煤炭基础知识
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一.煤质有关术语1.煤coal煤炭植物遗体在覆盖地层下,经复杂的生物化学和物理化学作用,转化而成的固体有机可燃沉积岩。
2. 粉煤fine coal粒度小于6mm的煤3.矸石gangue采、掘煤炭过程中从顶、底板或煤炭层夹矸混入煤种的岩石。
4.动力煤fuel coal动力用煤通过煤的燃烧来利用其他热值的煤炭统称动力煤。
主要应用于发电煤粉锅炉、工业锅炉和工业窑炉中,主要包括电煤、锅炉煤和建材用煤等。
5.喷吹煤coal for PCI用于高炉喷吹的煤6.煤样coal sample为确定煤的某些特性而从中采取的具有代表性的一部分煤。
7.采样sampling从大量煤中采取有代表性的一部分煤的过程。
8.随机采样random sampling在采取子样时,对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志,能使任何部位的煤都有机会采出。
9.系统采样systematic sampling按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样,但第一个子样在第一个间隔内随机采取,其余的子样按选定的间隔采取。
10.多份采样reduplicate sampling按一定的间隔采取子样,并将它们轮流放入不同的容器中构成两个或者两个以上质量接近的煤样。
二.煤分析有关术语1.工业分析proximate analysis水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目分析的总称。
2.全水分total moisture煤的水分分为两种,一是内在水分(Minh ) ,是由植物变成煤时所含的水分;二是外水(Mf ) 是在开采、运输等过程中附在煤表面和裂隙中的水分.全水分是煤的外在水分和内在水分总和。
一般来讲,煤的变质程度越大,内在水分越低。
褐煤、长焰煤内在水分普通较高,贫煤、无烟煤内在水分较低。
水分的存在对煤的利用极其不利,它不仅浪费了大量的运输资源,而且当煤作为燃料时,煤中水分会成为蒸汽,在蒸发时消耗热量;另外,精煤的水分对炼焦也产生一定的影响。
一般水分每增加百分之二,发热量降低100kcal/kg(大卡/千克);冶炼精煤中水分每增加百分之一,结焦时间延长5 一10min 。
煤炭必备基础知识一、煤的形成煤炭是一种固体化石燃料,要紧成分为碳、氢和氧等,是人类社会重要的基础能源和重要原料。
目前,我国在一次能源生产和消费中煤炭分别占到76%与70%。
在地质历史上,沼泽森林覆盖了大片土地,包括菌类、蕨类、灌木、乔木等植物。
因不同时代海平面常有变化,当水面升高时,植物会被淹而死亡。
假如这些死亡的植物遗体被沉积物覆盖而不透氧气,就可不能完全分解,而是在地下形成有机地层。
随着海平面的升降,会产生多层有机地层。
通过漫长的地质作用,在温度增高、压力变大的还原环境中,这一有机层最终转变为煤层。
同时,因埋藏深度、时刻的差异所形成的煤也具有不同的煤化程度。
煤炭依照其煤化程度的不同,按从低到高的分类,可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。
煤化时期的两个过程煤化时期要紧是指由泥炭向褐煤、烟煤和无烟煤转化的漫长成煤变质时期,该时期要紧包括以下两个连续的过程:过程一、在地热和压力的作用下,泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而形成褐煤——密度比泥炭高,碳含量相对增加。
这一过程又叫成岩作用。
过程二、褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。
在那个过程中煤的性质发生变化,的作用下,褐煤连续经受着理化变化而被压实、失水,其内部组成结构和性质都进一步发生变化,此过程确实是褐煤变成烟煤的变质作用。
烟煤比褐煤碳含量增高,氧含量减少。
