요약 증가하는 에너지 부족으로 인해 경제 발전이 크게 제한되어 석탄의 보다 합리적인 사용이 필요하게 되었습니다. 본 논문에서는 석탄시료 채취과정과 현재 국내 선진분석기기를 주로 소개하고, 분석방법도 간략하게 소개한다. 석탄의 가공 및 활용에 대한 특정 참조 중요성이 있습니다.

키워드 석탄 품질 분석, 분석 장비

1. 석탄 시료 준비

석탄은 일종의 화학적 조성과 입자 크기 조성이기 때문입니다. 이질적인 혼합물로 인해 다수의 석탄 시료 중에서 소량의 대표 시료를 추출하려면 석탄 시료를 특정 작업 절차에 따라 처리해야 합니다. 시료 준비 과정에서 특정 입자 크기로 분쇄하고 축소한 후 일부는 남기고 일부는 폐기합니다. 이러한 축소 작업은 규정에 따라 엄격하게 수행되어야 보유 및 폐기되는 부품의 품질이 향상됩니다. 샘플의 차이가 크면 다음 단계의 분석 및 테스트가 정확하더라도 결과는 의미가 없습니다. 이러한 관점에서 시료 준비는 분석 테스트 결과의 정확성과 관련된 가장 중요한 연결 고리입니다.

석탄 시료 준비는 규정에 따라 더 많은 양의 석탄 시료를 소량의 대표 시료로 처리하는 과정입니다. 여기에는 분쇄, 스크리닝, 혼합, 환원 및 건조가 포함됩니다. 구체적인 작업은 3.75kg 이상의 석탄 시료를 모두 3mm 이하로 분쇄한 후 둥근 구멍 체에 통과시킨 후 2등분기로 100g으로 나눈 후 분석용 석탄 시료를 준비하는 것입니다. 준비된 석탄 샘플은 실온에서 1시간 동안 건조되어야 하며, 최종적으로 질량 변화는 0.1을 초과하지 않고 공기 건조 상태에 도달하여 테스트 결과의 안정성을 보장합니다.

2. 석탄 산업 분석

2.1 회분 함량 결정

석탄의 회분 함량은 석탄의 고유 성분이 아니라 석탄의 함량입니다. 특정 조건에서 완전히 연소된 잔류물의 회분 함량을 측정하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 느린 회화 방법(느린 방법)이고 다른 하나는 일상적인 분석을 위한 빠른 방법입니다.

2.2 휘발분 측정

석탄의 휘발분은 석탄의 가스 가연성 물질을 의미합니다. 이는 주로 탄화수소로 구성됩니다. 산업 분석에서 측정되는 휘발성 물질은 석탄의 원래 휘발성 물질이 아니라 엄격한 규정에 따라 석탄을 가열할 때의 열분해 생성물입니다. 테스트 조건을 변경하면 측정 결과가 달라집니다. . 영향.

2.3 총 황 측정

국가 표준에는 황 측정 방법에 중량법(에를리히법), 고온 연소 중화법, 쿨롱 적정법이 포함된다고 규정되어 있습니다. 우리는 현재 간단하고 빠르며 정확한 국가 표준 쿨롱 적정 방법을 사용하고 있습니다.

석탄을 관상로에서 1150°C로 연소시키면 석탄에 포함된 각종 황이 산화되어 분해되어 이산화황과 삼산화황이 물과 결합하여 아황산이 생성됩니다. 요오드를 생성하거나 브롬을 전기생성하여 아황산을 산화 적정하고, 전기생성 요오드 또는 전기생성 브롬이 소비하는 전력을 기준으로 석탄의 총 황 함량을 계산합니다[1].

