CN110031354B - 一种通过添加助燃剂简化不同煤种测量提高氧弹测灰分精度的方法 - Google Patents

一种通过添加助燃剂简化不同煤种测量提高氧弹测灰分精度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过添加助燃剂提高氧弹测灰分精度的方法，在氧弹法测灰样品中添加助燃剂的方法测定灰分，使不同煤种的样品都剧烈燃烧，同时也保证了样品燃烧充分，这样针对不同煤种就可以采取相同的试验条件，无需区分煤种，简化不同煤种的灰分测量方法。

Description

一种通过添加助燃剂简化不同煤种测量提高氧弹测灰分精度 的方法
技术领域
本发明涉及一种煤的灰分测量方法。
背景技术
灰分是评价煤炭质量的基本依据。无论技术监督煤质检查、选煤厂煤质控制、热电厂锅炉燃烧，还是水泥厂水泥烧成，都对煤炭的灰分有一定要求，煤炭灰分是煤炭贸易、洗选、技术监督的主要指标。
国家标准规定的灰分测定方法有缓慢的灰化法和快速灰化法，其要点都是将煤样置于马弗炉中灼烧一定时间再称重得到。这些方法虽然结果精确，但操作复杂、需要时间长，测定一个样品缓慢灰化法需要3-4小时，快速灰化法也需要1-2小时。中国发明专利CN02138538.6，一种氧弹法快速测定煤炭灰分的方法和装置采用氧气助燃快速测定煤炭灰分，将灰化时间缩短到2min，整个测定只需要4-8min，测定结果与工业分析测定结果吻合较好。但该方法中针对不同煤种采取的试验条件不同，烟煤和无烟煤就需要不同的充氧压力和装样方式，且烟煤和无烟煤校正系数也存在差异，化验员需要提前预判煤种，采取相应的试验条件，过程繁琐，不便于化验员使用。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种通过添加助燃剂提高氧弹测灰分精度的方法，简化不同煤种的灰分测量方法。
技术方案：一种通过添加助燃剂提高氧弹测灰分精度的方法，包括如下步骤：称取粒度小于0.2mm的待试验煤样1±0.01克，然后加上0.2±0.1克的助燃剂后，置于氧弹内的燃烧坩埚中，向氧弹筒内充入1.6～2.4MPa的氧气，以燃烧后坩埚内残留物的质量占煤样质量的质量分数，再加以校正，最后得到灰分测定结果。
进一步的，所述助燃剂为擦镜纸、拷贝纸、苯甲酸、无水乙醇。
有益效果：在传统氧弹法测定灰分试验中，采取相同的试验条件分别测定烟煤和无烟煤时，烟煤的灰分损失率明显大于无烟煤的灰分损失率，因此必须采用不同的实验条件和校正系数，才能达到理想的试验精度。样品燃烧剧烈程度与灰分损失率息息相关，而样品燃烧剧烈程度影响因素很多，与挥发分、充氧压力、样品粒度、样品量等都有关，根据这一原理，本发明提出在氧弹法测灰样品中添加助燃剂的方法测定灰分，使不同煤种的样品都剧烈燃烧，同时也保证了样品燃烧充分，这样针对不同煤种就可以采取相同的试验条件，无需区分煤种，简化不同煤种的灰分测量方法。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为灰分标准值和本发明的灰分实测值之间关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
选取三种不同挥发分和灰分的煤炭，其工业分析结果如表1：
表1
样品编号 Mad(空干基水份) Aad(空干基灰分) Vad(空干基挥发分)
1# 1.45 10.16 6.72
2# 2.04 29.60 20.89
3# 1.97 17.06 34.99
实施例1
如图1所示，称取粒度小于0.2mm的待试验煤样1±0.01克，然后用一张0.2±0.1克的擦镜纸将试验煤样折叠压紧包好，置于氧弹内的燃烧坩埚中；将氧弹筒内充氧压力设定为1.6MPa，点火燃烧5分钟后打开氧弹，称取燃烧后坩埚内残留物的质量，以燃烧后坩埚内残留物的质量占煤样质量的质量分数，计算出灰分含量；再通过校正模型得出准确的灰分测定结果。详细数据于表2。
表2
Figure BDA0002044859220000021
实施例2
