固定的硫的多少。

三、提高煤炭灰分測(cè)定精準(zhǔn)度的措施

為了測(cè)定可靠的灰分產(chǎn)率，減少誤差，必須使煤炭中黃鐵礦氧化完全，方解石分解完全，三氧化硫和氧化鈣間的反應(yīng)降低到最低程度。筆者認(rèn)為，具體可以采取以下措施：1.采用慢速灰化法測(cè)定，使煤炭中硫化物在碳酸鹽分解前就完全氧化并排出，避免碳酸鈣生成。2.煤炭灰化過(guò)程中，要始終保持良好的通風(fēng)狀態(tài)，使硫氧化物在碳酸鹽一經(jīng)生成就及時(shí)排出。因此要求馬弗爐裝有煙囪，在爐門(mén)上有通風(fēng)眼或?qū)t門(mén)開(kāi)啟一小縫，使?fàn)t內(nèi)空氣可自然流通。3.在灰分測(cè)定過(guò)程中，煤樣在灰皿中要鋪平（0.15g/cm2），以避免局部過(guò)厚，一方面避免燃燒不完全，另一方面可防止底部煤樣中硫化物生成的二氧化硫被上部碳酸鹽分解生成的氧化鈣固定。4.在足夠高（>800℃）的溫度下燃燒足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以保證碳酸鹽完全分解及二氧化碳完全排出。5.天湖山礦區(qū)的煤炭為特低硫無(wú)煙煤（硫含量在0.2%左右），基本不含硫鐵礦，硫基本是以有機(jī)硫的形式存在的，煤中有機(jī)硫在500℃以前就基本上氧化完全，生成SO2排出，基本不會(huì)與碳酸鹽的分解物生成硫酸鹽。因此，公司煤炭灰分測(cè)定過(guò)程中，在500℃停留30min或是不停留30min，灰分結(jié)果無(wú)明顯偏向，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T212-2008中灰分測(cè)定的重復(fù)性限要求。

四、煤炭灰分測(cè)定實(shí)驗(yàn)

筆者選擇不同灰分級(jí)別的煤樣48個(gè)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T212-2008中緩慢灰化法分二次進(jìn)行測(cè)定，一次在500℃時(shí)停留30分鐘（方法A），一次在500℃時(shí)不停留30分鐘（方法B），兩種方法測(cè)定都進(jìn)行重復(fù)測(cè)定。（見(jiàn)附表）

五、煤炭灰分測(cè)定方法結(jié)果選擇

通過(guò)試驗(yàn)，筆者認(rèn)為，低硫煤的灰分測(cè)定方法可以選擇緩慢灰化法中的在500℃時(shí)不停留30min（方法B）這種方法，具有節(jié)電節(jié)時(shí)減少工作量的效果。 1.減少用電量：日常灰分測(cè)定時(shí)需使用2臺(tái)4千瓦的馬弗爐，如果每臺(tái)馬弗爐每天減少用電30min，每天可節(jié)省電量4千瓦/時(shí)。2.減化操作步驟：使用該種測(cè)定方法，煤炭化驗(yàn)人員在化驗(yàn)過(guò)程中，在500℃時(shí)不必對(duì)控溫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整及計(jì)時(shí)，既可避免因溫度控制不好和時(shí)間控制不準(zhǔn)確影響測(cè)試結(jié)果，又可減輕工作量。3.縮短測(cè)定時(shí)間：使用該種方法，每天的灰分測(cè)定同期可減少30min，在較短的時(shí)間內(nèi)可及時(shí)得出化驗(yàn)數(shù)據(jù)，為煤炭銷售提供依據(jù)。

在當(dāng)前煤炭市場(chǎng)不容樂(lè)觀的特殊時(shí)期，很多公司與用戶均采用“以質(zhì)計(jì)價(jià)”的銷售方式，灰分測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確與否將直接影響供需雙方的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前煤炭客戶對(duì)煤質(zhì)要求越來(lái)越高，需快速準(zhǔn)確提供煤炭質(zhì)量情況，通過(guò)這種測(cè)定方法既可以減少企業(yè)用人，提高工作效率，也可為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

李英華.煤質(zhì)分析應(yīng)用技術(shù)指南[M].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

（作者單位：福建省天湖山能源實(shí)業(yè)有限公司）