如何准确测定深圳煤矸石挥发分中各组分的热值贡献？
为准确测定深圳煤矸石挥发分中各组分的热值贡献，需要结合煤矸石的复杂化学成分与热力学试验技术，从实验设计、数据测量与计算分析三个层次全面展开。以下是优化且详细的回答内容：
1. 煤矸石基本性质与挥发分的理解
煤矸石是煤矿开采和洗选过程中产生的固体废弃物，其化学成分复杂且具有一定的可燃性。挥发分是煤矸石在高温加热过程（通常为无氧条件）中释放的挥发性物质，主要含有碳氢化合物、一氧化碳、甲烷及其他气体产物。这些挥发物在燃烧时会对煤矸石整体的热值产生显著影响。
2. 测定热值贡献的实验步骤
以下是具体操作步骤：
步骤1：原材料的取样与处理
从深圳煤矸石样品中随机取具有代表性的小样，并进行以下处理：
- 将样品烘干至恒重以去除水分。
- 使用粉碎设备将煤矸石粉碎，并通过筛网确保粒径符合实验要求（通常小于 200 目）。
步骤2：挥发分的释放实验
利用热重分析仪（TGA）或程序控温的热解装置进行挥发分的释放实验，记录不同升温阶段（如 200℃ 至 1000℃）的质量损失情况。
步骤3：热值测定
通过氧弹量热仪直接测定以下物质的热值：
- 原煤矸石的总热值（Q总）。
- 经过挥发分释放后的残余固体部分热值（Qc）。
还需测定释放挥发分过程中的气体产物（如 CH4、CO 等）的组分含量和热值，可以使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）或红外气体分析仪等设备测定特定组分。
3. 各组分热值贡献的计算
根据实验数据，可以通过以下公式计算各组分对总热值的贡献：
（1）挥发分总热值计算
挥发分的热值（Qv）可以通过总热值减去残余固体热值求得：
Qv = Q总 - Qc
（2）气体组分的热值贡献
通过测定挥发分气体组分的体积分数或质量分数（fi）及组分热值（qi），计算各气态组分的热值贡献：
Q气 = Σ(fi × qi)
（3）液态或低挥发性组分的热值贡献
如果存在不可完全气化的有机物，可进一步通过液态水溶液分析或直接燃烧测出其热值。
4. 数据分析及热值贡献总结
根据以上测定结果，可以将煤矸石中不同组分（如固体残渣、CH4、CO 和其他挥发物）产生的热值进行汇总分析，并按百分比比例确定各组分对总热值的具体贡献。
5. 实验注意事项与建议
- 设备校准：确保所使用设备（如量热仪、分析仪）的准确性，定期校准设备以获得可靠数据。
- 实验条件：严格控制实验中如升温速率、环境压力等关键条件，避免引入系统误差。
- 数据处理：对重复实验数据进行平均值计算，以减少随机误差的影响。
通过以上实验步骤和数据处理流程，可以有效分析煤矸石中挥发分各组分对热值的贡献，进而更科学地开展煤矸石综合利用及能源评估工作。