煤的种类(按炭化程度分)
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煤炭的种类及指标详解煤炭是一种重要的化石能源,主要用于发电、钢铁生产、化工等行业。
煤炭的种类众多,每种煤炭都具有不同的化学成分和物理性质。
下面将对主要的几种煤炭进行详细介绍。
1.无烟煤:也称为炼焦煤,主要用于钢铁生产中的焦炉炼焦。
无烟煤的煤质较好,含有较低的硫、灰分和挥发分。
由于其较高的碳含量,无烟煤燃烧后煤灰的生成量较少,适合用于发电。
2.烟煤:也称为燃煤,主要用于发电和供热。
烟煤的煤质较差,含有较高的硫、灰分和挥发分。
烟煤的燃烧产生的煤灰量较大,对环境污染较严重。
为了减少烟煤的环境影响,需加装烟气脱硫装置。
3.褐煤:也称为泥煤,主要用于发电和供热。
褐煤的煤质较低,含有较高的水分、硫、灰分和挥发分。
褐煤的燃烧产生的煤灰量较大,并且褐煤燃烧过程中的烟雾较浓,对环境污染较严重。
煤炭的指标用于衡量煤炭的质量和适用性,具体指标包括以下几个方面。
1.挥发分:指煤炭在加热过程中失去的水分和挥发性物质的总量。
挥发分越高,煤炭燃烧时产生的热量越高,同时也容易产生烟雾和煤尘。
2.灰分:指煤炭中的无机物成分,主要是矿物质。
灰分含量高表示煤炭中杂质较多,燃烧后产生的煤灰量也较大。
灰分对煤炭的燃烧性能有影响,高灰分煤炭燃烧时易产生结渣现象。
3.水分:指煤炭中的水分含量。
水分含量高会降低煤的热值和燃烧效率,同时也增加运输和储存过程中的成本。
4.硫分:指煤炭中的硫含量。
硫分高会产生大量的二氧化硫,对环境造成严重的污染,同时也会对燃煤设备造成腐蚀。
5.固定碳:指煤炭中的不挥发性物质的含量,主要是炭质。
固定碳的含量高表示煤炭中的碳含量高,燃烧后产生的热量也较高。
6.发热量:指单位质量煤炭燃烧时释放的热能,也称为煤的热值。
发热量与煤炭的碳含量、挥发分、水分等有关,是评价煤炭质量的重要指标之一除了以上指标,煤炭还具有不同的颜色、纹理和密度等特征,这些特征也对煤炭的适用性有一定影响。
例如,褐煤水分高、质地松散,适合在发电厂附近使用;而无烟煤硫分低、灰分少,适合用于高温工业生产。
煤种通常可以分为以下几种:
- 无烟煤:煤化程度高,挥发分低、比重大、硬度高、燃烧时烟少火苗短、火力强。
通常作民用和动力燃料。
质量好的无烟煤可作气化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料,以及制造电石、电极和炭素材料等。
- 贫煤:具有一定的挥发分,加热时不产生胶质体,没有粘结性或只有微弱的粘结性,燃烧火焰短,炼焦时不结焦。
主要用于动力和民用燃料。
在缺乏瘦料的地区,也可充当配煤炼焦的瘦化剂。
- 贫瘦煤:挥发分低,粘结性较弱,结焦性较差。
单独炼焦时,生成的焦粉很多。
但它能起到瘦化剂的作用。
故可作炼焦配煤使用,同时,也是民用和动力的好燃料。
- 瘦煤:具有较低挥发分和中等粘结性。
单独炼焦时,能形成块度大、裂纹少、抗碎强度较好,但耐磨性较差的焦炭。
因此,用它加入配煤炼焦,可以增加焦炭的块度和强度。
- 焦煤:具有中低等挥发分和中高等粘结性,加热时可形成稳定性很好的胶质体,单独用来炼焦,能形成结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易破碎的焦炭。
但因其膨胀压力大,易造成推焦困难,损坏炉体,故一般都作为炼焦配煤使用。
- 肥煤:具有很好的粘结性和中高等挥发分,加热时能产生大量的胶质体,形成大于25mm的胶质层,结焦性最强。
用这种煤来炼焦,可以炼出熔融性和耐磨性都很好的焦炭,但这种焦炭横裂纹多,且焦根部分常有蜂焦,易碎成小块。
由于粘结性强,因此,它是配煤炼焦中的主要成分。
一、煤的种类(按炭化程度分)1. 泥煤(草煤、泥炭)8380~10500kJ/kg2。
褐煤10500~16700kJ/kg3。
烟煤21000~29400kJ/kg4。
无烟煤(白煤)21000~25200kJ/kg一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中,除了比重和导电性需要在实验室测定外,其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1。
颜色是指新鲜煤表面的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色-黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2。
光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高,光泽越强;矿物质含量越多,光泽越暗;风、氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失.3。
粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。
呈浅棕色-黑色。
一般是煤化程度越高,粉色越深。
4。
比重和容重煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重是计算煤层储量的重要指标.褐煤的容重一般为1.05~1.2,烟煤为1。
2~1.4,无烟煤变化范围较大,可由1.35~1.8。
煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。
在矿物质含量相同的情况下,煤的比重随煤化程度的加深而增大。
5。
硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力.根据外来机械力作用方式的不同,可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。
煤的硬度与煤化程度有关,褐煤和焦煤的硬度最小,约2~2.5;无烟煤的硬度最大,接近4.6.脆度是煤受外力作用而破碎的程度。
褐煤,又名柴煤,是煤化程度最低的矿产煤。
品质会随矿藏的条件变化而变化,但其有易点燃,燃烧彻底、低硫等特点常做火力发电厂的燃料。
褐煤是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。
化学反应性强,在空气中容易风化,不易储存和远运。
传说百年前,有位媳妇从娘家探亲回来,忽然发现炉灶灰堆里有几块没有燃尽的火炭(火种),大似拳头,小如杏核。
惊喜之余,这媳妇就往炭上放了几块碎炭。
不一会儿,炭就吸着了。
从此,“住娘家炭”的趣说,便在民间流传至今。
“住娘家炭”学名叫褐煤,又称煨炭。
褐煤呈褐色或褐黑色,光泽暗淡。
煤化程度高于泥炭,属于年轻煤。
褐煤具有独到的优良秉性,取暖时,只要往炉里放上几块火种,火种上再放一些捣成块的褐煤,不多会儿,炭就忽忽忽地着了。
涮羊肉时,如果用这种没有黑烟的火种当木炭火苗很旺。
做饭时,若没有火种,没有劈柴,顺手取一张报纸,就可把褐煤点燃。
褐煤质松、易风化。
保存褐煤,必须躲避风雨,放在屋里。
若经风吹日晒、雨淋,不明显的层状结构,就被剥蚀得像鱼鳞鳞片似的浮泛起来。
较紧密的结构,也变得松松散散,以至最后把褐煤风化成粉末。
褐煤除直接用于燃料、可供发电外,还能分解出煤气、煤焦油、焦炭;提取苯、合成氨、氨乙烯、乙炔等多种化工原料;回收稀有元素锗、镓、钒、铀、钆、铍;其液体部分的煤焦油和轻油以高压加氢,可制造汽油、煤油、柴油、润滑油;精制后的苯酚和二甲酚,是合成纤维和塑料的原料。
长焰煤是变质程度最低的一种烟煤,是煤化程度仅高于褐煤的最年轻烟煤,从无粘结性到弱粘结性的都有。
长焰煤是指镜质组最大反射率R介于% ~ 0. 65% 的高挥发分低煤阶烟煤。
不黏煤(英文名Nonbakingcoal)是一种低-中变质程度的烟煤,它的丝炭化组分普遍含量高,水分大,氧含量较高,氮,氢,碳含量则比一般相同变质程度的煤低。
弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。
加热时,产生较少的胶质体。
单独炼焦时,有的能结成强度很差的小焦块,有的则只有少部分凝结成碎焦屑,粉焦率很高。
燃料与燃烧课后答案【篇一:燃料及燃烧除计算外的课后题(2) 】物质的碳化程度说明煤炭的种类及其特点。
答:根据母体物质炭化程度不同可将煤分为四大类,即泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。
泥煤:质地疏松、吸水性强、含氧量最多,含碳最少。
使用性能挥发分高,反应性强,含硫量低,机械性能很差,灰分、熔点很低。
碳量较高,氧和氢含量较少,挥发分产较低。
粘结性弱,极易氧化和自然,吸水性较强。
烟煤:与泥煤相比,挥发分较少,密度较大,吸水性较小,含碳增加,氢和氧含量减少,具有粘结性。
无烟煤:含碳量高,密度大,吸水性小,挥发分极小,组织致密而坚硬,热值大,灰分少,含硫量低。
2、说明煤的化学组成。
答: c h o n s灰分(a)、水分(w)5、说明煤炭灰分的定义,怎样确定煤炭灰分的熔点和酸度?煤炭灰分的酸度与灰分的熔点有什么关系?答:灰分( a)所谓灰分,指的是煤中所含的矿物杂质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成一些固体残留物。
灰分的熔点:灰分是多种化合物构成的,因此没有固定的熔点。
它是指灰分在软化到一定程度的温度。
灰分的酸度:是指灰分中的酸性成分与碱性成分之比。
酸度越大,灰分熔点越高。
7、煤的化学组成有几种表示方法?答:应用基c%+h%+o%+n%+s%+a%+w%=100%分析基 c%+h%+o%+n%+a%+w%=100%干燥基 c%+h%+o%+n%+s%+a%=100%可燃基 c%+h%+o%+n%+s%=100%煤的工业分析内容是测定水分,灰分,挥发分和固定碳的百分含量。
8、煤的发热量: 1kg 煤完全燃烧后所放出的燃烧热叫它的发热量。
单位 kj/kg 。
9、什么是煤的高发热量和低发热量?答:高发热量:指燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成 0℃的水时所放出的热量。
低发热量:指燃料完全燃烧后燃烧产物中的水蒸气冷却到 20 ℃时放出的热量。
煤的耐热性是指煤在加热时是否易于破碎而言。
12、什么是煤的粘粘性和结焦性?答:粘粘性指的是粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一定温度时,煤的颗粒互相粘结形成焦块的性质。
煤的品种分类GB/T17608-2006《煤炭产品品种和等级划分》将煤炭产品按其用途、加工方法和技术要求划分为五大类,即精煤、洗选煤、筛选煤、原煤、低质煤。
原煤:从矿井开采出来后未经洗选、筛选加工而只经人工拣一般做燃料用的能源精煤:经过分选(干选或湿选)获得的高质量产品。
根据用途不同分为冶炼用炼焦精煤(粒度<100(50)mm,Ad ≤12.5%)、其他用炼焦精煤(粒度<100(50)mm,Ad=12.51~16.00%、喷吹用精煤(粒度<50(25)mm,Ad≤14.00%,Qnet,ar≥23.5MJ.K g -1)。
洗煤是煤炭炼焦前的一个不可缺少的工序,精煤是为了练焦用的一种煤,它要经过水洗去硫,去杂质等工业过程,以达到炼焦用的标准.所以相对而言水洗煤的发热量更高。
