煤質分析方法與技巧

1. 如何提高煤質分析准確性

在對煤炭進行檢查的過程中，要控制好檢驗數據的精度。工作人員進行煤質檢驗主要有兩項主要內容：採集煤炭樣品、進行煤炭化驗工作。檢驗人員通過對不同的煤炭的種類進行各種項目的化驗，為今後的使用提供基礎數據支持，這些數據可以顯示煤炭的質量，為保證煤質的檢驗結果提供了可靠性、真實性，具體操作如下。
1.1對於質檢人員來說，科學的工作作風是必備的素質
在煤炭質檢的具體操作中質量檢驗人員時非常重要的，煤炭分析的結果是否准確對質檢部門有著很大的影響，檢驗結果的精確性對影響用戶、煤礦企業有著很重要的意義。在進行檢查的過程中，質檢人員要盡量減少失誤，不能出現合格產品弄錯的現象，如果出現這種問題就要進行再次的分析，作為工作人員要具備嚴謹的工作作風，要對檢驗工作負責，提高煤質檢驗的准確度和精確度。
1.2嚴格按照國際標准採取和制備煤樣
在煤質檢驗的過程中，樣品在其中起著非常重要的作用，如果樣品出現了問題那麼之後的工作也會出現很大的問題，樣品是檢驗的源頭。在對煤炭進行質量檢查時要國際的標准來進行，由於煤炭是一種不均勻的物質，採取科學、准確的檢驗設備才能確保檢驗的數據是非常精確的。通過對樣品進行煤質的檢驗我們可以全面的了解產品的質量。如果採取的樣品不能很好的反應全部產品真實質量那麼對樣品的檢驗就失去了意義。在對商品煤樣進行取樣的時候，要確保樣品的采樣和采樣位置，在進行采樣時要確保幾個基本過程，要做好破碎、混勻等空氣平衡，確保煤樣設備系統粒度和質量之間的關系，為了確保煤樣合格，在進行操作中要符合國際標准。
1.3盡量減少分析過程中的誤差
實驗檢驗人員對煤質進行檢驗時一般通過兩種方式來對煤炭的質量進行測試：物理和化學的方式，實驗的主要條件是各種儀器、儀表、各種化學試劑，為了盡量降低分析過程中的誤差要對儀器進行定期的校正。但是就目前我國的情形我國的煤炭分析沒有統一的檢驗標准，這就給檢驗工作帶來了一定的困難，另外，市場上煤質分析儀器樣式不同，從而耽誤了測試工作的進行。比如拿發熱量測定儀來說不同廠家生產的產品是不同的，如果在使用的過程中儀器的配件損壞了，就只能與該生產廠家聯系，廠家把配件寄過來，才能解決問題否則因為儀器的故障測試工作就只能被迫停止了。針對這一現實問題，測試單位購進生產廠家的發熱量測定儀時，必須購置全套煤炭化驗儀器設備，在一定程度上保證了測定儀器的正常使用。
鶴壁華諾煤炭化驗設備廠家生產的每台量熱儀都會經過鶴壁市質量技術監督局檢測並出具質量檢測報告，請放心使用！

