煤炭質(zhì)量指標(biāo)

1、.：.；煤炭質(zhì)量目的 煤炭質(zhì)量，是指煤炭產(chǎn)品在本身的構(gòu)成和開(kāi)采、加工過(guò)程中所具有的、可以滿足不同用戶需求的特征或特性的總和。根據(jù)煤炭產(chǎn)質(zhì)量量特性和用途，可用一定的質(zhì)量目的或規(guī)范來(lái)表示。如按煤的工業(yè)分析，可用煤的固定碳、揮發(fā)分、灰分和水分等目的來(lái)表示；按煤的元素分析，可用煤中碳C、氫H、氧(n)、氮(N)、硫(S)、磷(P)及微量元素含量的多少來(lái)表示；按煤的工藝性質(zhì)，煤炭質(zhì)量又可用煤的發(fā)熱量(0)、煤的粘結(jié)性RI和結(jié)焦性y、煤的熱穩(wěn)定性(TS)、煤灰的熔融性(DT、ST或FT)、煤的反響性、煤的燃點(diǎn)T以及煤的可選性等目的來(lái)表示。 一、水分1、外在水分(Wwz)：外在水分是指在煤開(kāi)采、運(yùn)輸和洗選過(guò)

2、程中潤(rùn)濕在煤的外表以及大毛細(xì)孔直徑10-5厘米中的水。它以機(jī)械方式與煤相連結(jié)著，較易蒸發(fā)，其蒸汽壓與純水的蒸汽相等。在空氣中放置時(shí)，外在不分不斷蒸發(fā)，直至煤中水分的蒸汽壓與空氣的相對(duì)濕度到達(dá)平衡時(shí)為止，此時(shí)失去的水分就是外在水分。含有外在水分的煤稱為運(yùn)用煤，失去外在水分的煤稱為風(fēng)干煤。外在水分的多少與煤粒度等有關(guān)，而與煤質(zhì)無(wú)直接關(guān)系。2、內(nèi)在水分(Wnz)：吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔直徑10-5厘米中的水，稱為內(nèi)在水分。內(nèi)在水分指將風(fēng)干煤加熱到105110時(shí)所失去的水分，它主要以物理化學(xué)方式(吸附等)與煤相連結(jié)著，較難蒸發(fā)，故其蒸汽壓小于純水的蒸汽壓。失去內(nèi)在水分的煤稱為絕對(duì)枯燥或干煤。二、灰

3、分1、灰分的來(lái)源和種類：煤灰?guī)缀羧縼?lái)源于煤中的礦物質(zhì)，但煤在熄滅時(shí)，礦物質(zhì)大部分被氧化，分解，并失去結(jié)晶水，因此，煤灰的組成和含量與煤中礦物質(zhì)的組成和含量差別很大。我們普通說(shuō)的煤的灰分實(shí)踐上就是煤灰產(chǎn)率，煤中礦物質(zhì)和灰分的來(lái)源，普通可分三種。(1)原生礦物質(zhì)：它是原來(lái)存在于成煤植物中的礦物質(zhì)，物質(zhì)嚴(yán)密地結(jié)合在一同，極難用機(jī)械的方法將其分開(kāi)。它熄滅后構(gòu)成母體灰分，這部分?jǐn)?shù)量很小。(2)次生礦物質(zhì)：當(dāng)死亡植質(zhì)堆積和菌解時(shí)，由風(fēng)和水帶來(lái)的細(xì)粘土，砂粒或由水中鈣、鎂、鐵等離子生成的腐植酸鹽及FeS2等混入而成，在煤中成包裹體存在。用顯微鏡察看煤的光片或薄片時(shí)，如它們均勻分布在煤中，并且顆粒很細(xì)，那么

4、很難與煤分別；如它們顆粒較大，比重與差很大，并在煤中分布不均， 那么把煤破啐后尚能夠?qū)⑺鼈兿催x掉。煤中的原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)合稱為內(nèi)在礦物質(zhì)。于內(nèi)在礦物質(zhì)的灰分，稱為內(nèi)在灰分。普通次生礦物質(zhì)在煤中的含量也不多，僅有少數(shù)煤層中次生礦物質(zhì)較多，如遷移堆積抽構(gòu)成的煤層即如此。(3)外來(lái)礦物質(zhì)：這種礦物質(zhì)原來(lái)不含于煤層中，它是由在采煤過(guò)程中混入煤中的頂、底板和夾矸層中的矸石所構(gòu)成的。其數(shù)量多少，根據(jù)開(kāi)采條件不同而有很大動(dòng)搖。它的主要成分為SiO2和A12O3，也有一些CaSO3、CaSO4、FeS2等。這類礦物質(zhì)應(yīng)經(jīng)過(guò)加強(qiáng)質(zhì)量管理，靈敏地運(yùn)用炸藥，穩(wěn)定坑道，合理采煤并經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)筒挑選機(jī)挑選和手選的方法予