烟煤连续进行着变质作用,从低变质程度向高变质程度变化,进而显现了低变质程度的长焰煤、气煤,中变质程度的肥煤、焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。
它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。
二、煤的开采人类开采利用煤炭已有几千年的历史,2009年我国煤炭总产量超30亿吨,占世界煤炭产量的40%以上。
我国2300多个县市中有1458个赋存着煤炭资源,但90%的储量分布在秦岭—淮河以北地区,专门是晋陕蒙三省区,占到全国总量的63.5%。
从东西方向看,煤炭资源的85%分布于中西部,沿海地区仅占15%。
煤炭及煤化工基础知识一、煤炭基础知识人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿,把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅,或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料,而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计,在我国能源生产和消费构成中,煤炭一直居于主导地位,1995年,生产占75.5%,消费占75.0%。
在国民经济中,工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用,煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计,在未来相当长的时期内,煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
(一)、煤的形成煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。
这个转变过程叫做植物的成煤作用。
一般认为,成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。
前者主要是生物化学过程,后者是物理化学过程。
在泥炭化阶段,植物残骸既分解又化合,最后形成泥炭或腐泥。
泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸,其组成和植物的组成已经有很大的不同。
煤化阶段包含两个连续的过程:第一个过程,在地热和压力的作用下,泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而成为褐煤。
褐煤的密度比泥炭大,在组成上也发生了显著的变化,碳含量相对增加,腐植酸含量减少,氧含量也减少。
因为煤是一种有机岩,所以这个过程又叫做成岩作用。
第二个过程,是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。
在这个过程中煤的性质发生变化,所以这个过程又叫做变质作用。
地壳继续下沉,褐煤的覆盖层也随之加厚。
在地热和静压力的作用下,褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水。
其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。
这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。
烟煤比褐煤碳含量增高,氧含量减少,腐植酸在烟煤中已经不存在了。
烟煤继续进行着变质作用。
由低变质程度向高变质程度变化。
煤炭基础必学知识点
1. 煤炭的定义:煤炭是一种由植物残骸经过地质作用形成的有机岩石。
2. 煤炭的类型:煤炭根据其炭质和含水量的不同可分为无烟煤、炼焦煤、褐煤和泥炭等。
3. 煤炭的组成:煤炭主要由碳、氢、氧和少量的氮、硫等元素组成。
其中碳是主要成分,占煤炭质量的一大部分。
4. 煤炭的形成过程:煤炭是在地质历史上由原始植物积聚而形成的。
这些植物在长时间的压力和温度作用下逐渐转化为煤炭。
5. 煤炭的燃烧特性:煤炭燃烧时产生热量和废气。
煤炭的燃烧分为三
个阶段:放热阶段、水汽生成阶段和煤灰形成阶段。
