不同粒度存查煤样稳定性与最优存放时间关系探究.pdf

第 卷第 期煤 质 技 术 年 月 移动阅读何成友 不同粒度存查煤样稳定性与最优存放时间关系探究 煤质技术，（）：，（）：不同粒度存查煤样稳定性与最优存放时间关系探究何 成 友，（煤炭科学技术研究院有限公司，北京；国家煤炭质量检验检测中心，北京）摘 要：不同粒度存查煤样在常规储存条件下存放一定时间后，其性质发生一定的改变后影响煤质的稳定性，但存查煤样的稳定性对煤质分析结果的二次分析起至关重要的作用，因而需探究不同粒度存查煤样的稳定性与最优存放时间的关系，以期为现场煤样存储工作提供合理化的指导建议。实验选取不同粒度条件下特低灰、神混、石炭 种系列煤的存查煤样，研究灰分、挥发分和发热量随时间的变化规律，分析 种系列煤的最优保存粒度和最长存放期限。结果表明：特低灰煤的存查煤样最长存放时间为 ，神混系列煤的存查煤样最长存放时间以不超过 为宜，石炭系列煤的存查煤样在 内无明显变化，建议 种系列煤均以标称最大粒度为 的煤样作为存查煤样。关键词：存查煤样；稳定性；存放时间；最优保存粒度；标称最大粒度；煤质分析；储存条件中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：责任编辑：何毅聪 ：基金项目：煤炭科学技术研究院技术创新基金资助项目（）作者简介：何成友（），男，安徽合肥人，硕士研究生，主要研究方向为煤质分析研究。：，（，；，）：，（，），：；煤 质 技 术 年第 卷 引 言随着规范化煤炭贸易市场体系建设进程的推进，贸易双方对于原始化验结果有疑问时、发生煤质纠纷时以及实验室期间核查质量管理时，通常需要借助存查煤样对各项指标进行二次分析，以重新评价煤质。规定“存查煤样应在原始煤样制备的同时，用相同的程序于一定的制样阶段分取。如无特殊要求，一般可将标称最大粒度为 的煤样 作为存查煤样”；“商品煤存查煤样，从报出结果之日起一般应保存 个月，以备复查”。煤质分析结果的变化主要源于煤炭样品中的有机质与空气中的氧发生作用，粒度越大，氧化速度越低，稳定性越好，理论保存期限越长。从而产生了以下 种现象：对稳定性较好的煤炭，甚至更小粒度的存查煤样的稳定期即可达到 个月；对稳定性较差的煤炭，同样的粒度可能远达不到保存期限的要求，很可能存查煤样本身的品质已发生变化，复查结果的准确性难以保证，无法对煤质作出真实有效的评价。肖敏等对煤炭贮存时间与热值损失进行了研究，得出了煤炭的热值损失与贮存时间的定量关系。但目前对于常规储存条件下，存查煤样的稳定性随时间的变化缺少普遍适用性规律。因此，关于存查煤样的稳定性研究尤其重要。笔者通过研究相同粒度条件下存查煤样的稳定性随着存放时间的变化规律以及不同粒度条件下存查煤样的最优存放时间，结合实验结论和实际存储中的成本控制和煤质复检的准确率，探索常规条件下适合煤样存储的最优粒度条件和存放时间。试验部分 仪器与样品 型密封锤式破碎缩分机；型密封双辊破碎机；快速压紧制样粉碎机；型电子天平；型电热鼓风干燥箱；型马弗炉；型自动定硫仪；型量热仪。实验样品均来源于神华煤炭，分别为 种特低灰煤，种 神 混 煤、和 种石炭煤、。试验方法水分、灰分和挥发分按 煤的工业分析方法 进行测定，其中水分选择方法 空气干燥法、灰分选择缓慢灰化法；发热量按 煤的发热量测定方法 中自动氧弹量热计法进行测定；全硫按 煤中全硫的测定方法 中库仑滴定法进行测定。试验步骤 样品制备将 组试样分别用锤式破碎缩分机和双辊破碎机 逐 级 破 碎 至 粒 度 小 于 （）、（）、（），煤样经破碎后通过对应粒度的试验筛。将制备的 份样品按照对应编号和粒度分别装入密封罐，并储存在样品柜中。样品测定 份煤样按照对应的粒度小于 、和 各选取 组，于第 天取出适量部分进行破碎和缩分，分别进行水分、灰分、挥发分、全硫、发 热 量 的 测 定。并 于 第、重复上述操作。