太原理工大學(xué)-煤科學(xué)

MinhMarMadMfMinhMarMadMfProximateAnalysis/煤的工業(yè)分析：水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳Moisture：最高內(nèi)在水分MHC（moistureholdingcapacity)：一定的濕度和溫度下，內(nèi)在水分可以達到最大值。此時的內(nèi)在水分即稱為最高內(nèi)在水分。揮發(fā)分V(Volatilematter)、固定碳FC（fixedcarbon）：煤的揮發(fā)分是指煤在900℃揮發(fā)分不是煤的固有物質(zhì)，而是煤在特定溫度下的分解產(chǎn)物。在900℃作為煤分類指標時是要用干燥無灰基的揮發(fā)份產(chǎn)率Vdaf%表示FCad=100–(Mad+Aad+Vad)FCdaf=100–Vdaf煤的最高內(nèi)在水分MHC與揮發(fā)分Vdaf的關(guān)系煤中固定碳FC：煤在隔絕空氣下高溫熱解后殘存在焦渣中的以碳為主的有機部分。含有碳、氫、氧、氮等元素。礦物質(zhì)：原生礦物質(zhì)（1%~2%）、次生礦物質(zhì)和外來礦物質(zhì)灰Ash：Major：SiO2、Al2O3、CaO、MgO＞95%Therest：K2O、Na2O、SO3、P2O5、鐵磁性物質(zhì)Isimportant:灰熔點，熔渣粘度，流動性UltimateAnalysis（daf%）/煤的元素分析：C、H(<7%)、O(30%~1%)、N（0.5~3.0%）：2.5以下，Ndaf=0.3Hdaf、S（0.1~10%）：St=So+Sp+Ss+SeSp：團狀黃鐵礦一般可洗，極細的難除。So：有機硫典型煙煤的熱解Pyrolysisprocessoftypicalbituminous：煤的膠質(zhì)層指數(shù)Y：又稱煤的膠質(zhì)層最大厚度。Y值具有可加性?？梢詮膯蚊鹤畲蠛穸扔嬎愕脚涿鹤畲蠛穸?。煤的粘結(jié)指數(shù)G（cakingindex）：表征煙煤粘結(jié)性的一種指標。煤的奧壓膨脹度b（%）（Audiberts-Arnudilatation）：煤的結(jié)焦性指標、區(qū)分強粘結(jié)性煤的一個輔助指標。CoalFormedunderconditions：HighPressure、HighTemperature、OxygenPoorEnvironment煤的宏觀巖相組分：鏡煤（鏡質(zhì)組）、亮煤（三種組分）、暗煤（三種組分）、絲炭（絲質(zhì)體）鏡質(zhì)組Vitrinitemacerals：凝膠化作用，占50to90%量。惰質(zhì)組（絲質(zhì)體）inertinitemacerals：絲炭化作用殼質(zhì)組（穩(wěn)定組）Theliptinitemacerals：瀝青化作用

煤巖顯微組分在成煤過程中的變化：隨著煤化程度的增大，煤越年老，煤中小分子含量越低，抽提率越低。隨著煤化程度的增大，灰分、水分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、密度、C、H、O含量，含氧官能團、礦物質(zhì)含量、芳香度、煤中小分子含量、G值等的變化關(guān)系：灰分：水分：先降低→無煙煤→后增加內(nèi)表面積：先降低→無煙煤→后增加（與水含量有關(guān)）揮發(fā)分：先降低→無煙煤→后增加發(fā)熱量：先緩慢增大后顯著降低。從泥炭開始增大到焦煤時，然后開始降低，直到無煙煤（H的發(fā)熱量比C高3倍，無煙煤中H少）。密度：C:逐漸增加通過CO2吸收劑測定C含量H:逐漸降低→通過水吸收劑測定H含量O:逐漸降低→O含量高不利于長途運輸，因此需要提前脫水，但同時又存在運輸中負吸的問題（褐煤）N：與煤化程度沒有規(guī)律性關(guān)系通過開式法測定N含量 真密度：從褐煤到煙煤真密度變化不明顯，至無煙煤階段真密度隨煤化程度的加深而急劇增加。