5、以減少。外來(lái)礦物質(zhì)的塊度，比重越大時(shí)，越易分別，可用普通選煤方式將它除掉。外來(lái)礦物質(zhì)在煤熄滅時(shí)構(gòu)成的灰分稱為外在灰分。2、煤灰熔融性煤灰熔融性和煤灰粘度是動(dòng)力用煤的重要目的。煤灰熔融性習(xí)慣上稱作煤灰熔點(diǎn)，但嚴(yán)厲來(lái)講這是不確切的。由于煤灰是多種礦物質(zhì)組成的混合物，這種混合物并沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，而僅有一個(gè)熔化溫度的范圍。開(kāi)場(chǎng)熔化的溫度遠(yuǎn)比其中任一組分純真礦物質(zhì)熔點(diǎn)為低。這些組分在一定溫度下還會(huì)構(gòu)成一種共熔體，這種共熔體在熔化形狀時(shí)，有熔解煤灰中其他高熔點(diǎn)物質(zhì)的性能，從而改動(dòng)了熔體的成分及其熔化溫度。煤灰成分及其含量與層聚積環(huán)境有關(guān)。我國(guó)很多煤層的礦物質(zhì)以粘土為主，煤灰成分那么以SiO2、A12O

6、3為主，兩者總和普通可達(dá)5080%。在濱海沼澤中構(gòu)成的煤層，如華北晚石炭紀(jì)煤層黃鐵礦含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦較高；在內(nèi)陸湖盆地中構(gòu)成的某些第三紀(jì)褐煤的煤灰中CaO含量較高。大量實(shí)驗(yàn)資料闡明，SiO2含量在4560%時(shí)，灰熔點(diǎn)隨SiO2含量添加而降低；SiO2在其含量45%或60%時(shí)，與灰熔點(diǎn)的關(guān)系不夠明顯。A12O3在煤灰中一直起增高灰熔點(diǎn)的作用。煤灰中A12O3的含量超越30%時(shí)，灰熔點(diǎn)在1500?；页煞种蠪e2O3、CaO、MgO均為較易熔組分，這些組分含量越高，灰熔點(diǎn)就越低?；胰埸c(diǎn)也可根據(jù)其組成用閱歷公式進(jìn)展計(jì)算。三、揮發(fā)分和固定碳揮發(fā)分主要是煤中有機(jī)質(zhì)熱分解的產(chǎn)物，評(píng)價(jià)煤

7、質(zhì)時(shí)為了排除水分、灰分變化的影響，須將分析煤樣揮發(fā)分換算為以可燃物為基準(zhǔn)的揮發(fā)分，以符號(hào)VR表示。換算公式為：Vr=Vf 100 100-WF-AF式中：Vr可燃基無(wú)水無(wú)灰基揮發(fā)分，%；Vf分析基揮發(fā)分，%；Wf分析煤樣水分，%；Af分析煤樣灰分，%。揮發(fā)分隨煤化程度升高而降低的規(guī)律性十清楚顯，可以初步估計(jì)煤的種類和化學(xué)工藝性質(zhì)，而且揮發(fā)分的測(cè)定簡(jiǎn)單、快速，幾乎世界各國(guó)都采用可燃基揮發(fā)分Vr作為煤炭工業(yè)分類的第一分等目的。揮發(fā)分的分析結(jié)果常受煤中礦物質(zhì)的影響。所以當(dāng)煤中碳酸鹽含量較高時(shí)，礦物質(zhì)在高溫下分解出來(lái)的CO2等也包括在揮發(fā)分內(nèi)。所以當(dāng)煤中碳酸鹽含量較高，分解出來(lái)的CO2產(chǎn)率大于2%時(shí)，

