煤的工業分析過程及其意義探討

毛紅燕

摘 要：作為一個發展中國家，我國在對煤的使用上來說，還是非常廣泛的，對于煤炭的加工和利用來說，主要還是依靠對于煤炭的質量把控。因此本文就煤的工業分析過程及其意義進行探討，希望能為煤炭質量的提升提供一點點意見以及參考。

關鍵詞：煤的工業分析；分析的意義；探討工作

煤的工業分析一般采用最簡單的分析方式，煤的組成部分主要有：水分、灰分、揮發分、固定碳，這其中前面三種都是可以被檢測出來，只能測出水分、灰分、和揮發分，第四種必須要依靠在比較特別的環境下才能轉換出來，需要通過差減法進行計算。而煤的分析過程及結果的準確性也更能很好的衡量專業工作人員的工作水平。

一、水分

1、水分的測定分析

通常情況下的煤炭供給中，水分都是整個煤炭質量和重量的一個重要指標。這關乎到了煤的使用、儲存以及運輸。在煤工業分析過程中占有極其重要的作用。在這里面，水分又分成了游離水和化合水兩種。其中，能和煤產生物理態的稱之為游離水，主要是依附在煤的外層表面和內層孔隙當中，因此，如果內層孔隙越多，煤的含水量也就越高。而游離水又可以分成兩種，一種是極易揮發的，另一種是常溫下不易揮發的，極易揮發的水分通常依附在煤的外層或者是發育很好的細小孔隙當中。不易揮發的水分則是在發育不太好的孔隙當中，這部分水又被成為內在水分。也叫風干煤樣水分。而外在水分加上內在水分就是煤的總水分。這是指，剛開采出來馬上投入使用的煤的總水分。

煤的外在水分和內在水分以及總水分在煤的工業分析過程中，通常以百分比的形式出現。按照一定的標準來從商品煤或者用戶等處收集回來的煤叫做應用煤樣。應用煤在實驗室里進行分析研究時，被稱為煤樣，所有煤樣里面含有的水份在煤樣質量里面所占的百分比被稱為煤的總水分。

將應用煤放置在空氣中一段時間，自然蒸發掉的是煤的外在水分。一般來說，隨著煤質的程度加深，煤的水分也會按照一定的規律進行變化。

2、水分的測定意義

水分是不同煤質的分析的一個重要質量標準，無論是對于煤的理論研究還是加工利用都具有極其重要的意義，它是一個最直觀的基礎數據。

二、灰分

1、灰分的測定分析

要對煤進行工業分析，必須要把煤放置900℃左右的溫度環境中充分燃燒，從而得到一些煤渣，這些殘渣就是煤的灰分。而這些灰分在煤的總質量中所占有的比例就是煤的灰分產率。相對于煤的水分來說，煤的灰分產率灰比較穩定。不會跟煤的水分一樣會受空氣濕度的影響。一般情況下會將煤樣制成粒徑小于0.2MM且相對干燥時的煤樣進行檢驗，以此來檢驗出煤的灰分產率。

2、灰分測定的意義

煤樣的灰分測定是分析煤質特性和質量的一個重要指標。在煉煤過程中，煤樣通常以煤炭的灰分率來確定焦炭的質量。如果煤的灰分產率越高，那么煤的有效含碳量就會越低。因此，煤炭的灰分產率已經作為煤的定級依據。因為煤的發熱量、含碳量、活性等方面又和煤的灰分率有著互相依賴的特性，因此也可以通過煤的灰分率來測定煤的相關特性。

三、煤的揮發分和固定碳的測定分析

1、煤的揮發分和固定碳的測定分析

揮發分即煤炭在一定溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質（氣體或液體）中減掉水分后的含量。將煤與空氣進行隔絕，并在高溫條件下對其進行加熱，加熱過程中還需要滿足一定的溫度，使煤中的有機物質能夠達到分解反應的條件。在溫度達到之后煤炭便會以逐級的形式析出自身受熱而分解出的有機分子，其余不能夠分解的固體會在加熱之后殘留。而那些揮發的有機物也是煤在特性溫度下以氣態形式分解出的有機物。從現實意義上講，固定碳不能以單獨的形式存在于煤樣本身。固定碳與灰分融合后，所剩下的殘渣被稱之為焦渣，扣除其中的灰分，剩下的便是固定碳。

無機物的組成特點會通過煤的水分以及灰分充分反映出來，而揮發分以及固定碳則充分反映出了煤中有機物質的組成特點。對于揮發分而言，它可以反映出煤中大部分性質，在所有的研究和利用中，都需要用到煤揮發分的各種數據。所以，揮發分是煤的重要數據之一。

1.1受到條件的影響 加熱速度、加熱時間以及加熱溫度等各方面因素都可以直接對測定結果造成影響。除此之外，包括容器、加熱爐、支架的不同，都會直接影響到最終煤樣的測試結果。

1.2 影響煤化程度的因素 當煤的煤化程度不斷提升時，自身的揮發分便會不停下降。對于褐煤而言，它的揮發分都較高，通常情況下保持在70%以上，相對于無煙煤來講，其揮發分最低，在20%以下。當煤樣自身的有機質分子縮聚之后，再加上小分子化合物的運動，就會產生氫氣，這樣就使煤產生的揮發分隨著煤樣鏡質組反射率的提高，煤礦分子中的脂肪側鏈成下降趨勢，因此，煤的揮發分會隨著煤化程度而不斷下降。

1.3 煤巖組分的影響 煤化會在一定程度上使煤造成揮發分，但與此同時，它也受到成因類型或煤巖類型等影響。與腐泥煤相比，腐植煤的揮發分明顯較低。造成這種情況的主要原因，是由于它們的原始結構不一樣，因為腐植煤是以芳香族物質為組成部分，所以當它預熱后不容易被溶解；而腐泥煤的主要成分是脂肪族，所以在預熱之后就相對較為容易分解。

2、煤的揮發分和固定碳測定的意義

通過對煤的揮發分以及固定碳的測定分析，我們可以得出一個揮發率，并且可以知道煤在揮發后的焦塊特性，在確定煤的加工用途中，有著非常重要的意義。高揮發的煤可以做成氣化原料或者是低溫干餾料，而中度程度揮發的煤炭可以作為煉焦煤，這種煤的粘性一般都會比較好。在燃煤過程中，可以通過揮發分來確定特定的煤源所需要的燃煤設備。

四、結束語

對于煤的工業分析而言，它可以確定出煤的整體組成部分，這種工業分析是在規定的條件下，從大體上講，基本上可以分成四種組分，分別是固定碳、揮發分、水分和灰分。在對煤進行工業分析時，需要一定條件，在這四種組成部分中固定碳是煤在特殊條件下所轉化出來的產物，這些都不是煤中特有的部分，很多測試結果會受到條件的影響。為了得到更加精確、完善的測試結果，我國制定出了較為詳細的標準。在這四項指標當中，灰分代表無機物，而其他三項則可以代表有機物。

我們通過工業分析可以確定煤的各個組成部分，而在實驗室里，通過對煤各個組成部分的數據測定，可以研究出很多關于煤的特性，這些數據對于煤炭行業的發展和進步有著極其巨大的意義。

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