摘要

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

圖1 ATC 300A自動氧彈量熱儀

前言

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

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

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

實驗方法

1. 實驗條件

測試儀器：ATC 300A自動氧彈量熱儀

測試方法：GB/T 213-2008

環(huán)境溫度：25.3~ 26.6 oC

實驗樣品：GSB-國家標準煤炭樣品

2. 測試過程

打開ATC 300A自動氧彈量熱儀；

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：用棉線連接點火絲與樣品并固定；

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

Step4：開始實驗，在測試環(huán)境準備好后，儀器自動進行測試；

Step5：實驗結(jié)束，取下氧彈并進行清理；

Step6：重復(fù)測試，記錄實驗數(shù)據(jù)。

實驗結(jié)果

本實驗共選取5種發(fā)熱量、灰分及揮發(fā)分含量不同的標準煤樣進行測試，并在測試期間按照GB/T 212所述方法測量5種煤樣空氣干燥基水分的質(zhì)量分數(shù)（Mad），樣品信息如表1所示。

表1 標準煤樣-樣品信息表（干基數(shù)據(jù)）

對于粉末狀樣品，直接進行測試易出現(xiàn)飛濺，影響結(jié)果準確性，因此通常采用壓片法或擦鏡紙包裹法進行制樣。實驗表明，這兩種方式在測定結(jié)果上無顯著差異。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試方法以提高準確性。

ZBM111A 煤樣揮發(fā)分含量較高，直接測試容易發(fā)生爆燃和飛濺，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。實際測試中還發(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行測試，以提升實驗可靠性。

ZBM110A 煤樣灰分含量高、放熱量低，直接測試時燃燒放熱緩慢，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，使其對單次測試總放熱量的貢獻低于50%，否則可能導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。

圖2 煤樣不同裝樣方式（a）無處理（b）擦鏡紙包裹（c）壓片

5種煤質(zhì)屬性差異的標準煤樣發(fā)熱量測試結(jié)果匯總于表2，結(jié)果已對擦鏡紙及苯甲酸的熱值進行了扣除。

表2 標準煤樣-包擦鏡紙測試數(shù)據(jù)

從測試結(jié)果看，在使用了合適的測試方法后，對于不同固定碳、灰分及揮發(fā)分含量的標準煤樣，其發(fā)熱量測試結(jié)果重復(fù)性良好，相對標準偏差（RSD）在0.16%以內(nèi)，準確性（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自動氧彈量熱儀測定了煤質(zhì)屬性差異煤樣的發(fā)熱量，系統(tǒng)研究了測試過程中的關(guān)鍵影響因素，并據(jù)此給出合理的樣品測試方法，有效提高了煤樣發(fā)熱量測定結(jié)果的準確性與重復(fù)性，為降低測量誤差提供了可靠方法支撐。