工業(yè)用煤的質(zhì)量要求指南

工業(yè)用煤的質(zhì)量要求指南煤炭既是燃料，也是工業(yè)原料，廣泛地用于冶金、電力、化工、城市煤氣、鐵路、建材等國民經(jīng)濟(jì)各部門。不同的行業(yè)、不同的用煤設(shè)備對煤炭的質(zhì)量均有不同的要求。掌握各種工業(yè)用煤對煤炭質(zhì)量的要求，對于指導(dǎo)我國煤炭的合理利用及綜合利用，實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)品的“對路供應(yīng)”有著積極的促進(jìn)作用。第一章煉焦用煤的質(zhì)量要求目前世界各國對煉焦用煤的質(zhì)量要求都很高，我國每年煉焦精煤的產(chǎn)量是8000萬噸左右，煉出的焦炭主要供煉鐵、鑄造和化工等部門使用。由于不同用途的焦炭質(zhì)量要求是不同的，因此對于煉焦精煤的質(zhì)量要求也就有所不同。如煉制冶金焦的精煤質(zhì)量就應(yīng)比煉制化工焦的精煤質(zhì)量好。就煉焦用煤而言，結(jié)焦性和粘結(jié)性是最為重要的指標(biāo)，即煉焦用煤首先要有較好的結(jié)焦性和粘結(jié)性。在我國新的煤炭分類GB5751-86中，1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤均屬煉焦煤范疇，都可作為煉焦（配）煤使用。我國煤炭資源雖很豐富，但地區(qū)及煤種的分布卻很不均衡，煉焦煤類還不到我國煤炭總儲量的30％，且結(jié)焦性和粘結(jié)性均很好的肥煤和焦煤中又有很大一部分屬于高灰、高硫、難選煤。因此，更加合理地利用我國現(xiàn)有的煉焦煤資源是極為必要的。今后隨著煉焦技術(shù)的不斷發(fā)展，煉焦煤的范疇也將會逐漸擴(kuò)大。（一）冶金焦用煤的質(zhì)量要求冶金焦是高爐煉鐵必不可少的燃料和原料。在煉鐵過程中，焦炭既作為冶煉過程提供熱源，又作為主要的還原劑，同時(shí)也維護(hù)爐內(nèi)料柱的透氣性，使高爐能夠正常運(yùn)行，還需要有一定的塊度和強(qiáng)度。隨著高爐大型化和強(qiáng)化冶煉技術(shù)的發(fā)展，對焦炭強(qiáng)度的要求也日益提高。焦炭的強(qiáng)度可分為耐磨強(qiáng)度和抗碎強(qiáng)度。在焦炭受到摩擦力和沖擊力作用的情況下，當(dāng)焦炭外表面承受的摩擦力超過氣孔壁強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生表面薄層分離現(xiàn)象，形成碎屑和粉末，焦炭抵抗此種破壞的能力稱為耐磨強(qiáng)度。當(dāng)焦炭承受沖擊力時(shí)，焦炭沿結(jié)構(gòu)的裂紋或缺陷處碎成小塊，焦炭抵抗此種破壞的能力稱為抗碎強(qiáng)度。耐磨強(qiáng)度和抗碎強(qiáng)度是通過轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)來確定的。在規(guī)定的條件下，焦炭在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)破壞到一定程度后，用粒度小于或大于某定值的碎焦數(shù)量或碎焦數(shù)量占試樣總量的百分率表示耐磨強(qiáng)度；而用粒度大于某定值的塊焦數(shù)量或塊焦數(shù)量占試樣總量的百分率表示抗碎強(qiáng)度。各國的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)在裝置尺寸、鼓內(nèi)構(gòu)造、試樣粒度和質(zhì)量、轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)有依篩孔與表示方法等方面都有所不同。目前，我國采用德國的米貢轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)方法測定焦炭的強(qiáng)度?？顾閺?qiáng)度用M表示，是指經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)之后大于40mm的40塊焦數(shù)量占試樣總量的百分率。M愈大，表明焦炭的抗碎強(qiáng)度愈高。