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，實現(xiàn)煤炭產(chǎn)品的“對路供應(yīng)”有著積極的促進作用。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，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，同時也維護爐內(nèi)料柱的透氣性，使高爐能夠正常運行，還需要有一定的塊度和強度。隨著高爐大型化和強化冶煉技術(shù)的發(fā)展，對焦炭強度的要求也日益提高。焦炭的強度可分為耐磨強度和抗碎強度。在焦炭受到摩擦力和沖擊力作用的情況下，當焦炭外表面承受的摩擦力超過氣孔壁強度時，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度。當焦炭承受沖擊力時，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度。耐磨強度和抗碎強度是通過轉(zhuǎn)鼓試驗來確定的。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度。各國的轉(zhuǎn)鼓試驗在裝置尺寸、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)鼓試驗方法測定焦炭的強度?？顾閺姸扔肕表示，是指經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓試驗之后大于40mm的40塊焦數(shù)量占試樣總量的百分率。M愈大，表明焦炭的抗碎強度愈高。耐磨強度用40M表示，是指轉(zhuǎn)鼓試驗之后小于10mm的碎焦數(shù)量占試樣總量的百分率。M愈小，表明焦炭的耐磨強度越高。焦炭強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熔點化合物才能以熔渣形式由高爐排出，因而會使爐渣量增加。焦炭在高爐內(nèi)被加熱到高于煉焦溫度時，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)生裂紋并逐漸擴大，使焦炭碎裂或粉化。此外，焦炭灰分高，則要求適當提高高爐爐渣堿度，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，即可節(jié)省溶劑130萬噸、焦炭220萬噸，同時增產(chǎn)生鐵580萬噸，還可大大減少鐵路運輸量。煉焦精煤灰分要從煤炭資源特點（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行綜合的技術(shù)經(jīng)濟分析加以確定。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，同時還會增加爐渣堿度，使高爐運行指標下降。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輸量之外，還會給實際生產(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。當沖天爐內(nèi)焦炭燃燒時，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0.45％。鐵料熔化成鐵水后，在流經(jīng)底焦時硫還要進一步增加。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爐渣堿度（CaO/SiO）達1.5-2.0時，脫硫率不超過50％。所以鑄造焦的硫分應(yīng)嚴格控制，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11350億度，發(fā)電裝機總?cè)萘繛?.5億KW。主要燃煤電廠的單機容量普遍在20-30萬KW以上。到1996年底全國正在運行和建設(shè)的裝機容量在100萬KW以上的大型發(fā)電廠已分別達36個和35個。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)計時的要求為好，發(fā)熱量過低或過高都會影響電廠的正常運行。（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)計時的要求為好。如廣西合山電廠在設(shè)計時系使用合山的貧煤，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的褐煤和華北及西北地區(qū)的一些侏羅紀煤（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，因此實際上發(fā)電用煤對灰熔融性軟化溫度也就沒有十分嚴格要求，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溫度（FT）越低越好，一般以FT小于1200°C為最好，必要時還可添加助溶劑以降低灰渣的流動溫度。（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），運行費用高。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，同時還增加了入廠原煤的運輸量，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，在磨煤機中會互相粘連而增加磨煤時間，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)量的國家標準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，使煤中的有機物轉(zhuǎn)化成含H和CO等成分的可燃氣體。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，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)定性和抗碎強度亦應(yīng)較高，抗碎強度（試驗后大于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)量標準。（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度。因為熱穩(wěn)定性和抗碎強度差的無煙塊煤在氣化爐內(nèi)，特別是在受熱時易碎裂成片或粉末，降低產(chǎn)氣率，甚至影響正常運轉(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，抗碎強度在65%以上。灰分亦以小于16%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，而且進入煤氣中的硫（大部分是HS）還會使催化劑“中毒”，給整個生產(chǎn)工藝帶來一系列的問題。硫含量一般不應(yīng)2超過2.00％。固定碳也是一個很重要的指標，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，嚴重時會造成停爐等事故。應(yīng)該說明的是，各種氣化用煤應(yīng)盡量就地取材，即使某些指標差一些，但如從生產(chǎn)的總成本來看合算，就不要舍近求遠去尋找煤源。（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時對CO2分解率大于60%的煤即可）。可以用褐煤（一般Mt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1400-1500C，對煤質(zhì)的要求不嚴，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，氣化裝置容易運轉(zhuǎn)。目前也可用灰分高達35%左右的褐煤作為氣化原料，氣化時用氧氣作汽化劑，生長以CO和H為主的粗煤氣。根據(jù)國外經(jīng)驗，（K_P）爐多采用褐煤和年輕煙煤2進行氣化。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，同時還生成一定的氣體燃料的固態(tài)殘渣。典型的煤直接液化工藝是德國在二次世界大戰(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。進入20世紀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入工業(yè)性試驗階段。由于直接液化方法尚未取得工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗，各國對液化用煤的要求標準還不一致。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)者認為高灰、高硫煤的價格低廉，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％，因為灰分過高會給整個工藝系統(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%、碳氫質(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，液化加氫時會消耗大量的氫變成水。高硫分煤在液化時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，以便于點燃。這些煤的火焰長，能使鍋爐在短時間內(nèi)達到額定產(chǎn)氣量，保證機車的行駛速度和牽引力。蒸汽機車用煤的灰分A應(yīng)小于24.00%,Q 就大于20.91MJ/Kg，由于蒸汽機d ner'ar車鍋爐的通風力強，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。蒸汽機車用煤對煤質(zhì)的要求詳見GB4063《蒸汽機車用煤質(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口隨熱風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60年代起開始對高爐噴吹無煙煤粉技術(shù)進行研究，現(xiàn)在這方面已達到國際先進水平。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)?，F(xiàn)在我國高爐噴吹年用煤量已達400萬噸，按置換比0.8計，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，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，便于高爐順利運行，使生鐵的質(zhì)量也有所提高。噴吹設(shè)備遠比煉焦設(shè)備簡單，其投資只相當于同等能力焦爐投資的20％-25％，加工煤粉的能耗也遠比煉焦工藝低得多，因而噴吹煤粉在設(shè)備投資、成本、運行、維護及節(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)喂料器送入球磨機進行研磨。粒度達到要求的煤粉（小于160目或小于200目）通過慣力傳送到旋風除塵器，粒度達不到要求的煤粉再重新進入球磨機進行研磨，粒度的大小是通過風力的大小來控制的。在球磨的同時，用鼓風機向球磨機內(nèi)吹入熱風以除去煤中的水分。煤粉從旋風除塵器的下部依次進入貯料倉和給料倉。從旋風除塵器上部跑出的煤粉再進入布袋塵器進行除塵，收集下來的煤粉從布袋除塵器的下部依次進入貯料倉和給料倉。最后用壓縮空氣（或氮氣）將煤粉從高爐的風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噴吹煙煤粉或無煙煤粉的混合噴吹技術(shù)，進一步擴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)濟效益和高爐的正常操作都有直接影響，一般認為，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。因為為了保持爐渣的脫硫能力，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，使高爐操作指標下降，同時降低生鐵產(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V較高時，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性較大，噴吹需在惰性氣體（一般為氮氣）中進行，設(shè)備相當復(fù)雜些，成本也略有增高，盡管近年來國內(nèi)外煙煤噴吹