洗选煤:经过洗选加工的煤。
根据粒度范围的不同分为洗原煤、洗混煤、洗末煤、洗粉煤、洗块煤(大块、中块等)、洗粒煤。
低位发热量(Qnet,ar)≥14.5MJ.K g -1(褐煤除外)。
筛选煤:经过筛选加工的煤。
根据粒度范围的不同分为混煤、末煤、粉煤、块煤(大块、中块等)、粒煤。
低质煤:灰分含量很高的煤精煤:经过选煤厂分选后的产品,它把原煤中的矸石、中煤以及煤泥都剔除了,常用于炼焦。
毛煤:煤矿生产出来的,未经任何加工处理的煤混煤:就是将若干种不同种类、不同性质的煤按照一定比例掺配加工而成的混合煤。
它虽然具有其组分煤的某些特征,但其综合性能已有所改变,实际上是人为加工而成的一种新的“煤种”。
动力配煤的基本原理就是利用各种煤在性质上的差异,相互“取长补短”,发挥各煤种的优点,最终使配出的混合煤在综合性能上达到“最佳性能”以满足用户要求。
中煤:从原煤中分离出来的煤矸石和精煤的混合物,是原煤洗煤中介于精煤和矸石之间的混合物。
商业上,将商品煤分为原煤、筛选煤和洗选煤等。
原煤是从矿井或露天矿采出没有经过加工的煤;筛选煤是原煤经过筛选加工分级,去除部分煤矸石,并根据煤的粒径大小分为大块煤、中块煤、小块煤和粉煤;洗选煤是原煤经过水洗加工,除去煤中大部分矿物杂质的产品。
煤炭知识概述展开全文煤炭概述1.1认识煤炭1.1.1.煤的生成煤炭是古代的有机物(主要是植物)的遗体长期埋藏在地下,处于空气不足条件下,经历复杂的生物化学作用和地质作用,逐步形成的由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体可燃矿物。
煤炭的生成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,并细菌的作用下,知道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,带来了大量的上砂、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。
1.1.2.煤的化学组成煤中有机质是复杂的高分子有机化合物,主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成,而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上;煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。
碳是煤中最重要的组分,其含量随煤化程度的加深而增高。
泥炭中碳含量为50%~60%,褐煤为60%~70%,烟煤为74%~92%,无烟煤为90%~98%。
煤中硫是最有害的化学成分。
煤燃烧时,其中硫生成SO2,腐蚀金属设备、污染环境。
煤中硫的含量可分为5级:高硫煤,大于4%;富硫煤,为2.5%~4%;中硫煤,为1.5%~2.5%;低硫煤,为1.0%~1.5%;特低硫煤,小于或等于1%。
中国煤分类和各主要工业国的煤炭分类均属于实用分类,以下详细介绍我国煤实用分类的情况。
根据煤的煤化度,将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。
又根据煤化度和工业利用的特点,将褐煤分成2个小类,无烟煤分成3个小类。
烟煤比较复杂,按挥发分分为4个档次,即Vdaf>10~20%、>20~28%、>28~37%和>37%,分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。
按粘结性可以分为5个或6个档次,即GR.I.为0~5,称不粘结或弱粘结煤;GR.I.>5~20,称弱粘结煤;GR.I.>20~50,称为中等偏弱粘结煤;GR.I.>50~65,称中等偏强粘结煤;GR.I.>65,称强粘结煤。
在强粘结煤中,若y>25mm或b>150%(对于Vdaf>28%,的肥煤,b>220%)的煤,则称为特强粘结煤。
参见GB5751-1986。
各类煤的基本特征如下:(1)无烟煤(WY)。
无烟煤固定碳含量高,挥发分产率低,密度大,硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟。
01号无烟煤为年老无烟煤;02号无烟煤为典型无烟煤;03号无烟煤为年轻无烟煤。
如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。
(2)贫煤(PM)。
贫煤是煤化度最高的一种烟煤,不粘结或微具粘结性。
在层状炼焦炉中不结焦。
燃烧时火焰短,耐烧。
(3)贫瘦煤(PS)。
贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。
结焦较典型瘦煤差,单独炼焦时,生成的焦粉较多。
(4)瘦煤(SM)。
瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。
在炼焦时能产生一定量的胶质体。
单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭,但焦炭的耐磨性较差。
(5)焦煤(JM)。
焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。
加热时能产生热稳定性很高的胶质体。
单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭,其耐磨性也好。
但单独炼焦时,产生的膨胀压力大,使推焦困难。
(6)肥煤(FM)。
肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。
1.坑口价:是在煤炭生产的地方交货的价格。
2.含税车板价:是指在火车车厢交货、含增值税的价格。
3.不含税车板价:是指在火车车厢交货、不含增值税的价格,也就是说,没有在煤价上加13%的税。
4.场地价:是指在某个堆放场地交货的价格,一般是不包括税的。
5.船板价:是指把煤装到船上,未经过平整(不包括这项费用)的交货价。
6.平仓价:是指把煤装到船上,经过平整以后,包括这项费用的交货价。
7.含税价和不含税价:是指价格里包括不包括增值税(13%),比如,不含税价是100,含税价就是113。
8.含税包干价、不含税包干价是指,把煤运到用户指定的地点的价格,一般是用火车或者船、或者汽车运输。
含税和不含税是说用户需要不需要发票,如果需要发票,是以煤价和运费为基础,加上税。
9.含税车板基价:(和2.含税车板价一样),不包括火车运费的价格。
10.到站价:和含税包干价、不含税包干价一样。
煤炭各项技术指标第一个指标:水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
煤中水分过大时,不利于加工、运输等,燃烧时会影响热稳定性和热传导,炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。
现在我们常报的水份指标有:1、全水份(Mt),是煤中所有内在水份和外在水份的总和,也常用Mar表示。
通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份(Mad),指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。
也可以认为是内在水份,老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
第二个指标:灰分指煤在燃烧的后留下的残渣。
不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。
灰分高,说明煤中可燃成份较低。
发热量就低。
同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。
能常的灰分指标有空气干燥基灰分(Aad)、干燥基灰分(Ad)等。
也有用收到基灰分的(Aar)。
第三指标:挥发份(全称为挥发份产率)V指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物,不全是煤中固有成分,还有部分是热解产物,所以称挥发份产率。
挥发份大小与煤的变质程度有关,煤炭变质量程度越高,挥发份产率就越低。
小,无粘结性,并含有不同数量的腐植酸,煤中氧含量高。
常达15~30%左右。
化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重。
存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。
发热量低,煤灰熔点也低,其灰中含有较多的CaO,而有较少的Al2O3。
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
我国动力煤的主要用途有:
1) 发电用煤:我国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。
电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
2) 蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
3) 建材用煤:约占动力用煤的l0%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
4) 一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。
5) 生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。
6) 冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
(2)炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占5.81%),瘦煤(占4.01%),其它为未分牌号的煤(占0.55%);非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 % ),弱碱煤(占1.74%),不缴煤(占13.8%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。
焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
分布在东北、华北和华东的山东、安徽两省,除少数几处外,规模都很小,设备简陋,技术落后,加上长期战争的破坏,已是千疮百孔,一片衰微破败的景象。
例如,山西大同煤矿9对矿井全部被水淹没,机器设备破坏无遗,井下没有一个完好的工作面,地面没有一间完整的厂房,没有一部机器可以正常运转,没有一条巷道可以正常通车,生产完全停顿;辽宁抚顺煤矿的西露天矿和龙凤矿井已被水淹,基本停产;河南焦作煤矿18个坑口中11个完全破坏,7个仅剩井架,已完全停产;山东淄博、枣庄,山西阳泉等较大的煤矿也是一片废墟。
新中国的煤矿业就是在这样一个烂摊子上起步的。