高 磊，程 曉

（潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046200）

0 引言

我國(guó)煤炭資源的存儲(chǔ)數(shù)量極其豐富，原煤年度生產(chǎn)數(shù)量穩(wěn)定占據(jù)世界首位。煤炭是火力發(fā)電生產(chǎn)活動(dòng)等能源轉(zhuǎn)化工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)推進(jìn)過(guò)程中需要運(yùn)用的關(guān)鍵性原料物資和燃料物資，在未來(lái)一段相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，煤炭依然是我國(guó)占據(jù)主導(dǎo)地位的資源要素，到2050 年，煤炭資源的使用消耗數(shù)量，在我國(guó)全部能源資源要素的消耗數(shù)量之中，將會(huì)占據(jù)50%的比例。

對(duì)于煤炭資源而言，按照其實(shí)際發(fā)生的碳化程度，通?？梢詫⑵鋭澐痔幚沓赡嗵?、褐煤、煙煤、無(wú)煙煤以及亞煤等具體類型。在上述多種表現(xiàn)類型之中泥炭的碳化發(fā)生程度處在相對(duì)較低水平，無(wú)煙煤的碳化發(fā)生程度處在最高水平。從物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)展開(kāi)闡釋分析，煤炭資源主要由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成，有機(jī)物主要經(jīng)由碳元素、氫元素、氧元素、氮元素、硫元素等共同組成[1]。無(wú)機(jī)物主要指的是礦物質(zhì)成分和水，而碳元素含量水平、氧元素含量水平、氫元素含量水平、氮元素含量水平以及硫元素含量水平是評(píng)價(jià)確定煤質(zhì)優(yōu)劣表現(xiàn)狀態(tài)的關(guān)鍵性參考指標(biāo)。從宏觀視角展開(kāi)分析，煤質(zhì)質(zhì)量變化波動(dòng)較大將對(duì)氣化技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的影響，主要包括下渣口結(jié)渣、氣化爐技術(shù)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生的積渣、誘導(dǎo)激冷水技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)垢問(wèn)題或者是堵塞問(wèn)題、合成氣洗滌技術(shù)系統(tǒng)發(fā)生堵塞等問(wèn)題。

1 全自動(dòng)工業(yè)分析儀的作用

分析技術(shù)工作是支持煤質(zhì)基本表現(xiàn)特征的關(guān)鍵性途徑，同時(shí)還是開(kāi)展煤質(zhì)評(píng)價(jià)工作中運(yùn)用的基礎(chǔ)性參考依據(jù)。

全自動(dòng)工業(yè)分析儀技術(shù)設(shè)備的基本操作方法方面相對(duì)簡(jiǎn)單，其具備的自動(dòng)化程度相對(duì)較高，能夠一次性地自動(dòng)化完成煤炭資源要素中水分含量、灰分含量、揮發(fā)分含量以及固定碳含量水平的測(cè)量。在自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)具體運(yùn)用過(guò)程中，能夠較大程度上剔除因人為因素導(dǎo)致的誤差，不僅能控制縮短技術(shù)分析工作環(huán)節(jié)的總體時(shí)間，還能有效改善數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度和測(cè)試技術(shù)環(huán)節(jié)的總體推進(jìn)效率，測(cè)量過(guò)程中實(shí)際獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果，決定著煤炭樣本是否適宜在煤化工氣化爐技術(shù)設(shè)備內(nèi)部使用[2]。

在氣化水煤漿生產(chǎn)制造甲醇的過(guò)程中，針對(duì)煤質(zhì)中水分含量和灰分含量提出的技術(shù)控制要求相對(duì)較高，如果煤質(zhì)中的水分含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)出口位置的溫度參數(shù)呈現(xiàn)出顯著變化，導(dǎo)致制粉技術(shù)推進(jìn)過(guò)程極其困難，間接上導(dǎo)致輸煤技術(shù)設(shè)備因?yàn)橄旅哼^(guò)程不通暢而發(fā)生堵煤?jiǎn)栴}，同時(shí)還會(huì)給相關(guān)技術(shù)設(shè)備產(chǎn)生磨損，增加檢修技術(shù)環(huán)節(jié)的費(fèi)用，還會(huì)同時(shí)導(dǎo)致氣化水煤漿物質(zhì)黏度顯著增大，高濃度優(yōu)質(zhì)煤漿的獲取難度提升[3]。