6. 煤炭的用途:煤炭是一种重要的能源资源,广泛用于发电、供热、
冶金、化工等行业。
同时,煤炭也用于制造煤气、焦炭和煤焦油等副
产品。
7. 煤炭储量和产量:全球煤炭储量丰富,主要储量分布在中国、美国、澳大利亚、俄罗斯等国家。
中国是全球最大的煤炭生产国和消费国。
8. 煤炭的环境影响:煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳和氮氧化物等
有害气体,对空气质量和气候变化有一定影响。
此外,煤炭开采和燃
烧也会对环境造成破坏。
9. 煤炭的清洁利用技术:为了减少煤炭燃烧产生的污染物排放,煤炭
的清洁利用技术得到了广泛研发和推广,包括煤炭洗选、煤气化、燃
烧增效等技术。
10. 煤炭的经济影响:煤炭是许多国家的重要经济支柱,煤炭产业的
发展与国民经济密切相关。
煤炭价格的波动也会对全球市场产生一定
影响。
一、煤炭产品基础知识(一)、煤炭的生成煤炭是古代的有机物(主要是植物)的遗体,经过生物及化学的变质作用而形成的。
大体可分为两个阶段:第一阶段是泥煤炭化阶段,即由植物转变成泥炭阶段。
第二阶段,由泥炭转变成褐煤,褐煤转变成烟煤,烟煤再转变成无烟煤阶段。
这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。
如果有更高的温度,最终可能变成石墨。
成煤必须具备四个先决条件:(1)植物条件。
(2)气候条件。
(3)地理条件。
(4)地壳运动条件。
(二)、煤炭资源的分布❖世界煤炭资源目前,世界煤炭储量估计为1.083 万亿吨,按目前的煤炭消费水平计算,足以可供开采200 多年。
世界各地的煤炭资源分布并不平衡,煤炭主要集中在北半球,世界煤炭资源的70%分布在北半球北纬30°~70°之间。
其中,以亚洲和北美洲最为丰富,分别占全球地质储量的58%和30%,欧洲仅占8%;南极洲数量很少。
世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、前苏联(23%)和中国(12%),此外,澳大利亚、印度、德国和南非4 个国家共占29%。
2001 年,上述7 国的煤炭产量占世界总产量的80%。
澳大利亚、美国和加拿大可供炼焦的优质烟煤储量丰富,2002 年3 国的炼焦煤总产量占世界贸易总量的81%。
❖中国煤炭资源1.煤炭资源丰富,但人均占有量低。
2.煤炭资源的地理分布极不平衡。
中国煤炭资源北多南少,西多东少,煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。
从各大行政区内部看,煤炭资源分布也不平衡,如华东地区的煤炭资源储量的87%集中在安徽、山东,而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区;中南地区煤炭资源的72%集中在河南,而工业主要在武汉和珠江三角洲地区;西南煤炭资源的67%集中在贵州,而工业主要在四川;东北地区相对好一些,但也有52%的煤炭资源集中在北部黑龙江,而工业集中在辽宁。
3.各地区煤炭品种和质量变化较大,分布也不理想。
中国炼焦煤在地区上分布不平衡,四种主要炼焦煤种中,瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西,而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区,炼焦煤很少。
煤炭基础知识一、煤炭的生成煤炭的生成。
煤炭是古代的有机物(主要是植物)的遗体,经过生物及化学的变质作用而形成的。
大体可分为两个阶段,第一阶段是泥煤炭化阶段,即由植物转变成泥炭阶段。
当植物枯死之后,堆积在充满水的沼泽中,开始是水存在的氧气不足,后来在水面下隔绝空气,并在细菌的作用下,直到植物的各部分不断分解,相互作用,最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质,这就是泥炭。
这个过程,叫做泥炭化过程。
这个阶段需要漫长的地质历史时期,需要进行千百万年。
第二阶段,由泥炭转变成褐煤,褐煤转变成烟煤,烟煤再转变成无烟煤阶段。
