摘要

本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀，在合理的測(cè)試方法下獲取了不同煤質(zhì)屬性煤樣的發(fā)熱量。測(cè)試結(jié)果表明：煤樣的發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果重復(fù)性良好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）不大于0.2%，準(zhǔn)確性小于100 J/g。

圖1 ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀

前言

煤炭的發(fā)熱量（熱值），是指單位質(zhì)量的煤炭在wan全燃燒時(shí)所能釋放出的熱量，它是貿(mào)易定價(jià)的核心依據(jù)，也是所有燃煤設(shè)備及工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)。通過(guò)合理的測(cè)試方法使用高精度測(cè)試儀器來(lái)獲取更加準(zhǔn)確的發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果，對(duì)衡量煤炭質(zhì)量的好壞至關(guān)重要。

煤質(zhì)屬性的差異會(huì)直接影響煤炭發(fā)熱量的測(cè)定結(jié)果。固定碳含量越低，發(fā)熱量越低，測(cè)試的重復(fù)性可能變差；灰分（不可燃礦物）的含量增加，會(huì)導(dǎo)致燃燒不wan全，實(shí)測(cè)結(jié)果偏低；高揮發(fā)分（熱解氣體產(chǎn)物）可能導(dǎo)致煤樣爆燃飛濺進(jìn)而影響測(cè)試結(jié)果。不同煤質(zhì)需針對(duì)性優(yōu)化測(cè)試方法，避免測(cè)試誤差。

本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀，比較了不同裝樣方式對(duì)煤樣發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果的影響，并通過(guò)合理的測(cè)試方法，準(zhǔn)確測(cè)定了煤質(zhì)屬性差異明顯煤樣的發(fā)熱量。測(cè)試結(jié)果表明：不同固定碳、灰分及揮發(fā)分含量的標(biāo)準(zhǔn)煤樣，其發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果重復(fù)性良好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）不大于0.2%，準(zhǔn)確性小于100 J/g。

實(shí)驗(yàn)方法

1. 實(shí)驗(yàn)條件

測(cè)試儀器：ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀

測(cè)試方法：GB/T 213-2008

環(huán)境溫度：25.3~ 26.6 oC

實(shí)驗(yàn)樣品：GSB-國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)煤炭樣品

2. 測(cè)試過(guò)程

打開(kāi)ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀；

Step1：稱取一定質(zhì)量樣品/助燃物，壓片后/包擦鏡紙放入樣品池中；

Step2：用棉線連接點(diǎn)火絲與樣品并固定；

Step3：安裝氧彈，并設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，填寫樣品質(zhì)量等；

Step4：開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，在測(cè)試環(huán)境準(zhǔn)備好后，儀器自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試；

Step5：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，取下氧彈并進(jìn)行清理；

Step6：重復(fù)測(cè)試，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)共選取5種發(fā)熱量、灰分及揮發(fā)分含量不同的標(biāo)準(zhǔn)煤樣進(jìn)行測(cè)試，并在測(cè)試期間按照GB/T 212所述方法測(cè)量5種煤樣空氣干燥基水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Mad），樣品信息如表1所示。

表1 標(biāo)準(zhǔn)煤樣-樣品信息表（干基數(shù)據(jù)）

對(duì)于粉末狀樣品，直接進(jìn)行測(cè)試易出現(xiàn)飛濺，影響結(jié)果準(zhǔn)確性，因此通常采用壓片法或擦鏡紙包裹法進(jìn)行制樣。實(shí)驗(yàn)表明，這兩種方式在測(cè)定結(jié)果上無(wú)顯著差異。然而，由于煤樣本身煤質(zhì)屬性的不同，需根據(jù)樣品特性選擇更適宜的測(cè)試方法以提高準(zhǔn)確性。

ZBM111A 煤樣揮發(fā)分含量較高，直接測(cè)試容易發(fā)生爆燃和飛濺，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。實(shí)際測(cè)試中還發(fā)現(xiàn)，即使壓片處理仍存在較多樣品飛濺的現(xiàn)象，因此推薦采用擦鏡紙包裹后進(jìn)行測(cè)試，以提升實(shí)驗(yàn)可靠性。

ZBM110A 煤樣灰分含量高、放熱量低，直接測(cè)試時(shí)燃燒放熱緩慢，且易出現(xiàn)燃燒不wan全的情況。建議添加苯甲酸作為助燃劑以提高燃燒效率，但應(yīng)注意控制苯甲酸的添加量，使其對(duì)單次測(cè)試總放熱量的貢獻(xiàn)低于50%，否則可能導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高。

圖2 煤樣不同裝樣方式（a）無(wú)處理（b）擦鏡紙包裹（c）壓片

5種煤質(zhì)屬性差異的標(biāo)準(zhǔn)煤樣發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果匯總于表2，結(jié)果已對(duì)擦鏡紙及苯甲酸的熱值進(jìn)行了扣除。

表2 標(biāo)準(zhǔn)煤樣-包擦鏡紙測(cè)試數(shù)據(jù)

從測(cè)試結(jié)果看，在使用了合適的測(cè)試方法后，對(duì)于不同固定碳、灰分及揮發(fā)分含量的標(biāo)準(zhǔn)煤樣，其發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果重復(fù)性良好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.16%以內(nèi)，準(zhǔn)確性（與出廠數(shù)據(jù)之差）不大于60 J/g，極差小于70J/g。

結(jié)論

本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀測(cè)定了煤質(zhì)屬性差異煤樣的發(fā)熱量，系統(tǒng)研究了測(cè)試過(guò)程中的關(guān)鍵影響因素，并據(jù)此給出合理的樣品測(cè)試方法，有效提高了煤樣發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性與重復(fù)性，為降低測(cè)量誤差提供了可靠方法支撐。