煤炭分類與煤的工業(yè)利用課件

第六章煤炭分類與煤的工業(yè)利用第七章煤炭分類與煤的工業(yè)利用§1煤化指標與煤質分析一、煤級分析中的有關概念煤的工業(yè)分類即煤的分類主要是依據(jù)煤級，而煤級的劃分的依據(jù)是煤質指標，特別是一些關鍵的煤質指標。（一）煤質分析中的“基”“基”是表示化驗結果是以什么狀態(tài)下的煤樣為基礎而得出的，煤質分析中常用的“基”有空氣干燥基、干燥基、收到基、干燥無灰基、干燥無礦物質基。在新舊標準中，“基”采用的符號不同。

第七章§1煤化指標

與煤質分析干燥無礦物質基是指以假想無水、無礦物質狀態(tài)的煤為基準，表示符號為dmmf（drymineralmatterfree）。可以看出，新的“基”是用各英文名詞的開頭字母，以前“基”是用漢語拼音的字頭來表示。

第七章§1煤化指標

與煤質分析二、主要的煤化指標煤化指標是通過煤的工業(yè)分析獲得的。工業(yè)分析也叫技術分析或實用分析。包括煤中水分、灰分和揮發(fā)分的測定及固定碳的計算。

第七章§1煤化指標

與煤質分析1．水分水分是一項重要的煤質指標，它在煤的基礎理論研究和加工利用中都具有重要的作用。根據(jù)煤中水分隨煤的變質程度加深而呈規(guī)律性變化：從泥炭→褐煤→煙煤→年輕無煙煤，水分逐漸減少，而從年輕無煙煤→年老無煙煤，水分又增加。

第七章§1煤化指標

與煤質分析9煤中水分與煤的變質程度的關系煤種內在水分％煤種內在水分％煤種內在水分％煤種內在水分％泥炭5～25氣煤1～5瘦煤0.5～2.0年老無煙煤2～9.5褐煤5～25肥煤0.3～3貧煤0.5～2.5長焰煤3～12焦煤0.5～1.5無煙煤0.7～3

第七章§1煤化指標

與煤質分析（1）煤中水分的存在方式按結合狀態(tài)分為游離水和化合水（即結晶水）兩大類。游離水是以物理吸附或吸著方式與煤結合的水分?；纤且曰系姆绞酵褐械牡V物質結合的水，它是礦物晶格的一部分。如硫酸鈣（CaSO4?2H20）和高嶺土（Al2O3?2SiO2?2H2O）中的結合水。

第七章§1煤化指標

與煤質分析（2）煤中水的作用煤的水分對其加工利用、貿易和儲存運輸都有很大影響。一般來說水分高不是一件好事。在鍋爐燃燒中,水分高會影響燃燒穩(wěn)定性和熱傳導；在煉焦工業(yè)中，水分高會降低焦炭產率，而且由于水分大量蒸發(fā)帶走熱量而延長焦化周期；在煤炭貿易上，煤的水分是一個重要的計質和計量指標。

第七章§1煤化指標

與煤質分析它是煤中礦物質在一定條件下經一系列分解、化合等復雜反應而形成的，是煤中礦物質的衍生物。它在組成和質量上都不同于礦物質，但煤的灰分產率與礦物質含量間有一定的相關關系，可以用灰分來估算煤中礦物質含量。

第七章§1煤化指標

與煤質分析煤中礦物質來源一是“原生礦物質”即成煤植物中所含的無機元素；二是“次生礦物質”即煤形成過程中混入或與煤伴生的礦物質；三是“外來礦物質”即煤炭開采和加工處理中混入的礦物質。

第七章§1煤化指標

與煤質分析礦物質的主要成分煤中存在的礦物質主要包括粘土或頁巖，方解石（碳酸鈣）黃鐵礦或白鐵礦以及其他微量成分，如無機硫酸鹽、氯化物和氟化物等?；曳质橇怼椩诿嘿|特性和利用研究中起重要作用的指標。

第七章§1煤化指標

與煤質分析17

3）在煤的燃燒和氣化中，根據(jù)煤灰含量以及它的諸如熔點、粘度、導電性和化學組成等特性來預測燃燒和氣化中可能出現(xiàn)的腐蝕，沾污、結渣問題，并據(jù)此進行爐型選擇和煤灰渣利用研究。4）在煉焦工業(yè)中，要用煤的灰分量來預計焦炭中的灰分。5）在同一煤層的煤灰成分變化往往較小，而不同成煤時代的煤灰成分變化往往較大。

