探讨煤质化验技术的应用及常见问题的解决

期刊: 环球科学 2023年第12期 DOI: PDF下载

张立婷

国家能源集团煤焦化有限责任公司 内蒙古乌海市016000

摘要

随着我国经济水平的不断提升,我国煤炭行业发展的脚步逐渐加快,然而煤质化验技术是确定煤炭指标的重要技术途径,可以确定煤炭工业分析指标的具体数值,从而确定煤炭质量。合理应用煤质化验技术,对提高煤炭产品的品质有着突出作用,可以为煤炭企业带来济效益。


关键词

煤质化验技术;问题;策略

正文


引言

尽管目前煤质化验技术的整体水平已经达到了较高高度,对提高煤炭产品质量起到了积极作用,但不可忽视的是,在煤质化验技术的应用过程中,仍存在较多亟待解决的问题,为此,越来越多的业内人士开展煤质化验技术的优化创新探索工作,旨在提高煤炭的生产质量,促进煤炭企业的可持续发展。

1煤质化验技术分析概述

煤是一种历经岁月,由植物残骸经过埋藏、热解和压实作用形成的化石燃料。其基本组成主要包括碳、氢、氧、氮、硫等元素以及灰分。其主要成分是碳,其他还包括氧、氢、氮、硫等元素。碳的含量决定了煤的热值,通常煤的热值越高,煤含碳量就越高。煤中还含有少量挥发性的有机物,如苯、酚、甲醛等,这些有机物的存在对煤的燃烧特性有一定的影响。当煤中含有较多硫时,燃烧时就会产生有害气体,即硫被氧化后形成的二氧化硫等有害气体,会对大气和环境造成很大的污染。煤的密度较低,通常在1.2—1.5g/cm3之间。煤的颜色和质地因来源和煤化程度不同而有所差异,有的呈黑色、棕色或灰色,有的煤具有光泽或有条状纹理。煤的热值较高,也因此通常用来作为燃料,燃烧时产生的飞灰和硫等有害物质会对环境造成污染,也因此才有了“双碳”目标。煤质化验技术是分析煤的性质和成分的一种方法,通过对煤样进行采集、制备和测试等步骤,获取不同的煤质参数数据,如元素分析、热值、灰分、硫分等。这些数据可以用于评价煤的质量、性能和适用范围等方面,具体表现为以下四方面:第一,煤质化验数据可用于评价煤的品质和适用范围,为企业选用合适的燃料提供依据。第二,煤质化验数据可用于燃烧工艺的设计和优化,提高燃烧效率,降低污染物的排放。第三,煤质化验数据可用于煤的加工和利用过程中的控制和监测(如对碳的加工等),确保产品质量及安全性。第四,煤质化验数据在制定煤炭标准、检验检测煤炭产品质量、评估煤炭资源储量等方面具有重要价值。

2煤质化验技术应用问题

煤质化验是比较繁杂的工作,是煤炭生产过程中必不可少的,能判定煤炭质量是否符合相关质量控制的要求。从煤炭质量检验的角度来看,煤质化验技术水平是否足够高、煤质化验技术是否能够得到合理的应用,会影响煤质化验结果的准确性。虽然目前我国煤质化验技术水平已经较高,煤质化验技术也比较成熟,但不可否认的是,在煤炭质量化验工作的应用过程中,仍存在较多亟待解决的问题,严重影响煤质化验结果的准确性。比如,煤质化验技术人员未严格按照规章制度和工艺流程进行操作,未严格按照煤炭化验的工业分析方法、全硫测定方法、元素分析方法和煤质分析试验方法规定等标准进行操作,有可能对煤炭质量化验结果产生不利影响。例如,技术人员在化验煤炭中的水分含量时,没有严格控制煤炭化验样本的质量,导致煤炭化验样本过多或者过少,未将煤炭样本的取样量控制在10g,这有可能对煤质化验结果造成不良影响。而对煤炭质量样本规格的选择不到位,也有可能影响煤质化验结果的准确性,比如煤炭规格选择过大或者过小,煤炭颗粒直径大于或者小于6mm。除此之外,在煤质化验过程中如果加热温度过高,或者加热时间不足,会对煤炭的水分含量产生影响,导致煤炭水分含量相差较大。而且,当对煤炭进行加热处理后,需要将煤炭样品放置在干燥器中进行冷却降温处理,如果冷却降温的时间不够长,可能对化验结果造成干扰。