当泥炭层形成后。
有水经常冲刷大陆的低洼地方,带来了大量的砂、石,在泥潭层逐渐形成岩层(称为顶板)。
被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下,发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化,同时它的化学组成也发生了缓慢的变化,逐步变成比重较大,较致密的黑褐色的褐煤。
当顶板逐渐加厚,顶板的静压力逐渐增高,煤层中温度也逐渐升高后,煤质便发生变化,逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。
这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。
如果有更高的温度,最终可能变成石墨。
成煤必须具备四个先决条件:(1)植物条件。
(2)气候条件。
(3)地理条件。
(4)地壳运动条件。
二、煤炭的分类及各类煤的主要特征和用途(1)煤炭按煤的用途分为:动力煤、炼焦煤、喷吹煤及无烟煤凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的,产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤,简称动力煤;作为生产原料,用来生产焦炭,进而用于钢铁行业的煤炭种,称为炼焦煤;钢铁行业高炉喷吹用的喷吹煤;无烟煤块煤主要应用是化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、制造锻造等行业;无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹。
我国约1/3的煤用于发电,目前平均消耗为标准煤(7000大卡)370g/kw.h。
(2)煤炭按粒度分类:经简单筛选后剩下的大块有烟煤,筛选常用通过网目大小来规定最小尺寸的块度。
煤质基础必学知识点1. 煤炭的组成和性质:煤炭是一种含碳量较高的岩石,主要成分有碳、氢、氧、硫和少量氮等元素,含有较高的固体有机物质。
根据其含碳量和热值可以分为无烟煤、烟煤、气煤和褐煤等不同种类。
2. 煤的形成和分布:煤是在地质历史长期的积累和变质作用下形成的,主要分布在地壳上的矿盆中,如山西、陕西、内蒙古等地。
3. 煤的分类和等级:煤可以根据其化学成分、热值和使用特性等进行分类,常见的分类方法有煤种分类、煤系分类和煤炭品位分类等。
4. 煤储层的测定和评价:通过地质勘探和煤层分析等手段,可以确定煤储层的厚度、质量和储量等参数,并对煤炭质量进行评价。
5. 煤的燃烧过程:煤在燃烧过程中会产生烟尘、硫酸雾、SO2等大气污染物,同时还会产生煤气、灰渣和煤灰等副产品。
6. 煤的利用和开发:煤炭是我国重要的能源资源,主要用于发电、供热和工业生产等领域。
目前,煤的开发与利用主要集中在石煤气、有机化学原料和煤炭衍生物等方面。
7. 煤炭的环境影响:煤炭开采和利用过程中会产生大量的废气、废水和固体废物,对环境造成一定的影响。
同时,燃烧产生的大气污染物也会导致大气污染和温室效应。
8. 煤炭的清洁化利用:为了减少煤炭燃烧带来的环境影响,目前正致力于煤炭的清洁化利用技术研究和推广,如煤气化、煤海藻生物质合成气技术等。
9. 煤的资源金融化:随着煤炭市场的发展和资本的介入,煤炭资源金融化已经成为煤炭行业的一种发展趋势,通过金融工具对煤炭资源进行投资和融资。
10. 煤炭行业的政策和管理:为了规范煤炭行业的发展和减少环境影响,国家出台了一系列的政策和管理措施,如煤炭资源税、煤炭企业准入和环境保护等方面的政策。
煤炭行业基本常识1. 煤炭的定义和特点煤炭是一种主要由含碳物质形成的矿石,是一种主要的能源和化工原料。
煤炭主要特点如下:•含碳高:煤炭的主要组成元素是碳,通常含碳量高达70%以上;•燃烧性好:煤炭是一种优质的燃料,可以燃烧产生高热量;•可燃性强:煤炭具有较高的自燃性,易于点燃和燃烧;•能源密度大:煤炭的能源密度大,储存和运输相对方便。
2. 煤炭的分类根据煤炭的形成过程和特性,可以将煤炭分为以下几类:2.1 无烟煤无烟煤是指碳含量较高,燃烧时不产生明显的烟尘的煤种。
