—— PROUCTS LIST
淺談煤中碳?xì)錅y(cè)定的影響因素
1 前言
煤的碳?xì)浜渴窃u(píng)價(jià)煤及有機(jī)質(zhì)的重要指標(biāo)之一,對(duì)了解煤的變質(zhì)程度和性質(zhì)及研究有機(jī)質(zhì)的結(jié)構(gòu)有重要意義。在工業(yè)生產(chǎn)中,根據(jù)煤中碳、氫含量來(lái)推算燃燒設(shè)備的理論燃燒溫度及計(jì)算鍋爐燃燒的熱平衡;在氣化工業(yè)中,根據(jù)它們計(jì)算煤炭氣化時(shí)的物料平衡。所以在例常煤質(zhì)分析中碳?xì)錅y(cè)定是*的。現(xiàn)行的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法有兩個(gè):重量法和電量-重量法。其中重量法作為傳統(tǒng)的經(jīng)典方法,具有測(cè)值,重復(fù)性較好等特點(diǎn),但其操作繁瑣,影響因素較多,較難掌握。
2 試驗(yàn)分析
重量法的測(cè)定原理:煤樣在氧氣流中燃燒,煤中碳生成二氧化碳,氫生成水。生成的二氧化碳和水分別被二氧化碳和吸水劑吸收,根據(jù)吸收劑的增量,計(jì)算煤中碳?xì)浜俊T嚇又辛蚝吐葘?duì)碳測(cè)定的干擾,在三節(jié)爐法中用鉻酸鉛和銀絲卷除去,在二節(jié)爐法中用高錳酸銀熱解產(chǎn)物除去;氮對(duì)碳測(cè)定的干擾,由粒狀二氧化錳除去。由基本原理可以看出碳?xì)錅y(cè)定的影響因素較多,包括氣流速度、藥品、爐溫等等。下面結(jié)合我們多年的操作經(jīng)驗(yàn)對(duì)主要的影響因素進(jìn)行淺析。
2.1 氣流速度的影響
氧氣在碳?xì)錅y(cè)定中不僅作為燃燒的主要物質(zhì)而且還是載體,它把生成的二氧化碳與水蒸氣驅(qū)趕出來(lái)直至被吸收劑吸收。所以國(guó)標(biāo)對(duì)氧氣流量有嚴(yán)格的控制,流量過(guò)低,生成的二氧化碳會(huì)驅(qū)趕不凈,使測(cè)值偏低。過(guò)高會(huì)造成吸收不*。試驗(yàn)證明氣流速度控制在115-125ml/min之間為宜,在浮子上下跳動(dòng)時(shí),以浮子跳動(dòng)上限為此時(shí)的氧氣流速,以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.2爐溫與催化劑的影響
催化劑的主要作用在于促進(jìn)煤的*分解,爐溫如果過(guò)低,燃燒不*,碳?xì)錅y(cè)值偏低。但三氧化鎢價(jià)格成本過(guò)高。我們經(jīng)過(guò)的對(duì)比試驗(yàn)將試驗(yàn)條件定為催化劑使用三氧化二鉻,爐溫為850±10℃,對(duì)公司不同的煤炭品種進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),如下表2:
由以上結(jié)果可以看出此種方法對(duì)我公司的煤炭碳?xì)錅y(cè)定無(wú)顯著性差異且測(cè)值。所以在節(jié)約成本的前提下,采取提高爐溫催化劑不變的方法是可行的。但在測(cè)定前應(yīng)對(duì)三氧化二鉻進(jìn)行600度灼燒處理,使其達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。
2.3氣密的影響
在碳?xì)錅y(cè)定中,系統(tǒng)的氣密性和氣路的均勻暢通是關(guān)鍵問(wèn)題,氣密不好;氣路不通不僅影響測(cè)值而且會(huì)延長(zhǎng)試驗(yàn)周期。因此以氣路暢通為前提,系統(tǒng)氣密。氣密檢查在碳?xì)錅y(cè)定之前*:先將儀器各系統(tǒng)連接好,使吸收系統(tǒng)各U形管旋塞旋到互相連通的位置。然后關(guān)閉凈化系統(tǒng)中氣體干燥塔的出氣口,排水抽氣。觀察硫酸氣泡劑,若其中氣泡減少到每分鐘不過(guò)2個(gè)氣泡,則系統(tǒng)氣密。一般膠管老化開(kāi)裂、U形管活塞密封不緊、各連接口松動(dòng)是常見(jiàn)的漏氣原因。所以常檢查燃燒管兩端橡膠塞是否有彈性,勤換膠管,均勻涂抹凡士林是杜絕漏氣的有效方法。
