煤炭簡(jiǎn)單介紹

1、煤 一、煤的初步認(rèn)識(shí) 1、煤炭的含義與分類 2、煤炭的物理性態(tài)和物理性質(zhì) 3、煤炭的化學(xué)組成 4、煤炭的工業(yè)分析和工藝性質(zhì)二、關(guān)于煤的一些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 1、煤中全水分的測(cè)定方法 2、煤中氟的測(cè)定方法 3、煤中全硫的測(cè)定方法三、煤熱解的認(rèn)識(shí) 1、煤熱解的過(guò)程 2、煤熱解過(guò)程發(fā)生的主要反應(yīng) 目錄目錄1、1煤炭的含義與分類含義： 煤是由遠(yuǎn)古植物殘骸沒(méi)入水中經(jīng)過(guò)生物化學(xué)作用，然后被地層覆蓋并經(jīng)過(guò)物理變化和化學(xué)變化形成的一種生物有機(jī)巖，俗稱煤炭。分類分類 一一表1：四種腐殖煤的主要特征和主要標(biāo)志 1989年10月 ，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布 中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB5751-86)，依據(jù)： 干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vda

2、f、粘結(jié)指數(shù)G、膠質(zhì)層最大厚度Y、奧亞膨脹度 b、煤樣透光性 P、煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量Qgr，maf等6項(xiàng)分類指標(biāo)，將煤分為14類。即褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘煤、弱粘煤、12中粘煤、氣煤、氣肥煤、13焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無(wú)煙煤。 分類分類 二二1、2煤的物理性態(tài)和物理性質(zhì) 1.顏色 是指新鮮煤表面的自然色彩，是煤對(duì)不同波長(zhǎng)的光波吸收的結(jié)果。2.光澤 是指煤的表面在普通光下的反光能力。3.粉色 指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時(shí)留下的痕跡，所以又稱為條痕色。4.比重和容重 煤的比重又稱煤的密度，它是不包括孔隙在內(nèi)的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。5.

3、斷口 是指煤受外力打擊后形成的斷面的形狀。物理性態(tài)1.煤的密度 指單位體積煤的質(zhì)量。2.煤的機(jī)械性質(zhì) 指煤在外來(lái)機(jī)械力作用下表現(xiàn)的各種特性，其中主要的是煤的硬度、脆度、可磨性和彈性等。3.煤的熱性質(zhì) 指煤反應(yīng)出的一些與熱量的聯(lián)系，主要是煤的質(zhì)量熱容、導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性等。4.煤的光學(xué)性質(zhì) 包括煤的反射率、折射率、透光率和熒光性等。5.煤的電性質(zhì)和磁性質(zhì) 電性質(zhì)指煤的導(dǎo)電性和介電常數(shù)。磁性質(zhì)主要有抗磁性、順磁性。核磁共振和順磁共振等。煤的物理性質(zhì)煤炭1、3煤炭的化學(xué)組成有機(jī)質(zhì)：C、H、O、少量的N、P、S等元素?zé)o機(jī)質(zhì)：水分和礦物質(zhì)稀有微量元素：Ti、V、Pb、As、Se等微量的有害元素污染水質(zhì)破壞

4、土壤污染空氣危害人類研究煤中稀有微量元素在煤的變化中的遷移和演化規(guī)律極其重要1、4煤炭的工業(yè)分析和工藝性質(zhì) 煤的工業(yè)分析也稱為煤的實(shí)用分析和技術(shù)分析，包括對(duì)水分、灰分、揮發(fā)分的測(cè)定和固定碳的計(jì)算四項(xiàng)內(nèi)容。水分和灰分反映無(wú)機(jī)質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)，揮發(fā)份和固定碳則初步表現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)。 為了提高煤的綜合利用價(jià)值，必須了解、研究煤的工藝性質(zhì)，以滿足各方面對(duì)煤質(zhì)的要求。煤的工藝性質(zhì)主要包括：粘結(jié)性和結(jié)焦性、發(fā)熱量、化學(xué)反應(yīng)性、熱穩(wěn)定性、透光率、機(jī)械強(qiáng)度和可選性等二、關(guān)于煤的一些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)煤是一種極其復(fù)雜的混合物，其蘊(yùn)含元素和化合物數(shù)量極多，復(fù)雜多變。由于成煤物質(zhì)、成煤時(shí)間、成煤溫度、成煤地質(zhì)和成煤壓力等

5、的差異，造成了煤性質(zhì)的千差萬(wàn)別。為了統(tǒng)一研究衡量，國(guó)家對(duì)煤的一些性質(zhì)和元素含量測(cè)定制定了一些標(biāo)準(zhǔn)。2、1煤中全水分的測(cè)定方法GB/T 211-2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定煤中全水分的試劑、儀器設(shè)備、操作步驟、結(jié)果計(jì)算及精密度。方法A(兩步法）:A1、在在氮?dú)饬髦懈稍?此法先將煤樣在低于40的環(huán)境下干燥到質(zhì)量恒定，再將煤樣在110氮?dú)饬髦懈稍锏劫|(zhì)量恒定。A2、在空氣流中干燥 此法先將煤樣在低于40的環(huán)境下干燥到質(zhì)量恒定，再將煤樣在110空氣流中干燥到質(zhì)量恒定。方法B（一步法）：B1、在氮?dú)饬髦懈稍?稱取一定量的粒度6mm的煤樣，于（105110）下，在氮?dú)饬髦懈稍锏劫|(zhì)量恒定。根據(jù)煤樣干燥后的質(zhì)量損失計(jì)

