煤質化驗中發熱量與揮發分檢測技術分析

摘要：煤炭屬于一種混合物，其形成過程十分復雜，是有機物質與無機礦物質之間共同作用的結果。在對煤炭資源進行探測時，一項重要的工作就是煤質化驗。通常情況下，煤質化驗的主要技術措施有兩種，一是發熱量檢測，二是揮發分檢測。為有效保障煤質化驗質量，對其發熱量檢測和揮發分檢測技術進行分析，以此來為煤炭相關行業的發展提供幫助。

關鍵詞：煤質化驗；發熱量檢測技術；揮發分檢測技術

在運用發熱量檢測、揮發分檢測技術進行煤質化驗的過程中，為使其技術優勢得以充分發揮，滿足煤質化驗工作的實際需求，相關單位與檢測工作人員首先需要對煤質化驗過程中的發熱量檢測技術以及揮發分檢測技術做到足夠了解，然后再以此為依據，結合當今煤質化驗工作的實際需求，對這兩項技術加以合理應用。通過這樣的方式，才可以實現煤炭中發熱量以及揮發分的合理檢測，為煤質化驗工作質量的提升奠定堅實的技術基礎。

1煤質化驗過程中的發熱量和揮發分檢測概述

在煤炭資源的形成中，溫度、壓力、地質構造以及植物等各種因素都會對其產生不同影響，從而使煤炭具有不同的性質。在這樣的情況下，性質不同的煤炭發熱量及其揮發分也會不同，從而使其適用條件存在較大的差異性。基于此，發熱量檢測以及揮發分檢測便成為了煤質化驗工作中的主要檢測技術。通過這兩項檢測技術的合理應用，不僅可科學確定煤炭實際的發熱量及其揮發分情況，從而實現煤炭性質的準確鑒別，同時也可以為其適用領域的確定提供有力的技術支撐［1］。因此，在煤質化驗工作中，相關單位和工作人員一定要充分意識到發熱量檢測與揮發分檢測的重要性，并結合實際情況，對其檢測技術加以合理應用，以此來獲得足夠科學、精準的檢測結果。

2煤質化驗過程中的發熱量檢測技術

對于煤質化驗工作而言，發熱量檢測是一項至關重要的檢測內容，只有確保此項檢測的精準性，才可以合理確定煤炭的實際質量及其適用條件，從而為煤炭的合理檢測和應用提供重要依據。就目前的煤炭發熱量檢測來看，其主要的技術措施是通過氧彈量熱技術進行檢測。具體檢測中，相關單位與檢測工作人員首先應明確此項技術的基本原理及其主要的實驗檢測設備；其次應明確其氧彈功能結構檢查的主要內容及其檢查措施；然后再嚴格按照規定的步驟來進行發熱量實驗檢測；最后需嚴格按要求做好實驗檢測中的溫度控制、讀取和校正工作。通過這樣的方式，才可以實現煤樣發熱量檢測結果的精準獲取。以下是煤質化驗工作中的煤炭發熱量檢測技術應用分析。

2.1氧彈量熱技術概述

在當今的煤質化驗中，氧彈量熱技術是檢測其發熱量的主要技術，此項技術在泥碳、焦煤、無煙煤以及煙煤等的燃燒發熱量檢測中都十分適用。其主要檢測原理是將單位煤樣放置在充滿氧氣的氧彈里使其燃燒，根據燃燒之前和燃燒之后的溫度變化值來計算其中釋放出的熱量，這個熱量計算值便是煤炭的發熱量。

在通過該方法檢測煤炭發熱量時，應用到的主要儀器設備包括壓餅機、攪拌器、氧彈筒和熱量計等。其中，壓餅機的主要作用是將煤炭樣品壓制為10 mm以內直徑的煤餅，使其在檢測中充分燃燒，并有效避免飛濺情況。攪拌器通常選擇螺旋式攪拌器，其主要作用是讓熱量分布均勻，并使其快速傳遞。氧彈多采用鋁、鉻和鎳等合金進行制造，具備良好的耐熱和耐腐蝕特征，其主要作用是檢定煤樣發熱量。熱量計主要有數字顯示和水銀顯示兩種，為滿足實際應用需求，其分辨率應達到0.000 1 K及以上，且刻度或數值變化需要和溫度變化具有一定的線性關系［2］。