耐磨強(qiáng)度用40M表示，是指轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)之后小于10mm的碎焦數(shù)量占試樣總量的百分率。M愈小，表明焦炭的耐磨強(qiáng)度越高。焦炭強(qiáng)度的高低主要取決于煤的結(jié)焦性和粘結(jié)性，因此煉焦用煤要有較好的結(jié)焦性和粘結(jié)性。此外，對煤的其他指標(biāo)也有相應(yīng)的規(guī)定?；曳諥d（％）在煉焦過程中，煤中的灰分幾乎全部轉(zhuǎn)入焦炭之中。煤的灰分高焦炭的灰分必然也高。由于灰分的主要成分是SiO、AlO等酸性氧化物，熔點(diǎn)較高，在煉鐵過程中只能靠加入石灰石等溶劑與它們2生成低23熔點(diǎn)化合物才能以熔渣形式由高爐排出，因而會使?fàn)t渣量增加。焦炭在高爐內(nèi)被加熱到高于煉焦溫度時(shí)，由于焦炭與灰分的熱膨脹性不同，焦炭沿灰分顆粒周圍產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)大，使焦炭碎裂或粉化。此外，焦炭灰分高，則要求適當(dāng)提高高爐爐渣堿度，高爐氣中的鉀、鈉蒸氣含量也相應(yīng)增加，而這些均加速焦炭與CO反應(yīng)消耗大量焦炭。一般焦炭灰分每升高1％，高爐溶劑消耗量約增加4％。爐渣量約增加3％，每噸生鐵消耗焦炭量增加1.7％-2.0％，生鐵產(chǎn)量約降低2.2％-3.0％。因此，對煉焦用煤而言，灰分應(yīng)盡可能低些。煉焦精煤的灰分一般應(yīng)在10.00％以下，最高的不應(yīng)超過12.5％。與某些工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國高爐焦的灰分是較高的，這是焦炭質(zhì)量差的主要原因。若能將焦炭灰分從14.5％降至10.5％，以年生產(chǎn)鐵4000萬噸的高爐計(jì)，即可節(jié)省溶劑130萬噸、焦炭220萬噸，同時(shí)增產(chǎn)生鐵580萬噸，還可大大減少鐵路運(yùn)輸量。煉焦精煤灰分要從煤炭資源特點(diǎn)（如煤的可選性、精煤的回收率）并結(jié)合選煤技術(shù)，中煤和矸石的合理利用等方面進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析加以確定。硫分St,d（%）焦炭中的硫全部來自于煤,存在的形式主要有以下幾種:（1） 煤種礦物質(zhì)轉(zhuǎn)變而來的硫化物，如FeS、CaS、以及Fe與s固溶生長22的：FenSm；（2） 煉焦過程中部分硫化物被氧化生成的少量硫酸鹽，如FeSO、4CaSO；4（3） 煉焦過程中生成的氣態(tài)含硫化物在析出過程中與高溫焦炭作用而進(jìn)入焦炭生成碳硫復(fù)合物。高爐內(nèi)由爐料帶入的硫分，僅5％-200％隨高爐煤氣逸出，其余的參加爐內(nèi)硫循環(huán)，只能靠爐渣排出。焦炭含硫高會使生鐵含硫高，增大其熱脆性，同時(shí)還會增加爐渣堿度，使高爐運(yùn)行指標(biāo)下降。通常焦炭硫分每增加0.1％，焦炭消耗量增加1.2％-2.0％，生鐵產(chǎn)量減少2％以上。此外，焦炭中的硫含量高還會使冶煉過程的環(huán)境污染加劇。煉焦用精煤的全硫含量一般應(yīng)在1.50％以下，個(gè)別稀缺煤種（如肥煤）最高也不超過2.50％。全水分Mt（％）煤中水分的高低對于焦炭的質(zhì)量沒有直接影響，但水分含量過高，除了增加不必要的運(yùn)輸量之外，還會給實(shí)際生產(chǎn)帶來一系列的問題。煉焦精煤的水分含量過高，會使煉焦過程自身的能耗有所增加，也給嚴(yán)寒地區(qū)裝卸車帶來一定的困難，一般規(guī)定煉焦精煤的全水分應(yīng)在12.0％以下。磷含量煤中所含的磷幾乎全部殘留在焦炭中，焦炭中的磷又全部轉(zhuǎn)入生鐵，會增大其冷脆性。轉(zhuǎn)爐煉鋼不易除磷，要求生鐵含磷量低于0.01?0.015%。我國煉焦精煤的磷含量普遍較低，一般都能滿足要求。（二）鑄造焦用煤的質(zhì)量要求鑄造焦主要用于沖天爐熔煉。沖天爐的工作原理和生產(chǎn)實(shí)踐表明，鑄造焦應(yīng)具有下列特性。