结果与讨论 存查煤样的稳定性与最优存放时间 所选 组煤样为粒度小于 的存查煤样，按、计时存放，测定不同存放时间下存查煤样灰分、挥发分和发热量的结果见表。存放时间对发热量的影响 特低灰煤样的发热量随时间的变化规律曲线如图 所示。图 存查煤样的发热量随时间的变化 存放 、和 时，发热量分别从原始值降低了、，均未超出发热量测定的再现性临界差，内，发热量测定结果与第 期何成友：不同粒度存查煤样稳定性与最优存放时间关系探究原始值之差在允许范围内；存放 时，发热量比原始值降低了 ，下降率为 ；存放 时，发热量比原始值降低了 ，下降率为 ，存放 ，发热量的下降速率加快，日均下降 。根据国家标准 煤的发热量测定方法 规定“发热量测定的再现性临界差，为 ”，可视为分析存查煤样的最大允许差。因此，煤样，存放 不影响发热量测定结果的复现性。表 存查煤样的灰分、挥发分和发热量 ，样品灰分 挥发分 发热量，（）与原值之差（）样品灰分 挥发分 发热量，（）与原值之差（）、和 神混煤样的发热量随时间的变化规律如图 所示。煤样存放 ，发热量从原始值降低了 ，未超出再现性临界差；存放 下降 ，超出再现性临界差；和 煤样存放 时，发热量分别从原始值降低了、，略微超出再现性临界差，存 放 时 分 别 下 降、。、和 神混煤样的发热量在 内下降率分别为 （）、（）、（）。存放 时热值高的神混煤样比热值低的神混煤样稳定性好，但存放 时 种神混煤样热值降低均超出再现性临界差，因此 种神混煤样的存放时间以不超过 为宜。、和 石炭系列煤样的发热量随时间的变化规律曲线如 图 所 示。、和 的 存查煤样 内，发热量比原始值分别降低了 、，未超出再现性临界差，且下降率均小于 。因此，、和 煤样在存放 内发热量变化值在最大允许差范围内。煤 质 技 术 年第 卷图 、神混存查煤样的发热量随时间的变化 ，图 、石炭存查煤样的发热量随时间的变化 ，存放时间对灰分和挥发分的影响 特低灰煤样的灰分和挥发分随时间的变化规律如图 所示。灰分（）随时间变化呈持续增长的趋势，内灰分与原始值相比上升了 ，增长相对缓慢；内灰分的上升率达 （绝对值增加）；时，灰分相比原始值上升率达 （绝对值增加 ），未超出再现性临界差（）。煤样的挥发分（）持续下降，内挥发分下降趋势缓慢；挥发分加速下降；时，挥发分相比原始值下降率为 （绝对值下降 ），未超出再现性临界差（）。煤样 内灰分和挥发分变化值均未超出再现性临界差，但 后已呈现稳定性逐渐降低趋势。、和 神混系列煤样的灰分和挥发分随时间的变化规律如图 所示。灰分（图）随时间的变化呈现图 存查煤样的灰分、挥发分随时间的变化 持续增长的趋势，内灰分稳定，与原始值相比上升率分别为 、（绝对值分别增加 、），内灰分加速增长，内 仅有 煤样的灰分变化超出再现性临界差（）。内挥发分相比原始值下降率分别为 、（绝 对 值 分 别 下 降 、），比较稳定，内挥发分下降趋势增大，但 内挥发分变化均未超出再现性临界差（）。神混煤样 内，个别灰分除外，灰分和挥发分变化值均未超出再现性临界差，但 后呈现了稳定性逐渐降低趋势。、石炭系列煤样的灰分和挥发分随时间的变化规律曲线如图 所示。灰分（图）随时间的变化呈持续增长趋势，时灰分与原始值相比，上升率分别为 、（绝对值分别增加、），未 超 出 再 现 性 临 界差（）。挥发分（图）时变化不大，时加速下降，相比原始值下降率分别为 、（绝 对 值 分 别 下 降、），未 超 出 再 现 性 临 界差（）。石炭煤样 内灰分和挥发分变化值均未超出再现性临界差，后呈现稳定性降低趋势。不同粒度的存查煤样与最佳存放时间的关系实验探究特低灰煤、神混煤和石炭煤在粒度小于 、和 条件下，分别存放、后的发热量随时间的变化规律，实验结果 见 表。特 低 灰 煤，在 粒 度 小 于 、和 条件下，发热量随时间的变化规律如图 所示。