1、影响煤挥发分测定结果的主要因素分析摘要：通过参考有关文献，根据大量的实验结果，分析讨论了煤的变质程度、成煤物质、煤岩组成和实验时测定的条件对煤挥发分产率测试的影响。 关键词：煤 挥发分 温度 前言 煤的挥发分产率是判断煤质的重要指标之一，能大致地代表煤的变质程度，同时又能根据挥发分产率和焦渣性状初步判断煤的加工利用性质。我国和国际煤炭分类方案都是以煤的挥发分产率作为第一分类指标的，特别是其测定方法简便，快速。在工业上，科学研究工作中，都被普遍采用。另外还可以用来计算干燥无灰基煤的发热量，所以探讨影响煤的挥发分测定结果的主要因素，得到准确的挥发分测定结果很有必要。1、实验结果和讨论 把煤放在与空
2、气隔绝的容器中，在一定高温条件下，加热一定时间后，从煤中分解出来的液体（蒸汽状态）和气体产物减去煤中的水分，就是煤的挥发分，剩下的不挥发物质称为焦渣，如减去焦渣中的灰分，最后剩下的就叫煤的固定碳含量。因为煤的挥发分不是煤中固有的物质，因此，确切地说，该指标称为挥发分产率13。在测定挥发分的过程中，煤在隔绝空气的情况下，加热不同温度发生不同的变化4。温度小于 100时，煤中吸附的气体及部分水逸出。温度大于 110时，内在水逸出。温度大于 200时，结晶水逸出。温度大于 250时，第一次热解开始，有气体逸出。温度大于 350时，产生焦油。温度 500600时，停止产生焦油。温度 600850（或
3、900）时，第二次热解开始，气体在度逸出。 1.1 实验方法要点依照国家标准 GB 2122008煤的工业分析方法执行5。称取一定量的一般分析试验煤样，放在带盖的瓷坩埚中，在（90010）下，隔绝空气加热 7 min。以减少的质量占煤样质量的质量分数，减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发分。 1.2 影响煤挥发分产率的主要因素分析 （1）煤变质程度的影响。煤的挥发分产率的大小和煤的变质程度密切相关。随着变质程度的加深 Cdaf（%）的含量提高， Hdaf（%）含量减少，挥发分产率减少。褐煤的挥发分产率 Vdaf 一般在 40%60%，随变质程度加深，Vdaf 下降，到中等变质程度的主焦煤，Vda
4、f 不超过 20%，到瘦煤 Vdaf 小于 20%，而无烟煤则 Vdaf 更小。 （2）成煤物质的影响。年轻的腐泥煤的挥发分产率比相同变质程度的腐植煤挥发分产率更高。例如，山西浑源的藻煤，其挥发分产率在72?80%，和其相应变质程度的腐植煤是气煤，最高挥发分产率不超过45?00%，即使腐植煤中挥发分产率最高的褐煤，Vdaf 也没有超过70?00%。 （3）煤岩组成的影响。角质类挥发分最高，镜质类次之，丝质类最低，镜质类的挥发分能正确地反映煤的变质程度。 （4）煤中水分的影响。尽管煤的空气干燥水分的大小与周围空气的相对湿度有一定关系，在不同煤种间的水分值（Mad）差异远比空气的相对温度的影响大，
5、因而 Mad 值基本上能较好地反映煤化程度的深浅。如挥发分 Vdaf 在 25?00%左右的焦煤和肥煤等炼焦煤，其 Mad 值普遍低至0?50%以下，而 Vdaf 为 25?00%左右的不黏煤类，其水分 Mad 值最低也在3?00%以上，最高可达到 15?00%左右。总的趋势是在挥发分产率相同的情况下，凡焦渣特征号数（即黏结性）越小的煤，Mad 越高。此外，煤挥发分多少和煤是否经受风氧化也有密切关系，风氧化后的煤其挥发分特别高。 （5）挥发分本身对煤的影响。如果挥发分产率很大，则挥发性物可以保护煤中不挥发物质免于燃烧；如果挥发分产率很少时，对于不挥发物质的燃烧就很明显。对瘦煤、无烟煤，炼焦煤来
6、说，则测出的挥发分值不能正确表示有机挥发物。 1.3 影响煤挥发分产率的其它因素分析。除了上述内因外，测定的条件对挥发分产率也有很大的影响。测定的挥发分产率，因所使用的坩埚的大小，形状，材料不同和加热的温度时间等条件的差别而不同。 （1）加热温度的影响。在一定的温度限内，温度对挥发分产率有极大的影响，任何煤在隔绝空气加热时，大都经历软化、膨胀、析气，固化（一次热解）等过程。到 700900进行二次热解，如果加热最终温度不一，即使同一煤样显然热解温度和热解出该温度下的气体的量也不一。因此，挥发分产率不一。从产物对热的稳定性来看，只有在二次热解终了时，所得的焦块对热才稳定。实践证明，煤在 900以
7、前分解不完全。比如 850以下，碳酸盐分解不完全。测定的挥发分误差大，结果不稳定，当温度从 850升到 900时挥发分增加比较大，而从 900再升高挥发分增加就不多。说明 900时大多数煤样热分解已趋完全。由此可见，Vdaf850和 Vdaf900测值之间均有很好的正比线性关系。即900均比 850的测值高而稳定。 （2）加热时间的影响。对一个煤样在同一温度下加热，在一定时间限内的不同加热时间会导致不同产量的焦块。如（90010）为最终加热温度，在到达此温度时，保持 1 min 或几分钟，尽管基本上都达到了热解终了，但挥发分产率并不一样，只有在此温度下，保持一个极限时间（7 min）后，即使再
8、延长时间，焦块产量也不再发生明显的变化。的过程，而且炉热传到灰样，以及灰样达到温度均匀都需要一定时间。因此，测定时，升温速度不能太快，测值偏高；但也不能太慢，会使试验周期加长，煤灰中化学成分间相对有时间进行互相反应。所用的热电偶和控温装置必须按期检定，以保证测温准确。 2、硅碳管受热均匀并有足够恒温区。 测定用的硅碳管一定要受热均匀，且有足够恒温区，否则因硅碳管受热不均，使有的部位温度高，有的部位温度低，所测温度与炉膛中灰锥所在部位的实际温度不符，使结果不准。 3、避免主观因素影响。 由于煤灰成分是由多种氧化物（含常量元素氧化物和稀散元素氧化物）混合而成的一种复杂物质，从固态转化为无一固定熔点
9、，而只有一个熔融温度范围，在熔融过程中煤灰锥的形态是多种多样的，很难给予准确描述，再加上作为判断 4 个特征温度形态的规定都是非量化的，就容易造成由于个人的理解和实验经验的不同而使判断有所差异，特别是变形温度的差别更为突出。在试验中，有些灰锥可能发生起泡、扭曲、收缩、膨胀和内部起泡突出等异常现象，应做好记录并重新试验，以提高测定准确度。做好每一步，注意每一细节，要善于分析和总结，积累试验经验，以保证测定结果的准确性。 4、结语。 测定煤灰熔融温度的直接法比间接法准确可靠，间接法只是了解一下其熔融温度的大致范围，所得的经验公式是在一定的数据范围内统计得出的，因此有一定的局限性。从以上分析的因素中还可以看出，影响煤灰熔融性的因素很多，操作人员在每一个操作步骤中都要仔细操作、认真分析后再做出判断。目前，已有一些仪器带有摄像功能用以捕捉灰锥的变化来判断各点的温度，但仪器都是利用高度变化来作为判断点，是否可以附加条件利用形体变化来判断温度点，有待进一步验证。