塊度較大且反應(yīng)性較低從天爐內(nèi)的主要反應(yīng)有：氧化帶C+O-co+熱22還原帶C+CO—2CO-熱為提高2沖天爐過熱區(qū)的溫度，使熔融金屬的過熱溫度足夠高，流動(dòng)性好，應(yīng)保持適宜的氧化帶高度。焦炭的粒度小或反應(yīng)性高均會使氧化帶的高度降低，以及爐氣的最高溫度降低，進(jìn)而使過熱區(qū)溫度降低，影響正常操作。如果焦炭的粒度過大，則會使燃燒區(qū)不集中，也會降低爐氣溫度。鑄造焦的粒度以50-150mm為好，并力求均勻。2、硫含量要低硫是鑄鐵中的有害元素，通常應(yīng)控制在0.1％以下。當(dāng)沖天爐內(nèi)焦炭燃燒時(shí)，焦炭中的硫一部分生成了SO隨爐氣上升，在上升過程中與固態(tài)金屬爐料作用，發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe（固）+SO—FeS+2FeO2因此，含硫低于0.1％的原料鐵，經(jīng)氣相增硫后，鐵料的含硫量可高達(dá)0.45％。鐵料熔化成鐵水后，在流經(jīng)底焦時(shí)硫還要進(jìn)一步增加。焦炭硫分高、粒度小、氣孔率大，則鐵水增硫量大。一般在沖天爐內(nèi)鐵水增硫量約為焦炭含硫量的30%，而在造渣脫硫過程中當(dāng)爐渣堿度（CaO/SiO）達(dá)1.5-2.0時(shí)，脫硫率不超過50％。所以鑄造焦的硫分應(yīng)嚴(yán)格控制，這就對鑄造焦用煤的硫含量提出了較高的要求，一般不超過1.00%，最高也不應(yīng)超過1.5%.此外，鑄造焦用煤的灰分也應(yīng)盡可能低，不應(yīng)超過10.00%。全水分亦不應(yīng)超過12.0%。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多采取配煤煉焦。在保證焦炭質(zhì)量的前提下，對配煤中的單煤，特別是結(jié)焦性和粘結(jié)性均較好的焦煤和肥煤的要求可適當(dāng)放寬些，以解決煉焦煤源不足的問題。由于氣化焦和電石焦的用量不大，且對煤的質(zhì)量要求較低，此外不再贅述。第二章發(fā)電用煤的質(zhì)量要求我國發(fā)電廠是煤炭的最大用戶，1997年全國發(fā)電用煤量近億噸（1996年發(fā)電用煤量為4.7億噸），發(fā)電量達(dá)11350億度，發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?.5億KW。主要燃煤電廠的單機(jī)容量普遍在20-30萬KW以上。到1996年底全國正在運(yùn)行和建設(shè)的裝機(jī)容量在100萬KW以上的大型發(fā)電廠已分別達(dá)36個(gè)和35個(gè)。隨著環(huán)保對燃煤排放SO和粉塵的要求越來越高，發(fā)電用煤對煤質(zhì)的要求也日益提高，如國務(wù)院于1998年頒發(fā)的國函字5號文中明確要求：除以熱定電的熱電廠外，禁止在大中城市城區(qū)及近郊區(qū)新建燃煤火電廠。新建、改造燃煤含硫量大于1％的電廠，要在2000年前采取減排二氧化硫的措施，在2010年前分期分批建成脫硫設(shè)施或采取其他具有相應(yīng)效果的減排二氧化硫的措施。該文同時(shí)對煤礦供煤的硫分也提出了很高的要求。即禁止新建煤層含硫分大于3％的礦井，建成的生產(chǎn)煤層含硫分大于3％的礦井，逐步實(shí)行限產(chǎn)或關(guān)停。新建、改造含硫分大于1.5％的煤礦，應(yīng)當(dāng)配套建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的煤炭洗選設(shè)施。發(fā)電用煤對煤質(zhì)的主要要求如下：（一） 發(fā)熱量合適的發(fā)熱量是發(fā)電用煤必須首先滿足條件，一般來說，單機(jī)容量越大的火力發(fā)電廠對燃煤熱值的要求也越高，如以30萬KW的發(fā)電機(jī)組為例，其燃煤的發(fā)熱量（Q,）應(yīng)在5500Kcal/Kg左右，最好在6000Kcal/Kg以上，而對沸騰燃燒的小型坑口電廠來說，其發(fā)熱量（Q,）在3000Kcal/Kg以上即能滿足要求。一般中小型電廠的燃煤發(fā)熱量（Q ））多在4500?5500Kcal/Kg左右。