第七章§1煤化指標

與煤質分析3．揮發(fā)分煤樣在規(guī)定的條件下，隔絕空氣加熱，并進行水分校正后的揮發(fā)物質產率即為揮發(fā)分。煤的揮發(fā)分主要是由水分、碳氫的氧化物和碳氫化合物（以CH4為主）組成，但煤中物理吸附水（包括外在水和內在水）和礦物質二氧化碳不屬揮發(fā)分之列。18

第七章§1煤化指標

與煤質分析工業(yè)分析中測定的揮發(fā)分不是煤中原來固有的揮發(fā)性物質，而是煤在嚴格規(guī)定條件下加熱時的熱分解產物，改變任何試驗條件都會給測定結果帶來不同程序的影響。19

第七章§1煤化指標

與煤質分析煤的揮發(fā)分產率與煤的變質程度的關系比較密切的關系—隨著變質程度的加深，揮發(fā)分逐漸降低，因此根據(jù)煤的揮發(fā)分產率可以估計煤的種類。

在我國及前蘇聯(lián)、美國、英同、法國、波蘭和國際煤炭分類方案中，都以揮發(fā)分作為第一分類指標。21

第七章§1煤化指標

與煤質分析煤的揮發(fā)分與煤的變質程度的關系煤種泥炭褐煤煙煤無煙煤干燥無灰基揮發(fā)分，Vdaf，%7040～6010～50<1022

第七章§1煤化指標

與煤質分析揮發(fā)分的作用

1）根據(jù)揮發(fā)分產率和測定揮發(fā)分后的焦塊特性可以初步決定煤的加工利用途徑。

2）在配煤煉焦中，用揮發(fā)分來確定配煤比，以將混煤的揮發(fā)分控制到適宜范圍為25％～31％。23

第七章§1煤化指標

與煤質分析4．煤的鏡質體反射率

煤的鏡質體反射率測定方法:反射率是指垂直反射時，反射光強度和入射光強度的百分比值，—般用R表示。測定煤的鏡質體反射率是將已知反射率的標準片和煤樣(鏡質體）放在顯微鏡下，在一定強度的入射光中，它們反射出的微弱光流，通過光電倍增管轉變?yōu)殡娏鞑⒈环糯蟪奢^強的電信號，然后將電信號輸出并饋入到記錄裝置。25

第七章§1煤化指標

與煤質分析4．煤的鏡質體反射率

煤的鏡質體反射率測定方法:反射率是指垂直反射時，反射光強度和入射光強度的百分比值，—般用R表示。

測定煤的鏡質體反射率是將已知反射率的標準片和煤樣(鏡質體）放在顯微鏡下，在一定強度的入射光中，它們反射出的微弱光流，通過光電倍增管轉變?yōu)殡娏鞑⒈环糯蟪奢^強的電信號，然后將電信號輸出并饋入到記錄裝置。26

第七章§1煤化指標

與煤質分析三、煤的分類

既有科學依據(jù)，又有實用意義的煤炭分類方法是近70年來以煤化程度和煤在熱加工過程中所表現(xiàn)的特性為依據(jù)的技術分類法。

煤化程度以鏡質體平均反射率或揮發(fā)分產率為分類指標，煤在熱加工過程中所表現(xiàn)的工藝性質則以煤在受熱情況下的粘結性（或結焦性）和煤的發(fā)熱量為另一個分類指標。第七章§2煤的工業(yè)分類中國煤的分類

從1975年起，煤炭部和冶金部的生產、使用和科研單位經過近10年的共同研究，于1985年提出了“中國煤炭分類”國家標準，1986年由當時的國家標準局批準并發(fā)布。1.無煙煤

煤化程度最高的一類煤，揮發(fā)分低，含碳量最高，光澤強，硬度高，密度大，燃點高，無粘結性，燃燒時無煙，是較好的民用燃料。30第七章§2煤的工業(yè)分類無煙煤圖片無煙煤圖片無煙煤圖片2.貧煤

