煤质分析基础知识

煤质分析基础知识

煤质分析概述

煤质分析是矿业工程术语，为了解煤的质量和燃烧特性，用物理和化学的方法对煤样进行的化验和测试工作。其主要目的是为有关设备和工艺过程的设计和运行提供依据的基础性工作。

环保要求

煤质分析也是环保要求的重要组成部分，通过煤质分析可以了解煤的硫分、灰分等环保指标，为环保措施的制定提供依据。

评价煤质

煤质分析是评价煤质的基本手段，通过煤质分析可以了解煤的成分、特性、燃烧性能等，为煤的合理利用提供依据。

指导生产

煤质分析可以指导煤炭的生产、加工、运输、储存和使用，提高煤炭的利用率和经济效益。

煤质分析的历史与发展

早期的煤质分析主要依靠经验，方法简单，精度较低，难以满足工业需求。随着科技的不断发展，煤质分析技术不断提高，分析方法和仪器设备也不断更新，分析精度和效率都得到了很大提高。未来煤质分析将更加注重快速、准确、自动化和智能化等方面的发展，以满足煤炭工业日益增长的需求。

煤质分析的方法与技术

物理方法

• 筛分分析：根据煤的粒度大小进行分级，测定煤的粒度组成，了解煤的粉碎特性和筛分效率。
• 硬度测定：采用硬度计测定煤的硬度，反映煤的机械强度和磨损特性，指导煤炭的破碎和磨碎工艺。
• 密度测定：通过测量煤的密度，了解煤的密度分布情况，为煤的储存、运输和燃烧提供基础数据。
• 光学性质测定：利用光学仪器测定煤的折射率、反射率等光学性质，判断煤的煤化程度、煤岩组分等。

化学方法

• 工业分析：测定煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标，反映煤的燃烧、气化、焦化等特性。
• 煤岩分析：通过显微镜等技术手段，观察煤的岩相组成，判断煤的成因、煤化程度以及煤的工业利用价值。
• 灰成分分析：对煤的灰分进行进一步分析，了解灰中各组分的含量和性质，为煤灰的利用和处理提供依据。
• 元素分析：测定煤中碳、氢、氧、氮、硫等主要元素的含量，了解煤的化学组成和燃烧特性。

常规煤质分析项目

水分测定

• 定义：水分是指在规定条件下煤样失去的水分，包括外在水分和内在水分。
• 测定方法：常用的测定方法有干燥法和热解重法。
• 影响因素：煤的粒度、温度、时间等均可影响水分测定结果。
• 重要性：水分是评价煤质的重要指标之一，影响煤的发热量、灰分等指标。

灰分测定

• 定义：灰分是指煤中可燃物质完全燃烧后所留下的固体残渣。
• 测定方法：常用的测定方法有马弗炉法和快速灰化法。
• 影响因素：煤的粒度、灰化温度、灰化时间等均可影响灰分测定结果。
• 重要性：灰分是评价煤质的重要指标之一，反映煤中无机物的含量。

挥发分测定

• 定义：挥发分是指煤在规定条件下隔绝空气加热，并逸出的气体和液体（此时为蒸汽状态）的总和。
• 测定方法：常用的测定方法有热解重法和蒸馏法。
• 影响因素：煤的粒度、加热温度、加热时间等均可影响挥发分测定结果。
• 重要性：挥发分是评价煤质的重要指标之一，反映煤的变质程度和工艺性质。

固定碳测定

• 定义：固定碳是指煤中除去水分、灰分和挥发分后的剩余部分，是煤中有机质的主要成分。
• 测定方法：常用的测定方法有间接定碳法和硝酸处理-烧碱石棉吸收重量法。
• 影响因素：煤的粒度、灰分、挥发分等均可影响固定碳测定结果。
• 重要性：固定碳是评价煤质的重要指标之一，反映煤的含碳量和热值。

特种煤质分析项目

硫分测定

• 定义：煤中硫的含量，通常用百分数表示，是评价煤质的重要指标之一。
• 测定方法：将煤样经过高温灼烧，使其中的硫分转化为二氧化硫等气体，再通过测量气体的含量反推出煤中的硫分含量。
• 检测仪器：使用DR5000、DR890/DR2800、DR2700、DR3900等硫化物检测仪器，可准确检测煤中硫化物含量。