煤質(zhì)中的灰分，通常指的是工業(yè)分析儀技術(shù)設(shè)備在達(dá)到815 ℃條件下在經(jīng)歷完全燃燒過(guò)程后所獲取的殘留物質(zhì)，主要參考因素在于燃燒過(guò)程與氣化過(guò)程是否容易發(fā)生結(jié)渣現(xiàn)象和是否會(huì)對(duì)正常操作過(guò)程產(chǎn)生不良影響。

從技術(shù)作用原理角度分析，氣化水煤漿物質(zhì)實(shí)際所處的濃度水平，通常能針對(duì)氣化技術(shù)施加較大程度的影響，在水煤漿濃度處在較低水平條件下，導(dǎo)致水煤漿氣化比煤耗偏高、比氧耗偏高、氣化效率偏低、有效氣產(chǎn)量偏低情況等情況，其實(shí)際產(chǎn)煤數(shù)量會(huì)呈現(xiàn)出持續(xù)下降變化，在此種情況下，會(huì)顯著影響破壞水煤漿氣化技術(shù)裝置運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定性，出現(xiàn)較大程度的能源及資源浪費(fèi)問(wèn)題[4]。

2 殼牌氣化爐的作用

在殼牌氣化爐具體運(yùn)用過(guò)程中，煤炭資源開(kāi)展氣化過(guò)程是在高溫和加壓技術(shù)環(huán)境中開(kāi)展的，煤粉、氧氣以及數(shù)量較少的蒸汽，在加壓技術(shù)條件下同時(shí)被輸送到氣化爐設(shè)備內(nèi)部，在相對(duì)短暫的時(shí)間之內(nèi)，依次推進(jìn)完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉(zhuǎn)化等技術(shù)過(guò)程。

3 灰熔融性測(cè)試儀的作用

灰熔融性測(cè)試儀技術(shù)設(shè)備發(fā)揮的主要作用，在于針對(duì)煤灰物質(zhì)的熔融技術(shù)特性展開(kāi)精確測(cè)量，其主要關(guān)注的技術(shù)參數(shù)，包括變形溫度技術(shù)參數(shù)（DT 技術(shù)參數(shù)）、軟化溫度技術(shù)參數(shù)（ST 技術(shù)參數(shù)）、半球溫度技術(shù)參數(shù)（HT 技術(shù)參數(shù)）和流動(dòng)溫度技術(shù)參數(shù)（FT 技術(shù)參數(shù)）[5]。

灰熔融性測(cè)試儀最為顯著的特點(diǎn)，在于其不僅能夠在弱還原性環(huán)境之下完成針對(duì)灰熔點(diǎn)的測(cè)量，還能在還原性環(huán)境下完成針對(duì)灰熔點(diǎn)的測(cè)量，以具體設(shè)定的某種水平的升溫速率開(kāi)展加熱處理，針對(duì)上述四種溫度技術(shù)參數(shù)，運(yùn)用灰錐加熱過(guò)程中呈現(xiàn)的不同表現(xiàn)，完成辨別與判斷過(guò)程。

借助測(cè)量獲取的煤灰物質(zhì)灰熔點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠?qū)饣癄t技術(shù)設(shè)備的操作溫度技術(shù)參數(shù)提供支持，便于向氣化爐開(kāi)展排渣過(guò)程，客觀上在測(cè)量確定氣化用煤炭的高溫技術(shù)及改善提升煤炭資源要素的有效利用程度方面，均能發(fā)揮出關(guān)鍵性作用，是現(xiàn)階段開(kāi)展煤炭資源要素檢測(cè)活動(dòng)過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵性手段[6]。

