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天海翠竹-云山碧梧
第14楼2008/06/30
关于煤中水的存在形式和全水分定义
煤中水分按其结合形态可分为游离水和结合水（即结晶水）两大类。游离水是指以物理吸附或吸着方式与煤结合的水。结合水是指以化合的方式同煤中矿物质结合的水，它是矿物晶格的一部分，如硫酸钙（CaSO4•2H2O）和高岭土(Al2O3•2SiO2•2H2O)中的结合水。煤中的游离水于常压下在105 ℃～110 ℃的温度下经过短时间干燥即可蒸发；而结晶水通常要在200 ℃，有的甚至要在500 ℃以上才能析出。我们所测定的全水分及空气干燥水分只是游离水，也就是外在水分和内在水分。内在水分是指吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水。外在水分是指：吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔中的水分。
煤在收到状态时的全水分指煤中内在水分和外在水分的总和，以符号Mt表示。
全水分定义当中的内在水和外在水的概念是理论上的定义，在实际工作中涉及的外在水，指的是在试验条件下，煤样与空气湿度达到接近平衡时所失去的水分；而接着在第二步测定条件下失去的水分称内在水。所以应注意理论上的内外水概念和实际中的内外水概念是不同的，在实际情况下，煤从脱去外在水到脱去内在水是个连续而复杂的过程，二者间难以严格区分开来，在实际的实验中是按照试验方法或者试验条件来定义的，在工作中要注意辨析清楚。事实上，在实际测定中的外在水包含了一部分理论上的内在水。
对于煤炭贸易而言，全水分超标扣重是惯例，甚至有的合同中还把它作为拒收的条款。水分超出不仅降低了货值，同时也增加了铁路、海运、装卸等环节上的费用。全水分过高也会降低煤的低位发热量，在以低位发热量计价时，直接影响到企业的经济利益。
煤炭全水分对其加工、利用、储存、运输都有很大的影响。如全水分高的煤不易破碎；煤在锅炉中的燃烧时，若水分含量高，就需要消耗很多热量用于蒸发煤中的水分，这样不但会影响燃烧的稳定性，且消耗潜能降低热效率，一般来说每增加1%的水分，就会降低煤的发热量的1%左右。在炼焦中的水分高会降低产率，而且由于大量水分蒸发而延长焦化周期。
GB/T211标准共有A、B、C、D四种测定全水分的方法，方法A适用于各种煤；方法B适用于烟煤和无烟煤；方法C适用于烟煤和褐煤；方法D适用于外在水分高的烟煤和无烟煤。测定全水分对煤样的要求以及制备如下：
① 煤样：方法A、B和C采用粒度小于6 mm的煤样，煤样量不少于500 g；方法D采用粒度小于13 mm的煤样，煤样星约2 kg。
② 煤样的制备：粒度小于13 mm煤样按照GB 474制备。粒度小于6 mm煤样的制备：用九点取样法从破碎到粒度小于13 mm的煤样中取出约2 kg，全部放入破碎机中一次破碎到粒度小干6 mm，用二分器迅速缩分出500 g煤样，装入密封容器。
③ 在测定全水分之前，应检查样品质量的损失情况，能确定煤样在运送过程中有损失时，应将减少的质量作为煤样在运送过程中的水分失过，并计算出该量对煤样质量的百分数，计人煤样全水分。
④ 称取煤样之前，应将密闭容器中的煤样充分混合至少1 min。
目前已经出了最新的GBT 211-2007 煤中全水分的测定方法。
一般分析煤样水分
在一定条件下，一般分析煤样在实验室中与周围空气湿度达到大致平衡时所含有的水分称为一般分析煤样水分，亦称分析煤样水分（分析水分）、空气干燥煤样水分（空干水分），用符号Mad表示。
一般分析煤样水分测定的必要性表现在：
① 一般分析煤样水分Mad是一项重要的煤质指标，它在煤的基础理论和加工利用的研究中都具有重要的作用，通过水分的测定结果可以大致了解煤的变质程度。经研究证明，一般分析煤样水分与煤的煤化程度有很密切的曲线相关关系，见表3.3.1。
表3.3.1 一般分析煤样水分与煤的煤化程度的关系
牌号 泥炭
Vdaf>50% 年老褐煤Vdaf>37%~50% 长焰煤 不粘煤 弱粘煤 气煤 肥煤
Mad/% 50~30 10~28 3~12 3~15 0.5~5.0 1~6 0.3~2.0
牌号 焦煤 瘦煤 贫煤 年轻无烟煤 典型无烟煤 年老无烟煤 石煤
Mad/% 0.3~1.5 0.4~1.8 0.5~2.5 0.7~2.5 1~.30 2~9.5 1~4
一般分析煤样水分以焦煤、肥煤和瘦煤为最低，Mad一般不超过2%。以煤化程度低的泥炭、褐煤、长焰煤和不粘煤为最高。但当煤化程度从贫煤向无烟煤过度时，一般分析水分又逐渐增高， 尤其是进入变质程度深的无烟煤以后，一般分析煤样水分明显增高。
② 一般分析煤样水分（内在水分）也是动力煤出口的一项重要的合同指标，有的合同还把该项列为拒收条款。内在水分过高可使煤炭加工工艺受到影响，故有些国外商客对该指标格外重视。由于煤种决定了内在水分的范围，因此这一指标也对不同煤种的混配起到了限制作用。
③ 在煤质分析中，一般分析煤样水分是进行不同基态的煤质分析结果之间换算的基础数据。一般分析煤样水分还是某些测定项目的校准数据。
④ 在煤炭的进出口以及国内贸易中，空气干燥基高位发热量Qgr,ad和收到基低位发热量Qnet,ar是主要的计价指标，而Mad直接影响Qgr,ad和Qnet,ar的测定值，因此，Mad的高低直接影响着贸易有关各方的经济利益。
标准GB/T 212中规定了煤的两种水分测定方法。其中方法A适用于所有煤种，方法B仅适用于烟煤和无烟煤。
在仲裁分析中遇到有用空气干燥煤样水分进行校正以及基的换算时，应用方法A测定空气干燥煤样的水分。
空气干燥法测定煤中水分时为什么要用带有鼓风的干燥箱？
鼓风的目的在于促进干燥箱内的空气流动，这样一方面使干燥箱内温度均匀，另一方面使煤中的水分尽快蒸发，缩短试验周期。试验证明在鼓风的情况下干燥1 h测得的水分高于在不鼓风的情况下测得的水分值。在随后的30 min检查性干燥中，在鼓风的条件下只需进行1次，试样即可达到恒重，而不鼓风时，常需进行多次才能达到恒重。