第 期何成友：不同粒度存查煤样稳定性与最优存放时间关系探究图 神混系列 存查煤样灰分与挥发分随时间的变化 图 石炭系列 存查煤样灰分及挥发分随时间的变化 图 不同粒度存查煤样的发热量随时间的变化 在相同存放时间下，煤样 发热量相比原始值下降了 ，下降率为 ；煤样 发热量相比原始值下降 ，下降率为 ；煤样 发热量相比原始值下降 ，下降率为 。种不同粒度的 特低灰煤样存放 时，发热量下降值均超过了再现性临界差，但存在 个明显现象是粒度越大，发热量随时间变化越小。若按有效存放时间 计，特低灰煤 煤样发热量相比原始值下降了 ，煤样发热量相比原始值下降 ，煤样发热量相比原始值下降 ，其中 和 煤样均未超过再现性临界差。、神混煤，在粒度小于 、和 条件下，发热量随时间的变化规律曲线如图 所示。相同存放时间下，神混系列 煤样的发热量相比原始值下降最多，下降率分别为、（下降绝对值分别为、）；神混系列 煤样的发热量 下降率分别为 、（下降绝对值分别为、）；神混系列 煤样的发热量下降曲线与 煤样的曲线几乎一致。若按有效存放 计，神混系列 个煤样的发热量相比原始值，煤样分别下降了、；煤样发热量分别下降、；煤样发热量分别下降、。神混系列 个煤样粒度为 和 时，存放 煤样发热量下降均未超过再现煤 质 技 术 年第 卷性临界差。、和 石炭煤，在粒度小于 、条件下，发热量随时间的变化规律曲线如图 所示。石炭系列 、煤样在 内的发热量下降率基本保持一致，平均为（）、（）、（），显然石炭系列 种粒度的煤样 内发热量下降均未超过再现性临界差。表 不同粒度存查煤样的发热量（，）样品，样品，样品，样品，图 不同粒度神混煤存查煤样发热量随时间的变化 结 论（）随煤样存放时间的延长，发热量呈明显的下降趋势，许多发热量测值变化超出再现性临界差；灰分呈缓慢增高趋势，挥发分呈一定的降低趋势，灰分和挥发分一定程度上体现了煤样的稳定性，但其 内的变化未超出再现性临界差。因此，主要根据发热量变化确定煤样最佳保存时间，特低灰 系列存查煤样最长存放时间为 ；神混系列 、和 第 期何成友：不同粒度存查煤样稳定性与最优存放时间关系探究图 不同粒度石炭煤存查煤发热量随时间的变化 存查煤样的最长存放时间以不超过 为宜；石炭系列 、和 存查煤样存放 依然有效。（）在相同的存放时间下，存查煤样的粒度越大，干基高位发热量下降绝对值越小，煤样稳定性越好特低灰煤和神混煤的 和 煤样在存放 时，发热量下降均未超过再现性临界差，而 煤样的发热量下降大多超差；石炭系列煤的 、粒度煤样在存放 时，发热量下降均未超过再现性临界差。（）由于存查煤样的粒度越大，对应的最小留样量也随之增多，综合各项因素，建议以标称最大粒度 的煤样作为存查煤样。参考文献（）：周彩霞 存查煤样的质量指标允许差的探讨 煤质技术，（）：，（）：李英华 煤质分析应用技术指南（第 版）北京：中国标准出版社，：全 国 煤 炭 标 准 化 技 术 委 员 会 煤 样 的 制 备 方法：北京：中国标准出版社，：胡文堂，傅以忠 煤样氧化对其发热量测值的影响 煤质技术，（）：肖敏，刘振德 煤炭贮存时间与热值损失的研究 煤质技术，（）：，（）：李娜，刘世涛，刘洪强 煤炭实验室存查煤样的结果评定 煤质技术，（）：，（）：胡文堂 完善煤样存查方式的思考 煤质技术，（）：，（）：张博 煤样常用煤质指标精密度的研究 煤质技术，（）：，（）：高英，张晓涛 制定煤质抽查标准确保煤炭产品质量 煤炭加工与综合利用，（）：全国煤炭标准化技术委员会 煤的工业分析方法：北京：中国标准出版社，：全国煤炭标准化技术委员会 煤的发热量测定方法：北京：中国标准出版社，：全国煤炭标准化技术委员会 煤中全硫的测定方法：北京：中国标准出版社，：朱振忠 关于存查样与原化验样的结果的允许差 煤炭分析及利用，（）：张太平 一般分析试样与存查煤样测定结果核对允许差 的 确 定 方 法 研 究 煤 质 技 术，（）：，（）：茌方，杜政烨，袁翠翠，等 存查煤样灰分超差的原因分析探讨 煤质技术，（）：，（）：