2.4 콜로이드 층의 결정

석탄의 점결 및 가열 과정에서 석탄 입자 표면에는 기체, 액체 및 고체의 불안정한 혼합물이 형성되는데, 이는 우리는 콜로이드라고 부릅니다. 석탄 입자는 콜로이드를 통해 서로 결합되어 온도가 증가함에 따라 콜로이드가 응고되어 코크스를 형성합니다. 그러면 콜로이드층의 최대두께 Y값은 석탄의 가열과정에서 콜로이드가 형성되고 소멸되는 과정에서 순간적으로 생성되는 콜로이드의 최대값을 말한다. 질이 아닌 양의 개념일 뿐입니다. Y 값은 같지만 품질이 다른 경우도 있는데, 이는 콜로이드가 더 많이 생성되어 접착력이 반드시 좋지 않다는 의미입니다. 원료탄에서 생성된 콜로이드의 양만 평가합니다.

콜로이드 층 지수 결정 과정은 산업용 코크스로에서 코크스화하는 전체 과정을 반영합니다. Y 값은 콜로이드 특성과 석탄 양을 직접적으로 반영합니다. 석탄의 점결능력을 나타내는 지표이다. 석탄분류의 기술지표로 등재되어 있습니다.

2.5 응집력

석탄에는 콜로이드를 생성하지 않거나 소량의 콜로이드를 생성하는 성분도 있습니다. 이러한 물질은 다른 물질의 표면을 통과합니다. 석탄 입자. 생성된 콜로이드가 서로 결합하여 코크스를 형성합니다. 접착지수 G값은 콜로이드가 불활성 물질과 결합하는 능력을 평가하는 지표이다.

측정은 특정 품질의 원료탄 샘플과 특수 무연탄(점결 없음)을 균일하게 혼합하고 특정 조건에서 가열하여 코크스를 형성하는 것입니다. 얻은 코크스의 강도는 특정 사양의 드럼에서 테스트됩니다. 코크스 블록의 저항이 결정됩니다. 분쇄 강도는 시험 석탄 샘플의 결합 능력을 나타냅니다. 점결지수는 석탄분류에서 석탄을 구별하는 중요한 지표로, 편리성, 속도, 석탄 시료 소모량이 적다는 장점이 있다[2].

3. 석탄 품질 분석 장비 및 현대 분석 방법 소개

3.1 일반 분석 장비

일반 석탄 품질 분석 기능을 갖춘 석탄 품질 실험실을 구입해야 합니다. 장비에는 주로 석탄의 발열량을 테스트하는 열량계, 석탄의 수분, 재, 휘발성 물질 및 고정 탄소의 4가지 지표를 테스트하는 산업용 분석기, 석탄의 원소 함량을 테스트하는 탄화수소 테스터가 포함됩니다. 보일러 석탄 연소의 안전성과 관련된 용해성 시험기.

3.2E-MAC 적외선 고속탄 품질 분석기

산업 석탄 분석에 5E-MAC 적외선 고속탄 품질 분석기를 적용하여 결과의 ​​신뢰성이 매우 높습니다. 원래 GB212-91 방법은 전자 저울을 사용하여 약 3분 안에 1.0000±0.0002g의 샘플을 정확하게 계량하는 반면, 5E-MAC 적외선 급속 석탄 품질 분석기 전자 저울을 사용하면 샘플 계량을 완료하는 데 몇 초 밖에 걸리지 않습니다. 5E-MAC 적외선 고속 석탄 품질 분석기는 배치 분석을 수행할 수 있어 분석 속도를 높이고 분석 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 분석 결과에 대한 인적 요소의 영향을 줄입니다. 따라서 석탄 산업 분석에 5E-MA 적외선 급속 석탄 품질 분석기를 사용하는 것은 좋은 응용 전망을 가지고 있습니다.