3提高煤质化验技术应用策略

3.1做好实验前的准备工作,严格控制煤炭化验样品质量

在开展煤质化验活动时,为确保煤质化验技术能发挥积极作用,要做好煤炭化验样品的采集工作,确保煤炭样本质量达标,使煤炭质量化验结果不存在错误或者严重误差。化验人员应采集优质的煤炭样本,而且为了确保样本的合理性,还需要在不同区域、不同批次的煤炭产品中收集化验样本。化验人员需要严格按照煤质化验技术质量标准进行样本采集,且样本的数量需要符合煤质化验技术要求。煤质化验技术人员在开展煤炭工业分析前,应当根据煤质化验的内容和技术要求,准备数量充足、规格合适的化验仪器、工具、器皿等化验设备。煤质化验技术人员在准备煤炭样本时,需要做好煤炭样本合格度的分析,可以从煤炭样本的标签、包装、样本颗粒度和样本数量等方面进行,在化验前对煤炭样本进行混匀处理,避免煤炭样本存在颗粒度不均匀的情况。

3.2强化煤质化验过程管理,尽可能降低煤质化验技术误差

从客观角度看,即便技术人员具备较高的煤质化验技术水平,但在煤质化验过程中也有可能出现化验误差。相比煤质化验错误,煤质化验误差无法完全避免,只能通过有效的预防和控制措施,将煤质化验的结果误差控制在最小范围,确保煤质化验结果具备较强的科学性。为此,在煤质化验技术的应用过程中,煤质化验技术人员要严格按照技术要求和技术标准进行操作,切勿出现盲目化验、“经验性化验”等问题。此外,煤炭企业还需要做好煤质化验技术人员的业务技能培训和指导工作,确保煤质化验技术人员掌握煤质化验技术。另外,煤质化验技术人员还应当多次化验,精准收集每次煤质化验结果数据,排除明显存在错误的化验数据,取结果的平均值。

3.3做好煤质化验室环境管理工作,严格控制环境温湿度

由于化验室的环境因素对于煤质化验结果会产生比较大的影响,因此要做好煤质化验室的环境管理工作,尤其要控制好化验室内空气温度和湿度,避免温湿度异常,比如温度过高、湿度过大等,给煤质化验结果带来干扰。煤质化验技术人员应当在化验工作开始之前,对煤质化验室温、湿度进行测量,如果温度过高,则需要适当的降温处理;如果湿度过大,则需要进行排湿处理,确保将湿度降至合理范围,避免煤炭大量吸收空气中的水分,导致煤炭中的水分含量过大。除此之外,煤质化验技术人员还应当做好各类化验仪器设备的日常养护与管理工作,避免在煤质化验中出现错误。

3.4明确煤质化验操作流程,做好全过程技术管理

在开展煤质化验工作时,为确保煤质化验结果的科学性,要设计清晰、完整的煤质化验操作流程。在煤质化验技术人员接到化验工作时,需要做好煤炭样本采集的准备工作,在完成煤质化验工作后,对各类数据信息资料进行初审,确认无误后将化验结果数据录入系统平台,然后由同组技术人员相互审核,在审核完毕后交至煤质化验技术小组的组长进行审核,在获得分管领导的批准后,方可形成煤质化验技术报告单,在报告单中要完整、清晰地体现煤质化验的结果与结论。需要注意的是,如果在“同组互审”过程中出现煤质化验结果错误或者误差较大,应当退回重新化验并且确认数据信息录入是否准确。此外,煤质化验技术人员必须做好煤质化验的多次检测工作,每项分析试验应对同一煤样进行两次或两次以上的化验,如果化验结果明显不符合实际,则本次煤质化验结果不应当作为参考。在连续多次对同一批次煤炭样本进行质量化验时,需要取两次或者两次以上化验结果的平均值。