有些燃用褐煤的電廠，燃煤熱值（Q 在2500Kcal/Kg以上的也可以使用。但總的ner'ar來說，發(fā)電用煤的發(fā)熱量以符合電廠在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)的要求為好，發(fā)熱量過低或過高都會影響電廠的正常運(yùn)行。（二） 揮發(fā)分我國的大部分火力發(fā)電廠用煤以煙煤為主，因此對供電廠用煤的揮發(fā)分（V丿要求一般應(yīng)在10%以上，其中以Vdaf大于20%的較好，Vdaf大于30?36%的則更易于燃燒。至于燃用褐煤的一些電廠（其中不少為坑口電廠）的揮發(fā)分一般都在40%以上。少數(shù)燃用無煙煤的電廠如重慶鉻瑝電廠和陽泉電廠等則多用原煤揮發(fā)分介于8%?12%之間的年輕無煙煤。但總的來說，電廠用煤的揮發(fā)分也應(yīng)符合各廠在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)的要求為好。如廣西合山電廠在設(shè)計(jì)時(shí)系使用合山的貧煤，揮發(fā)分在15%左右，因此供該廠煤的揮發(fā)分也就不宜過高或過低。（三） 灰熔融性對固態(tài)排渣的發(fā)電廠煤粉鍋爐來說，通常以燃煤的灰熔融性軟化溫度（ST）大于1350°C為最好，但由于我國晚第三紀(jì)的褐煤和華北及西北地區(qū)的一些侏羅紀(jì)煤（如大同弱粘煤、東勝一神府的不粘煤、長焰煤）的灰熔融性軟化溫度（ST）普遍在1250C左右或以下，而這些煤目前普遍作為發(fā)電用煤，因此實(shí)際上發(fā)電用煤對灰熔融性軟化溫度也就沒有十分嚴(yán)格要求，但總的來說，ST值越高越好。對少數(shù)液態(tài)排渣的電廠鍋爐來說，則要求燃煤的灰熔融性流動(dòng)溫度（FT）越低越好，一般以FT小于1200°C為最好，必要時(shí)還可添加助溶劑以降低灰渣的流動(dòng)溫度。（四）硫分如單從對燃燒的影響來看，發(fā)電用煤對硫分沒有嚴(yán)格的要求，但由于硫分會腐蝕鍋爐和管道，影響設(shè)備壽命；而更重要的是由于燃煤排放出的SO會嚴(yán)重污染大氣質(zhì)量，產(chǎn)生酸雨，破壞生態(tài)平衡，損壞名勝古跡。因此從環(huán)保的角2度看，燃煤的硫分以低于1%為最好，而從我過發(fā)電用煤的實(shí)際情況只要硫分不超過3％的均可使用。至于燃燒后排出的大量SO則可以采用煙氣脫硫的方法予以脫除，一般SO脫除率可達(dá)90％左右，但這種方法的不足之處是基建投資大（約占電廠總投資的30%左右），運(yùn)行費(fèi)用高。此外。電廠也可采用循環(huán)流化床鍋爐（CFBC）燃用高硫煤，用石灰石來固定SO,其SO和NO的排放率比一般煤粉鍋爐減少22X50%，且投資又相對較低。（五） 可磨性對中小型電廠來說，由于普遍采用煤粉燃燒，若發(fā)電用煤的可磨性太差，就會增大其磨煤電耗，從而使發(fā)電成本增高。因此，總的來說，發(fā)電用煤的哈氏可磨性指數(shù)（HGI）越高越好，對煙煤來說，其HGI值以大于50較好，至少也應(yīng)在45以上。至于褐煤和無煙煤的哈氏可磨性指數(shù)則另行考慮。（六） 灰分發(fā)電用煤的灰分一般不宜太高，否則不僅會增高磨煤電耗（尤其是黃鐵礦的硬度更大），而且還會增加排灰量和增大堆灰場地，同時(shí)還增加了入廠原煤的運(yùn)輸量，從而增大發(fā)電的綜合成本。不過，為了充分利用我國的低質(zhì)煤資源如洗煤廠的洗中煤和部分洗矸，對某些小型坑口電廠來說，也可就近采用灰分不超過46%的廉價(jià)高灰分煤作為燃料。（七） 全水分發(fā)電用煤的全水分（Mt）增高不僅會降低其收到基低位發(fā)熱量（Q ），而ner'ar且還會影響其可磨性。這是由于水分越大的煤，在磨煤機(jī)中會互相粘連而增加磨煤時(shí)間，從而增大磨煤電耗。因此，除褐煤以外，一般發(fā)電用煤的水分以不超過15%為宜，且以不超過10%最好，此外，發(fā)電用煤的品種以粒度＜13mm（或＜25mm）的磨煤或粉煤（＜6mm）最好，煤中的可見矸石含量也是越低越好。為了適應(yīng)電力工業(yè)發(fā)展的需要，確保發(fā)電用煤的質(zhì)量，1997年修訂了發(fā)電煤粉鍋爐用煤質(zhì)量的國家標(biāo)準(zhǔn)GB7562。