3.3 적외선 신속 분석기

적외선 신속 분석기의 검출 원리는 열중량 분석으로 원적외선 가열 장비와 전자 저울을 결합하여 특정 시료의 무게를 측정합니다. 가열 공정은 대기 조건, 지정된 온도(설정 가능) 및 지정된 시간(설정 가능) 내에서 무게를 측정하여 샘플의 수분, 재 및 기타 산업 분석 지표를 계산합니다. 오븐이나 머플로의 수분과 회분 함량을 측정하는 방법과 비교할 때 이 장비는 많은 장점을 가지고 있습니다. 자동 계량은 수동 계량으로 인한 오류를 줄입니다. 0번 도가니 교정을 사용하면 시료의 냉각 시간이 절약되고 테스트 시간이 단축됩니다. 테스트 중에는 수동 개입이 필요하지 않습니다. 테스트를 통해 잠재적인 안전 위험(고온으로 인한 인명 화상)이 제거되었습니다. 테스트 결과를 자동으로 계산 및 인쇄하여 수동 계산으로 인한 오류를 줄이고 노동 강도를 줄이며 작업 효율성을 향상시킵니다. 테스트 데이터는 쉬운 쿼리와 통계를 위해 컴퓨터에 저장됩니다. 테스트 중에 샘플을 도가니에 넣으면 측정 결과가 자동으로 보고됩니다[3].

3.4 펄스 중성자 석탄 품질 분석기

중성자 기술을 사용하면 비용과 측정 시간을 줄일 수 있으며 이 두 지표는 석탄 산업에 매우 중요합니다. X선 형광(XRF) 및 프롬프트 감마 중성자 활성화 분석을 포함한 다른 분석 기술은 C 및 O와 같은 원소를 분석하는 데 적합하지 않습니다. 펄스 고속 열 중성자 활성화 분석은 물질의 원소 구성을 직접 측정할 수 있으며 다양한 샘플을 분석하는 데 매우 적합합니다. 펄스 중성자 빔은 원자 번호가 낮은 C 및 O 원소를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 펄스형 고속 열중성자 분석의 기본은 펄스형 중성자 발생기입니다. 펄스-T 중성자 발생기는 다양한 핵 반응을 유발할 수 있습니다. 이러한 반응에 의해 생성된 감마선은 적합한 검출기로 검출할 수 있습니다(종종 비스무트 게르마네이트 결정이 일반적으로 사용됨). 중성자 펄스 동안 γ선 스펙트럼에는 주로 (n, n'γ), (n, pγ) 및 (n, γ) 반응에 의해 생성된 γ선이 포함됩니다. 중성자가 정지하는 동안 일부 빠른 중성자는 여전히 물질의 가벼운 원소와 충돌하여 에너지를 잃습니다. 중성자 에너지가 1eV보다 낮으면 (n, γ) 반응을 통해 중성자가 H, N, Fe 등 일부 원소에 포획됩니다. 이러한 반응에 의해 생성된 감마선은 다중채널 분석기(MCA)의 다양한 저장 영역에 저장될 수 있습니다. 정확한 결과는 컴퓨터를 사용하여 계산할 수 있습니다.

결론

석탄은 국가의 중요한 에너지원으로 오늘날에도 석유 수요가 지속적으로 증가함에 따라 1차 에너지원으로서의 석탄은 여전히 ​​매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 석탄자원을 보다 완전하고 효과적으로 활용하기 위해 석탄자원 탐사 단계에서 일련의 석탄 품질 점검을 시작하여 개발 계획을 수립했습니다.

석탄 채굴 과정에서 석탄 품질도 검사하고 모니터링해야 합니다. 석탄을 판매할 때 석탄 품질 분석을 통해 석탄의 품질을 평가해 상업용 석탄의 판매 가격을 결정해야 한다. 중요한 것은 석탄이 중요한 석탄화학 원료로 사용될 경우 석탄 품질 실험실 분석이 더욱 필요해진다는 점이다. 즉, 석탄의 개발, 활용, 미세 가공 또는 심층 가공 여부에 관계없이 석탄 품질 분석은 뗄래야 뗄 수 없는 관계입니다.

참고자료

[1] Zhong Yunying et al. Coal Chemistry [M] Xuzhou: China University of Mining and Technology Press, 1995

[2] Feng Anzu. 중국 야금 백과사전.

[3] Zhang Qi, Liu Cuihua, 석탄 산업의 분석 방법 개선, 1994, 25(4) ): 169~170.