称取粒度小于0.2mm的待试验煤样1±0.01克，然后加上0.2±0.1克苯甲酸，轻轻搅拌后，置于氧弹内的燃烧坩埚中；将氧弹筒内充氧压力设定为2.1MPa，点火燃烧5分钟后打开氧弹，称取燃烧后坩埚内残留物的质量，以燃烧后坩埚内残留物的质量占煤样质量的质量分数，计算出灰分含量；再通过校正模型得出准确的灰分测定结果。详细数据于表3。
表3
Figure BDA0002044859220000031
实施例3
称取粒度小于0.2mm的待试验煤样1±0.01克，然后在样品上滴4～5滴无水乙醇，轻轻搅拌后，置于氧弹内的燃烧坩埚中；将氧弹筒内充氧压力设定为2.4MPa，点火燃烧5分钟后打开氧弹，称取燃烧后坩埚内残留物的质量，以燃烧后坩埚内残留物的质量占煤样质量的质量分数，计算出灰分含量；再通过校正模型得出准确的灰分测定结果。详细数据于表4。
表4
Figure BDA0002044859220000032
本发明在氧弹法测灰样品中添加助燃剂的方法测定灰分，助燃剂能够助燃且无灰，或灰分可忽略不计，以免对样品的灰分产率造成干涉。该方法考虑了煤粉燃烧剧烈程度对灰分损失率的影响，具有原理科学、实验方法可操作性强、测定结果精度高的优点。
本发明中，校正模型建立方法为：利用本发明方法的4～10组氧弹法测灰坩埚内残留物的含量和用标准方法测定的结果进行最小二乘法建立数学模型。具体的：
根据最小二乘法原理，校正方程为：
Y＝aX+b；
其中，a和b分别为方程系数，具体表示为：
a＝(∑Yi)/n-b(∑Xi)/n
b＝[∑Xi Yi-(∑Xi∑Yi)/n]/[∑Xi 2-(∑Xi)2/n)]
其中：Xi为本方法实测值，Yi为标准值或标准方法测定值；n为选取的样品数量。
本实施例中，采用氧弹法测灰，样品中添加无水乙醇的方法测定灰分，选取6种不同灰分和挥发分的标准样品进行试验，结果如表5所示。根据表5数据建立灰分标准值和灰分实测值之间关系(X1,Y1),(X2,Y2)..(Xn,Yn)，得到校正方程为：Y＝0.996X+0.5214。将这些数据描绘在X-Y直角坐标系中，如图2所示，图2就是回归的一元线性回归方程即校正方程，在回归过程中，回归的关联式是不可能全部通过每个回归数据点 (X1,Y1),(X2,Y2)..(Xn,Yn)，为了判断关联式的好坏，可借助相关系数R，R越趋近于1相关性越好。图1中R＝0.999899，趋近于1，说明线性相关性非常好，不同灰分和挥发分的样品可以采用同一校正方程，无需根据煤种区分，方便用户使用。
表5
Figure BDA0002044859220000041
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种通过添加助燃剂简化不同煤种测量提高氧弹测灰分精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：针对不同煤种采用相同实验条件和校正系数，无需区分不同煤种，称取粒度小于0.2mm的待试验煤样1±0.01克，然后加上0.2±0.1克的助燃剂后，置于氧弹内的燃烧坩埚中，向氧弹筒内充入1.6～2.4MPa的氧气，以燃烧后坩埚内残留物的质量占煤样质量的质量分数，再加以校正，最后得到灰分测定结果；
校正模型建立方法为：利用上述 方法步骤 的4～10组氧弹法测灰坩埚内残留物的含量和用标准方法测定的结果进行最小二乘法建立数学模型，具体的：
根据最小二乘法原理，校正方程为：
Y=aX+b；
其中，a和b分别为方程系数，具体表示为：
a = (∑Yi) / n - b(∑Xi) / n
b = [∑Xi Yi - (∑Xi∑Yi)/ n] / [∑Xi 2 - (∑Xi)2 / n)]
其中：Xi为本方法实测值，Yi为标准值或标准方法测定值；n为选取的样品数量；不同灰分和挥发分的煤种样品采用同一校正方程，无需区分不同煤种。
2.根据权利要求1所述的通过添加助燃剂简化不同煤种测量 提高氧弹测灰分精度的方法，其特征在于，所述助燃剂为擦镜纸、拷贝纸、苯甲酸、无水乙醇。
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