4煤质化验技术分析在未来的发展趋势

4.1煤质化验技术分析的改进和创新

(1)传统分析方法的改进。传统的煤质化验方法有一些局限性,如测定时间长、精度低、样品量不足等问题。因此,煤质化验技术的改进可以通过改进样品制备方法、优化分析仪器的使用、增加煤质的样品数量等方面,来提高煤质化验技术分析的准确性和速度。(2)新的分析方法的开发。在“双碳”目标下,虽然我国在尽量减少煤炭资源的开发和使用,但长期以来我国一直是煤炭用量大国,短期内还不能完全实现新能源,对于煤炭资源的利用还有很大的市场。随着科学技术的不断进步,在煤质化验技术方面出现了一些新的技术,如近红外光谱、激光诱导击穿光谱等方法,对于煤质化验技术分析具有高效、精准、无损等优点,不仅可以用于煤质分析,对于煤质的分析分类等方面有了很大的进步。(3)数据处理和模型建立的创新。随着大数据、云计算、智能开发等科技的发展,数据处理和机器学习等技术进一步提高,在煤质化验技术分析上可以通过建立煤质数据模型和预测模型等方法,预测煤的热值、含硫量、可燃性等指标,为煤的充分利用提供更加准确的参考依据。(4)煤质化验的自动化和智能化。我国当前各行各业正在进行数字化转型,未来各行各业自动化和智能化是社会的发展趋势。煤质化验技术可以采用自动化和智能化的煤质化验设备和软件,实现对样品的自动采集、制备、测试和数据处理,提高煤质化验技术分析的效率,进而减少煤质化验的错误概率,提高煤质化验技术分析的质量。总之,煤质化验技术的改进和创新是为了提高煤的利用效率和减少煤的燃烧对环境的污染程度,需要不断引入新技术和方法,提高煤质化验技术分析的准确性,提高煤质化验技术分析的自动化和智能化水平。

4.2煤质化验技术分析在新能源时代的应用

在新能源时代,随着人们对环保要求的不断提高,对环保能源效率的要求也越来越高,煤质化验技术分析仍然有着重要的应用价值。首先,在清洁煤技术的发展中,煤质化验技术分析可以用来评估煤的清洁程度和处理效果,以确保煤在燃烧过程中产生的污染物和排放量符合国家的环保标准。此外,煤质化验技术分析还可以用来评估煤的可再生能源利用潜力,如煤层气、煤制气和煤基液体燃料等。其次,在碳捕集和碳封存技术的应用中,煤质化验技术分析可以用来确定煤的CO2排放量和质量,以便开发出有效的碳捕集和碳封存技术,减少二氧化碳排放。最后,在煤电联产和煤气联产中,煤质化验技术分析可以用来评估煤的适宜性和燃烧特性,以确保煤电联产和煤气联产的效率和稳定性。同时,煤质化验技术分析还可以用来评估煤制氢和其他新能源的开发潜力,促进新能源技术的进一步发展和推广。总之,煤质化验技术分析在新能源时代仍然有着重要的应用,可以为清洁能源、碳捕集和碳封存、煤电联产和煤气联产等方面的发展提供支持和保障。

结语

在煤炭企业的日常生产经营活动中,煤质化验是非常重要的工作,对经济效益有关键影响。为确保煤质化验结果的准确性,应当做好化验前的煤炭样本采集工作,严格按照煤质化验技术的要求,做好全过程质量控制与技术管理工作,降低化验结果的误差。此外,煤质化验技术人员还应当做好化验室内环境温、湿度的管理,避免对煤质化验结果造成影响。

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