最高内在水分

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最高内在水分是中国的一个科技名词。

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目录

名词解释

煤的最高内在水分是指煤在一定条件下内部的毛细孔充分饱和时所吸收的水分，其作为煤炭分类的一个间接指标有着重要作用。煤的内表面积的大小直接影响着煤的最高内在水，变质程度低的煤孔隙率较高，内表面积大，因此吸附水的能力也比较强；随着煤变质程度的增加，内表面积变小，吸附水的能力也降低，煤的最高内在水变小。用煤的最高内在水分来换算恒湿无灰基高位发热量。

测定原理及方法

采用GB / T4632—2008 来测定煤的最高内在水分。利用充氮常压法，将在恒温水浴饱和后的煤样经过真空泵吸滤、用恒湿纸除去大部分外在水分后，在称量瓶中称取规定质量的煤样，将其放入温度为30±0.1 ℃、相对湿度为96%的充氮调湿器中达到湿度平衡，再在105～110 ℃的充氮干燥箱内恒重，以其质量损失的百分数来表示最高内在水分。

操作步骤和影响因素

1.煤样的粒度

煤样的粒度越大，它的毛细孔就越完整；反之粒度越小，其毛细孔被破坏的概率就越大，因此煤的最高内在水分会随着粒度的增大而升高。国标采用的煤样粒度<0.2 mm。

2.煤样的浸泡饱和

取制好的煤样约20 g 放于锥形瓶中，并倒入100 mL 蒸馏水。将锥形瓶放在振荡器上振荡30min，在（30±1） ℃的水浴中浸泡3 h，其间要摇动几次。

用水浸泡煤样的目的除使煤样内部毛细孔达到饱和吸水外，还有如下2 个作用：

（1） 溶解煤中的可溶性盐类，并在过滤过程中除掉，因为附在煤表面的盐溶液会使外在水的蒸汽压降低，使外在水不易被蒸发掉，从而造成最高内在水结果偏高；

（2） 要除去产生的混浊交替物，就需要保证浸泡其时间，从而保证测试报告更加准确。

3.抽滤

煤样通过浸泡达到吸水饱和时，其表面带着大量水分，过滤的主要目的是除去外水。

按照国家标准，将煤样倒入铺有滤纸的布氏漏斗中，使煤样不要溢出，打开真空泵，抽滤到煤样刚露出水面为止。这样既防止了过度抽干，又可以易于将得到的泥浆状煤样搅拌均匀。

测定中，应该控制抽滤时间。如果抽滤时间过长，就会把煤样毛细孔内的内在水分抽掉，在恒湿的时候使平衡滞后，导致最高内在水分测试结果偏低。

4.吸湿取样

吸湿的目的是初步除掉煤样表面吸附的水分-外水，缩短湿度平衡时间，使煤样尽快达到湿度平衡，准确测定煤样最高内在水分。把抽滤好的煤样用称样勺轻轻搅拌，使之混合均匀，用双层滤纸包裹并用力攥，把煤样的外在水分除掉，然后在潮湿箱内过筛，筛上放一些碎恒湿纸。将煤样与恒湿纸混合，进一步吸湿，用毛刷强制过筛，如此重复操作，直至取够所需煤样。

5.湿度的调节

实验中取出1～2 g 的煤样放入称量瓶中。将称量瓶放入调湿器内，把称量瓶盖打开，立即盖上调湿器，使仪器保持气密状态。

仪器启动后，以一定的流速通入氮气至少10min。通入氮气是为了驱除调湿器里的氧气，防止煤样氧化。然后关闭氮气进口。记录调湿的开始时间，开始恒湿过程。调湿器内湿度随着温度的变化而变化，温度对湿度和最高内在水的测定结果影响很大，如果温度30 ℃时，湿度升高，最高内在水的测定结果也偏高。

通过实验发现，硫酸钾饱和溶液只有在30 ℃时的水蒸汽压是4.1 kPa,即相对湿度为96%～97%，当相对湿度达到96%时，除褐煤外，大部分煤都比较平稳。所以要从外部环境、硫酸钾饱和溶液的配制和仪器调试等各方面控制温度和湿度，把调湿仪的温度尽量控制为30±0.1℃，以保证湿度平衡。

6.湿度平衡的时间

煤样在调湿仪中的恒湿时间和煤的变质程度有密切关系。通常情况下，恒湿时间烟煤和无烟煤为24 h，褐煤为24～48 h。当调湿器运转到煤样基本达到湿度平衡时，关闭仪器，盖上瓶盖取出称量瓶。特别要注意的是，当取出称量瓶时，一定要擦净称量瓶，以免瓶子上沾有水分，并在室温下放置5 min 后称量。由于烟煤和褐煤的恒湿时间不同，所以变质程度不同的煤样尽量不一起恒湿，以免相互影响，从而导致测试结果发生偏差。

7.水分的测定

恒湿结束称量后，要进行水分的烘干，将称量瓶放在105～110 ℃的充氮干燥箱内的恒温区中，并保持1.5～2 h，烘干时间不宜过长，以免煤样氧化。

取出称量瓶并盖严，在室温下放置5 min，再移入干燥器内放置15 min 后称量。

总结

由于煤的最高内在水分在测定过程可变条件多，影响因素大，重复性差，也没有国家标准物质，无法进行标准比对，故任何一个环节的处理不当都可能使测试结果发生偏差。分析人员必须在实际操作过程中，严格按照国家标准，控制好每个细节，减少人工误差，以得出及时准确的测试报告。