煤质技术指标-煤炭水分常见问题

1.什么是煤炭水分及分类？

答：煤炭水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。

煤炭水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。

现在我们常报的煤炭水份指标有：

1 、全水份（ Mt ），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用 Mar 表示。通常规定在 8% 以下。

2 、空气干燥基水份 (Mad) ，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为 “ 分析基水份 ” 的。

2.什么是煤的内在水分？

答：指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中，在实际测定中，是指煤样达到空气干燥状态时所保留的那部分水。

3. 什么是煤的外在水分？

答：吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔穴中的水分，在实际测定中，是指煤样达到空气干燥状态时所失去的水分。

4.煤的全水分测定中应该注意哪些问题？

答：没的全水分测定中的关键问题是要保证原来煤样的水分没有损失也没有增加，即从制样到测试前的全过程中煤样中的水分没有变化，因此必须注意以下几个问题：

采集的全水分试样保存在密封良好的容器内，并放在阴凉的地方；

制样操作要快，最好用密封式破碎机；

进行全水分测定的煤样不宜过细，如要用较细的试样进行测定，则测定该用密封式破碎机或用两步法进行测定 —— 先破碎成较大颗粒测其外在水分，再破碎到较细颗粒测其内水。

5.目前测定空气干燥煤样水分的标准方法有那几种？其原理是什么？个有什么特点？

答：空气干燥煤样水分测定的标准方法最常用的是加热干燥和共沸蒸馏法。

（一）、加热干燥法分为干燥失重法和直接重量法。干燥失重法为煤样在 105 ～ 110℃ 下加热干燥，根据试样的质量损失来测定水分，方法简单，对于年老煤比较适合，但是由于空气中加热时间教长（ 1 ～ 2h ），煤样容易氧化增重，而使测定结果偏低，对于年轻煤影响尤其大。为了克服这一缺点，一般采用两种措施。一种是在真空或惰性气氛（如氮气）中加热，避免煤与氧接触；另一种是适当提高加热温度同时尽量缩短加热时间一减弱氧化程度，如国家标准 GB212-77 《煤的工业分析方法》中规定的在 145℃ ± 5℃ 下烘烤 1h 测定褐煤水分的方法。

直接重量法是在煤样于 105 ～ 110℃ 下，在干燥氮气中加热驱出的水分，用含吸水剂的吸收管吸收，根据吸收管的增重来测定水分，起特定是由于在氮气流中加热不存在氧化问题，所以结果也比较准确，但仪器设备和测定步骤比较干燥失重法麻烦。

（二）、共沸蒸馏法系将煤样悬浮在一种与水不互溶的有机溶剂（如甲苯或二甲苯）中，加热蒸馏，煤炭水分被有机溶剂蒸汽带出后冷凝收集在一个带刻度的接受管中，根据所收集的水的体积，测定出没的水分含量。它是一种很准确的方法，但是试样用量较多，使用的溶剂甲苯或二甲苯为易燃、有毒物质，而且对于年轻褐煤常用的两种溶剂 —— 甲苯和二甲苯的测定结果不一致，二甲苯的沸点较高（ 140℃ ），在此温度下年轻褐煤中的某些有机组会分解，产品水分导致测定结果的偏高。

6.烘烤法测定煤炭水分时为什么必须用带鼓风的烘箱？

答：鼓风的目的在于促使干燥箱内空气流动，一方面使箱内温度均匀，另一方面使煤炭水分尽快蒸发缩短实验周期。试验证明鼓风情况下干燥 1h 测得的水分值均高于不鼓风情况下测得的水分值；在随后的 0.5h 检测性干燥中，在鼓风条件下只需要进行一次，试样的质量即达到恒重，而不鼓风时，常需要进行多次，才能达到恒重。

7. 煤炭水分测定的意义？

煤炭水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。

　　煤炭水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤炭水分增加，煤中有用成分相对减少，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。煤炭水分增加，还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。特点是冬季寒冷地区，经常发生冻车，影响卸车，影响生产，影响车皮周转，加剧了运输的紧张。

煤炭水分也容易引起煤炭粘仓而减小煤仓容量，甚至发生堵仓事故。

　　随着矿井开采深度的增加，采掘机械化的发展和井下安全生产的加强，以及喷露洒水、煤层注水、综合防尘等措施的实施，原煤水分呈增加的趋势。为此，煤矿除在开采设计上和开采过程中的采煤、掘进、通风和运输等各个环节上制定减少煤的水分的措施外，还应在煤的地面加工中采取措施减少煤炭水分。

　　（ 1 ）煤中游离水和化合水

　　煤炭水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分；化合水也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙（ NaSO4.2H2O ）和高龄土（ AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水。游离水在 105 ～ 110C 的温度下经过 1 ～ 2 小时可蒸发掉，而结晶水通常要在 200C 以上才能分解析出。

煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。

（ 2 ）煤的外在水分和内在水分

煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。

　　外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。

　　内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在 100C 以上的温度经过一定时间才能蒸发。

　　最高内在水分，当煤颗粒内部毛细孔内吸附的书分达到饱和状态时，这是煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地区分低煤化度煤。如年轻褐煤的最高内在水分多在 25% 以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达 31% 。最高内在水分小于 2% 的烟煤，几乎都是强粘性和高发热量的肥煤和主焦煤。无烟煤的最高内在水分比烟煤有有所下降，因为无烟煤的孔隙度比烟煤增加了。

（ 3 ）煤的全水分

　　全水分，是煤炭按灰分计加中的一个辅助指标。 a. 煤中全水分的含义。煤中全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。必须指出的是，化验室里测试煤的全水分时所测的煤的外在水分和内在水分，与上面讲的煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分是完全不同的。化验室里所测的外在水分是指煤样在空气中并同空气湿度达到平衡时失去的水分（这是吸附在煤毛细孔中的内在水分也会相应失去一部分，其数量随当时空气湿度的降低和温度的升高而增大），这时残留在煤中的水分为内在水分。显然，化验室测试的外在水分和内在水分，除与煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分有关外，还与测试是空气的湿度和温度有关。 b. 煤的全水分测试方法要点见GB212-91 。

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