2. 煤炭中的灰分是怎樣檢測的

灰分就是完全燃燒後的殘渣，檢驗說白了就是燒完以後稱重

兩種測定煤中灰分的方法，即緩慢灰化法和快速灰化法。緩慢灰化 法為仲裁法；快速灰化法可作為例常分析方法。
3.1 緩慢灰化法 www.meijiaofenxi.com
3.1.1 方法提要
稱取一定量的空氣乾燥煤樣，放入馬弗爐中，以一定的速度加熱到815±10 ℃，灰化並灼燒到質量恆定。以殘留物的質量占煤樣質量的百分數作為灰分產率。
3.1.2 儀器、設備
3.1.2.1 馬弗爐：能保持溫度為815±10℃。爐膛具有足夠的恆溫區。爐後壁的上 部帶有直徑為25～30mm的煙囪，下部離爐膛底20～30mm處，有一個插熱電偶 的小孔，爐門上有一個直徑為20mm的通氣孔。
3.1.2.2 瓷灰皿：長方形，底面長45mm，寬22mm，高14mm(見圖4)。
3.1.2.3 乾燥器：內裝變色硅膠或無水氯化鈣。
3.1.2.4 分析天平：感量0.0001g。
3.1.2.5 耐熱瓷板或石棉板：尺寸與爐膛相適應。
3.1.3 分析步驟
3.1.3.1 用預先灼燒至質量恆定的灰皿，稱取粒度為0.2mm以下的空氣乾燥煤樣1 ±0.1g，精確至0.0002g，均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質量不超過 0.15g。
3.1.3.2 將灰皿送入溫度不超過100℃的馬弗爐中，關上爐門並使爐門留有15mm 左右的縫隙。在不少於30min的時間內將爐溫緩慢升至約500℃，並在此溫度下保持 30min。繼續升到815±10℃，並在此溫度下灼燒1h。
3.1.3.3 從爐中取出灰皿，放在耐熱瓷板或石棉板上，在空氣中冷卻5min左右，移 入乾燥器中冷卻至室溫(約20min)後，稱量。
3.1.3.4 進行檢查性灼燒，每次20min，直到連續兩次灼燒的質量變化不超過0.001g 為止。用最後一次灼燒後的質量為計算依據。灰分低於15%時，不必進行檢查性灼 燒。
煤中灰分的測定方法
3.2 快速灰化法 ，
本標准包括兩種快速灰化法：方法A和方法B。
3.2.1 方法A
3.2.1.1 方法提要
將裝有煤樣的灰皿放在預先加熱至815±10℃的灰分快速測定儀的傳送帶 上，煤樣自動送入儀器內完全灰化，然後送出。以殘留物的質量占煤樣質量的百分 數作為灰分產率。
3.2.1.2 專用儀器：快速灰分測定儀(見附錄A)
3.2.1.3 分析步驟
a.將灰分快速測定儀預先加熱至815±10℃。
b.開動傳送帶並將其傳送速度調節到17mm/min左右或其他合適的速度。
c.用預先灼燒至質量恆定的灰皿，稱取粒度為0.2mm以下的空氣乾燥煤樣0.5 ±0.01g，精確至0.0002g，均勻地攤平在灰皿中。
d.將盛有煤樣的灰皿放在灰分快速測定儀的傳送帶上，灰皿即自動送入爐中。
e.當灰皿從爐內送出時，取下，放在耐熱瓷板或石棉板上，在空氣中冷卻5min 左右，移入乾燥器中冷卻至室溫(約20min)後，稱量。
3.2.2 方法B
3.2.2.1 方法提要
將裝有煤樣的灰皿由爐外逐漸送入預先加熱至815±10℃的馬弗爐中灰化並 灼燒至質量恆定。以殘留物的質量占煤樣質量的百分數作為灰分產率。
3.2.2.2 儀器、設備：同3.1.2條。
煤中灰分的測定方法
3.2.2.3 分析步驟
a.用預先灼燒至質量恆定的灰皿，稱取粒度為0.2mm以下的空氣乾燥煤樣1± 0.1g，精確至0.0002g，均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質量不超過0.15g。 盛有煤樣的灰皿預先分排放在耐熱瓷板或石棉板上。
b.將馬弗爐加熱到850℃，打開爐門，將放有灰皿的耐熱瓷板或石棉板緩慢地 推入馬弗爐中，先使第一排灰皿中的煤樣灰化。待5～10min後，煤樣不再冒煙時， 以每分鍾不大於2mm的速度把二、三、四排灰皿順序推入爐內熾熱部分(若煤樣著 火發生爆燃，試驗應作廢)。 
c.關上爐門，在815±10℃的溫度下灼燒40min。
d.從爐中取出灰皿，放在空氣中冷卻5min左右，移入乾燥器中冷卻至室溫(約 20min)後，稱量。
e.進行檢查性灼燒，每次20min，直到連續兩次灼燒的質量變化不超過0.001g 為止。用最後一次灼燒後的質量為計算依據。如遇檢查灼燒時結果不穩定，應改用 緩慢灰化法重新測定。灰分低於15%時，不必進行檢查性灼燒。
3.3 分析結果的計算
空氣乾燥煤樣的灰分按式(4)計算：

