煤樣在溫度30℃，相對濕度96%條件下達到平衡時所測得的內在水分稱為最高內在水分(MHC)。煤的最高內在水分是指煤在一定條件下內部的毛細孔充分飽和時所吸收的水分，其作為煤炭分類的一個間接指標有著重要作用。煤的內表面積的大小直接影響著煤的最高內在水，變質程度低的煤孔隙率較高，內表面積大，因此吸附水的能力也比較強；隨著煤變質程度的增加，內表面積變小，吸附水的能力也降低，煤的最高內在水變小。
基本介紹
- 中文名：最高內在水分
- 外文名：Maximum intrinsic moisture
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：電力系統
- 套用：煤
簡介,測定原理及方法,操作步驟和影響因素,總結,
簡介
煤的最高內在水分是指煤在一定條件下內部的毛細孔充分飽和時所吸收的水分，其作為煤炭分類的一個間接指標有著重要作用。煤的內表面積的大小直接影響著煤的最高內在水，變質程度低的煤孔隙率較高，內表面積大，因此吸附水的能力也比較強；隨著煤變質程度的增加，內表面積變小，吸附水的能力也降低，煤的最高內在水變小。用煤的最高內在水分來換算恆濕無灰基高位發熱量。
測定原理及方法
採用GB / T4632—2008 來測定煤的最高內在水分。利用充氮常壓法，將在恆溫水浴飽和後的煤樣經過真空泵吸濾、用恆濕紙除去大部分外在水分後，在稱量瓶中稱取規定質量的煤樣，將其放入溫度為30±0.1 ℃、相對濕度為96%的充氮調濕器中達到濕度平衡，再在105～110 ℃的充氮乾燥箱內恆重，以其質量損失的百分數來表示最高內在水分。
操作步驟和影響因素
1.煤樣的粒度
煤樣的粒度越大，它的毛細孔就越完整；反之粒度越小，其毛細孔被破壞的機率就越大，因此煤的最高內在水分會隨著粒度的增大而升高。國標採用的煤樣粒度<0.2 mm。
2.煤樣的浸泡飽和
取制好的煤樣約20 g 放於錐形瓶中，並倒入100 mL 蒸餾水。將錐形瓶放在振盪器上振盪30min，在（30±1） ℃的水浴中浸泡3 h，其間要搖動幾次。
用水浸泡煤樣的目的除使煤樣內部毛細孔達到飽和吸水外，還有如下2 個作用：
（1） 溶解煤中的可溶性鹽類，並在過濾過程中除掉，因為附在煤表面的鹽溶液會使外在水的蒸汽壓降低，使外在水不易被蒸發掉，從而造成最高內在水結果偏高；
（2） 要除去產生的混濁交替物，就需要保證浸泡其時間，從而保證測試報告更加準確。
3.抽濾
煤樣通過浸泡達到吸水飽和時，其表面帶著大量水分，過濾的主要目的是除去外水。
按照國家標準，將煤樣倒入鋪有濾紙的布氏漏斗中，使煤樣不要溢出，打開真空泵，抽濾到煤樣剛露出水面為止。這樣既防止了過度抽乾，又可以易於將得到的泥漿狀煤樣攪拌均勻。
測定中，應該控制抽濾時間。如果抽濾時間過長，就會把煤樣毛細孔內的內在水分抽掉，在恆濕的時候使平衡滯後，導致最高內在水分測試結果偏低。
4.吸濕取樣
吸濕的目的是初步除掉煤樣表面吸附的水分-外水，縮短濕度平衡時間，使煤樣儘快達到濕度平衡，準確測定煤樣最高內在水分。把抽濾好的煤樣用稱樣勺輕輕攪拌，使之混合均勻，用雙層濾紙包裹並用力攥，把煤樣的外在水分除掉，然後在潮濕箱內過篩，篩上放一些碎恆濕紙。將煤樣與恆濕紙混合，進一步吸濕，用毛刷強制過篩，如此重複操作，直至取夠所需煤樣。
5.濕度的調節
實驗中取出1～2 g 的煤樣放入稱量瓶中。將稱量瓶放入調濕器內，把稱量瓶蓋打開，立即蓋上調濕器，使儀器保持氣密狀態。
儀器啟動後，以一定的流速通入氮氣至少10min。通入氮氣是為了驅除調濕器里的氧氣，防止煤樣氧化。然後關閉氮氣進口。記錄調濕的開始時間，開始恆濕過程。調濕器內濕度隨著溫度的變化而變化，溫度對濕度和最高內在水的測定結果影響很大，如果溫度30 ℃時，濕度升高，最高內在水的測定結果也偏高。
通過實驗發現，硫酸鉀飽和溶液只有在30 ℃時的水蒸汽壓是4.1 kPa,即相對濕度為96%～97%，當相對濕度達到96%時，除褐煤外，大部分煤都比較平穩。所以要從外部環境、硫酸鉀飽和溶液的配製和儀器調試等各方面控制溫度和濕度，把調濕儀的溫度儘量控制為30±0.1℃，以保證濕度平衡。
6.濕度平衡的時間
煤樣在調濕儀中的恆濕時間和煤的變質程度有密切關係。通常情況下，恆濕時間煙煤和無煙煤為24 h，褐煤為24～48 h。當調濕器運轉到煤樣基本達到濕度平衡時，關閉儀器，蓋上瓶蓋取出稱量瓶。特別要注意的是，當取出稱量瓶時，一定要擦淨稱量瓶，以免瓶子上沾有水分，並在室溫下放置5 min 後稱量。由於煙煤和褐煤的恆濕時間不同，所以變質程度不同的煤樣儘量不一起恆濕，以免相互影響，從而導致測試結果發生偏差。
7.水分的測定
恆濕結束稱量後，要進行水分的烘乾，將稱量瓶放在105～110 ℃的充氮乾燥箱內的恆溫區中，並保持1.5～2 h，烘乾時間不宜過長，以免煤樣氧化。
取出稱量瓶並蓋嚴，在室溫下放置5 min，再移入乾燥器內放置15 min 後稱量。
總結
由於煤的最高內在水分在測定過程可變條件多，影響因素大，重複性差，也沒有國家標準物質，無法進行標準比對，故任何一個環節的處理不當都可能使測試結果發生偏差。分析人員必須在實際操作過程中，嚴格按照國家標準，控制好每個細節，減少人工誤差，以得出及時準確的測試報告。
