煤炭灰分检测方法与流程

1.本发明涉及煤质分析领域。更具体地说，本发明涉及一种煤炭灰分检测方法。


背景技术：

2.煤炭灰分是煤炭完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质，矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低；灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。一般，优良煤和洗精煤的灰分含量相对较低。
3.目前，煤炭灰分的测定方法在国标(gb/t 212-2008)中有两种方法，也就是缓慢灰化法和快速灰化法，缓慢灰化法测定结果比较准确却费时费力，每测定一个试样从采样、制样到最后检测，实际需要4h左右；快速灰化法相对需要的时间略短，也需要2～3h。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
5.本发明还有一个目的是提供一种煤炭灰分检测方法，其能够快速、简单、准确地获得煤炭灰分检测结果，将煤炭灰分检测时间缩短在1.5h内。
6.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种煤炭灰分检测方法，包括：
7.步骤一、称取三份粒度为0.2mm以下的分析煤样0.50g至三个灰皿中；摇动灰皿至煤样在灰皿中分布均匀；将盛有煤样的灰皿预先排放在耐热瓷板或石棉板上；将盛有煤样的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中，灼烧3～5min至煤样表面明显氧化变色；
8.步骤二、打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.20～0.25g、0.25～0.30g、0.30～0.35g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中灼烧5～10min，打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.05～0.10g、0.10～0.15g、0.15～0.20g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中继续灼烧35～45min得灼烧残留物；
9.步骤三、从马弗炉中取出灰皿，冷却后称量，按照如下公式计算煤炭灰分:
[0010][0011]
其中，w为煤样的灰分，％；m1为煤样的质量，g；m2为第一份微米级黄铜纤维的质量，g；m3为第二份微米级黄铜纤维的质量，g；m4为灼烧残留物的质量，g；
[0012]
步骤四、若三份所得灼烧残留物的分析结果在允许误差范围内，则取三份所得灼烧残留物的分析结果平均值为煤样的灰分。
[0013]
优选的是，所述煤样在灰皿中的厚度不超过50mg/cm2。
[0014]
优选的是，步骤三中所得煤样灰分在15％以上，则进行检查性灼烧2～3次，每次灼烧8～15min。
[0015]
优选的是，步骤一和步骤二的称量精度均为0.0001g。
[0016]
优选的是，步骤一中的灰皿需预先灼烧至质量恒定。
[0017]
优选的是，三个灰皿均推至马弗炉的中央恒温区灼烧。
[0018]
优选的是，步骤三中取出灰皿后，需放在耐热瓷板或石棉板上冷却5min后，移入干燥皿中冷却至室温后再称量灼烧残留物的质量。
[0019]
本发明至少包括以下有益效果：一、本发明提供的煤炭灰分检测方法大大缩短了煤炭灰分检测时间，还能保证测量的准确度；二、本发明提供的煤炭灰分检测方法操作简单，对检测人员的技术要求低，不需要专业分析检测人员；三、本发明提供的煤炭灰分检测方法分析样品少，能耗低。
[0020]
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0022]
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0023]
实施例1
[0024]
选用预估灰分含量低于15％的煤样检测；步骤一、称取三份粒度为0.2mm以下的分析煤样0.50g至三个灰皿中；摇动灰皿至煤样在灰皿中分布均匀；将盛有煤样的灰皿预先排放在耐热瓷板或石棉板上；将盛有煤样的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中，灼烧5min至煤样表面明显氧化变色；
[0025]
步骤二、打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.25g、0.30g、0.35g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中灼烧10min，打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.10g、0.15g、0.20g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中继续灼烧45min得灼烧残留物；
[0026]
步骤三、从马弗炉中取出灰皿，冷却后称量，计算煤炭灰分的平均值为9.34％。
