煤炭基本知識(shí)及應(yīng)用

1、煤的工業(yè)分析1 煤的物理性質(zhì)水分水分符號(hào)：m，單位：%是一項(xiàng)重要煤質(zhì)指標(biāo)，煤的水分對(duì)其加工利用、貿(mào)易、運(yùn)輸和儲(chǔ)存都有很大的影響。在煤的加工中，水分高難以篩分；在煤的利用中，水分高的煤難以破碎；在鍋爐燃燒中，水分高就會(huì)影響燃燒穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)；在煉焦時(shí)水分高降低焦產(chǎn)率；而且由于水分大量蒸發(fā)帶走熱量而延長(zhǎng)焦化周期；在煤炭貿(mào)易中，水分是一個(gè)定質(zhì)和定量的主要指標(biāo)。煤的水分包括外在水分和內(nèi)在水分，兩者總和是全水分。煤的外在水分可以利用重力（如脫水振動(dòng)篩）和離心力（如離心脫水機(jī)）等機(jī)械的方法脫除，而內(nèi)在水分要靠熱力加溫才能將其蒸發(fā)掉煤炭運(yùn)銷常用的水分指標(biāo)有：全水（mt），分析水（mad），收到基（mar）；

2、分析煤樣水分，即空氣干燥基水分（mad），它是指分析用煤樣（<0.2mm）在試驗(yàn)室大氣中達(dá)到平衡后所保留的水分，也可認(rèn)為是內(nèi)在水分。一般可認(rèn)為mar=mt灰分煤的灰分是指煤炭在規(guī)定條件下完全燃燒后殘留物的產(chǎn)率?；曳謥?lái)自不可燃的礦物質(zhì)，然而灰分含量并不等于礦物質(zhì)的含量。在煤炭生產(chǎn)和銷售活動(dòng)中都是用灰分作為煤的重要品質(zhì)指標(biāo)。煤炭灰分符號(hào)：a，單位：%，是在煤質(zhì)特性和利用中起重要作用的指標(biāo)，它與含碳量、發(fā)熱量、結(jié)渣性等有不同程度的依賴關(guān)系。在煤炭運(yùn)銷中常用的灰分指標(biāo)有：空氣干燥基（又叫分析基）灰分（符號(hào)：aad）干基灰分（符號(hào)：ad）和收到基灰分（符號(hào)：aar）揮發(fā)分煤的有機(jī)物質(zhì)在隔絕空氣條件

3、下加熱到一定溫度就會(huì)分解成氣體和液體逸出，減掉水分后就是揮發(fā)分。煤的揮發(fā)分還決定煤的著火點(diǎn)和燃燒性能。揮發(fā)分越高的煤，著火點(diǎn)越低，燃燒性能越好。個(gè)別礦區(qū)煤炭自燃與其揮發(fā)分含量高有著密切的關(guān)系。煤的揮發(fā)分符號(hào)：v，單位：%。在煤炭運(yùn)銷中常用的揮發(fā)分指標(biāo)有：空氣干燥基揮發(fā)分（符號(hào)：vad）；干基揮發(fā)份（符號(hào)：vd）和收到基揮發(fā)分（符號(hào)：var）固定碳在測(cè)定煤的揮發(fā)分產(chǎn)率時(shí)，揮發(fā)分逸出后剩余的殘?jiān)凶鼋乖?，從中減去灰分后就是未揮發(fā)的碳，稱為固定碳。固定碳符號(hào)：fc，單位：%，常用的固定碳指標(biāo)有：干基固定碳（符號(hào)：fcd）和收到基固定碳（符號(hào)：fcar）等。固定碳含量的計(jì)算：煤中固定碳含量不是實(shí)測(cè)的，

4、而是根據(jù)煤樣的水分、灰分和揮發(fā)分產(chǎn)率按下式計(jì)算得出：fcad=100-（mad+aad+vad）式中fcad空氣干燥基煤樣的固定碳含量，% mad空氣干燥基煤樣的水分含量，% aad空氣干燥基煤樣灰分產(chǎn)率，% vad空氣干燥基煤樣煤樣揮發(fā)分產(chǎn)率，%硫分煤中硫的存在形態(tài)有兩大類，一是以有機(jī)硫的形態(tài)存在的硫，叫做有機(jī)硫；另一是以無(wú)機(jī)物形態(tài)存在的硫，叫做無(wú)機(jī)硫。無(wú)機(jī)硫又分為硫化物硫和硫酸鹽硫，一般說無(wú)機(jī)硫通過洗選可以大部分脫除，而有機(jī)硫很難除去。有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫的總和叫做全硫。煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量是指單位重量的煤炭完全燃燒所釋放的熱能。煤的發(fā)熱量既標(biāo)志著煤的應(yīng)用價(jià)值，又反映出煤的變質(zhì)程度。以收到基表示