煤的氣化是把固體燃料煤轉(zhuǎn)化為煤氣的過程。通常用氧氣、空氣或水蒸氣等作為汽化劑，使煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成含H和CO等成分的可燃?xì)怏w。根據(jù)汽化劑2和煤氣成分的不同大致可分為空氣煤氣、混合煤氣、水煤氣和半水煤氣等。目前國內(nèi)各種固定床氣化爐的煤氣平均組成成分如下表：（6-1）煤氣名稱汽化劑煤氣成分/%煤氣低熱值/KJ?Nm-3主要用途H2COCO2N2CH4O2空氣煤空氣2.61014.72.00.50.23760-460燃料氣氣空氣13.527.5752.80.50.20燃料氣混合煤水蒸5.55000-520氣氣48.438.56.40.50.20燃料氣水蒸40.5306.020.60.50.2合成氨等水蒸氣氣18.010000-11原料氣半水煤水蒸300氣氣8800-961空氣0目前氣化爐種類雖然很多，但不外乎固定床、沸騰床和懸浮床種類型。氣化爐型不同，對煤質(zhì)的要求也就不同。（一） 常壓固定床煤氣發(fā)生爐對煤質(zhì)的要求常壓固定床煤氣發(fā)生爐的應(yīng)用比較廣泛，對煤的適應(yīng)性也較強(qiáng)，可采用的煤種有長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、1/3焦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。煤的品種以各粒度級塊煤為宜，灰熔融性軟化溫度大于1250°C，灰分（Ad）不大于24.00%，硫分）小于2.00%，熱穩(wěn)定性和抗碎強(qiáng)度亦應(yīng)較高，抗碎強(qiáng)度（試驗(yàn)后大于25mm的塊）應(yīng)大于60%，熱穩(wěn)定性TS+6大于60.0%。對于無攪拌裝置的發(fā)生爐，要求原料煤的膠質(zhì)層最大厚度Y小于12.0mm；有攪拌裝置的發(fā)生爐，則要求Y小于16.0mm。為保證固定床煤氣發(fā)生爐用煤的質(zhì)量，已制定出了GB9143常壓固定床煤氣的生爐用煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。（二） 合成氨用煤對煤質(zhì)的要求目前國內(nèi)普遍采用以無煙塊煤為原料生產(chǎn)合成氨的原料氣，要求原料煤有較好的熱穩(wěn)定性和較高的抗碎強(qiáng)度。因?yàn)闊岱€(wěn)定性和抗碎強(qiáng)度差的無煙塊煤在氣化爐內(nèi)，特別是在受熱時(shí)易碎裂成片或粉末，降低產(chǎn)氣率，甚至影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)或造成停爐事故。一般說來，要求其熱穩(wěn)定性TS+6在70%以上，抗碎強(qiáng)度在65%以上?；曳忠嘁孕∮?6%未佳，最高也不應(yīng)超過24%。硫含量應(yīng)盡可能低些，硫含量過高，不僅會污染環(huán)境，腐蝕設(shè)備，而且進(jìn)入煤氣中的硫（大部分是HS）還會使催化劑“中毒”，給整個(gè)生產(chǎn)工藝帶來一系列的問題。硫含量一般不應(yīng)2超過2.00％。固定碳也是一個(gè)很重要的指標(biāo)，合成氨用煤的固定碳（FC）含量應(yīng)在65%以上，為使氣化爐能順利運(yùn)行，煤灰熔融性軟化溫度以在1250°C以上為宜，否則灰渣容易在氣化爐內(nèi)結(jié)疤掛爐，影響產(chǎn)氣率和煤氣質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會造成停爐等事故。應(yīng)該說明的是，各種氣化用煤應(yīng)盡量就地取材，即使某些指標(biāo)差一些，但如從生產(chǎn)的總成本來看合算，就不要舍近求遠(yuǎn)去尋找煤源。（三）沸騰床氣化爐用煤對煤質(zhì)的要求我國也用沸騰床氣化爐來生產(chǎn)合成氨原料氣。這種氣化爐在常壓下操作，以空氣或氧氣作氣化劑，對原料煤的要求是活性越大越好（一般在950C時(shí)對CO2分解率大于60%的煤即可）?？