[0027]
采用缓慢灰化法检验其检测准确度；用预先灼烧至质量恒定的灰皿，称取粒度为0.2mm以下的分析煤样0.50g均匀地摊平在灰皿中，然后将灰皿送入温度不超过100℃的马弗炉中，关上炉门并使炉门留有15mm左右的缝隙。在不少于30min的时间内将炉温缓慢升至约500℃，并在此温度下保持30min。继续升到815℃
±
10℃，并在此温度下灼烧1h。从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温(约20min)后，称量计算煤炭灰分的值为9.42％。与本发明所得检测结果的误差为0.84％，证明本发明所得检测结果可靠。
[0028]
实施例2
[0029]
选用预估灰分含量在15％～30％的煤样检测。步骤一、称取三份粒度为0.2mm以下的分析煤样0.50g至三个灰皿中；摇动灰皿至煤样在灰皿中分布均匀；将盛有煤样的灰皿预
先排放在耐热瓷板或石棉板上；将盛有煤样的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中，灼烧3min至煤样表面明显氧化变色；
[0030]
步骤二、打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.20g、0.25g、0.30g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中灼烧5min，打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.05g、0.10g、0.15g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中继续灼烧40min得灼烧残留物；继续进行检查性灼烧3次，每次灼烧8min；
[0031]
步骤三、从马弗炉中取出灰皿，冷却后称量，计算煤炭灰分为23.58％。
[0032]
采用快速灰化法检验其检测准确度；将灰分快速测定仪预先加热至815
±
10℃后，开动传送带并将其传送速度调节到17mm/min左右的速度；再用预先灼烧至质量恒定的灰皿，称取粒度为0.2mm以下的空气干燥煤样0.5g，均匀地摊平在灰皿中；将盛有煤样的灰皿放在灰分快速测定仪的传送带上，灰皿即自动送入炉中；当灰皿从炉内送出时，取下，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温(约20min)后，称量计算煤炭灰分为22.73％，与本发明所得检测结果的误差为3.74％，证明本发明所得检测结果可靠。
[0033]
本发明两次加入相对温度较低的黄铜纤维就能大大缩短检测时间的原因是：煤样在815
±
10℃的马弗炉中初步灼烧后，其表面温度高，这时加入温差较大的黄铜纤维，煤样将温度较低的黄铜纤维快速吸附至其表面，由于黄铜纤维具有非常大的比表面积，且其吸热性能极好，再进行灼烧的时候，黄铜纤维迅速升温，将热量传递至煤样，从外到内对对煤样进行定点灼烧，自然提高了灼烧效率，煤样能将黄铜纤维吸附至其表面的另一个重要条件是黄铜纤维的粒度与煤样粒度相差几个数量级，这是发明人经过创造性劳动得到的。基于黄铜纤维对煤样灼烧具有加剧的作用，本发明提出了一个新的检验煤样燃烧充分的手段，即在等质量煤样中分别加入不等量的黄铜纤维，若所得煤炭灰分在允许误差范围内，即可判断煤样已充分燃烧，不再需要其他验证手段，也极大地节约了检测时间。
[0034]
实施例3
[0035]
选用预估灰分含量在30％以上的煤样检测。步骤一、称取三份粒度为0.2mm以下的分析煤样0.50g至三个灰皿中；摇动灰皿至煤样在灰皿中分布均匀；将盛有煤样的灰皿预先排放在耐热瓷板或石棉板上；将盛有煤样的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中，灼烧4min至煤样表面明显氧化变色；
[0036]
步骤二、打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.22g、0.27g、0.33g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中灼烧8min，打开马弗炉，取出灰皿在三个灰皿中分别加入0.07g、0.13g、0.18g微米级黄铜纤维，轻摇灰皿至煤样和黄铜纤维在灰皿中分布均匀；再将盛有煤样和黄铜纤维的灰皿置于炉温维持在815℃
±
10℃的马弗炉中继续灼烧35min得灼烧残留物；继续进行检查性灼烧2次，每次灼烧13min；
[0037]
步骤三、从马弗炉中取出灰皿，冷却后称量，计算煤炭灰分为34.69％，经检验，所得煤炭灰分结果可靠。
[0038]
如上所述，根据本发明，本发明至少包括以下有益效果：一、本发明提供的煤炭灰
分检测方法大大缩短了煤炭灰分检测时间，还能保证测量的准确度；二、本发明提供的煤炭灰分检测方法操作简单，对检测人员的技术要求低，不需要专业分析检测人员；三、本发明提供的煤炭灰分检测方法分析样品少，能耗低。
[0039]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的具体实施例。