2.2氧彈功能結構檢查

在氧彈應用前，需要嚴格按要求檢查其功能結構。具體檢查時，首先需要檢查氧彈筒表面、氧彈頭以及連接環位置對其結構強度的影響，比如出氣閥、進氣閥以及連接位置的螺紋等。對于出現松動或磨損的位置，一定要及時進行修理或更換處理。其次是檢查氧彈氣密性，根據相關標準，氧彈中的瞬間壓強可以達到7～9 MPa，在這樣的情況下，如果氧彈出現漏氣問題，其彈帽便會在檢測時崩離，從而引發安全事故。基于此，在進行煤炭發熱量檢測前，工作人員一定要檢查好氧彈的氣密性。檢查時，需要將氧彈充滿氧氣并放到水中，看是否有氣泡產生，若有，則說明存在漏氣情況，需找到漏氣位置并做出妥善處理，直到檢查時不再出現氣泡后，再將氧彈沉沒到灌滿水的內筒里，對其整體氣密性實施進一步檢查，若沒有氣泡，則說明氧彈整體氣密性良好，可用來檢測煤炭發熱量［3］。

2.3發熱量檢測實驗

在通過氧彈法對煤樣進行發熱量檢測時，主要的實驗方法為燃燒法。具體實驗中，其主要的檢測流程包括以下幾個：1）按要求稱取煤樣后，通過壓餅機將其壓制為粒度符合規定的小塊，并裝進燃燒皿。2）選擇合適的熱量計、攪拌器和氧彈等。3）將適量的水加入氧彈中，將氧彈蓋擰緊，再將氧氣緩緩注入氧彈，直到壓力符合設計要求為止。4）將水注入內筒，讓氧彈沒入水面下一定深度，在此過程中，應控制好不同燃燒實驗中的內筒水量差，通過氣泡的有無來判斷氧彈氣密性，在確認氣密性良好之后，便可將氧彈筒放上絕緣架。5）將點火電極插頭連接到氧彈上，并裝好攪拌器和熱量計，不可讓后兩者接觸到氧彈、內筒。6）將熱量計蓋子蓋好，并將攪拌器開啟，經規定時間后開始檢測計時，并做好內容溫度記錄。7）完成上述操作之后即可開電點火，點火時需做好外筒溫度記錄；點火后應時刻注意內筒中的溫度變化情況，若溫度驟然升高，則說明已經成功點火，此后便可按規定的時間間隔進行內筒溫度記錄。8）當內筒溫度開始下降時，需要將第一個下降溫度記作終點溫度，此時，燃燒實驗即可結束。9）結束實驗后，應立即停止攪拌，取出內筒和氧彈，將放氣閥打開，釋放出裝置中的廢氣。

表1為煤樣發熱量檢測中的主要技術參數控制情況。

2.4溫度控制、讀取與校正

在煤質化驗中，發熱量是最為重要的一項指標，而在發熱量檢測中，最關鍵的一個環節則是溫度控制。檢測中，室溫和水溫變化都會對煤樣發熱量檢測結果產生直接影響。基于此，在檢測過程中，技術人員一定要做好其溫度控制。對于室溫，主要應按照當日實際的天氣情況以及熱容量進行調節；對于水溫，主要應根據實際室溫來進行調節，并對外筒溫度以及煤樣升溫加以綜合考慮。檢測時，除了需要每間隔1 min進行一次溫度讀取與記錄之外，還需要對外筒與內筒之間的水溫差做到足夠重視，以免溫差過大對檢測精度產生不利影響。

為確保檢測精度，技術人員還需要對其溫度做好校正處理。通常情況下，溫度校正工作主要包括以下3個方面：1）對溫度計刻度進行校正，其中，貝克曼溫度計的校正需要按照其平均分度值來實施；水銀溫度計的校正需要按照其檢定證書來實施。2）對熱交換進行校正，此項操作主要適用于恒溫熱量計條件下的燃燒實驗中，根據實際情況對內外筒之間的熱交換進行校正處理，以免熱交換質量不佳對實驗檢測結果產生不利影響。3）對點火熱進行校正，此項操作主要適用于通過點火絲和棉線進行點火實驗，在對其發熱量數據進行計算時，需要將點火絲以及棉線燃燒過程中釋放出的熱量減去。通過這樣的方式，才可以有效消除各項因素對煤炭發熱量檢測結果的不利影響，從而獲取到更加精確的檢測結果，為煤炭質量化驗及其適用條件確定提供科學參考。

3煤質化驗過程中的揮發分檢測技術

對于煤質化驗工作而言，除了需要進行煤炭發熱量檢測之外，還需要對其揮發分進行檢測，這樣才可以科學評估出煤炭質量，為其適用條件的合理確定提供重要參考。就目前的煤炭揮發分檢測而言，其主要的檢測技術為馬弗爐燃燒檢測。為實現此項技術的良好應用，具體檢測中，檢測工作人員首先需要明確其主要的檢測原理，合理選擇相應的實驗檢測設備；然后對應用在其中的馬弗爐以及坩堝進行嚴格檢查，在確定其符合實驗標準的情況下才可以投入使用；最后再按要求進行多次的實驗檢測，并將所有檢測結果的平均值用作最終的揮發分檢測結果。通過這樣的方式，才可以有效確保煤炭揮發分檢測精度，為煤質化驗工作提供有力參考。以下是對煤質化驗工作中的煤樣揮發分實驗檢測所進行的分析。