4 全自動(dòng)紅外測(cè)硫儀的作用

全自動(dòng)紅外測(cè)硫儀的基本技術(shù)原理是向紅外氣體傳感器組件內(nèi)部注入硫元素在燃燒過(guò)程生成的二氧化硫，通過(guò)檢測(cè)確定二氧化硫具體所處的濃度水平，其檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展過(guò)程中，運(yùn)用了物理技術(shù)方法。

全自動(dòng)紅外測(cè)硫儀能夠有效準(zhǔn)確測(cè)定煤炭資源中的硫元素含量水平，其操作步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，測(cè)試環(huán)節(jié)推進(jìn)速度相對(duì)較快，使用過(guò)程便捷程度高，客觀上顯著提升了儀器設(shè)備運(yùn)行的總體可靠性。

在煤炭樣本中硫元素的含量水平較高會(huì)對(duì)輸煤設(shè)備和磨煤機(jī)設(shè)備產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕破壞作用，增加檢修的經(jīng)濟(jì)成本投入，降低煤炭資源的總體利用效率。煤炭資源包含的硫元素，其燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化硫不但會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞作用，還會(huì)對(duì)鍋爐設(shè)備的管道組件產(chǎn)生腐蝕，隨著硫元素含量水平的逐漸提升，鍋爐還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)渣問(wèn)題[7]。

5 XRF 熒光光譜儀的作用

XRF 高頻熔樣機(jī)是開(kāi)展煤灰成分分析過(guò)程中在發(fā)揮前處理技術(shù)功能的關(guān)鍵性設(shè)備。在熔融處理方法運(yùn)用條件下，將煤灰檢測(cè)樣品（針對(duì)已經(jīng)完成燒制的煤灰開(kāi)展技術(shù)處理，支持其呈現(xiàn)出粉末狀表現(xiàn)特征）與處在偏酸性狀態(tài)下的堿性熔劑四硼酸鋰（67%+33%）混合熔劑以適當(dāng)數(shù)量比例放置到坩堝內(nèi)部，在固定溫度條件下開(kāi)展熔融處理環(huán)節(jié)，此過(guò)程需要大約10 min，在設(shè)定優(yōu)化好的的程序下完全熔好樣品，冷卻熔融即制得玻璃狀試樣[8]。

6 高溫黏度計(jì)的作用

高溫黏度計(jì)主要針對(duì)煤灰樣品和熔渣樣品的黏溫特性開(kāi)展測(cè)量[9]。高溫黏度計(jì)的主要原理，在于借助浸入被測(cè)液體內(nèi)部的轉(zhuǎn)子的持續(xù)旋轉(zhuǎn)過(guò)程形成的扭矩，針對(duì)黏度值測(cè)量，扭矩與浸入樣品內(nèi)部的轉(zhuǎn)子遭遇黏性拖拉形成的阻力成比例，使得其與黏度也成比例。高溫黏度計(jì)主要應(yīng)用于煤炭行業(yè)對(duì)煤灰熔融黏度測(cè)定要求較高的技術(shù)環(huán)節(jié)，是氣化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中占據(jù)重要地位的檢測(cè)環(huán)節(jié)。

7 結(jié)語(yǔ)

介紹了煤質(zhì)分析技術(shù)開(kāi)展過(guò)程中需要運(yùn)用的若干中常見(jiàn)儀器設(shè)備，及其發(fā)揮的主要作用，在于針對(duì)煤炭樣本開(kāi)展水分、灰分、揮發(fā)分、灰熔點(diǎn)、灰成分以及黏溫特性曲線層面的技術(shù)分析，而在氣化用煤技術(shù)活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，上述技術(shù)指標(biāo)發(fā)揮著關(guān)鍵性影響作用。煤炭是現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)事業(yè)發(fā)展過(guò)程中極其重要的不可再生資源，要持續(xù)改善煤質(zhì)分析技術(shù)領(lǐng)域的研究，以實(shí)現(xiàn)煤炭資源的總體利用效率得到持續(xù)改善提升。