梢杂煤置海ㄒ话鉓t應(yīng)小于12.0%，Ad小于25.0%）,也可以用長焰煤或不粘煤，要求粒度小于8mm，但0-lmm的煤粉越少越好，否則飛灰會帶出大量碳而降低煤的氣化率；煤灰熔融性軟化溫度（ST）應(yīng)大于1200C；St'd小于2.00%。（四）柯佰斯-托切可（KT）爐對煤質(zhì)的要求（K_T）爐是一種粉煤懸浮床氣化爐。利用在常壓下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的高速氣化工藝，生產(chǎn)合成氨的原料氣。這種爐子的氣化溫度高達(dá)1400-1500C，對煤質(zhì)的要求不嚴(yán)，幾乎什么樣的煤都可以使用。例如高硫、易結(jié)渣、易碎、粘結(jié)、加熱膨脹的各種煙煤以及無煙煤和褐煤均可使用。由于氣化反應(yīng)在不到1S內(nèi)就完成，因此煤粉的粒度越細(xì)越好，一般是小于200目的粉煤占90%左右（褐煤可降低到80%左右），全水分在1%-5%。如用褐煤，先要進(jìn)行干燥使水分降到5%-10%，煙煤和無煙煤的水分應(yīng)降到1%左右。煤的灰熔融性越低，氣化裝置容易運(yùn)轉(zhuǎn)。目前也可用灰分高達(dá)35%左右的褐煤作為氣化原料，氣化時(shí)用氧氣作汽化劑，生長以CO和H為主的粗煤氣。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，（K_P）爐多采用褐煤和年輕煙煤2進(jìn)行氣化。由于它能連續(xù)操作，故（K_P）爐的生產(chǎn)能力比用塊煤的魯奇加壓氣化爐大。煤的直接液化是將煤炭在高溫、高壓和催化劑的作用下加入氫氣使之變成液體燃料－人造石油的過程，同時(shí)還生成一定的氣體燃料的固態(tài)殘?jiān)５湫偷拿褐苯右夯に囀堑聡诙问澜绱髴?zhàn)以前研究成功并投入生產(chǎn)的。它的主要過程是；用低灰的年輕褐煤煤粉與重油調(diào)成煤糊，加入催化劑，在高壓釜里加壓到20-70MPa，加溫到380-550°C，隔絕空氣通入氫氣，煤就逐漸轉(zhuǎn)變成液體燃料和氣體燃料。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以后，各國新的液化工藝不斷發(fā)展，到目前已不下五六類之多，其中最有希望投入工業(yè)生產(chǎn)的是氫煤法(H-Coal)和溶劑精煉煤法(SRC)。后一種方法不但能生產(chǎn)液體燃料，如果適當(dāng)控制加氫量，還可生產(chǎn)潔凈的高熱值固體燃料，可作為無灰焦、碳素材料和配煤煉焦的粘結(jié)劑。國內(nèi)這類液化方法目前剛進(jìn)入工業(yè)性試驗(yàn)階段。由于直接液化方法尚未取得工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，各國對液化用煤的要求標(biāo)準(zhǔn)還不一致。如日本和前蘇聯(lián)的一些學(xué)者主張采用低灰煤；歐美有些學(xué)者認(rèn)為高灰、高硫煤的價(jià)格低廉，有利于降低液化的成本。但高灰煤在磨碎過程中耗電多，尤其是含黃鐵礦高的煤因硬度大而電耗更大，同時(shí)對液化工廠的生產(chǎn)效率和固液分離都是不利的。在多數(shù)情況下，原煤的液化效果比精煤要好，所以液化以采用原煤為宜。原料煤的灰分要求不超過25％，因?yàn)榛曳诌^高會給整個(gè)工藝系統(tǒng)帶來系列困難，但黃鐵礦高的煤有利于液化反應(yīng)。液化用煤的質(zhì)量要求如下表：煤種褐煤、長焰煤、氣煤、氣肥煤V%>37dafA%d<25C/H<16C%60-85S%>1.0Ro.%0.3-0.7惰性組含量％<10一般宜采用揮發(fā)分產(chǎn)率較高的年輕煤(如褐煤、長焰煤和V大于37%的氣daf煤等)作液化用煤。容易液化的煤巖顯微組分的順序是：殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組、半鏡質(zhì)組和半絲質(zhì)組，絲炭幾乎不能液化。研究工作表明，液化用煤的惰質(zhì)組含量以低于10%為宜，最高也不要超過15%，否則由于未反應(yīng)的煤太多而影響液化效果。鏡質(zhì)組平均最大反射率小于0.7%的煤大多適于液化，但也有某些達(dá)到0.9%的煤也頗適于液化。