煙煤中煤化程度最高、揮發(fā)分最低而接近無煙煤的一類煤，國外也有稱之為半無煙煤。這種煤燃燒時火焰短，但熱值較高，無粘結性，加熱后不產生膠質體，不結焦，多做動力或民用燃燒使用。34第七章§2煤的工業(yè)分類貧煤3.貧瘦媒

在煙煤中煤化程度較高、揮發(fā)分較低的煤，受熱后只產生少量膠質體，粘結性較差，其性質介于貧煤和瘦煤間，大部分作為動力或民用燃料，少量用于制造煤氣。4.瘦煤

是煙煤中煤化程度較高、揮發(fā)分較低的一種，受熱后能產生一定數(shù)量膠質體；單種煤煉焦時能煉成熔融不好、耐磨強度差、塊度較大的焦炭，可作為煉焦配煤的原料，也可作為民用和動力燃料。36第七章§2煤的工業(yè)分類瘦煤5.焦煤

煙煤中煤化程度中等或偏高的一類煤，受熱后能產生熱穩(wěn)定性較好的膠質體，具有中等或較強的粘結性；單種煤煉焦時可煉成熔融好、塊度大、裂紋少、強度高而耐磨性又好的焦炭，是一種優(yōu)質的煉焦用煤。

6.1/3焦煤

中高揮發(fā)分，強粘結性煙煤，良好的煉焦配煤。38第七章§2煤的工業(yè)分類焦煤焦煤焦煤焦煤7.肥煤

是煤化程度中等的煙煤，在受熱到一定溫度時能產生較多的膠質體，有較強的粘結性，可粘結煤中一些惰性物質；用肥煤單獨煉焦時，能產生熔融良好的焦炭，但焦炭有較多的橫裂紋，焦根部分有蜂焦，因而其強度和耐磨性比焦煤稍差，是煉焦配煤中的重要組分，但不宜單獨使用。第七章§2煤的工業(yè)分類肥煤肥煤肥煤8.氣肥煤

高揮發(fā)性，粘結性煙煤，單獨煉焦產生大量氣體及液體產物。適于高溫干餾制煤氣，用于煉焦配煤可增加化工產品的產率。第七章§2煤的工業(yè)分類氣肥煤氣肥煤9.氣煤

是煤化程度較低、揮發(fā)分較高的煙煤，受熱后能生成一定量的膠質體，粘結性從弱到中等均有；單種煤煉焦時產生出的焦炭細長、易碎，并有較多的縱裂紋，焦炭強度和耐磨性均較差。在煉焦中能產生較多的煤氣、焦油和其他化學產品，多做為配煤煉焦使用，也是生產干餾煤氣的好原料。

50第七章§2煤的工業(yè)分類氣煤氣煤氣煤10.1/2中粘煤

中、高揮發(fā)性，中等粘結性煙煤，部分可煉出一定強度的焦炭，粉焦率高。用于煉焦配煤可配入適量，可作為氣化用煤火動力用煤。11.弱粘結煤

粘結性差的低、中煤級煙煤，加熱時產生的膠體少，單獨煉焦時焦炭塊度小，粉焦率很高?？勺鳛闅饣妹骸㈦姀S、機車和鍋爐用煤。第七章§2煤的工業(yè)分類12.不粘煤成煤時受一定程度氧化的低、中煤級煙煤，加熱時不產生膠質體，無粘接性，煤的水分高，氧含量高，有次生腐殖酸。13.長焰煤高揮發(fā)分低煤級煙煤，無至弱粘接性。第七章§2煤的工業(yè)分類長焰煤14.褐煤水分多、密度小、不粘結、含腐植酸、氧含量高，化學反應強，熱穩(wěn)定性差。第七章§2煤的工業(yè)分類褐煤褐煤§3煤的工業(yè)利用第七章煤炭分類與煤的工業(yè)利用我國能源以煤為主，約占70％，煤炭的消費構成大體如下：

火力發(fā)電31%，各種工業(yè)鍋爐31%，民用20%，煉焦8%，蒸汽機車4%，化工3%，出口3%。

不同部門對煤質的要求不同。61第七章§3煤的工業(yè)利用

1．煉焦用煤

焦炭用于煉鐵、鑄造、生產電石、氣化以及金屬的冶煉等。煉焦是在煉焦爐的炭化室內進行的。有較強的結焦性和粘結性；煤的灰分要低；煤的硫分要低；配煤的揮發(fā)分要合適；其他指標要求：如要求配煤總水分Mt在7%～10%之間。62第七章§3