6、算出全水分。B2、在空氣流中干燥 稱取一定量的粒度13mm（或6mm）的煤樣，于（105110）下，在空氣流中干燥到質(zhì)量恒定。根據(jù)煤樣干燥后的質(zhì)量損失計(jì)算出全水分方法C（微波干燥法）： 稱取一定量的粒度6mm的煤樣，置于微波爐內(nèi)。煤中水分子在微波發(fā)生器的交變電場(chǎng)作用下，高速振動(dòng)產(chǎn)生摩擦熱，使水分迅速蒸發(fā)。根據(jù)煤樣干燥后的質(zhì)量損失計(jì)算出全水分 。2、2煤 中 氟 的 測(cè) 定 方 法 本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試劑和材料、儀器設(shè)備、煤樣的制取、操作設(shè)備、操作步驟、結(jié)果計(jì)算和方法的精密度都做了說(shuō)明。 GB/T 4633-1997標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用高溫燃燒水解氟離子選擇性電極法測(cè)定煤中總氟量的方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于褐煤、煙煤、無(wú)

7、煙煤和石煤中氟的測(cè)定。原理 煤樣在氧氣和水蒸汽混合氣流中燃燒和水解，煤中氟全部轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性氟化物（SiF4 及HF）并定量地溶于水中。以氟離子選擇性電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定樣品溶液中氟離子濃度，計(jì)算出煤中總氟量。2、3煤 中 硫 的 測(cè) 定 方 法 GB/T214-2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用艾士卡法、庫(kù)侖法、高溫燃燒中和法測(cè)量煤中全硫的含量。本標(biāo)準(zhǔn)適用于褐煤、煙煤、無(wú)煙煤和焦炭，也適用于水煤漿干燥煤樣 。 原理將煤樣與艾士卡試劑混合灼燒，煤中硫生成硫酸鹽，然 后使硫酸 根離子生成硫酸鋇沉淀，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量計(jì)算煤中全硫的含量。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)量方法的原理、試劑和材料、

8、儀器設(shè)備、試驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算及精密度等，在仲裁分析時(shí)，應(yīng)采用艾士卡法。 煤的GB煤樣的制備方法煤的揮發(fā)份煤的結(jié)渣性煤的發(fā)熱量測(cè)定煤中氯的測(cè)定煤灰熔融性的測(cè)定三、煤熱解的認(rèn)識(shí)煤的熱解是指在隔絕空氣或者惰性氣體條件下，持續(xù)加熱升溫且無(wú)催化作用的條件下發(fā)生的一些列化學(xué)和物理變化，在這一過(guò)程中化學(xué)鍵的斷裂是最基本的行為。煤的熱解與煤的結(jié)構(gòu)和組成有密切的關(guān)系，可以通過(guò)熱解研究闡明煤的分子結(jié)構(gòu)。此外，煤的熱解是一種人工碳化過(guò)程，與天然成煤過(guò)程有些相似，這有助于煤的碳化過(guò)程的研究。煤炭的熱加工是當(dāng)前煤炭加工過(guò)程中最重要的工藝，研究煤的熱解與煤熱加工的關(guān)系極為密切，取得的研究成果對(duì)煤的熱加工具有直接的指導(dǎo)作用

9、。3.1煤熱解的過(guò)程煤的熱解過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：第一階段（室溫到350400）：從室溫到活潑熱分解溫度（除無(wú)煙煤外）稱為干燥脫氣階段。褐煤在200 以上發(fā)生脫羧基反應(yīng)，約300 開始熱解反應(yīng)。煙煤和無(wú)煙煤的原始分子結(jié)構(gòu)僅發(fā)生有限的熱作用（主要的縮合作用）。120 前主要脫水，約200 完成脫氣（CH4、CO2和N2）。第二階段： （350400 到550 ）。這一階段的特征是活潑分解，以解聚和分解反應(yīng)為主。生成和排出大量揮發(fā)物（煤氣和焦油），約400 排除的焦油最大，在450550 氣體析出量最多。煙煤約在350開始軟化，隨后是熔融、黏結(jié)，到550 結(jié)成半膠。第三階段：（550 到1000 ）：又稱脫氣階段。在這一階段，半膠變成焦炭，以縮聚反應(yīng)為主。析出的焦油量極少，揮發(fā)份主要是煤氣，煤氣主要是氫氣，CH4和C的氧化物。芳香核增大，排列的有序性提高，結(jié)構(gòu)致密、堅(jiān)硬并有銀灰色金屬光澤。從半焦到焦炭，一方面析出大量煤氣，另一方面煤炭本身的密度增加，體積收縮，導(dǎo)致生成許多裂紋，形成碎塊。3.2煤熱解過(guò)程發(fā)生的主要反應(yīng)（1） 煤熱解中的裂解反應(yīng)：這類裂解主要有四類，1）橋鍵斷裂生成自由基;2)脂肪側(cè)鏈裂解；3）含氧官能團(tuán)裂解；4）煤中低分子化合物的裂解。（2） 一次熱解產(chǎn)物的二次熱解：主要的二次熱解反應(yīng)有