发热量测定

• 定义：单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量，通常用大卡或兆焦表示，是评价煤质的重要指标之一。
• 测定方法：使用发热量仪器，如热量计，可准确测量煤的发热量。通常采用绝热式热量计法，即在一定条件下让煤样完全燃烧，测量其产生的热量并计算发热量。

粘结指数测定

• 定义：煤在高温下粘结成块的能力，是评价煤质的重要指标之一，通常用于炼焦行业。
• 测定方法：采用罗加指数测定法，即在一定条件下将煤样与标准无烟煤混合后加热，测量其粘结成块的能力。
• 影响因素：煤的粘结指数受煤化程度、煤岩成分、煤中矿物质等多种因素影响。

煤质分析的操作流程

采样与制样

• 采样方法：根据煤的品种、来源和用途，确定合适的采样方法，确保煤样具有代表性。
• 制样过程：将采集的煤样进行破碎、筛分、混合、缩分等处理，制备成符合试验要求的煤样。
• 样品保存：对制备好的煤样进行密封保存，防止因受潮、氧化等因素影响煤质。

化验与测试

• 常规分析测试：煤的水分、灰分、挥发分、固定碳等常规指标，以了解煤的基本性质。
• 特种分析：根据工艺需求，进行煤的硫分、发热量、灰熔融性、结焦性等特殊性质的测试。
• 测试方法：按照国家标准或行业标准规定的测试方法进行测试，确保测试结果的准确性和可靠性。

结果分析与报告

• 数据分析：对测试结果进行统计分析，判断煤的质量和燃烧特性。
• 结果报告：将测试结果按照规定的格式和要求，编写成煤质分析报告，供相关部门和人员参考和使用。
• 报告审核：对煤质分析报告进行审核，确保其准确性和可靠性，并对不符合规定的报告进行修正。

煤质分析的应用领域

煤炭行业

• 煤炭分类及质量评价：通过煤质分析，可以将煤炭按照不同的分类体系进行分类，并评价其质量等级，为煤炭的采购、销售和使用提供基础数据。
• 煤炭加工与利用：煤质分析是煤炭加工和利用的重要环节，包括煤炭的洗选、配煤、焦化、气化等过程，都需要根据煤质分析数据进行调整和优化。
• 煤炭燃烧及环保：煤质分析可以了解煤炭的燃烧特性，为锅炉等燃烧设备提供合适的煤种，同时还可以通过煤质分析数据预测和控制燃烧产生的污染物排放，保护环境。

电力行业

• 发电效率及能耗：煤质直接影响发电效率和能耗，通过煤质分析可以优化锅炉燃烧过程，提高发电效率，降低能耗。
• 锅炉安全运行：煤质分析可以及时发现煤中杂质和有害元素，避免锅炉结焦、积灰和腐蚀等问题，保障锅炉安全运行。
• 环保合规：电力行业是国家环保重点关注的行业之一，通过煤质分析可以确保燃煤电厂的污染物排放符合国家环保标准，避免环保违规。

化工行业

• 节能减排：化工行业的能源消耗和污染物排放都很大，通过煤质分析可以优化用煤方案，提高煤炭利用率，减少能源消耗和污染物排放。
• 原料煤选择：化工行业中，煤是重要的化工原料之一，通过煤质分析可以了解煤的化学成分和工艺特性，为选择合适的原料煤提供依据。
• 生产工艺优化：在化工生产过程中，煤质的变化会影响产品的质量和产量，通过煤质分析可以及时调整生产工艺参数，保证产品质量和产量稳定。

煤质分析中的注意事项

样品处理

• 样品代表性：采样时应严格按照规定的方法和比例进行，确保样品能代表整个煤堆或煤层的质量。
• 样品储存：样品应储存在干燥、通风、无化学物质污染的地方，防止样品受潮、氧化或混入其他杂质。
• 样品制备：样品制备过程中应避免过度粉碎或混合，以免改变其原有的物理和化学性质。

化验安全

• 防护装备：化验人员应佩戴防护眼镜、口罩、手套等防护装备，防止煤尘、有害气体和化学物质对身体的伤害。
• 操作规范：化验过程中应严格遵守操作规程，确保试验的安全和准确性。对于易燃、易爆、有毒的样品，应在特定的环境下进行操作。
• 废弃物处理：化验产生的废弃物应妥善处理，避免对环境造成污染。