式中Aad——空氣乾燥煤樣的灰分產率，%；
m1——殘留物的質量，g；
m——煤樣的質量，g。

3. 煤化指標與煤質分析

一、煤級分析中的有關概念

煤的工業分類即煤的分類主要是依據煤級，而煤級劃分的依據是煤質指標，特別是一些關鍵的煤質指標。一些煤質指標即煤化程度指標在前面已經做過介紹，本節將圍繞煤的工業分類對一些煤級指標的獲得做概略介紹(煤質學和煤化學已是獨立的學科)。

「基」是表示化驗結果是以什麼狀態下的煤樣為基礎而得出的，煤質分析中常用的「基」有空氣乾燥基、乾燥基、收到基、乾燥無灰基、乾燥無礦物質基。在新舊標准中，「基」採用的符號不同(表7-1)。

表7-1 新舊標准中各種基採用的符號對照

空氣乾燥基是指以與空氣濕度達到平衡狀態的煤為基準，表示符號為 ad(air dry ba-sis); 乾燥基是指以假想無水狀態的煤為基準，表示符號為 d(dry basis); 收到基是指以收到狀態的煤為基準，表示符號為 ar(as received); 乾燥無灰基是指以假想無水、無灰狀態的煤為基準，表示符號為 daf(dry ash free); 乾燥無礦物質基是指以假想無水、無礦物質狀態的煤為基準，表示符號為 dmmf(dry mineral matter free)。

可以看出，新的 「基」是用英文名詞的開頭字母表示的，而舊 「基」是用漢語拼音的字頭表示。

二、主要的煤化指標

煤化指標是通過煤的工業分析獲得的。工業分析也叫技術分析或實用分析，包括煤中水分、灰分和揮發分的測定及固定碳的計算。煤的工業分析是了解煤質特性的主要指標，也是評價煤質的基本依據，根據工業分析的各項測定結果可初步判斷煤的性質、種類和各種煤的加工利用效果及其工業用途。

煤化程度指標簡稱煤化指標，又稱煤級指標。由於煤化作用是個復雜的過程，不同煤化階段中各種指標變化的顯著性各不相同，因此對於一定煤化階段往往具有不同的煤化程度指標(表7-2)。

表7-2 常用煤級指標在不同煤級階段的變化情況

注:①各指標測值的變化范圍按煤級增加的方向排列;②規律性差。(據楊起等，1988)

有關煤的化學組成和煤的元素已在第六章中介紹，這里僅就煤質分析中的一些關鍵指標如水分、灰分、揮發分、鏡質體反射率等做簡略介紹。

1.水分

水分是一項重要的煤質指標，它在煤的基礎理論研究和加工利用中都具有重要的作用。

在現代煤炭加工利用中，有時水分高反是一件好事，如煤中水分可作為加氫液化和加氫氣化的供氫體。在煤質分析中，煤的水分是進行不同基的煤質分析結果換算的基礎數據。可以根據煤的水分含量來大致推斷煤的變質程度。

2.灰分

煤的灰分不是煤中的固有成分，而是煤在規定條件下完全燃燒後的殘留物。它是煤中礦物質在一定條件下經一系列分解、化合等復雜反應而形成的，是煤中礦物質的衍生物。它在組成和質量上都不同於礦物質，但煤的灰分產率與礦物質含量間有一定的相關關系，可以用灰分來估算煤中礦物質含量。煤中礦物質來源有三，一是「原生礦物質」，即成煤植物中所含的無機元素;二是「次生礦物質」，即煤形成過程中混入或與煤伴生的礦物質，三是「外來礦物質」即煤炭開采和加工處理中混入的礦物質。煤中存在的礦物質主要包括黏土或頁岩、方解石(碳酸鈣)、黃鐵礦或白鐵礦以及其他微量成分，如無機硫酸鹽、氯化物和氟化物等。

