煤泥全水分分析方法的探讨

王娟

宁夏京能宁东发电有限责任公司 宁夏银川 750400

1 煤泥概述

1.1 煤泥特性

煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物，是煤炭生产过程中的一种产品，根据品种的不同和形成机理的不同，其性质差别非常大，可利用性也有较大差别，其种类众多，用途广泛[1]。

煤泥可大体分为炼焦煤选煤厂的浮选尾煤、煤水混合物产出的煤泥、矿井排水夹带的煤泥和矸石山浇水冲刷下来的煤泥。由于煤泥是经过洗选而产生的，其具有粒度细、微粒含量多；持水性强，水分含量高；灰分含量高，发热量较低等特点。

1.2 煤泥应用

由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，以民用地销为主要出路。改革开放以来，国民经济有了迅猛的发展，煤炭产量已跃居世界首位，市场形势也发生了很大变化。煤炭加工的深度和广度都在快速发展，煤泥的产量明显上升。近些年，煤炭价格继续呈现快速上涨势头，电煤供应形势日趋紧张，为了保证电煤的正常供应并降低燃料成本，部分电厂开始采购价位较低的煤泥进行掺配燃烧。

1.3 煤泥在应用中存在的问题

在应用过程中，煤泥的水分大、黏性强、高持水性、粒度细、微粒含量多，成泥块儿状，无法按照GB/T211-2007和GB/T19494．2-2004国标要求进行全水分测定及一般分析煤样的制备工作，致使煤泥全水分测定方法不一致，全水分测定的准确性较低且对热值的影响较大。因此，在煤泥质量监督过程中存在一定的难度。

2 煤泥全水分分析方法的探讨

2.1 煤泥全水分分析方法

空气干燥法（一步法）：

①将所采取的煤泥用取样铲切割成较小的煤块儿，堆锥掺和三次。

②用堆锥四分法缩分出不少于3kg的煤样。

③将缩分出的煤样用九点取样法采取（500±10）g的煤泥平摊在浅盘中。

④将浅盘放入预先加热到（105-110）℃的空气干燥箱中，在鼓风条件下，连续干燥4小时。

⑤将浅盘取出，趁热称量（称准至0．1g）。

⑥进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0．5g或质量增加时为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量作为计算依据[2]。

2.2 两步法

（1）外在水分：

①将所采取的煤泥用取样铲切割成较小的煤块儿，堆锥掺和三次。

②用堆锥四分法缩分出不少于5kg的煤样。

③将缩分出的煤样充分混合后，铺成一厚度不超过5cm且均匀的长方形，分成18个以上的小方块，从中抽取全水分煤样。

④称取2kg煤泥摊平放置在浅盘中。

⑤在不高于40℃的空气干燥箱中干燥（约5-7h）到可以直接破碎，记录外在水分（称准至0．1g）。

表1 两种方法试验数据比对

（2）内在水分：

①立即将测定外在水分后的煤样破碎到粒度＜3mm，在预先干燥和已称量过的称量瓶内迅速称取（10±1）g煤样（称准至0．001g），平摊在称量瓶中。

②打开称量瓶盖，放入预先加热到（105-110）℃的干燥箱中干燥2h。

③从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，在空气中放置5min，然后放入干燥器中，冷却到室温（约20min），称量（称准至 0．001g）。

④进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0．01g或质量增加时为止。内在水分在2%以下时，不必进行检查性干燥。

⑤结果计算：

式中：

Mt-煤样的全水分，用质量分数表示，%；

Mf-煤样的外在水分，用质量分数表示，%；

Minh-煤样的内在水分，用质量分数表示，%；

3 分析方法的优缺点

3.1 空气干燥法的优点

（1）全水分测定时间相对短些。

（2）实际操作简单方便。

（3）基本满足生产现场需求。

3.2 两步法的优点

（1）测得的全水分较空气干燥法大一点。

（2）两千克的烘干煤样也可制备一般分析煤样。

3.3 缺点

（1）空气干燥法的缺点：实测全水分较两步法测定的偏小。

（2）两步法的缺点：

①煤样干燥时间偏长。

②全水分测定过程相对较繁琐。

③不能满足生产现场的需求。

3.4 数据分析

就某厂用以上两种方法做的煤泥全水分数据如表1：

通过表数据分析，一步法与两步法的全水分测定结果偏差2%，上述两种方法都可进行煤泥全水分分析。在实际生产过程中，要求实验数据及时、准确，一步法用时短及操作简单，测定数据满足准确性要求，更适用于生产现场。

4 煤泥全水分分析方法的展望

随着全球温室效应的加剧以及出现酸雨的地区日益增多，因使用煤炭而造成的环境问题已日益受到世界各国的关注。煤炭工业技术委员会提出：预计到2020年，我国煤炭需求量将达到28．4亿吨，目前我国入选煤量已达到原煤的35%，2006年煤炭产量达到23．25亿吨，入选煤量达到7．45亿吨，仅2006年一年里煤泥的产量就达到了7500万吨[3]。

煤泥堆积形态极不稳定，自流而不成形，遇水即流失、风干即飞扬，作为废料遗弃，造成的环保问题比洗煤矸大得多，极易产生严重的环境污染。目前，燃烧发电是煤泥资源化综合利用的最佳处置方式，节约了大量常规电煤燃料，还降低了锅炉磨损及电厂用电量，完全符合国家节能减排、低碳环保的要求。

电力用煤的日趋紧张，电力企业有效控制燃料成本成了重中之重。适量采购低热值煤泥作为锅炉掺配燃烧原料是降低燃料入厂标煤单有效途径之一，使煤泥在电力燃料需求中所占比例逐渐增大。