3.1揮發分檢測概述

在煤樣加熱燃燒的過程中，有機物經過燃燒后所產生的物質便是揮發分。如果將煤樣放在隔絕空氣的環境中進行加熱燃燒，經水分校正之后，損失的質量便是其中的揮發分質量。煤炭中的揮發分質量與其變質可能性之間具有相關性，揮發分質量越低的煤炭就越容易發生變質。根據煤質化驗工作中的相關規定，在通過實驗法進行煤樣揮發分檢測時，主要應用到的檢測設備有馬弗爐、坩堝和天平。

3.2馬弗爐與坩堝檢查

對于煤質化驗工作中的揮發分檢測而言，最關鍵的儀器設備便是馬弗爐以及坩堝鉗，這兩項設備在此項實驗中具有不可或缺的作用。為保障其應用效果，提升檢測質量，在實驗之前，工作人員首先需要對馬弗爐以及坩堝進行全面檢查。在馬弗爐檢查中，主要的檢查任務包括其性能檢查以及狀態檢查，在恒溫條件下，其檢查工作需要在爐門關閉的狀態下實施，且每年至少檢查一次。在坩堝檢查中，主要的檢查任務包括表面有無裂紋檢查、氣密性檢查、坩堝與鍋蓋之間的嚙合度檢查等［4］。只有在確保馬弗爐與坩堝符合實際應用的情況下，才可以將其投入到煤樣揮發分檢測中，否則將需要對其進行維修或更換處理，以此來確保煤樣的揮發分檢測質量。

3.3揮發分檢測

在通過上述儀器設備對煤樣中的揮發分進行檢測時，其主要的實驗過程包括以下幾個方面：（1）按照設定溫度，通過馬弗爐對坩堝進行燒灼加熱，直到確認坩堝質量恒定為止。（2）將稱量好的煤炭樣品放入坩堝，并將坩堝蓋蓋好。（3）在坩堝架上放置好坩堝，然后將兩者共同放置在馬弗爐里的恒溫區，迅速將馬弗爐門關閉，并立即開始計時。（4）如果馬弗爐能夠在規定時間內恢復到規定的溫度值，便可在此溫度條件下實施一段時間的加熱處理；如果馬弗爐不能在規定時間內恢復到規定的溫度值，則表明實驗失敗，需要重新按上述步驟進行實驗，直到實驗成功為止。（5）從馬弗爐里將坩堝取出，使其在空氣環境中冷卻一段時間，然后將坩堝轉移至干燥器里，待坩堝冷卻到常溫時，再稱量其質量。（6）通過加熱之前與加熱之后的質量差計算，便可得出煤樣中的揮發分參數。

表2為煤樣揮發分檢測中的主要技術參數控制情況。

在揮發分檢測中，為進一步提升其檢測精度，需要反復按要求取樣進行檢測。在此過程中，應該由同一名檢測工作人員在同一檢測時間里，采用同樣的儀器設備來反復實施煤樣揮發分檢測。為了使最終的檢測結果足夠精準，檢測工作人員還可以在不同位置以及不同爐次中對兩個單樣實施揮發分檢測［5］。在通過上述方法獲取到每一次實驗中的揮發分檢測值之后，可將其平均值用作最終的揮發分檢測結果。通過這樣的方式，便可進一步提升煤樣揮發分檢測的精準性，從而為具體的煤質化驗工作提供足具科學性的參考依據。

4結束語

煤質化驗是當今煤炭和相關行業中的一項重點工作內容。只有對煤炭質量進行科學檢測，才可以明確其實際品質，并使其得到合理應用。就目前的煤質化驗工作而言，煤炭發熱量檢測和煤炭揮發分檢測是最為重要的兩項內容。基于此，在此項工作的具體開展過程中，相關單位和檢測工作人員一定要充分意識到這兩項檢測技術的重要性，掌握其基本的檢測原理，嚴格對其進行實驗檢測。通過這樣的方式，便可為煤質化驗工作提供足夠科學精準的數據支撐，從而為此項工作質量的提升與煤炭資源的合理應用奠定堅實基礎。

參考文獻：

［1］喬鑫.影響煤質化驗設備準確性的因素分析［J］.化學工程與裝備，2022（8）：278-280.

［2］鄭琇.煤質化驗中發熱量與揮發分檢測［J］.山西化工，2020（3）：52-54.

［3］崔亞斌.煤質化驗中發熱量與揮發分的測定［J］.化學工程與裝備，2020（6）：253-254.

［4］宋改珍.煤質化驗中發熱量與揮發分的測定［J］.山西化工，2018（3）：68-70.

［5］楊春茹.發熱量與揮發分煤質化驗的煤炭質量提高［J］.飲食科學，2017（24）：234.