摘 要： 随着中国经济的发展，煤化工规模不断扩大，人们对煤的质量要求越来越高，使得煤质分析工作也变得越来越重要。这样的背景下，保证煤质分析工作的质量和效率，将会成为煤化工及其他领域应用煤炭的前提保障。只有保证煤符合质量要求，才能防止因煤质问题而引发的事故。同时加强煤质分析工作，还能为煤化工企业科学配煤、合理用煤提供依据。文章就煤质分析在煤化工领域的应用，进行简要的分析与探讨。
关键词 : 煤质分析;煤化工;测定;
Abstract： With the development of China's economy and the continuous expansion of coal chemical industry, people have higher and higher requirements on the quality of coal, which makes the coal quality analysis work more and more important. Under this background, ensuring the quality and eff iciency of coal quality analysis will become the premise of coal chemical industry and other f ields. Only by ensuring that the coal meets the quality requirements can accidents caused by coal quality problems be prevented. At the same time, strengthening the work of coal quality analysis can also provide basis for scientif ic coal blending and rational coal use of coal chemical enterprises. This paper briefly analyzes and discusses the application of coal quality analysis in the f ield of coal chemical industry.
Keyword： coal quality analysis; coal chemical industry; determination;
0 、引言
在煤化工的发展过程中，煤质分析工作始终占据重要地位，它能直接促进煤化工企业提升生产效率和经济效益。因此，必须要加大对煤质分析方法的研究力度，不断优化煤质分析过程，提升测定结果的精准度，以提升煤质分析的作用效果[1]。
1 、影响煤质的因素
1.1 、水分
对于天然煤炭来说，水能以内在水、外在水、化合水的形态存于煤炭中，它是一种不可燃的成分。在煤炭加工与利用中，水分的多少显然会影响到煤炭燃烧的质量和效率。若水分过高，则不利于煤的炼焦，会降低煤的利用价值。若水分过低，运输与分选煤炭时会产生大量粉尘，这不仅会影响操作环境，也会增加炼焦的风险，容易发生粉尘爆炸。
1.2 、氮、硫元素
煤炭是远古植物经过长时期的陆地变迁，后埋于地下经历复杂的物理和化学变化而形成的固体可燃性矿物。它的主体成分是碳元素，而且也含氮、硫等元素。而氮、硫等元素，经过燃烧能产生二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮等气体，会对大气环境造成污染，直接影响人类的日常生活与工作。因此，在煤化工生产中，需要对煤炭中的氮、硫元素含量进行测定，然后采取相应的脱氮、脱硫措施，以避免污染环境。
1.3 、挥发分
在一定的环境下，煤炭会因为产生热而发生自由分解，由此出现水、碳氢化合物等挥发分。挥发分强的煤炭，其炼焦和转化效率高，能够节省一定的加工成本。挥发分弱的煤炭，其炼焦和转化效果差，容易出现黏接性、耐磨性不足的情况。但并不是说发挥性越大，煤质就越好。如果发挥性过强，会造成碳氢化合物快速挥发，造成煤化工物中的有机物大量减少，这对于提升焦炭质量是十分不利的。因此，在进行煤化工时，需要采用技术手段，合理控制其挥发性[2]。
1.4、 灰分
煤炭的灰分包括煤炭内中的一些大颗粒杂质，也包括煤炭在特定温度下完全燃烧后留下的残余物。在炼制过程中，这些大颗粒杂质通常硬度高于煤炭，且发挥性较差，会直接影响炼制质量。因此，媒体中的灰分越少，越有利于炼制和提升质量。但事事并不绝对，某些残余物还能够实现“变废为宝”。通过对这些残余物进行技术处理和综合利用，可以有效提升资源循环利用率。含有杂质的煤如图1所示。
图1 含有杂质的煤
2 、煤质分析的方法
2.1 、水分检测
在天然条件下，水分是煤炭常见的组成部分，它的含量受煤的质变程度、组成结构等因素的影响，所以不同质变程度的煤，其水分含量和变化情况也有所不同。煤中的水分主要有游离水和化合水两大类，而通常情况下，煤化工业只测定煤中的游离水含量。游离水在煤中以内在和外在两种形式并存。外在水是指吸附在煤颗粒表面的水分，极容易蒸发。只要将煤炭置于空气干燥、热度适宜的环境中，这部分水分就会被快速蒸发掉。内在水吸附在煤颗粒毛孔中的水，这部分水在常温下不易丢失，需要对进行加热处理，才能使它们溢出。但需要注意的是，内在水的多与少和如何分布，受煤内表面积的大小和深浅影响。在对煤中水分含量和变化进行检测时，一般采用间接测定方法。比如将一定质量的煤样，放置于专用的烘箱中进行干燥处理。然后依据煤样在处理前与处理后的重量差，计算出煤损失的水分。需要注意的是，在整个测定过程中，要保证操作处于恒温、恒湿环境，且要及时测定水分，不能过多地耽搁时间，以免使测定结果出现较大的误差。