煤中灰分是另一項在煤質特性和利用研究中起重要作用的指標。在煤質研究中由於灰分與其他特性，如含碳量、發熱量、結渣性、活性及可磨性等有程度不同的依賴關系，因此可以通過它來研究上述特性。由於煤灰是煤中礦物質的衍生物，因此可以用它來算煤中礦物質含量。此外，由於煤中灰分測定簡單，而它在煤中的分布又不易均勻，因此在煤炭采樣和制樣方法研究中，一般都用它來評定方法的准確度和精密度。在煤炭洗選工藝研究中，一般也以煤的灰分作為一項洗選效率指標。

3.揮發分

煤樣在規定的條件下，隔絕空氣加熱，並進行水分校正後的揮發物質產率即為揮發分。

煤的揮發分主要是由水分、碳氫的氧化物和碳氫化合物(以CH₄為主)組成，但煤中物理吸附水(包括外在水和內在水)和礦物質二氧化碳不屬揮發分之列。

工業分析中測定的揮發分不是煤中原來固有的揮發性物質，而是煤在嚴格規定條件下加熱時的熱分解產物，改變任何試驗條件都會給測定結果帶來不同程度的影響。

影響揮發分測定結果的主要因素是加熱溫度、加熱時間、加熱速度，此外試驗設備的型式和大小，試樣容器的材質、形狀和尺寸以及容器的支架都會影響測定結果，即測定結果取決於所規定的試驗條件，因此說它是一個規范性很強的試驗項目。

煤的揮發分產率與煤的變質程度有比較密切的關系———隨著變質程度的加深，揮發分逐漸降低(表73)，因此根據煤的揮發分產率可以估計煤的種類。在我國及前蘇聯、美國、英國、法國、波蘭和國際煤炭分類方案中，都以揮發分作為第一分類指標。

表7-3 揮發分與煤的變質程度的關系

根據揮發分產率和測定揮發分後的焦塊特性可以初步決定煤的加工利用途徑。如高揮發分的煤，干餾時化學副產品產率高，適於作低溫干餾原料，也可作為氣化原料;揮發分適中的煙煤，粘結性較好，適於煉焦。在配煤煉焦中，要用揮發分來確定配煤比，以將混煤的揮發分控制到適宜范圍25%～31%。此外，根據揮發分，可以估算煉焦時焦炭、煤氣、焦油和粗苯等產率。在燃煤中，可根據揮發分來選擇適於特定煤源的燃燒設備或適於特定設備的煤源。在氣化和液化工藝條件的選擇上揮發分也有一定的參考作用。在環境保護中，揮發分還作為制定煙霧法的一個依據。

此外，揮發分與其他煤質特性指標，如發熱量、碳和氫含量都有較好的相關關系。利用揮發分可以計算煤的發熱量和碳氫含量。

4.煤的鏡質體反射率

煤的鏡質體反射率是不受煤的岩石成分含量影響，但卻能反映煤化程度的一個指標。煤的鏡質體反射率隨它的有機組分中碳含量的增加而增高，隨揮發分產率的增高而減少。也就是說同一顯微組分，在不同的變質階段，反射率不同，它能較好地反映煤的變質程度。因此，鏡質體反射率是一個很有前途的煤分類指標。特別是對無煙煤階段的劃分，靈敏度大，是區分年老無煙煤、典型無煙煤和年輕無煙煤的一個較理想的指標。目前在國際上已有許多國家採用鏡質體反射率作為一種煤炭分類指標。此外，煤的鏡質體反射率在評價煤質及煤炭加工利用等方面都有重要意義，如日本、西德等國家用鏡質體反射率來指導煉焦配煤來控制煤質量等等，而且在石油、地質勘探研究方面也很有價值。

反射率是指垂直反射時，反射光強度和入射光強度的百分比值，一般用R表示。

煤地質學

測定煤的鏡質體反射率是將已知反射率的標准片和煤樣(鏡質體)放在顯微鏡下，在一定強度的入射光中，它們反射出的微弱光流，通過光電倍增管轉變為電流並被放大成較強的電信號，然後將電信號輸出並饋入到記錄裝置。根據記錄裝置刻度盤上讀出標准片的反射光強度值和煤的鏡質體的反射光強度值，按下式求出煤的鏡質體反射率:

煤地質學

式中:R_鏡為煤的鏡質體反射率;I_標為標准片的反射光電流強度;I_鏡為煤的鏡質體反射光電流強度;R_標為標准片的反射率。

標准片的反射率R_標按下式計算:

