通氮干燥法和空氣干燥法測定褐煤分析基水分的比較

張吳泳（中國檢驗認證集團廣西有限公司,廣西　欽州　535008）

通氮干燥法和空氣干燥法測定褐煤分析基水分的比較

張吳泳
（中國檢驗認證集團廣西有限公司,廣西欽州535008）

摘要：采用通氮干燥法和空氣干燥法對褐煤中分析基水分含量進行測定，通過分析比較兩種方法的測試精密度沒有顯著性差異，而且重復性均良好，但這兩種方法在準確度比較上存在顯著性差異，指出了采用空氣干燥法測定褐煤的分析基水分會造成測定結果偏低，應選用通氮干燥法來測定褐煤的分析基水分。

關鍵詞：褐煤；通氮干燥法；空氣干燥法；分析基水分

1　引言

褐煤是煤化程度較低的年輕煤種，一種介于泥炭與瀝青煤之間的棕黑色、無光澤的低級煤，其特點是水分含量及揮發分較高、發熱量低，并且煤樣極易氧化。褐煤的全水分一般可高達20%-50%，分析基水分為10%-30%。煤中的水分是重要的煤質指標之一，分析基水分是進行發熱量及其他工業分析指標在不同基態之間轉換計算的基礎，具有重大意義[1]。國家標準《GB/T212-2008煤的工業分析方法》中明確規定褐煤分析基水分的測定方法為通氮干燥法[2]，但標準中未說明褐煤采用空氣干燥法是否會影響測定結果，采用空氣干燥法測定分析基水分產生的誤差是否超出可接受的范圍，是否存在較大的偏倚性。因此，選定一系列褐煤樣品，分別采用通氮干燥法和空氣干燥法測定褐煤分析基水分，并對兩種方法測定的結果進行較為系統的比對，分析兩種方法對褐煤分析基水分的差異影響。

2　實驗

2.1儀器與樣品

電熱鼓風干燥箱（精宏DHG-9246A型）、分析天平（賽多利斯BSA224S-CW型）、通氮烘箱（LB-90型）、一系列褐煤煤樣。

2.2實驗方法

2.2.1褐煤樣品的制備

依照GB474-2008中一般分析試驗煤樣的制樣程序把煤炭破碎研磨至顆粒小于0.2mm的煤樣。

2.2.2通氮干燥法

稱取褐煤樣品1±0.01g（稱準到0.0002g）至預先干燥和已知準確重量的稱量瓶內，然后輕輕振動稱量瓶，使煤樣攤平。打開稱量瓶蓋，放入已預先通氮氣10min以上（氮氣流速調到約0.4L/min），并已加熱到（105～110）℃的干燥箱中，在干燥氮氣流中干燥至質量恒重（干燥時間約2h）。然后從通氮干燥箱中取出稱量瓶并蓋嚴，放入干燥器中冷卻至室溫（約15-20min）后稱量[2]。

2.2.3空氣干燥法

稱取褐煤樣品1±0.01g（稱準到0.0002g）至預先烘干和稱出重量的稱量瓶內，輕輕振動稱量瓶，使煤樣攤平。然后將瓶蓋開啟，放入預先鼓風并已加熱到（105～110）℃的干燥箱中，在一直鼓風的條件下，干燥2h至質量恒重[2]。

為了空氣干燥法及通氮干燥法測定褐煤的水分結果具有可比性，因此本次試驗每一個褐煤的分析基水分要求同一人員采用空氣干燥法及通氮干燥法同時進行測定。

2.2.4對比試驗

按照2.2中通氮干燥法和空氣干燥法對20個不同的褐煤樣品的分析基水分進行2次重復測定，測定結果詳見表1。

表2gB/T　212-2008　中水分結果的重復性限

3　實驗室結果

根據試驗結果，進行以下分析：

3.1重復性比較

由表1及表2可知，通氮干燥法和空氣干燥法的測定結果符合《GB/T212-2008煤的工業分析方法》中水分測定重復性要求，兩種方法重復性較好。分析其原因，主要是通氮干燥法和空氣干燥法的試驗影響因素明確，人員操作技術規范、儀器設備處于正常運轉的良好狀態，因此人員操作、方法技術、儀器設備等因素對試驗產生的誤差較小。

3.2方法精密度比較

用統計量F檢驗通氮干燥法和空氣干燥法方法的精密度（重復測定方差）有無顯著性差異。分別計算兩方法試驗結果的重復測定方差：

式中：WAi--單個方法中每個褐煤樣品兩次重復測定結果間的差值；

n--單個方法測定的褐煤樣品個數，在本實驗中為20。計算通氮干燥法（方法A）的方差SA2=0.004394，空氣干燥法的方差SB2=0.003883。

查F分布表中自由度為19的F0.05.19.19=2.17，因F＜F0.05.19.19，通氮干燥法和空氣干燥法的測試精密度無顯著性差異。

3.3測定結果的比較

通過表1中的數值計算出通氮干燥法和空氣干燥法這兩種方法測定結果差值的平均值、方差Sd及統計量t，并用統計量t檢驗這兩種方法的測定結果（重復測定平均值的差值）有無顯著性差異。

查t值表得t0.05,19=2.093，t＞t0.05,19。t檢驗結果表明，通氮干燥法和空氣干燥法該兩種水分的測定方法存在顯著性差異,存在較大的系統誤差。

測定結果差值的95%置信區間：

即-1.25%～-0.47%。

根據上述結果，表明采用空氣干燥法測定褐煤中的分析基水分與通氮干燥法相比，空氣干燥法測定的分析基水分存在一定的偏差，測定結果偏低。主要是由于褐煤的煤化程度較低，褐煤在空氣中加熱干燥時易受氧化分解而使質量增加，使水分測定值偏低。而采取通氮氣方法即在氮氣惰性氣氛中加熱，避免了褐煤與氧接觸，發生氧化反應大大減少，因此測得的分析基水分含量更能準確反映出褐煤中真實的分析基水分含量。

4　結語

綜上所述，通過比對試驗可以看出，通氮干燥法和空氣干燥法這兩種測定方法的重復性好，且精密性無顯著性差異。但這兩種方法在準確度比較上存在顯著性差異，置信限大于《GB/T212-2008煤的工業分析方法》中規定的重復性。由此可知用空氣干燥法測定褐煤的分析基水分較用通氮干燥法出現較大的偏倚，因此測定褐煤分析基水分應按照《GB/T212-2008煤的工業分析方法》中規定選用通氮干燥法，不可用空氣干燥法替代。

參考文獻：

[1]程穩香.采用加熱吸收法測定印尼褐煤水分的方法探討[J].煤質技術,2013(04).

[2]GB/T 212-2008煤的工業分析方法[S].中國標準出版社.

作者簡介：張吳泳(1986- )，女 ，廣西欽州人，本科，研究方向：主要從事：礦產品、石油產品、煤炭等商品的檢驗分析工作。