褐煤：1.28~1.42g/cm3，煙煤：1.27~1.33g/cm3，無煙煤：1.40~Odaf%脆度：煤化程度高度的煤和煤化程度低的煤的脆性都較?。恢械让夯潭鹊慕姑?、肥煤脆性較大；揮發(fā)性小于10%的無煙煤要比揮發(fā)分大的褐煤低。Odaf%含氧官能團：含量逐漸降低，礦物質(zhì)含量：與煤化度沒有直接關(guān)系。PM值（透光率）：逐漸增大芳香度Fa：逐漸增大 煤中小分子量：逐漸降低，縮合度逐漸增大煤中側(cè)鏈：逐漸減少，越年輕，側(cè)鏈越多。燃料比：煤中固定碳和揮發(fā)分之比稱為燃料比(fuelratio)，記為FCdaf/Vdaf。隨煤化程度的增大逐漸增大。（從褐煤到無煙煤）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、機械強度和可選性等。粘結(jié)性和結(jié)焦性：煤化程度最高和最低的煤，一般都沒有粘結(jié)性，膠質(zhì)層厚度也很小?；瘜W(xué)反應(yīng)性：煤的活性一般隨煤化程度加深而減弱熱穩(wěn)定性：又稱耐熱性。是指煤在高溫作用下保持原來粒度的性能。熱穩(wěn)定性的好壞，直接影響爐內(nèi)能否正常生產(chǎn)以及煤的氣化和燃燒效率。機械強度：是指塊煤受外力作用而破碎的難易程度。機械強度低的煤投入氣化爐時，容易碎成小塊和粉末，影響氣化爐正常操作。因此，氣化用煤必須具備較高的機械強度?？蛇x性：是指煤通過洗選，除去其中的夾矸和礦物質(zhì)的難易程度。與配煤相關(guān)的參數(shù)：膠質(zhì)層厚度、黏結(jié)性、膨脹壓力洗煤：煤炭洗選可脫除煤中50%－80%的灰分、30%－40%的全硫（或60%~80%的無機硫），燃用洗選煤可有效減少煙塵、SO2和NOx的排放，入洗1億t動力煤一般可減排60～70萬tSO2，去除矸石16Mt。煉焦用煤的基本要求：①揮發(fā)分、黏結(jié)性、結(jié)焦性，保證盡可能低的灰分、硫分、磷分的含量。煤先經(jīng)洗選，煉煤過程還要考慮膨脹壓力。②肥煤的黏結(jié)性最好，焦煤的結(jié)焦性最好。③煉焦煤：氣、肥、焦、瘦。非煉焦煤：可作為型煤或型煤的原料。無煙煤可做瘦化劑。煤的三種加工方式：焦化、氣化、液化的異同：1都是熱加工過程，但加熱程度不同；氣氛不同；都有熱解的過程，深度不同。2煤液化是活潑熱分解，在催化劑作用下，及時把H2加入，將裂解的小碎片穩(wěn)定下來；焦化是剩下的繼續(xù)縮聚；氣化是在熱分解的過程中，碎片與氣化劑作用。煤氣化：適用煤種塊煤、無粘結(jié)性、弱黏結(jié)性的無煙煤、焦炭、煙煤、亞煙煤?？商幚硭执?、灰分高的劣質(zhì)煤。高反應(yīng)性的、適宜于低階煤，如褐煤、亞煙煤等具有高水分、高灰分、高灰熔點的煤。幾乎所有煤中都可以使用；灰熔點需要低于1300℃，適于煙煤，不太適于褐煤、無煙煤；氣化：升高溫度、降低壓力，可使CO含量增加。煤非均相反應(yīng)包括幾個階段：外擴散→表面吸附→內(nèi)擴散→反應(yīng)→脫附→外擴散氣化發(fā)展方向：消除擴散，向動力學(xué)控制方向發(fā)展灰熔聚流化床：灰熔聚流化床粉煤氣化以碎煤為原料(<6-8mm)，以空氣、富氧或氧氣為氧化劑，水蒸汽或二氧化碳為氣化劑，在適當?shù)臍馑傧?，使床層中粉煤沸騰，床中物料強烈返混，氣固兩相充分混合，溫度均一，在部分燃燒產(chǎn)生的高溫（950-1100℃利用灰熔聚原理，實現(xiàn)選擇性排灰；提高了操作溫度，拓寬了適用煤種范圍。原理及特點：氣固流態(tài)化：適當氣速使煤沸騰流化、傳熱傳質(zhì)性能好、氣化強度高中心射流形成局部高溫區(qū)（1200-1300℃）：提高氣化強度、促使灰渣團聚；爐料炭含量高結(jié)渣風險小、爐溫提高煤種適應(yīng)性寬灰團聚成球，借助重量的差異與半焦有效地分離，排灰碳含量低（<10%）；飛灰經(jīng)過旋風除塵器捕集后返