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煤炭是最重要的化石燃料之一。煤炭的正确表征对其质量评估和后续使用至关重要。根据产品质量,煤炭可用于炼焦、钢铁生产或发电。
最常见的煤炭类型包括褐煤、烟煤和无烟煤,可通过其化学和物理性的不同,进行区分。煤炭的常规(物理)参数包括总热值、水分、挥发分和灰分含量。
01|总热值
鉴于影响煤炭质量的参数众多,很难用单一参数全面描述煤炭质量。煤炭主要用作燃料,热值一般作为产品质量的初步指标。
02|煤炭工业分析
除热值外,煤炭样品的水分、灰分和挥发分含量也至关重要。
(国标:GB/T 212,煤的工业分析方法)。
煤炭工业分析中通常会用到干燥箱、马弗炉和天平等仪器。使用单一加热仪器和天平时,因不同参数的应用方法不同,加热仪器需要设置不同温度,分别进行水分、灰分和挥发分的分析。此外样品需在干燥器中冷却恒重后才能得到最终分析结果。耗时较长并且需要专人负责,总体效率不高。
如要提高效率,并且减少人员误差,可以使用全自动热重分析仪(ELTRA TGA Thermostep),该仪器可以在一个应用方法下,同时实现水分、灰分和挥发分的测量。
03|ELTRA TGA Thermostep系列
ELTRA TGA Thermostep系列全自动热重分析仪具有程序升温功能、仪器内置集成高精度天平,同时放置19个样品。
可一次性测量所有工业分析参数(水分、灰分和挥发分)。只需在软件中激活应用,将约1克样品装入陶瓷坩埚并启动测量。仪器根据设定好的程序加热样品,并且自动称量样品至恒重后停止
整个测量过程中,根据不同分析步骤应用不同温度和气氛。为确保热重参数的准确性,转盘第20位放置空坩埚以补偿热浮力效应。
该方法显著缩短了分析时间,样品无需在干燥器中冷却即可准确测量。
应用案例|煤炭工业分析参数
(参考标准:GB/T 212和ASTM D7582)

分析挥发分的过程中,样品坩埚需要加上坩埚盖。ELTRA TGA Thermostep分析仪配有全自动样品盖转盘,可自动加盖。
以下是TGA Thermostep系列分析仪的典型分析结果。“干燥基”表示数值已扣除水分

ELTRA TGA Thermostep系列分析仪的典型测量曲线

红色曲线:温度曲线
叠加曲线(1-19位):煤炭样品的重量损失
水分、灰分和挥发分分析后,可以计算出固定碳含量。
固定碳是煤炭工业分析中衡量碳含量和能源潜力的核心参数,直接影响煤炭的燃烧特性、转化效率和工业应用选择,尤其在炼焦、电力及化工领域具有重要指导价值。
因此,准确高效的分析水分、灰分和挥发分三个参数,是煤炭中非常重要的质量控制参数。使用Eltra全自动热重分析仪,可以提高分析效率以及数据的可靠稳定性。
