煤的工業分析之：水分測定

煤的工業分析也稱煤的實用分析或技術分析，其內容包括煤的水分、灰分、揮發分和固定碳四項測定。利用工業分析結果，可以基本掌握各種煤的質量、工藝性質及特點，以確定煤在工業上的實用價值。

煤是多孔性固體，含有一定的水分。水分是煤中的無機組分，其含量和存在狀態與煤的內部結構及外界條件有關。一般而言，水分的存在不利于煤的加工利用。

煤中水分的存在形式

煤中水分的來源是多方面的，首先在成煤過程中，成煤植物堆積在沼澤或湖泊中，水因此進入煤中；其次是煤層形成后，地下水進入煤層的縫隙中；第三是在水力開采、洗選和運輸過程中，煤接觸雨、雪或潮濕的空氣所致。

煤中的水分按照它的存在狀態及物理化學性質，可分為外在水分、內在水分及化合水三種類型。外在水分（M_F）是指附著在煤的顆粒表面的水膜或存在于直徑大于10^－5cm的毛細孔中的水分，又稱自由水分或表面水分。簡記符號為M_F。該水分以機械方式和煤結合，其蒸氣壓與純水的蒸氣壓相同，在常溫下較易失去。

內在水分（M_inh）是指在一定條件下達到空氣干燥狀態時所保留的水分，即存在于煤粒內部直徑小于10^－5cm的毛細孔中的水分。簡記符號為M_inh。該水分以物理化學方式與煤結合，其含量與煤的表面積大小和吸附能力有關，蒸氣壓小于純水的蒸氣壓，故在室溫下這部分水分不易失去。

以上兩種水分是以機械方式及物理化學方式與煤結合，通常稱為游離水，煤中的游離水在常壓下105～110℃時經短時間干燥即可全部蒸發。把煤的外在水分與內在水分的總和稱為煤的全水分，簡記符號為M_t。

煤粒內部毛細孔吸附的水分在溫度為30℃，相對濕度為96％～97％的條件下達到相對吸濕平衡時，內在水分達到值，此時的內在水分稱為內在水分，簡記符號為MHC。它與煤的結構、煤化程度有一定關系。

由于煤中水分存在狀態及實驗要求的不同，所以測定水分的方法也各不相同。工業分析一般測定空氣干燥煤樣水分M_ad，煤質分析對煤中的全水分M，或內在水分MHc進行測定。

煤中的化合水是指以化學方式與礦物質結合、有嚴格的分子比，在全水分測定后仍保留下來的水分，即通常所說的結晶水和化合水。化合水在煤中含量不大，通常要在200℃甚至500℃以上才能析出。如石膏（CaSO₄·2H₂O），高嶺石（AL₂O₃·2SiO₂·2H₂O）等，煤的工業分析中，一般不考慮化合水，只測定游離水。

另外，煤的有機質中氫和氧在干餾或燃燒時生成的水稱為熱解水，不屬于上述三種水分范圍，也不是工業分析的內容。

煤中全水分的測定
國家標準GB／T211--1996規定，煤中全水分測定可采用四種方法，即通氮干燥法、空氣干燥法、微波干燥法及空氣干燥的一步法和兩步法。

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