8、需求對(duì)煤的揮發(fā)進(jìn)展校正。也可在測(cè)定揮發(fā)分之前，用鹽酸處置分析煤樣，使煤中碳中碳酸鹽事先分解。在我國(guó)大多數(shù)煤中，粘土礦物，高嶺土在560析出的結(jié)果水也算入揮發(fā)分，因此粘土礦物含量高的煤所測(cè)出的揮發(fā)分通常偏高。固定碳就是測(cè)定揮發(fā)分后殘留下來(lái)的有機(jī)物質(zhì)的產(chǎn)率，可按下式算出： Cgd=1000-Wf+Af+Vf焦渣按其外形，特征的不同可分為八種類型，用來(lái)初步表示不同煤種的粘性、熔融性及膨脹性。根據(jù)揮發(fā)分測(cè)定后的焦渣可知，泥炭、褐煤、煙煤中長(zhǎng)焰煤、貧煤及無(wú)煙煤沒(méi)有粘結(jié)性；煙煤中氣、肥、焦、瘦煤都有粘結(jié)性，可作為煉焦煤，而其中肥煤和焦煤沒(méi)有粘結(jié)性最好，其坩堝焦熔融，粘結(jié)良好且具有膨脹性。四、煤的發(fā)熱量(卡

9、/克或千卡/千克)把一克煤樣放在高壓充氧的彈筒中熄滅，由量熱計(jì)測(cè)得的發(fā)熱量稱為彈筒發(fā)熱量(QDT)。當(dāng)煤在彈筒中熄滅時(shí)，在高溫高壓下，氮生成硝酸，硫生成硫酸都釋放出熱量，這部分熱量也包括在彈筒發(fā)熱量?jī)?nèi)。另外，水分在彈筒的高壓下堅(jiān)持液態(tài)，也放出冷凝熱。而煤在空氣中熄滅時(shí)，硫成為二氧化硫放出，而水分仍堅(jiān)持水蒸汽形狀，故彈筒發(fā)熱量減去硫和氧的校正值后的發(fā)熱量稱為高位發(fā)熱量(QGW)工業(yè)上多采用運(yùn)用煤的低位發(fā)熱量(QDW)作為計(jì)算和設(shè)計(jì)的根據(jù)。低位發(fā)熱量可按下式計(jì)算： QDW=QGW-6(W+9H)式中：QGW，QDW-運(yùn)用煤的高，低位熱量，卡/克；WY-運(yùn)用煤的全水分，%；HY-運(yùn)用煤的氫含量，%煤

10、的發(fā)熱量除直接設(shè)定外，還可以根據(jù)元素分析或工業(yè)分析的數(shù)據(jù)進(jìn)展估算。煤科院煤化學(xué)研討所(北京煤化所)根據(jù)我國(guó)煤質(zhì)資料推導(dǎo)出許多發(fā)熱量計(jì)算式，例如：利用元素分析數(shù)據(jù)，估算可燃基高位發(fā)熱量的半閱歷公式低煤化程度的煤：QGW=80CR+305310HR+22SR-26OR-4Ag-10式中，HR前面的系數(shù)對(duì)褐煤為305，對(duì)長(zhǎng)焰煤、不粘煤和弱粘煤為310；對(duì)AG10%的煤，不計(jì)算最后一項(xiàng)灰分的校正值。由上式可知，OR、AG越高，QJW越低。煉焦煤：QGW=80 CR +310HR+22SR-25OR-7Ag-10無(wú)煙煤低灰和高灰適用：QGW=8078.1CR+320HR+22SR+(SR-OR)-8(A

11、G-10)式中，對(duì)FR1.5%的普通無(wú)煙煤，CR前面的系數(shù)用80；對(duì)HR1.5%的年老無(wú)煙煤，CR前面的系數(shù)采用78.1；對(duì)AG10%的一切無(wú)煙煤，公式中最后一項(xiàng)應(yīng)予刪去。利用工業(yè)分析數(shù)據(jù)，估算低熱值煤高位發(fā)熱量的半閱歷公式高灰(AF4590%)煙煤：QGW=81CGD+55VF-3AF高灰無(wú)煙煤：QGW=80CGD+50VF-3AF石煤：QGW=80CGD+40VF-3AF 五、煤中的硫煤中硫分的賦存形狀通?？煞譃橛袡C(jī)硫和無(wú)機(jī)硫兩大類，煤中各種形狀的硫分的總和稱為全硫(SQ)1有機(jī)硫：煤的機(jī)質(zhì)中所含的硫稱為有機(jī)硫 (SYJ)。有機(jī)硫主要成煤植物中的蛋白質(zhì)和微生物的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)中含硫0.32

