煤化工領域的快速灰分檢測

高叢

摘 要：煤的灰分是煤的可燃有機物質完成燃燒及煤中不可燃燒的礦物質在某高溫下發生復雜化學反應后殘留的氧化物殘渣。灰分檢測在煤化工領域具有十分重要的意義，本文闡述了煤中灰分的影響與檢測意義，介紹了快速灰分檢測的工作流程、應用范圍和工作優點等，并介紹了煤化工領域的快速灰分檢測儀的應用情況及新型灰分檢測儀研究進展。

關鍵詞：灰分檢測；煤化工；選煤配煤；熱值；經濟效益

煤的灰分是煤的可燃有機物質完成燃燒及煤中不可燃燒的礦物質在某高溫下發生復雜化學反應后殘留的氧化物殘渣。煤的灰分是評價煤品質的重要指標之一，灰分含量與煤的變質程度是反比的關系，灰分越小意味著煤變質程度越高。基于煤質灰分檢測的重要性，本文闡述了煤中灰分的影響與檢測意義，介紹了快速灰分檢測的工作流程、應用范圍和工作優點等，并介紹了煤化工領域的快速灰分檢測儀的應用情況及新型灰分檢測儀研究進展，旨在為煤化工可持續發展和提高經濟效益做出貢獻。

1.煤中灰分的影響與檢測意義

煤的灰分是指煤在隔絕空氣條件下加熱，逸出的物質去掉水分后的含量。可以看出，灰分是煤在某一溫度下加熱熱解后的產物，所以灰分有時又稱為灰分產率。灰分對煤化工領域工藝生產有著重要的影響：（1）影響焦炭質量。煉制焦炭過程中灰分殘渣不易破碎，不僅造成焦炭細度偏大，而且較大的灰分顆粒極易形成裂紋中心，焦炭的機械強度會降低，影響焦炭產品質量。（2）影響焦炭生產。在焦爐負壓操作時，灰分中某些熔點低的成分，會在爐墻表面熔融結疤，損害爐體。（3）影響煉鐵生產。煉焦生成中，焦炭會不可避免的殘留灰分，煉焦鐵比和石灰石會隨著灰分而增加。灰分會增加煙氣中的灰塵濃度，造成極大的環保壓力；灰分嚴重超標的煤炭，其熱值會嚴重降低。

煤炭加工工藝中，灰分是重要的參考依據，例如：灰分會影響煤炭交易價格；灰分在煤炭洗選工藝中，灰分與洗選效率有關；煉焦工藝中，焦炭的質量和灰分直接掛鉤；鍋爐熱效率是根據灰分來計算的；灰分還可以計算煤質的發熱量和礦物質含量等。

2 快速灰分檢測的介紹

2.1 快速灰分檢測的工作流程

快速灰分檢測儀的工作流程為：（1）隨皮帶機啟動：現場的甲或乙皮帶機給出啟停信號，相對應的測試架接受信號開始測試，隨時監測出煤炭的灰分和熱值。（2）測試過程：裝置24h連續測試，每秒顯示一次熱值和灰分，每分鐘儲存一次數據，數值以曲線、報表和列表等形式顯示。（3）數據儲存：歷史數據儲存1年，一年內任意時間段的灰分數據都可以隨時查詢。

2.2 快速灰分檢測的應用范圍

快速灰分檢測儀的基本功能是實現動態傳送煤灰分的在線監測。檢測的灰分是以百分含量為單位，技術人員可根據實時數據檢測煤炭質量，也可以根據要求查詢歷史煤炭灰分數據。另外，該檢測裝置還具有修正灰分漂移的功能，根據傳送皮帶的實際運行情況，測量系統自動校驗和修訂參數，提供及時準確的灰分數據，減少對工藝的影響。

2.3 快速灰分檢測的預期效果

該裝置可連續實時檢測煤質的熱值和灰分。技術人員科根據入爐煤熱值變化及時調整入爐煤量。根據任意設定的煤熱值范圍，通過檢測一段時間內的熱值（幾分鐘或幾小時時間段）的平均值設置自動報警數值，減少人力成本和提高鍋爐安全性。