5、的低位發(fā)熱量廠作為動(dòng)力用煤確定價(jià)格的基礎(chǔ)。發(fā)熱量單位：焦耳（j）/g；兆焦/千克（mj/kg）；千卡/千克（kcal/kg）。我國(guó)慣用的熱量單位卡20°（cal20°） 1卡20°（cal20°）=4.1816焦耳（j） 1千卡=0.0041816兆焦常用指標(biāo)煤炭運(yùn)銷中常用的發(fā)熱量有：空氣干燥基發(fā)熱量、空氣干燥基高位發(fā)熱量和收到基低位發(fā)熱量。煤的元素份分析煤的元素分析師對(duì)煤中的有機(jī)質(zhì)組成元素的分析，包括碳、氫、氧、氮以及硫元素等。 煤炭分類及應(yīng)用中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將中國(guó)煤炭分為14大類，各大類的性質(zhì)及用途簡(jiǎn)要介紹如下：無(wú)煙煤無(wú)煙煤是煤化程度最高的一類煤

6、，特點(diǎn)是固定碳含量高、揮發(fā)分低、光澤強(qiáng)、硬度高、密度大、燃點(diǎn)高，燃燒時(shí)無(wú)煙。無(wú)煙煤主要供民用和做合成氨造氣的原料。低灰、低硫的無(wú)煙煤不僅是理想的高爐噴吹和燒結(jié)鐵礦石用的還原劑與燃料。貧煤貧煤是煙煤中變質(zhì)程度最高的一小類煤，不粘結(jié)或呈微弱粘接，在層狀煉焦?fàn)t中不結(jié)焦。發(fā)熱量比無(wú)煙煤高，燃燒時(shí)火焰短，耐燒。貧煤主要是做電廠燃料，尤其與高揮發(fā)分煤配合燃燒更能發(fā)揮熱值高、耐燒的優(yōu)點(diǎn)。貧瘦煤特點(diǎn)是揮發(fā)分較低，但粘結(jié)性僅次于典型的瘦煤。這類煤是發(fā)電、機(jī)車、民用及其他工業(yè)爐窯較好的燃料。瘦煤瘦煤是具有中等粘結(jié)度的低揮發(fā)分的煉焦煤。配煤煉焦使用效果好。焦煤焦煤是一種結(jié)焦性較強(qiáng)的煉焦煤，加熱時(shí)能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性很高的

7、膠質(zhì)體。一般作為配煤煉焦使用較好。肥煤肥煤是中等揮發(fā)分及中高等揮發(fā)分的強(qiáng)粘接性的煉焦煤，是配煤煉焦的基礎(chǔ)煤。1/3焦煤此類煤是揮發(fā)分中等偏高，粘結(jié)性較強(qiáng)的煉焦煤，它是一種介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡煤種。它既能單獨(dú)煉焦供中型高爐使用，也是配煤煉焦的骨架煤之一。氣肥煤氣肥煤是一種揮發(fā)分和膠質(zhì)體厚度都很高的強(qiáng)粘結(jié)性煉焦煤。它最適合高溫干餾制造城市煤氣，也可配煤煉焦以增加化學(xué)產(chǎn)品的回收率。氣煤氣煤是一種變質(zhì)程度較、揮發(fā)分較高的煉焦煤，結(jié)焦性較弱，加熱時(shí)能產(chǎn)生較多的煤氣和較多的焦油。在配煤煉焦時(shí)多配入氣煤，可增加煤氣和化學(xué)產(chǎn)品的回收率。1/2中粘煤此類煤是一種揮發(fā)分變化范圍較寬、中等粘結(jié)性的煉焦煤。

8、弱粘煤此類煤是一種粘結(jié)性較弱的從低變質(zhì)程度到中等變質(zhì)程度的非煉焦用煙煤，一般用作氣化及動(dòng)力燃料。不粘煤不粘煤是一種在成煤初期已經(jīng)受到相當(dāng)?shù)难趸牡妥冑|(zhì)到中等程度變質(zhì)程度的非煉焦用煙煤。長(zhǎng)焰煤長(zhǎng)焰煤是變質(zhì)程度最低的高揮發(fā)分煉焦煤，其煤化車呢高度僅高于褐煤而低于其他各類煙煤，多作為電廠、機(jī)車燃料以及工業(yè)爐窯燃料，也可作為氣化用煤。褐煤褐煤是煤化程度最低的煤，特點(diǎn)是水分大、空隙度大，揮發(fā)分高、不粘結(jié)、熱值低，作為燃料或加氫液化原料。 商品煤的品種與等級(jí) 礦井開采出來(lái)未經(jīng)任何處理的煤炭，叫毛煤。只揀去大塊矸石和雜物未作進(jìn)一步加工分級(jí)的煤炭，叫原煤。 精煤：經(jīng)過干法或濕法分選加工生產(chǎn)出來(lái)的高質(zhì)量的煤炭。