煤的工業(yè)利用

2．氣化用煤

煤直接燃燒效率低，熱能利用率僅15%～18%，且污染大氣。我國每年燃燒煤炭，排入大氣的煙塵量達1200萬t，S02達1800萬t，占排入大氣污染物總量的60%～80%。煤的氣化是使煤與氧氣、空氣、水蒸氣等反應，生成含有CO、H2等可燃氣體的工藝過程，即把固態(tài)的煤變成可燃氣體的過程。

63第七章§3

煤的工業(yè)利用

3．液化用煤煤的液化就是將煤中的有機質轉化成液態(tài)產物的加工過程。

液化方法：即煤直接加氫液化；煤間接液化；煤的部分液化。

1）直接加氫液化實質就是煤在溶劑、催化劑和高壓氫存在的條件下，切斷煤的化學鍵，在鍵的斷裂處用氫來補充，使煤變成低分子量，含氫高的油和氣。64第七章§3

煤的工業(yè)利用

2）煤間接液化原理是先將煤氣化得原料氣(CO+H2)，然后在一定溫度和壓力下經催化合成，得到液態(tài)烴和液化石油氣。對煤質的要求與氣化爐有關。如移動床加壓氣化爐，要求用塊狀無煙煤或焦炭，粒度均勻，灰分低，灰熔點要高，抗碎強度高，熱穩(wěn)定性好，硫分低，水分低，揮發(fā)分要低。

65第七章§3

煤的工業(yè)利用

3）煤的部分液化

即低溫干餾法。要用含油率高的褐煤或高揮發(fā)分煙煤，如長焰煤、氣煤等。煤炭液化的主要產物

獲得液體燃料，如汽油、柴油、煤油等，也可將液態(tài)產物加工成無灰焦炭，用以制造電極、炭纖維、粘結劑、生產有機化工產品，煤液化的副產品煤氣可作為氣體燃料。66第七章§3

煤的工業(yè)利用

4．火力發(fā)電用煤我國約有30%的煤用于火力發(fā)電，年耗煤約4億多噸，是用煤大戶。影響電廠用煤指標主要有揮發(fā)分(Vdaf)、灰分(Ad)、水分(Mar)、硫分(St,d)、發(fā)熱量(Qnet,ar)、灰熔點(DT，ST，F(xiàn)T)等。67第七章§3

煤的工業(yè)利用

5.其他

鐵路機車用煤；船舶用煤；高爐噴吹用煤；燒結礦用煤；制活性炭用煤；制造電石用煤；制腐植酸用煤；提取褐煤蠟用煤；水泥工業(yè)用煤；陶瓷工業(yè)窯爐用煤；工業(yè)鍋爐的用途煤；生活用煤。68第七章§3

煤的工業(yè)利用

§4煤的洗選第七章煤炭分類與煤的工業(yè)利用1．選煤煤層形成時混入了各種礦物雜質，煤層開采時混入頂?shù)装寮皧A矸，運輸裝卸時又混入其他雜質，如水、木材、金屬、泥沙等雜物，這不符合用戶的要求。選煤就是利用煤與礦物雜質物理化學性質的不同，設法除去或減少煤中的礦物雜質，把煤分成不同質量和規(guī)格的產品，以適應不同用戶的要求。70第七章§4煤的洗選

2．煤可選性的評價方法

我國評價煤可選性的方法：是用±0.1鄰近密度物出率來評定煤的可選性，＜10％為極易選煤，10％～20％為易選煤，20％～30％為中等可選煤，30％～40％為難選煤，>40％為極難選煤。分選過程中，產物間污染最嚴重的是分選密度附近的物料，即分選密度高0.1和低0.1這一范圍內的產物，這種產物越多，煤越難選。

71第七章§4煤的洗選

2．煤可選性的評價方法

評價煤可選性時需要采煤樣5～l0t，進行篩分和浮沉試驗，并據(jù)其結果進行評價。采樣可在礦井下進行，如無礦井，可用打鉆孔的方法解決。（1）煤的篩