3 在線快速灰分儀檢測的優點

在線灰分儀檢測的優點如下：（1）傳統的“快灰”法得出灰分結果需要數小時，滯后情況嚴重。快速灰分檢測可連續實時檢測傳送皮帶上原煤的灰分，并不斷指導配煤操作，易于操作和管理。（2）在線快速灰分儀實時監測傳送皮帶上煤配比后的灰分，方便工人配煤，提高經濟效益。（3）在線快速灰分儀相比人工檢查誤差基本可以忽略，準確性極高，為后續選煤和配煤工藝提供切實有效的指導，確保原煤合格。每個灰分范圍都有2到3個標準煤樣，確保了在線灰分檢測儀的測量準確性。為消除輸送帶磨損和設備老化等引起的誤差，系統會自動校驗和修訂參數，提供及時準確的灰分數據。

4煤化工領域的快速灰分檢測的應用情況

4.1加強選煤配煤環節控制

快速灰分檢測通過以下手段加強選煤配煤環節的控制：第一，依靠快速灰分的過程檢測，配煤準備階段可實現原煤的分質分存。依照檢測的灰分高低，篩選出低灰分原煤和高灰分原煤，進入不同的煤倉或入洗，建立“原煤入倉及倉位記錄”制度。第二，配煤過程中取用灰分就近的煤倉進行配煤，避免生產用原煤之間的灰分高低，嚴格控制原煤的灰分和煤質。第三，快速灰分的過程檢測儀根據實際倉位情況選擇切換手動和自動系統，盡可能的快速補充煤倉。

4.2黃鐵礦氧化完全

黃鐵礦完全氧化以及盡量避免三氧化硫與氧化鈣之間的反應，才能測得可靠的灰分產率，采取的措施如下：（1）采用慢速灰化法，使碳酸鹽分解生成硫酸鈣化合物之前，煤中硫化物就要完成氧化并排出；（2）灰化過程中生成的硫氧化物必須及時排出馬弗爐，為保證馬弗爐處于保持良好的通風狀態，可以采取在爐門加通風孔等措施使空氣自然流通；（3）灰皿中煤樣要盡量鋪平，局部煤樣過厚會導致燃燒不完全；（4）灼燒的溫度和時間要足夠長，保證碳酸鹽完全分解為二氧化碳。

4.3在線快速灰分儀的現場使用效果好

某某煤礦使用的在線快速灰分檢測儀，連續在線實時檢測傳送皮帶上的原煤灰分和熱值，保證產品質量合格。由于在線快速灰分檢測儀誤差小、測量準確度高和快速靈敏的優點，避免了人工采樣檢測的滯后性和誤差嚴重等缺點，極大的有效指導了原煤選煤和配煤工作，控制了原煤質量。使用在線快速灰分檢測儀后，單位煤的灰分降低，發熱量提高，增加了煤礦的經濟效益。

4.4快速灰分檢測技術進展

快速灰分檢測在煤化工領域的產品檢測具有十分重要的意義，得到很多公司和機構的重視。某些公司最新研制的雙源透射法新型灰分檢測儀，通過計算機和核技術相結合，快速高效無損地檢測所選煤樣；某系列灰分檢測儀能對快速檢測各種類型煤種的灰分變化，保證原煤產品合格，提供工藝穩定性。

5.結束語

煤化工領域對原煤產品的灰分和熱值要求較高，快速灰分檢測對煤化工的工藝控制、自動生產配煤、降低能耗和節約資源等具有十分重要的指導意義。快速灰分檢測實時連續且易于操作，消除了人工采樣檢測的滯后性和人工誤差。快速灰分檢測可保證生產優質合格的原煤產品，滿足煤化工領域的工藝需求，為煤化工可持續發展和提高經濟效益做出貢獻。

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