9、 粒級(jí)煤是指分級(jí)后最小粒度不低于6mm的各種塊煤產(chǎn)品，灰分不得超過40%；洗選煤是指篩選和洗選產(chǎn)品分級(jí)后的篩下物，灰分不超過40%；經(jīng)過洗選排矸而未分級(jí)的洗原煤亦屬洗選類產(chǎn)品。低質(zhì)煤是指灰分超過40%的原煤，以及洗煤廠的副產(chǎn)品中煤和煤泥。精煤以0.5%灰分間隔為一個(gè)等級(jí)，其它產(chǎn)品灰分間隔為1。煤炭產(chǎn)品品種和等級(jí)劃分產(chǎn)品類別品種名稱粒度（mm）產(chǎn)品類別品種名稱粒度（mm）粒 級(jí) 煤洗中塊2550，2060粒 級(jí) 煤洗混小塊620中塊2550混小塊620洗混中塊13-50,13-80洗粒煤613混中塊13-50,13-80粒煤613洗混塊>13,>25洗 選 煤 洗原煤<300混

10、塊>13,>25洗混煤050洗大塊50-100,>50混煤050大塊50-100,>50洗末煤0-13,020(25)洗特大塊>100末煤0-13,0-25特大塊>100洗粉煤06洗小塊13-25,13-20粉煤06小塊1325 工業(yè)用戶對(duì)煤炭質(zhì)量的要求燃燒用煤的質(zhì)量要求指標(biāo)粒度組成包括粒度的上下限、各粒級(jí)所占的比例、粒度的均勻性、限下率及粒級(jí)寬窄等指標(biāo)。粒度組成是影響熱效率的重要因素。粒度過大或過小，均會(huì)導(dǎo)致物理性不完全燃燒熱損失的增加，且污染環(huán)境燃料比指單位煤炭中固定碳含量（fc，%）和揮發(fā)分含量（v,%）的比值，即fr=fc/v。fr的大小直接影響到煤

11、炭的著火點(diǎn)、火焰高度和火力強(qiáng)度，因而是影響煤炭在鍋爐中燃燒性能的重要參數(shù)。當(dāng)燃料比f(wàn)r較大時(shí)，則表明煤的變質(zhì)程度高，燃點(diǎn)高，火焰短，火焰強(qiáng)度大，燃盡困難，不完全燃燒熱損失較大；當(dāng)fr值比較低時(shí)，則表明所用煤炭變質(zhì)程度低，燃點(diǎn)低，火焰長(zhǎng)，火焰強(qiáng)度小，揮發(fā)分含量高，燃燒時(shí)煙氣量大，燃燒時(shí)煙氣量大，化學(xué)性不完全燃燒的熱損失增加，切對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量是鍋爐設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，不同型號(hào)的鍋爐對(duì)發(fā)熱量要求不同，高的可達(dá)60007000 kcal/kg，低的只有8002500 kcal/kg，差值很大。對(duì)既定的鍋爐，供應(yīng)的煤的發(fā)熱量必須符合設(shè)計(jì)要求，波動(dòng)范圍不能過大，否則就會(huì)降低鍋爐熱效率，甚

12、至影響鍋爐的運(yùn)行安全。煤的粘接性該指標(biāo)一般以坩堝焦渣特征來(lái)表示。焦渣特征指數(shù)越大，煤的粘結(jié)性越強(qiáng)，就越容易熔融粘結(jié)成塊，使?fàn)t內(nèi)煤層孔隙率增加，灰渣中的物理性不完全燃燒熱損失增加；若焦渣特征指數(shù)太小，呈粉末狀，則會(huì)堵住空隙妨礙空氣流動(dòng)，使燃燒狀況惡化，飛灰中物理性不完全燃燒熱損失增加。灰熔點(diǎn)它對(duì)鍋爐的熱效率、運(yùn)行及完全性的有很大的影響?；胰埸c(diǎn)的高低，與煤灰的組成有很大關(guān)系。當(dāng)灰熔點(diǎn)低時(shí)，燃燒時(shí)易結(jié)渣。當(dāng)灰熔點(diǎn)過高時(shí)，在層燃爐中煤灰呈粉末狀，渣塊小，透氣性差，對(duì)燃燒不利。煤的成分主要是指煤中的水分、灰分和硫分等指標(biāo)。水分和灰分是煤中的無(wú)用雜質(zhì)，其含量高低直接影響到煤的發(fā)熱量和燃燒效率。原則上講，二者的值越低越好，具體取值范圍依煤炭燃燒方式、設(shè)備等因素確定。發(fā)電用煤電用煤的質(zhì)量要求：1.揮發(fā)分。是判明煤炭著火特性的首要指標(biāo)。揮發(fā)分含量越高，著火越容易。根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求，供煤揮發(fā)分的值變化不宜太大，否則會(huì)影響鍋爐的正