2.4推進(jìn)速度的影響
國(guó)標(biāo)對(duì)煤樣的推進(jìn)速度有嚴(yán)格的規(guī)定,主要目的一是防止煤樣暴燃,造成煤樣燃燒不*,其二防止揮發(fā)分過(guò)快地釋出和通過(guò)爐子地氧化段而來(lái)不及生成二氧化碳和水,使測(cè)值不準(zhǔn)。我們多年來(lái)通過(guò)試驗(yàn)證明,對(duì)于中高灰分的煤,推進(jìn)速度按國(guó)標(biāo)進(jìn)行,對(duì)較低灰煤(灰分<15%)的情況下,推進(jìn)速度應(yīng)比國(guó)標(biāo)的規(guī)定慢一分鐘左右,效果會(huì)更好。
2.5對(duì)于水分較大的煤
在三節(jié)爐測(cè)定中燃燒管一般使用不銹鋼或瓷管,在高溫下管子末端的溫度較高,這是需適當(dāng)控制燃燒管出口端的長(zhǎng)度,如果燃燒管出口端長(zhǎng)度過(guò)短,會(huì)導(dǎo)致橡皮塞受熱分解影響測(cè)值,反之會(huì)造成出口端溫度不夠水分凝結(jié)結(jié)果偏低。我公司的氫含量較高(浮煤),對(duì)此,我們?cè)谶m當(dāng)控制燃燒管長(zhǎng)度的同時(shí),對(duì)高水分的煤種,采取在燃燒管出口端用燈泡烘烤的方法,防止水分凝結(jié),并適當(dāng)延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間測(cè)值的。
2.6 藥品的影響
在碳?xì)錅y(cè)定中,使用的藥品除三氧化二鉻外均參與化學(xué)反應(yīng),所以藥品的純度質(zhì)量直接影響測(cè)值,多年來(lái)我們?cè)谒幤返囊M(jìn)方面嚴(yán)格把關(guān)。如:
2.6.1吸收劑堿石灰要求其必須粒度均勻(1~2mm),粉紅色顆粒,極易吸收二氧化碳,吸收率>28%。
2.6.2無(wú)水氯化鈣:疏松狀粒度2~5mm使用前必須用二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行飽和,然后用不含二氧化碳的干燥空氣除去過(guò)剩的二氧化碳。
2.6.3鉻酸鉛:使用前應(yīng)用5%的氫氧化鈉溶液浸漬,用水洗凈干燥在500-600℃下灼燒半小時(shí)。粒度4~5mm。
2.6.4銀絲卷:用濃氨水浸泡5分鐘,在蒸餾水煮沸5分鐘,用蒸餾水洗凈干燥后再用。
2.6.5銅絲卷:在馬弗爐中600-800℃灼燒1小時(shí)。
以上試劑均應(yīng)嚴(yán)格按國(guó)標(biāo)進(jìn)行預(yù)處理后方可使用。裝好的試劑在用60次測(cè)定之后,應(yīng)及時(shí)更換,特別是氯化鈣局部融化、粘結(jié)時(shí)需立即更換,否則會(huì)發(fā)生測(cè)值偏高或結(jié)果重復(fù)性不好現(xiàn)象。
2.7的影響
由于試驗(yàn)環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí),試驗(yàn)中使用的瓷舟與催化劑會(huì)因吸水而影響氫的測(cè)值,為此國(guó)標(biāo)要求需進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)不需放煤樣,只放催化劑,所以每次放入的三氧化二鉻量應(yīng)與每次試驗(yàn)時(shí)添加催化劑的量相符。
3 結(jié)語(yǔ)
總之,碳?xì)錅y(cè)定的影響因素較多,因此,在測(cè)定過(guò)程中,嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)操作,并經(jīng)常用標(biāo)樣對(duì)儀器進(jìn)行校正,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決,在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn),方可測(cè)值的。