12、.4%，而植物整體的含硫量普通都小于0.5%(紅樹(shù)等濱海鹽生植物的硫分較高)。普通煤中有機(jī)硫的含量較低，但組成很復(fù)雜，主要由硫醚或硫化物、二硫化物、硫醇、噻吩類雜環(huán)硫公物及硫醌分合物等組成或官能團(tuán)所構(gòu)成。有機(jī)硫與煤的有機(jī)質(zhì)結(jié)為一體，分布均勻，很難去除，用普通物理洗選方法不能脫除。普通低硫煤中以有機(jī)硫?yàn)橹?，?jīng)過(guò)洗選，精煤全硫因灰分減少而增高。2無(wú)機(jī)硫：無(wú)機(jī)硫又分為硫鐵礦硫(STL)和硫酸鹽硫(STY)兩種，有時(shí)也有微量的元素硫。硫化物硫與有機(jī)硫合稱為可燃硫，硫酸鹽硫那么為不可燃硫。硫化物硫中絕大部分以黃鐵礦硫形狀存在，有時(shí)也有少量的白鐵礦硫。它們的分子式都是FeS2，但黃鐵礦是正方晶系晶體，多呈

13、結(jié)梳狀、透鏡狀、團(tuán)塊狀和浸染狀等形狀存在于煤中；白鐵礦那么是斜方晶系體，多呈放射狀存在，它在顯微鏡下的反射率比黃鐵礦低。硫化物硫去除的難易程度與礦物顆粒大小及分布形狀有關(guān)，顆粒大的可利用黃鐵礦與有機(jī)質(zhì)比重不同洗選除去。但以極細(xì)顆粒均勻分布在煤中的黃鐵礦那么即使將煤細(xì)碎也難以除掉。硫化物硫在高硫煤的全硫中所占比重較大，它們一部分來(lái)源于適煤植物及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物中的硫化物，另一部分那么是由停滯缺氧水中的硫酸鐵等鹽類復(fù)原生成的。硫酸鹽硫主要存在形狀是石膏CaSO4.2H2O，也有少量綠礬FeSO4.7H2O等。我國(guó)在部分煤中硫酸鹽含量小于0.1%，部分煤為0.10.3%。普通硫酸鹽硫含量較高的煤，能夠曾受

14、過(guò)氧化。六、煤中的磷煤中的磷主要是無(wú)機(jī)磷，也有微量有機(jī)磷。煉焦時(shí)，煤中磷全部進(jìn)入焦炭，焦中磷又全部進(jìn)入生鐵，使鋼鐵冷脆。因此，磷是煤中有害成分。我國(guó)煤中磷含量較低，普通為0.010.1%，最高不超越1%。多數(shù)情況下不超越煉焦用煤的工業(yè)要求Pg0.01%。七、煤的機(jī)械強(qiáng)度 煤的機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試方法有幾種，運(yùn)用比較普遍的落下實(shí)驗(yàn)法是根據(jù)煤塊在運(yùn)輸、裝卸、入爐過(guò)程中落下，相互撞擊而破碎等特點(diǎn)擬定的。測(cè)定方法為：選取60100毫米的塊煤稱重。然后一塊一塊地從2米高處落到厚度大于15毫米的金屬板上，這樣自在跌落三次之后，用25毫米的方孔篩篩分，以大于25毫米的塊煤分量占總分量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示煤的機(jī)械強(qiáng)度，其分

15、級(jí)規(guī)范如下：煤的機(jī)械強(qiáng)度分級(jí)級(jí) 別 落下實(shí)驗(yàn)法25毫米，%高強(qiáng)度煤 65中強(qiáng)度煤 5065低強(qiáng)度煤 3050特低強(qiáng)度煤 30我國(guó)大多數(shù)無(wú)煙煤的機(jī)械強(qiáng)度好，普通為6092%。但也有一些煤成片狀、粒狀，煤質(zhì)松軟，機(jī)械強(qiáng)度差，普通為2040%，部分甚至在20%以下。八、粘結(jié)指數(shù) 煙煤的粘結(jié)指數(shù)測(cè)定是將一定質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)煤樣和公用無(wú)煙煤樣我國(guó)以寧夏汝萁溝礦消費(fèi)的公用無(wú)煙煤為規(guī)范煤樣，在規(guī)定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在一定規(guī)格的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)展強(qiáng)度檢驗(yàn)，以焦塊的耐磨強(qiáng)度，即抗破壞力的大小來(lái)表示煤樣的粘結(jié)才干。粘結(jié)指數(shù)是判別煤的粘結(jié)性、結(jié)焦性的一個(gè)關(guān)鍵目的。粘結(jié)指數(shù)是我國(guó)北京煤化所參考羅加指數(shù)測(cè)定原理提出