无烟煤主要用于燃料和化工原料。
2.2 烟煤烟煤是指碳含量较高,燃烧时产生大量烟尘的煤种。
烟煤主要用于发电、冶金等行业。
2.3 褐煤褐煤是指碳含量较低,水分含量较高的煤种。
褐煤主要用于发电和工业热能供应。
2.4 泥煤泥煤是指水分含量较高,热值较低的煤种。
泥煤主要用于工业热能供应和燃料。
3. 煤炭的开采和加工煤炭的开采主要分为地下开采和露天采矿两种方式。
3.1 地下开采地下开采是指通过井道、巷道等地下设施来获取煤炭的方式。
地下开采需要进行刨煤、支护等工艺操作,工艺流程相对复杂。
3.2 露天采矿露天采矿是指直接在地表开采煤炭的方式。
露天采矿可以通过爆破、装载等简单的工艺操作来获取煤炭,工艺流程相对简单。
煤炭的加工主要包括破碎、筛分、洗选等工艺。
加工后的煤炭可以通过铁路、公路、水运等方式进行运输。
4. 煤炭的利用煤炭是一种重要的能源和化工原料,主要利用方式如下:4.1 燃料利用煤炭是一种优质的燃料,主要用于发电、供热和工业生产等领域。
煤炭的燃烧可以产生热能,用于发电和供热。
4.2 化工利用煤炭中含有丰富的有机化合物,可以通过化学加工转化为化工产品。
如煤焦油可以用于生产染料、涂料等产品,煤气可以用于化肥的生产。
4.3 适用于冶金煤炭中的焦炭可以作为冶金原料,用于炼铁和炼钢过程中。
5. 煤炭行业的发展现状和趋势煤炭行业是我国的重要基础产业,但也面临一些问题和挑战。
煤炭知识大全目录一、煤炭基础知识 (3)1.1 煤的定义与分类 (4)1.2 煤的工业用途 (5)1.3 煤的特性及分类标准 (6)二、煤炭资源分布与开采 (7)2.1 全球煤炭资源分布概况 (8)2.2 主要煤炭生产国与地区 (10)2.3 煤矿开采技术与设备 (11)三、煤炭加工与洗选 (13)3.1 煤的洗选工艺 (15)3.2 选煤厂管理与运行 (16)3.3 煤质检测与评价标准 (17)四、煤炭燃烧与能源利用 (19)4.1 煤炭燃烧的原理与设备 (20)4.2 煤炭清洁利用技术 (21)4.3 煤炭能源在工业领域的应用 (23)五、煤炭市场与贸易 (24)5.1 煤炭市场价格波动因素 (25)5.2 国内外煤炭市场分析 (26)5.3 煤炭国际贸易现状与发展趋势 (28)六、煤炭安全与环保 (30)6.1 煤矿安全生产法规与标准 (31)6.2 煤矿安全技术与措施 (32)6.3 煤炭开采与环境保护措施 (33)七、煤炭行业政策与规划 (35)7.1 国家层面煤炭行业相关政策解读 (36)7.2 地方政府煤炭行业发展政策分析 (37)7.3 煤炭行业未来发展趋势预测 (39)八、煤炭产业链发展分析 (40)8.1 上游煤炭资源开发与供应 (42)8.2 中游煤炭加工与物流 (43)8.3 下游煤炭需求与市场 (44)九、煤炭科技创新与信息化 (46)9.1 煤炭科技发展现状与趋势 (47)9.2 煤炭行业信息化水平提升 (48)9.3 智能化技术在煤炭行业的应用 (50)十、煤炭行业人才培养与教育 (51)10.1 煤炭行业教育体系概述 (52)10.2 高等院校煤炭专业课程设置 (54)10.3 煤炭行业人才需求与培养策略 (55)一、煤炭基础知识煤炭的定义:煤炭是地球上的一种重要的化石燃料,主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
煤炭的分类:根据不同的煤化程度和工业用途,煤炭可分为褐煤、烟煤、无烟煤、次烟煤等。
第一部分煤的基本特征1.煤的特征和生成1.1煤的种类煤是由一定地质年代生长的繁茂植物在适宜的地质环境下,经过漫长岁月的天然煤化作用而生成的生物岩。
根据成煤植物的不同,煤分为两大类,即腐植煤和腐泥煤。
1.1.1腐植煤由高等植物形成的煤称为腐植煤,它在自然界中储量最大、分布最广。
它又可以分为陆植煤和残植煤两种类别,前者是由植物中的纤维素和木质素等主要组分形成的,后者是由植物中含量较少,但是在成煤初期最不易被微生物分解的组分形成的。
如果不是特别注明,通常讲的煤就是指腐植煤中的陆植煤。
