煤炭检测
煤炭检测是评估煤炭质量、保障其在能源生产和工业应用中合理利用的关键环节。
检测项目涵盖物理性质、化学组成、工艺性能等多个方面，以下是常见检测内容及方法（避免公式和复杂表格，侧重流程与应用）：
一、物理性质检测
1. 水分含量
目的：反映煤炭中水分比例，影响运输成本、燃烧效率及储存稳定性。
方法：
空气干燥基水分（Mad）：称取试样放入（105±5）℃烘箱烘干至恒重，失重百分比即水分含量。
全水分（Mt）：针对原煤，需测定外在水分和内在水分总和（分阶段烘干称重）。
2. 粒度组成
目的：判断煤炭颗粒大小分布，用于选煤工艺或锅炉燃料适配。
方法：
用不同孔径筛子（如 25mm、50mm）筛分样品，称量各筛层质量，计算各粒度区间占比（如块煤、末煤比例）。
3. 密度
目的：评估煤炭致密程度，用于煤炭储量计算或分选工艺设计。
方法：
用密度瓶法测定真密度（排除孔隙的实际密度），或用容量法测定视密度（包含孔隙的密度）。
二、化学组成检测
1. 工业分析
核心项目：水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）、固定碳（FC）。
操作要点：
灰分：试样在 815℃马弗炉中灼烧至恒重，剩余残渣为灰分，反映矿物质含量。
挥发分：在 900℃隔绝空气条件下加热，测量挥发物逸出后的质量损失，与煤化程度相关（如褐煤挥发分高，无烟煤低）。
固定碳：通过计算（100% - 水分 % - 灰分 % - 挥发分 %）间接得出，代表可燃有机质含量。
2. 元素分析
检测元素：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等。
方法与意义：
硫含量：艾士卡法（重量法）或库仑滴定法，硫高易导致燃烧污染（SO₂）和设备腐蚀。
碳氢含量：元素分析仪测定，影响煤炭热值计算（碳含量越高，热值通常越高）。
3. 有害成分
项目：磷、氯、砷、汞等微量元素。
检测意义：磷影响钢铁质量，氯腐蚀锅炉，重金属污染环境，需符合环保标准。
三、工艺性能检测
1. 发热量（热值）
定义：单位质量煤炭完全燃烧释放的热量，是能源价值的核心指标。
方法：
氧弹量热法：将试样置于氧弹中燃烧，通过水温升计算发热量（分高位热值和低位热值，后者扣除水蒸气潜热）。
2. 粘结性与结焦性
适用煤种：炼焦用煤（如焦煤、肥煤）。
检测项目：
胶质层指数（Y 值）：模拟煤热解过程，测量胶质层厚度，判断粘结能力。
奥亚膨胀度：测定煤在加热过程中的膨胀程度，反映结焦性。
3. 灰熔融性（灰熔点）
目的：判断煤炭燃烧或气化时灰渣的熔融特性，避免锅炉结渣。
方法：
将灰样制成三角锥，加热至不同温度，观察其变形温度（DT）、软化温度（ST）、流动温度（FT）。
4. 抗碎强度与磨损性
动力用煤检测：
抗碎强度：模拟运输过程中煤炭抗破碎能力（如＞25mm 颗粒占比）。
磨损指数（AI）：测定煤炭对磨煤机的磨损程度，指数越低越耐磨。
四、环保相关检测
1. 全硫与有害元素
除单质硫外，检测硫酸盐硫、硫化物硫等形态，评估燃烧后硫氧化物排放风险。
汞、镉等重金属需符合《煤炭工业污染物排放标准》。
2. 氟、氯含量
燃烧过程中释放的氟、氯会腐蚀设备或污染大气，需控制在安全范围内。
五、检测标准与应用场景
国内标准：
GB/T 212-2021《煤的工业分析方法》
GB/T 213-2018《煤的发热量测定方法》
GB/T 5447-2014《烟煤粘结指数测定方法》
国际标准：ISO 1928:2006（煤的高位发热量计算）、ASTM D3173-15（煤中水分测定）。
应用场景：
电力行业：检测热值、灰熔点，优化锅炉燃烧效率。
冶金行业：炼焦煤需检测粘结性、硫含量，确保焦炭质量。
化工行业：气化用煤需关注粒度、热稳定性和灰熔融性。
六、检测注意事项
样品代表性：从煤炭堆、运输工具等不同部位多点取样，避免偏倚（如大块煤与煤粉比例）。
制样流程：原始样品需经破碎、缩分、干燥等步骤制成分析试样，确保粒度均匀（如＜0.2mm）。
仪器精度：量热仪、马弗炉等设备需定期校准，天平精度不低于 0.0001g。
安全防护：高温试验（如灰分测定）需在通风橱操作，硫、汞等有害元素检测需佩戴防护装备。