16、的表征煙煤粘結(jié)性的一種目的。該目的的測(cè)定方法是按1：5或3：3的配比使煙煤和規(guī)范無(wú)煙煤混合后灼燒，測(cè)定其所得焦塊的強(qiáng)度。煙煤的粘結(jié)指數(shù)(GR.I)與R.I不同之點(diǎn)在于：1.公用無(wú)煙煤的一致加工及選定2.規(guī)范無(wú)煙煤的粒度由R.I法的0.3-0.4毫米，改為GR.I法的0.1-0.2毫米，擴(kuò)展強(qiáng)粘煤的測(cè)值范圍，同時(shí)由于無(wú)煙煤粒度與實(shí)驗(yàn)用煙煤粒度相近，容易混勻，減少目的誤差，提高測(cè)定的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性；3.在測(cè)定弱粘結(jié)性煤的粘結(jié)指數(shù)時(shí)，將無(wú)煙煤與煙煤的配比改為3：3，處理羅加法中對(duì)弱粘煤的測(cè)定不準(zhǔn)的問(wèn)題；4.實(shí)現(xiàn)了機(jī)械攪拌，改善了實(shí)驗(yàn)條件，減少了人為誤差；5.將三次轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)改為二次，并改動(dòng)計(jì)算分式，簡(jiǎn)

17、化了操作。這些改良遭到國(guó)內(nèi)有關(guān)煤炭、冶金化驗(yàn)單位的歡迎。GR.I法已被國(guó)內(nèi)用于煤的分類，在擴(kuò)展煉焦用煤范圍及煉焦配煤、焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)等方面，并獲得可喜成果。九、煤的反響性 煤的反響性，又稱活性。指在一定溫度條件下煤與不同氣化介質(zhì)的反響程度。反響性強(qiáng)的煤，在氣化和熄滅過(guò)程中，反響速度快，效率高。尤其當(dāng)采用一些高效能的新型氣化技術(shù)時(shí)，反響性的強(qiáng)弱直接影響到煤在爐中反響的情況、耗氧量、耗煤量及煤氣中的有效成分等。在流化熄滅新技術(shù)中，煤的反響性強(qiáng)弱與其熄滅速度也有親密關(guān)系。因此，反響性是氣化和熄滅的重要特性目的。將CO2復(fù)原率(a，%)與相應(yīng)的測(cè)定溫度繪成曲線，可以看出，煤的反響性隨反響溫度的升高而加強(qiáng)

18、；各種煤的反響性隨蛻變程度的加深而減弱，這是由于碳和CO2的反響不僅在燃料的外外表進(jìn)展，而且也在燃樣的內(nèi)部微細(xì)孔隙的毛細(xì)管壁上進(jìn)展，孔隙率越高，反響外表積越大。不同煤化程度的煤及其干餾所得的殘?zhí)炕蚪固康臍饪茁剩瘜W(xué)構(gòu)造是不同的，因此其反響性顯著不同。褐煤的反響性最強(qiáng)，但在較高溫度時(shí)，隨溫度升高其反響性顯著加強(qiáng)。煤的灰分組成與數(shù)量對(duì)反響性也有明顯的影響。堿金屬和堿土金屬的化合物能提高煤、焦的反響性，降低焦炭反響后的強(qiáng)度。十、煤的結(jié)渣性 煤的結(jié)渣性是反映煤灰在氣化或熄滅過(guò)程中成渣的特性，它對(duì)評(píng)價(jià)煤的加工利用特性有很重要的實(shí)踐意義。在氣化中，煤灰的結(jié)渣會(huì)給操作帶來(lái)不同程度的影響，結(jié)渣嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)。因此，必需選擇不易結(jié)渣或只輕度結(jié)渣的煤炭用作氣化原料。由于煤灰熔點(diǎn)并不能完全反映煤在氣化爐中的結(jié)渣情況，因此，須用煤的結(jié)渣性來(lái)判別煤在氣化中的結(jié)渣難易程度。煤的結(jié)渣性測(cè)定要點(diǎn)，是用空氣為氣化介質(zhì)，來(lái)氣化預(yù)先加熱到800850的赤熱煤樣；氣化過(guò)程的后期溫度降到100時(shí)即停頓氣化，等冷卻到室溫后取出灰渣，測(cè)定6毫米的灰渣占灰渣總重的百分?jǐn)?shù)及其相應(yīng)的最高溫度用為煤樣的結(jié)渣性目的。十一、煤的熱穩(wěn)定性 煤的熱穩(wěn)定性是指煤在高溫熄滅或氣化過(guò)程中對(duì)熱的穩(wěn)定程度，也就是煤塊在高溫作用下堅(jiān)持其原