1.1.2腐泥煤由低等植物(由藻类为主)和浮游生物经过部分腐解而形成的煤称腐泥煤表1-1腐植煤和腐泥煤的主要特征另外,还有腐植煤和腐泥煤的混合体,称为腐植腐泥煤,主要有烛煤和煤精,烛煤易燃,用火柴就能点燃,燃烧时火眼明亮,好象蜡烛一样;煤精盛产于我国抚顺,它致密、质轻、有韧性,因为能雕刻工艺美术品而驰名。
1.2腐植煤的外表特征腐植煤(陆植煤)是煤炭研究的主要对象。
根据在成煤序列中煤化程度的不同,它可以分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
它们具有不同的外表特征,典型的品种,一般用肉眼就能区别。
1.2.1 泥炭泥炭是棕褐色或者黑褐色的不均匀物质,是有植物变成煤的过程中的过渡产物。
它含有大量的未分解的植物组织,如根、茎、叶等的残留物,有时肉眼就能看出。
另外,它的含水量很高,一般可高达85%~95%。
1.2.2褐煤大多数的褐煤外表呈褐色或者暗褐色,因此得名。
它无光泽,真密度1.30~1.60g/cm3,它与泥炭的区别是在外表上没有未分解的植物组织残体,不具有新开出的泥炭所特有的无定型状态。
1.2.3烟煤烟煤是自然界中最重要的和分布最广的煤种。
一般烟煤具有不同程度的光泽,绝大多数都呈条带状,其中有亮的条带,也有暗的条带,它们相互交替。
燃烧时烟多,因此得名。
表1-2烟煤和褐煤的区分特征1.2.4无烟煤无烟煤是煤化程度最高的一种煤,呈灰黑色,带有金属光泽,无明显条带。
煤炭12指标基础知识煤炭作为一种重要的能源资源,具有广泛的应用领域。
了解煤炭的质量指标是进行煤质评价和选煤的基础。
本文将介绍煤炭的12个基础指标,包括灰分、挥发分、固定碳、全硫、水分、发热量、粒度、热值、灰熔点、黏结指数、反应性和脆弱性。
1. 灰分:煤炭中不可燃物质的含量。
灰分越高,煤炭的燃烧效率越低。
灰分还会对环境造成污染。
2. 挥发分:煤炭在加热过程中挥发出来的物质。
挥发分越高,煤炭的燃烧性能越好。
3. 固定碳:煤炭中不挥发的燃料成分。
固定碳含量越高,煤炭的热值越高。
4. 全硫:煤炭中含有的硫元素的总量。
高硫煤炭在燃烧时会产生二氧化硫等有害气体,对环境和人体健康造成危害。
5. 水分:煤炭中含有的水的含量。
水分越高,煤炭的热值越低。
6. 发热量:单位质量的煤炭在完全燃烧时释放的热量。
发热量高的煤炭燃烧效率高,能量利用率高。
7. 粒度:煤炭颗粒的大小。
粒度对煤炭的燃烧特性和输送性能有重要影响。
8. 热值:单位质量的煤炭所含的能量。
热值高的煤炭具有较高的燃烧效率和能源利用率。
9. 灰熔点:煤炭在高温下灰分熔化的温度。
灰熔点高的煤炭燃烧时灰分不容易结块,有利于燃烧稳定。
10. 黏结指数:煤炭在加热过程中形成焦炭的能力。
黏结指数高的煤炭适合用于冶金行业。
11. 反应性:煤炭在燃烧过程中的反应性能。
反应性好的煤炭燃烧速度快,燃烧效率高。
12. 脆弱性:煤炭在运输和储存过程中的耐磨性。
脆弱性低的煤炭不容易破碎,有利于运输和储存。
了解这些煤炭的基础指标,可以帮助我们选择适合的煤炭用于不同的应用领域。
例如,用于发电的煤炭需要具有高的发热量和低的灰分、硫分;用于冶金行业的煤炭需要具有高的黏结指数。
同时,了解煤炭的基础指标还有助于我们评估煤炭的质量和燃烧性能,指导煤炭的加工利用和环境保护。
煤炭的12个基础指标是了解煤炭质量的重要依据。
通过对这些指标的了解,我们可以选择合适的煤炭用于不同的应用领域,并评估煤炭的质量和燃烧性能。
煤炭基础知识
一.煤的组成
煤包含有很多元素,由可燃物和不可燃物组成。
可燃物主要包括有机质和少量的矿物质,不可燃物包括水和大部分矿物质,如碱金属,碱土金属,铁,铝等的盐类。
煤的元素组分,即碳,氢,氧,氮,硫五个元素。
碳是组成煤大分子的骨架,在各元素中最高,一般大于70%。
随着煤化程度的不断增高,煤中碳元素的含量也越高,如某些超无烟煤,碳含量可达97%。
氢是煤中第二个重要组成元素,它占煤的质量分数为1-6%,越是年青的煤,其含量也越高。
氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素,越是年青的煤,氧元素的比例也越大,发热量常随氧元素的增高而降低,其含量从1-30%均有。
氮元素在煤中的比例较少,一般为0.5-3%。
硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素,它在煤中含量的多少,与煤化程度的高低没有明显关系,其含量从最低的0.1到最高的10%均有。
煤的元素组分的不同,不仅能反映出煤化程度,而且也直接表征出煤性质的不同。
如碳含量低氧含量高的煤,多是粘结性很差或是没有粘结性的年轻煤;碳含量高氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤;只有碳含量在84-85%,氢含量在5%以上的中等变质程度的煤,才是结焦性较好的炼焦用煤。
二.煤的分类
煤的种类很多,质量也相差悬殊,不同类型的煤有不同的用途。
如结焦性好或粘结性好的煤是优质的炼焦用煤;热稳定性好的无烟块煤是合成氨厂的主要原料;挥发分和发热量都高的煤是较好的动力用煤;一些低灰,低硫的年轻煤则是加压气化制造煤气和加氢液化制取人造液体燃料的较好原料。
2-1. 煤的国际分类(简单分类)
black coal/hard coal (黑煤或硬煤):包括烟煤(bituminous,主要用于钢铁制造工业)和无烟煤(anthracite).
brown coal(褐煤),包括低热值的lignite(褐煤,大部分用于电厂)和peat(泥煤,用于电厂,水泥等工业制造行业)。
2-2. 中国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法
就煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟煤之间共划分为14个大类和17个小类:
常见的三类:无烟煤,褐煤,烟煤。
无烟煤分为三个小类,即年老无烟煤,典型无烟煤和年轻无烟煤,主要按各小类工艺利用特性不同而划分。
褐煤分为两类,即年老褐煤和年轻褐煤,根据其性质和利用特征不同而划分。
烟煤共12个煤类,即贫煤,贫廋煤,廋煤,焦煤,肥煤,气肥煤,气煤,1/3焦煤,1/2中
粘煤,弱粘煤,不粘煤,长焰煤。
按挥发分烟煤分为四类:
低挥发分烟煤(挥发分大于10-20%);
中挥发分烟煤(挥发分大于20-28%);
中高挥发分烟煤(挥发分大于28-37%);
高挥发分烟煤(挥发分大于37%)。
按粘结性(G值)烟煤分类:
0-5为不粘结性和微粘结煤;
大于5-20为弱粘性煤;
大于20—50为中等偏弱粘结煤;
大于50-65为中等偏强粘结煤;
大于65为强粘结煤。
对于强粘结煤,又把其中胶质层最大厚度y大于25mm或奥亚膨胀度b大于150%(对于Vdaf大于28%的烟煤,b大于220%)的煤分为特强粘结煤。
关于焦,肥,气,廋煤的命名
对G大于85的煤需要再测定胶质层最大厚度y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤,气肥煤与其它烟煤的界限。
当y值大于25mm时,如Vdaf大于37%,则划分为气肥煤;如Vdaf小于37%,则划分为肥煤。
当y值小于25mm时,则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。
如Vdaf大于37%,则应划分为气煤类;如Vdaf大于28-37%,则应划分为1/3焦煤;如Vdaf小于8%,则应划分为焦煤类。
国外焦煤分类(美,澳,加)
硬焦煤(hard coking coal, 灰分小于10,挥发分小于27,CSN/FSI大于6)
软焦煤(soft coking coal,挥发分大于27,CSN/FSI小于6)
弱/半软焦煤(weak/semi coking coal,挥发分大于27,CSN/FSI小于6)
喷吹煤(PCI coal)
三.炼焦工业用煤的要求及相应指标:
煤炭的主要用途是燃烧,炼焦和造气等,也可以作化工原料。
为了得到强度高,灰分硫分低的优质冶金用焦,对炼焦用煤有以下要求:
有较强的结焦或粘结性;
煤的灰分要低;
煤的硫分要低;
配合煤的挥发分要合适。
炼焦煤与非炼焦煤基本区别指标在于粘结性与结焦性:
煤的粘结性反应烟煤在干馏过程中能够软化熔融形成胶质体并固化粘结的能力。
煤的粘结性是煤形成焦炭的前提和必要条件,炼焦煤中肥煤的粘结性最好。