2.2 、元素测定
在煤化工业中，开展原煤内元素含量测定工作时，大多采用化学反应置换方法。技术人员通过保证测验环境的安全性，做好实验准备工作，以确保测定结果的真实性、可靠性。这里以测定硫元素为例，利用准度较高的库伦滴定测试法，来测定与分析原煤中的硫元素含量。比如让煤样处于高于1 150℃的高温和催化剂的作用下，并使其在净化后的空气流中进行完全燃烧，从而实现分解生成二氧化硫气体。同时对产生的二氧化硫以碘和溴进行库伦滴定，观察与分析煤样中所显示硫元素的重量。在此过程中，需要特别注意的是，空气流量将会对测定结果产生巨大影响。如果空气流量过大，容易造成未被滴定的二氧化硫与空气相混合，从而析出电解质。如果空气流量过小，容易导致煤炭中的硫不能进行完全燃烧，从而直接影响滴定的效果。因此，需要对空气流量进行精准地把握，以保证测定数值的准确性。现阶段，经过反复试验证明，保持空气流量为900 m L/min，搅拌速度为400 r/min，可以取得更加理想的测定效果。库伦滴定装置如图2所示。
图2 库伦滴定装置
2.3、 挥发分测定
测量煤的挥发分含量，对于了解煤化程度和煤的价值至关重要。通常情况下，对煤挥发分的测定，通采用的是将媒样与空气隔绝，然后进行一段时间的加热，将煤中分解出的气体产物分离出去，并测定这些气体的种类、含量。比如可将煤样置于密闭容器中进行加热，在加热30 min后对空气含量进行测定。在此过程中有两个注意事项，一是要保证加热温度的衡定，二是要保证密闭容器中的空气单一，以免挥发物质与空气发生化学反应影响测试结果。此外，媒的发挥分也受测定条件的影响，比如加热时间、加热所用的工具、加热方式等，都会对挥发分测定结果造成直观的影响。在煤化工业中，煤的挥发分产率是煤炭分类的重要标准。一般来说，技术人员可依据煤的挥发分产量和焦渣形状，对煤炭的加工与利用、热值的高与低进行初步的判断，以了解煤化程度和煤的价值。就目前而言，我国对于煤炭挥发分的测定方法主要有复式和单式法两种，能实现对煤发挥分种类和含量的精准测定。
2.4、 灰分测定
在测定煤炭灰分时，要注重提升测试设备的精确性，提高测试的质效性。一般来说，煤炭中的灰分会对测试设备性能造成负面影响，所以定期对设备性能进行检测是十分必要和重要的。比如在测定前对马弗炉进行全面排查和清理，防止出现残留物，影响本次测定结果。此外，相关人员在测定煤中灰分时，要格外重视三氧化硫反应问题，要采用各种手段将三氧化硫的反应控制咋最低程度，确保煤中硫酸盐的全面分解，从而提高测试结果的精准度。
3 、制定新的煤质分析方案
在日益激烈的竞争环境下，传统的煤质分析方法已不能满足煤化工企业的日益增多的发展需求。尤其是传统方法具有工作量大、分析周期长、准确性差等劣势，将会直接降低煤化工企业的生产质量和效率，弱化煤化工企业的竞争实力，甚至会对煤化工企业经济发展造成巨大影响。因此，煤化工企业要结合实际情况，加大人力、物力、财力投入，全面提升煤质分析工作的质量和效率。同时要注重制定新的煤质分析方案，不断为优化配煤方法提供支持与保障[3]。
对于煤化工企业来说，实现煤炭经济的效能与效益是其不断追求的目标，亦是其社会和经济价值的体现。尤其是在低碳环保、节约能源时代环境下，做好煤质分析工作，制定优质的用煤方案，将成为煤化工企业健康可持续发展的必由路径。只有保证不同煤质的煤得到合理科学的运用，充分发挥煤的最大价值，才能实现经济效益最大化。不同煤质的煤的经济效益是不同的，那么如何利用混合的方式，发挥煤的价值作用将是煤化工企业的重点工作方向。现阶段，按照煤化程度，可将煤炭划分动力煤和炼焦煤两大类。煤化工企业可以对这两类煤的性能进行多层面、深入性的研究，找寻能够实现动力煤和炼焦煤的快速、精准切换的方式，以提升生产和加工效益。在制定新煤质分析方案中，煤化工企业可将煤的品质划分为“上煤”和“下煤”。上煤是指水分与灰分相近的煤。下煤是元素和挥发分相近的煤。然后按照上煤和下煤的属性进行配煤，从中找寻最佳的配煤方案。尤其工作人员可依据不同配比情况的煤质特性，快速确定不同比例煤所产生的经济性，能大大提升调节生产方案的质量和效率[4]。
4 、结语
综上所述，在煤炭业快速发展的趋势下，要积极推动煤质分析方法的发展与更新，促进煤化工企业快速选定适合自身发展的新煤质分析方法，以提高生产效率和经济效益。通过加强对新煤质分析方面的认识与运用，确保它能发挥更多的价值效益，以快速促进整个煤化工领域的健康可持续发展。
参考文献
[1]王芳煤质分析在煤化工中的应用[J]山西化工, 2020,40(06)-:177-178, 181.
[2]丁在兴现代煤化工设计煤质确定方法研究[J].化工设计通讯, 2018, 44(10):5.
[3]付艳艳关于煤质分析常见误差和控制策略的探讨[J]辽宁化工, 2020, 49(10): 1280-1282.
[4]解强关于煤质检验技术的发展思考[J]煤质技术, 2020,35(06):6-12, 17.