從煤的化學(xué)成分來看，一般以含碳量C小于85%、碳?xì)滟|(zhì)量比小于16的煤較為適宜。氧含量高的煤，由于煤結(jié)構(gòu)中的氧大都以羰基形態(tài)存在，液化加氫時(shí)會消耗大量的氫變成水。高硫分煤在液化時(shí)也會消耗大量的氫生成硫化氫析出。含氮量高的煤在液化變成氨，因而也使氫耗量增大。如采用含氧量較低的年輕煙煤進(jìn)行液化，雖然氫的消耗量較小，但反映速度要比含氧量高的褐煤慢。從上述分析可以看出，在液化用煤的一系列煤質(zhì)要求中，有許多是互相矛盾的，看來液化用煤也可以采用配煤的方法較為合適。蒸汽機(jī)車鍋爐的構(gòu)造比較特殊，對煤質(zhì)要求較高，一般須使用V大于20%的長焰煤、弱粘煤、氣煤、1/3焦煤和不適于煉焦的肥煤，以便于點(diǎn)燃。這些煤的火焰長，能使鍋爐在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定產(chǎn)氣量，保證機(jī)車的行駛速度和牽引力。蒸汽機(jī)車用煤的灰分A應(yīng)小于24.00%,Q 就大于20.91MJ/Kg，由于蒸汽機(jī)d ner'ar車鍋爐的通風(fēng)力強(qiáng)，煤粉易被吹跑或從爐條間隙漏掉，所以必須使用粒度大于6-50mm之間的塊煤。此外，ST要大于1200°C，略有粘結(jié)性，硫分°以不超過1%為宜。蒸汽機(jī)車用煤對煤質(zhì)的要求詳見GB4063《蒸汽機(jī)車用煤質(zhì)量》。第六章水泥回轉(zhuǎn)窯用煤的質(zhì)量要求水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、石灰等建筑材料都要經(jīng)過各種窯焙燒、煅燒甚至熔化等高溫處理。而煤炭是主要燃料。其中水泥工業(yè)用煤要求較高。水泥生產(chǎn)的方法不同，對煤炭品種和質(zhì)量的要求也不同?；剞D(zhuǎn)窯要求灰分Ad小于27%、發(fā)熱量（Q ）大于21.00MJ/Kg的揮發(fā)分較高的煙煤煤粉作燃料，而立窯則要求ner'ar發(fā)熱量（Q）大于25.09MJ/Kg的無煙塊煤作燃料。為減輕對水泥配方的影響，ner'ar水泥用煤的質(zhì)量保持穩(wěn)定。燒磚瓦、石類窯（土窯）用煤的質(zhì)量要求不高，甚至煤矸石、石煤亦可使用。水泥回轉(zhuǎn)窯用煤對煤炭質(zhì)量的要求詳見GB7563《水泥回轉(zhuǎn)窯用煤質(zhì)量》。（一）高爐噴吹無煙煤粉技術(shù)近年來，為降低焦炭消耗，增加生鐵產(chǎn)量，改善生鐵質(zhì)量，將無煙煤粉或重油從風(fēng)口隨熱風(fēng)噴入高爐的噴吹技術(shù)得到了大力發(fā)展。采用噴吹技術(shù)后，焦炭作為熱源和還原劑的作用可在一定程度上由噴吹燃料所取代（但噴吹燃料無法取代焦炭的疏松骨架作用）。但隨著石油資源的日益短缺、價(jià)格不斷上漲，噴吹重油受到一定的限制，噴吹無煙煤粉技術(shù)得到了發(fā)展。我國自20世紀(jì)60年代起開始對高爐噴吹無煙煤粉技術(shù)進(jìn)行研究，現(xiàn)在這方面已達(dá)到國際先進(jìn)水平。寶鋼、鞍鋼、本鋼、首鋼、寶鋼、武鋼、馬鋼、湘鋼、太鋼、梅山冶金公司、宣化鋼鐵公司和攀枝花鋼鐵公司都已采用了這一技術(shù)，并取得了顯著的成效。此外，像杭州鋼廠等、邯鄲鋼廠、石家莊鋼廠、遼寧北臺鋼廠、甘肅酒泉鋼鐵公司等一些中小型鋼鐵企業(yè)也采用或擬采用這一技術(shù)。現(xiàn)在我國高爐噴吹年用煤量已達(dá)400萬噸，按置換比0.8計(jì)，每年便可節(jié)約冶金焦320萬噸，節(jié)約資金1億多元。高爐噴吹無煙煤粉后，在節(jié)約焦炭的同時(shí)，還會使高爐的有效容積相對有所增加，從而增加生鐵的產(chǎn)量并可改善高爐的冶煉狀況和操作條件，便于高爐順利運(yùn)行，使生鐵的質(zhì)量也有所提高。噴吹設(shè)備遠(yuǎn)比煉焦設(shè)備簡單，其投資只相當(dāng)于同等能力焦?fàn)t投資的20％-25％，加工煤粉的能耗也遠(yuǎn)比煉焦工藝低得多，因而噴吹煤粉在設(shè)備投資、成本、運(yùn)行、維護(hù)及節(jié)能等方面的效益都很顯著。