煤的结焦性反映烟煤在干馏过程中软化熔融粘结成半焦以及半焦进一步热解收缩最终形成
焦炭全过程的难能力。
在炼焦煤中焦煤的结焦性最好。
炼焦煤粘结性与结焦性的测定方法:
常用方法有七种:
坩埚膨胀序数(CSN)或自由膨胀序数(FSI):是表征煤的膨胀性和粘结性的指标之一,序数越大表示煤的粘结性越强;主焦煤CSN一般都在6以上。
罗加指数(RI/LR):是通过测定烟煤对惰性添加物(无烟煤)的粘结性能力来确定煤粘结性的一种方法。
罗加指数LR越高,煤的粘结性越强。
一般而言,LR小于5,煤不具有粘结性;LR大于5小于20,煤粘结性很差或不具有粘结性;LR大于20小于45,煤粘结性比较差;LR大于45小于80,良好;LR大于80小于90,很强。
粘结指数(G值):粘结指数的测定原理与罗加指数测定原理相似,不单能较好地表征煤的粘结性,还可用作指导焦煤配煤,预测焦炭强度以及作为煤分类等的较好指标。
一般主焦煤的G值在80以上。
基氏流动度
胶质层指数(y值):表征煤粘结性的好坏。
一般煤的y值越大粘结性越好,而且,当煤的Vdaf为30%左右时,y值出现最大值,Vdaf小于13%和大于50%的煤y值都几乎为零;y 值对中等粘结性和较强粘结性烟煤都有较好的区分能力。
奥亚膨胀度(最大膨胀度b值):为国际上最通用的一种测定煤膨胀性和结焦性的方法,b值是专门用来区分肥煤和其它类型的一个重要指标,与胶质层最大厚度y值并列。
Vdaf小于28%的煤,b值大于150%的为肥煤;对Vdaf大于28%的煤,b值小于220%的为肥煤(当Vdaf小于37%时)或气肥煤(当Vdaf大于37%时)。
当按b值划分的煤类与按y值划分的煤类有矛盾时,则以y值确定的煤为准)
葛金焦型
煤的工业分析法:
煤的分析检验,根据目的不同,一般可分为工业分析法和元素分析法。
煤的工业分析又叫技术分析或实用分析,是评价煤的基本依据,它包括煤的水分,灰分,挥发分产率和固定碳四个指标的测定。
通常,水分,灰分,挥发分产率都直接测定,固定碳不作直接测定,而是用差减法进行计算。
有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析,再加上煤的发热量和煤中全硫的测定,称为全工业分析。
煤的工业分析法:
煤的工业分析师了解煤的性质和用途的重要指标。
如水分和灰分高的煤,它的有机质含量就少,经济价值就小。
根据煤的灰分,水分,挥发分及其焦渣特征等指标,就可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量。
煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标。
对于合成氨工业,空气干燥基的固定碳含量(Fcad)是评价无烟煤用于制造合成气(半水煤气)是经济价值的一个重要指标。
煤的外在水分和全水分,不仅影响动力用煤的低位发热量,而且还与煤的运输与储存等都有十分密切的关系。
煤工业分析常用符号:
AD air dried 空干基
AR As received 收到基
DAF dry ash free 干燥无灰基
CSN crucible swell number
CV calorific value
DDPM dial divisions per minute
FC fixed carbon
HGI hardgrove grindability index
IM inherent moisture
Kcal/kg kilocalories per kilogram
M40 percentage of sample remaining over 40mm after a rotating drum test M10 percentage of sample under 10mm in size after a rotating drum test Max maximum
Mm millimeters
P phosphorus
PCI (coal for) pulverized coal injection
TM total moisture
TS total sulphur
VM volatile matter
A ash。