煤地質學

式中:n為標准片的折射率;n₀為樣品和物鏡之間介質的折射率，空氣為1，香柏油一般為1.515～1.518。

4. 煤炭化驗有幾種方法

1、全水：稱取6毫米以下煤樣10~12克精確至0.001克，放入事先升溫至105~110度的鼓風乾燥箱內，無煙煤烘乾3小時，煙煤烘乾2小時後取出。

2、分析水：稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克，放入事先升溫至105~110度的鼓風乾燥箱內，無煙煤烘乾1.5小時，煙煤烘乾1小時後取出。

3、灰分：打開高溫爐電源，用灰皿稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克，打開爐門將試樣放在爐門口，緩慢將試樣推入爐膛中央的高溫帶。

4、揮發分：用揮發份坩堝稱取0.2毫米以下煤樣1克精確至0.0001克，打開爐門將試樣放在爐門口，迅速將試樣放入爐膛中央的高溫帶。取出後在空氣中冷卻約5分鍾後放入乾燥器15分鍾後稱量。

(4)煤質分析方法與技巧擴展閱讀

精煤化驗的指標：

1、膠質層最大厚度：煙煤在加熱到一定溫度後，所形成的膠質層最大厚度是煙煤膠質層指數測定中利用探針測出的膠質體上、F 層面差的最大值。它是煤炭分類的重要標准之一。動力煤膠質層厚度大，容易結焦；冶煉精煤對膠質層厚度有明確要求。

2、粘結指數：在規定條件下以煙煤在加熱後粘結專用無煙煤的能力，它是煤炭分類的重要標准之一，是冶煉精煤的重要指標。枯結指數越高，結焦性越強。

參考資料來源：網路-煤炭化驗

5. 煤質分析操作規程

煤質化驗工操作規程
1、服裝整潔，持有效證件上崗。
2、試驗前，必須對所用儀器、設備等進行全面檢查和校正，將所用原始記錄准備好，以滿足試驗要求。
3、做煤的工業分析時，執行GB212-2001《煤的工業分析方法》。
4、做煤的全水分分析時，執行 GB/T211-1996《煤中全水分的測定方法》。
5、測定煤的發熱量時，執行GB/T213-2003《煤的發熱量測定方法》，操作前檢查氧氣導管接頭是否牢固，並根據室溫及季節變化校正水當量，發現測定結果有異常時，應用標准樣進行校對，找出原因，否則，嚴禁進行試驗及報出試驗結果。
6、測定全硫時，執行GB/T214-1996《煤中全硫的測定方法》，每季度用標准樣校驗一次全硫試驗設備。
7、測定比重時，執行GB/T217-1996《煤的真相對密度測定方法》。
8、做煤的工業分析，向馬弗爐中送樣時，應防止煤樣爆燃造成的人員傷害及設備燙傷。
9、試驗結束後，天平內必須置放乾燥劑，確保天平內乾燥，並嚴禁用天平稱量潮濕及腐蝕性物品，天平稱重時，嚴禁過載。
10、試驗結束後對試驗結果進行整理、分析時，如發現試驗結果異常，必須用標准樣校驗設備，如平行樣結果之間超差，必須進行第3次測定。
11、整理之後試驗結果必須清晰、准確，嚴禁塗改試驗結果。
本工種存在危險因素及預防措施：
1、煤樣爆燃、葯品中毒、放氣閥等傷人。
2、如煤樣灰分較低，做發熱量時，必須將試樣用試鏡紙包好後再進行操作，防止煤樣點火時飛濺。
3、做全硫時，必須履行葯品領用制度，葯品應指定專人負責保管，用後送回。
4、做發熱量過程中，必須嚴格執行氣瓶使用制度，並嚴禁將放氣閥對准自己和他人。

6. 煤質分析的步驟

煤質化驗方法和步驟
第一步：取樣（五點取樣法）

第二步：化驗全水分

第三步：烘乾 制樣

第四步：分析水（又稱內水）做法

第五步：灰分

第六步：揮發份

固定碳的計算公式：

固定碳=100-(分析水+灰分+揮發份) 表示單位%
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