國外對噴吹煤粉技術(shù)也比較重視，英、法、美等國家已先后采用了這一技術(shù)。在日本，已有16座高爐采用了噴吹煤粉技術(shù)。除了將煤粉直接噴入高爐外，還可以將其與油混合制成“油煤漿”或與焦油混合抽制“焦油煤漿”噴入高爐，目前這項(xiàng)技術(shù)在日本已得到了應(yīng)用。高爐噴吹無煙煤粉工藝過程如下所述：原料煤經(jīng)給料斗通過膠帶傳送到煤倉，再經(jīng)喂料器送入球磨機(jī)進(jìn)行研磨。粒度達(dá)到要求的煤粉（小于160目或小于200目）通過慣力傳送到旋風(fēng)除塵器，粒度達(dá)不到要求的煤粉再重新進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，粒度的大小是通過風(fēng)力的大小來控制的。在球磨的同時(shí)，用鼓風(fēng)機(jī)向球磨機(jī)內(nèi)吹入熱風(fēng)以除去煤中的水分。煤粉從旋風(fēng)除塵器的下部依次進(jìn)入貯料倉和給料倉。從旋風(fēng)除塵器上部跑出的煤粉再進(jìn)入布袋塵器進(jìn)行除塵，收集下來的煤粉從布袋除塵器的下部依次進(jìn)入貯料倉和給料倉。最后用壓縮空氣（或氮?dú)猓⒚悍蹚母郀t的風(fēng)口直接噴入高爐回旋區(qū)。噴入的煤粉在回旋區(qū)內(nèi)劇烈燃燒，產(chǎn)生的熱能是高爐冶煉過程的主要熱源，燃燒反應(yīng)后生成的CO是高爐冶煉過程的主要還原劑。隨著噴吹技術(shù)的不斷提高，目前國內(nèi)有些大型鋼鐵公司已開始采用單獨(dú)噴吹煙煤粉或無煙煤粉的混合噴吹技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大了噴吹用煤的資源。（二）高爐噴吹用煤對煤炭質(zhì)量的要求高爐噴吹用煤對煤的質(zhì)量要求較高，煤質(zhì)的好壞對噴吹的經(jīng)濟(jì)效益和高爐的正常操作都有直接影響，一般認(rèn)為，高爐噴吹用煤的質(zhì)量要求如下：1.灰分要低灰分高，噴入的有效成分的量就相對地降低。煤的發(fā)熱量和固定碳含量也有所下降，噴入的煤粉作為高爐冶煉的熱源和還原劑的作用將會減弱，節(jié)焦效果變差。其次，灰分高還會使高爐的渣量增加，酸性物質(zhì)的含量增高，影響造渣。因?yàn)闉榱吮３譅t渣的脫硫能力，必須維持一定的爐渣堿度（CaO/SiO2），而煤灰?guī)氲腟iO要靠堿性物質(zhì)2CaO來平衡，因而做成渣量增加。這不僅多消耗了熱量，而且影響高爐內(nèi)料柱的透氣性，使生鐵的產(chǎn)量下降，質(zhì)量降低。生產(chǎn)實(shí)踐表明，燃料（包括焦炭和煤粉）灰分每升高1％，燃料消耗增加2％，生鐵產(chǎn)量下降2％。高爐噴吹用煤的灰分一般不應(yīng)超過12％，最高不應(yīng)超過17％。2.硫含量要低高爐噴吹用煤的硫含量應(yīng)盡可能低。高爐內(nèi)由爐料帶入的硫分僅有5％-20％隨高爐煤氣逸出，其余的均參加爐內(nèi)硫循環(huán)，只能靠爐渣排出。入爐煤粉含量高導(dǎo)致生鐵硫含量增高，降低生鐵質(zhì)量，使高爐操作指標(biāo)下降，同時(shí)降低生鐵產(chǎn)量。硫分每增加0.1％，生鐵產(chǎn)量降低2％，燃料比升高1.5％。高爐噴吹用煤的硫含量以小于0.7％為宜，最高不應(yīng)超過1.10％。水分含量要低水分含量不但會使煤的發(fā)熱量有所降低，還會使干燥系統(tǒng)的能耗增高，給球磨帶來困難，使球磨機(jī)不能正常工作。高爐噴吹用煤的水分一般以小于8％為宜，最高不應(yīng)超過12％。揮發(fā)分要合適目前我國除太原鋼鐵公司用V為14％左右的貧瘦煤外，其他鋼鐵廠多用無煙煤或?qū)⒏咦冑|(zhì)煙煤與無煙煤配合使用。一般說來，揮發(fā)分的高低對高爐噴吹的影響不是很大，但當(dāng)V較高時(shí)，在制粉及噴吹過程中容易引起爆炸。我國目前daf基本上是以無煙煤作為噴吹的原料煤，揮發(fā)分均在10％以下。煙煤也可以作為噴吹的原料煤，但由于其爆炸的危險(xiǎn)性較大，噴吹需在惰性氣體（一般為氮?dú)猓┲羞M(jìn)行，設(shè)備相當(dāng)復(fù)雜些，成本也略有增高，盡管近年來國內(nèi)外煙煤噴吹