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煤炭及煤化工基础知识学习材料

煤炭及煤化工基础知识(学习材料)

煤炭及煤化工基础知识

一、煤炭基础知识

人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿,把开采出来的煤矿产品称为煤炭。

我国古代曾称煤炭为石涅,或称石炭。

它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。

它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料,而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。

据统计,在我国能源生产和消费构成中,煤炭一直居于主导地位,1995年,生产占75.5%,消费占75.0%。

在国民经济中,工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。

随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用,煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。

可以预计,在未来相当长的时期内,煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。

(一)、煤的形成

煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。

这个转变过程叫做植物的成煤作用。

一般认为,成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。

前者主要是生物化学过程,后者是物理化学过程。

在泥炭化阶段,植物残骸既分解又化合,最后形成泥炭或腐泥。

泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸,其组成和植物的组成已经有很大的不同。

煤化阶段包含两个连续的过程:

第一个过程,在地热和压力的作用下,泥炭层发生压实、失水、肢

体老化、硬结等各种变化而成为褐煤。

褐煤的密度比泥炭大,在组成上也发生了显著的变化,碳含量相对增加,腐植酸含量减少,氧含量也减少。

因为煤是一种有机岩,所以这个过程又叫做成岩作用。

第二个过程,是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。

在这个过程中煤的性质发生变化,所以这个过程又叫做变质作用。

地壳继续下沉,褐煤的覆盖层也随之加厚。

在地热和静压力的作用下,褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水。

其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。

这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。

烟煤比褐煤碳含量增高,氧含量减少,腐植酸在烟煤中已经不存在了。

烟煤继续进行着变质作用。

由低变质程度向高变质程度变化。

从而出现了低变质程度的长焰烟、气煤,中等变质程度的肥煤、焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。

它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。

温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。

随着地层加深,地温升高,煤的变质程度就逐渐加深。

高温作用的时间愈长,煤的变质程度愈高,反之亦然。

在温度和时间的同时作用下,煤的变质过程基本上是化学变化过程。

在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的,包括脱水、脱羧、脱甲烷、脱氧和缩聚等。

压力也是煤形成过程中的一个重要因素。

随着煤化过程中气体的析出和压力的增高,反应速度会愈来愈馒,但却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化,能够减少低变质程度煤的孔隙率、水分和增加密度。

当地球处于不同地质年代,随着气候和地理环境的改变,生物也在不断地发展和演化。

就植物而言,从无生命一直发展到被子植物。

些植物在相应的地质年代中造成了大量的煤。

在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤期:

(1)古生代的石炭纪和二迭纪,成煤植物主要是袍子植物。

主要煤种为烟煤和无烟煤。

(2)中生代的株罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物。

主要煤种为褐煤和烟煤。

(3)新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物。

主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分年轻烟煤。

(二)、煤炭矿物原料特点

1、煤的物理性质

煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。

它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。

包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。

其中,除了比重和导电性需要在实验室测定外,其他根据肉眼观察就可以确定。

煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。

(1)颜色

是指新鲜煤表面的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。

呈褐色—黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。

(2)光泽

是指煤的表面在普通光下的反光能力。

一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。

煤化程度越高,光泽越强;矿物质含量越多,光泽越暗;风、

氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失。

(3)粉色

指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。

呈浅棕色—黑色。

一般是煤化程度越高,粉色越深。

(4)比重和容重

煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。

煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。

煤的容重是计算煤层储量的重要指标。

褐煤的容重一般为1.05,1.2,烟煤为1.2,1.4,无烟煤变化范围较大,可由1.35,1.8。

煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。

在矿物质含量相同的情况下,煤的比重随煤化程度的加深而增大。

(5)硬度

是指煤抵抗外来机械作用的能力。

根据外来机械力作用方式的不同,可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。

煤的硬度与煤化程度有关,褐煤和焦煤的硬度最小,约2,2.5;无烟煤的硬度最大,接近4。

(6)脆度

是煤受外力作用而破碎的程度。

成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。

在不同变质程度的煤中,长焰煤和气

煤的脆度较小,肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大,无烟煤的脆度最小。

(7)断口

是指煤受外力打击后形成的断面的形状。

在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。

煤的原始物质组成和煤化程度不同,断口形状各异。

(8)导电性

是指煤传导电流的能力,通常用电阻率来表示。

褐煤电阻率低。

褐煤向烟煤过渡时,电阻率剧增。

烟煤是不良导体,随着煤化程度增高,电阻率减小,至无烟煤时急剧下降,而具良好的导电性。

2、煤的化学组成

煤的化学组成很复杂,但归纳起来可分为有机质和无机质两大类,以有机质为主体。

煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。

其中,碳、氢、氧占有机质的95%以上。

此外,还有极少量的磷和其他元素。

煤中有机质的元素组成,随煤化程度的变化而有规律地变化。

一般来讲,煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低,氮的含量也稍有降低。

唯硫的含量则与煤的成因类型有关。

碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素,氧是助燃元素,三者构成了有机质的主体。

煤炭燃烧时,氮不产生热量,常以游离状态析出,但在高温条件下,一部分氮转变成氨及其他含氮化合物,可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。

硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。

含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体,不仅腐蚀金属设备,与空气中的水反应形成酸雨,污染环境,危害植物生产,而且将含有硫和

磷的煤用作冶金炼焦时,煤中的硫和磷大部分转入焦炭中,冶炼时又转入钢铁中,严重影响焦炭和钢铁质量,不利于钢铁的铸造和机械加工。

用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时,各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。

将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料,砷含量过高,会增加产品毒性,危及人民身体健康。

煤中的无机质主要是水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值,其中绝大多数是煤中的有害成分。

另外,还有一些稀有、分散和放射性元素,例如,锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀„„等,它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。

其中某些元素的含量,一旦达到工业品位或可综合利用时,就是重要的矿产资源。

(1)煤中的碳

一般认为,煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。

这些稠环的骨架是由碳元素构成的。

因此,碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。

同时,煤中还存在着少量的无机碳,主要来自碳酸盐类矿物,如石灰岩和方解石等。

碳含量随煤化度的升高而增加。

在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55,62,;成为褐煤以后碳含量就增加到60,76.5,;烟煤的碳含量为77,92.7,;一直到高变质的无烟煤,碳含量为88.98,。

个别煤化度更高的无烟煤,其碳含量多在90,以上,如北京、四望峰等地的无烟煤,碳含量高达95,98,。

因此,整个成煤过程,也可以说是增碳过程。

(2)煤中的氢

氢是煤中第二个重要的组成元素。

除有机氢外,在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。

它主要存在于矿物质的结晶水中,如高岭土(Al203•2Si02•2H2O)、石膏(CaS04•2H20)等都含有结晶水。

在煤的

整个变质过程中,随着煤化度的加深,氢含量逐渐减少,煤化度低的煤,氢含量大;煤化度高的煤,氢含量小。

总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。

尤其在无烟煤阶段就尤为明显。

当碳含量由92%增至98,时,氢含量则由2.1%降到1%以下。

通常是碳含量在80,86,之间时,氢含量最高。

即在烟煤的气煤、气肥煤段,氢含量能高达6.5,。

在碳含量为65,80,的褐煤和长焰煤段,氢含量多数小于6,。

但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。

(3)煤中的氧

氧是煤中第三个重要的组成元素。

它以有机和无机两种状态存在。

有机氧主要存在于含氧官能团,如羧基(--COOH),羟基(--OH)和甲氧基(--OCH3)等中;无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。

煤中有机氧随煤化度的加深而减少,甚至趋于消失。

褐煤在干燥无灰基碳含量小于70,时,其氧含量可高达20,以上。

烟煤碳含量在85,附近时,氧含量几乎都小于10,。

当无烟煤碳含量在92,以上时,其氧含量都降至5%以下。

(4)煤中的氮

煤中的氮含量比较少,一般约为0.5,3.0,。

氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。

煤中有机氮化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物,其原生物可能是动、植物脂肪。

植物中

的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮,而且相当稳定,在煤化过程中不发生变化,成为煤中保留的氮化物。

以蛋白质形态存在的氮,仅在泥炭和褐煤中发现,在烟煤很少,几乎没有发现。

煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。

它与氢含量的关系是,随氢含量的增高而增大。

(5)煤中的硫

煤中的硫分是有害杂质,它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气,危害动、植物生长及人类健康。

所以,硫分含量是评价煤质的重要指标之一。

煤中含硫量的多少,似与煤化度的深浅没有明显的关系,无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤,都存在着有机硫或多或少的煤。

煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。

在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层,煤中的硫含量就比较高,且大部分为有机硫。

根据煤中硫的赋存形态,一般分为有机硫和无机硫两大类。

各种形态的硫分的总和称为全硫分。

所谓有机硫,是指与煤的有机结构相结合的硫。

有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。

煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物,一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种,有时也有微量的单质硫。

硫化物硫主要以黄铁矿为主,其次为白铁矿、磁铁矿((Fe7S8)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。

硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4•2H20)为主,

也有少量的绿矾(FeSO4•7H20)等。

3、煤的工业分析

通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量,通过工业分析可以初步了解煤的性质,大致判断煤的种类和用途。

煤的工业分析也叫技术分析或实用分析,煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标也是评价煤质的基本依据,根据工业分析的各项测定结果可初步判断煤的性质、种类和各种煤的加工利用效果及其工业用途。

煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。

(1)水分

水分是指单位重量的煤中水的含量。

水分是一项重要的煤质指标、它在煤的基础理论研究和加工利用中都具有重要的作用。

煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。

一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。

煤中水分随煤的变质程度加深而呈规律性变化:

从泥炭、褐煤、烟煤、年轻无烟煤,水分逐渐减少,而从年轻无烟煤到年老无烟煤,水分又增加。

煤化程度越低,煤的内部表面积越大,水分含量越高。

煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有很大影响。

水分对煤的加工利用是有害物质,在煤的贮存过程中,它能加速风化、破裂,甚至自燃;在运输时,会增加运量,浪费运力,增加运费;炼焦时,消耗热量,降低炉温,延长炼焦时间,降低生产效率;燃烧时,降低有效发热量;在高寒地区的冬季,还会使煤冻结,造成装卸困难。

只有在压制煤砖和煤球时,需要适量的水分才能成型。

在锅炉燃烧中,水分高会影响燃烧稳定性和热传导;在炼焦工业中,水分高会降低焦炭产率,而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期;在煤炭贸

易上,煤的水分是一个重要的计质和计量指标。

在现代煤炭加工利用中,有时水分高反是一件好事,如煤中水分可作为加氢液化和加氢气化的供氢体。

在煤质分析中,煤的水分是进行不同基的煤质分析结果换算的基础数据。

(2)灰分

灰分是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。

它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。

煤中灰分是另一项在煤质特性和利用研究中起重要作用的指标。

在煤质研究中由于灰分与其他特性,如含碳量、发热量、结渣性、活性及可磨性等有程度不同的依赖关系,因此可以通过它来研究上述特性。

由于煤灰是煤中矿物质的衍生物,因此可以用它来算媒中矿物质含量。

此外,由于煤中灰分测定简单,而它在煤中的分布又不易均匀,因此在煤炭采样和制样方法研究中,一般都用它来评定方法的准确度和精密度。

在煤炭洗选工艺研究中,一般也以煤的灰分作为一项洗选效率指标。

在煤的燃烧和气化中,根据煤灰含量以及它的诸如熔点、粘度、导电性和化学组成等特性来预测燃烧和气化中可能出现的腐蚀、沾污、结渣问题,并据此进行炉型选择和煤灰渣利用研究。

灰分对煤的加工利用极为不利。

灰分越高,热效率越低;燃烧时,熔化的灰分还会在炉内结成炉渣,影响煤的气化和燃烧,同时造成排渣困难;炼焦时,全部转入焦炭,降低了焦炭的强度,严重影响焦炭质量。

煤灰成分十分复杂,成分不同直接影响到灰分的熔点。

灰熔点低的煤,燃烧和气化时,会给生产操作带来许多困难。

为此,在评价

煤的工业用途时,必须分析灰成分,测定灰熔点。

(3)挥发分

挥发分指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。

它是对煤进行分类的主要指标,并被用来初步确定煤的加工利用性质。

煤的挥发分产率与煤的变质程度有密切的关系。

随着变质程度的提高,煤的挥发分逐渐降低。

如煤化程度低的褐煤,挥发分产率为65%,,37,;变质阶段进人烟煤时,挥发分为55%,,10,;到达无烟煤阶段,挥发分就降到10%甚至3,以下。

因此,根据煤的挥发分产率可以大致判断煤的煤化程度。

在我国煤炭分类方案以及苏(原)、美、英、法、波和国际煤炭分类方案中都以挥发分作为第一分类指标。

根据挥发分产率和测定挥发分后的焦渣特征可以初步确定煤的加工利用途径。

如高挥发分煤,干馏时化学副产品产率高,适于作低温干馏或加氢液化的原料,也可作气化原料;挥发分适中的烟煤,粘结性较好,适于炼焦。

在配煤炼焦中,要用挥发分来确定配煤比,以将配煤的挥发分控制到适宜范围25%,31,。

根据挥发分可以估算炼焦时焦炭、煤气和焦油等产率。

在动力用煤中,可根据挥发分来选择特定的燃烧设备或特定设备的煤源。

在气化和液化工艺的条件选择上,挥发分也有重要的参考作用。

在环境保护中,挥发分还作为一个制定烟雾法令的依据。

此外、挥发分与其它媒质特性指标如发热量、碳和氢含量都有较好的相关关系。

利用挥发分可以计算煤的发热量和碳、氢、氯含量及焦油产率。

挥发分产率分为6级:

挥发分产率?

10.00为特低挥发分煤;>10.00,20.00为低挥发分煤;>20.00,28.00为中等挥发分

煤;>28.00,37.00为中高挥发分煤;>37.00,50.00为高挥发分煤;>50.00为特高挥发分煤。

(4)固定碳

测定煤的挥发分时,剩下的不挥发物称为焦渣,焦渣减去灰分称为固定碳。

它是煤中不挥发的固体可燃物,可以用计算方法算出。

固定碳是煤炭分类、燃烧和焦化中的一项重要指标,煤的固定碳随变质程度的加深而增加。

在煤的燃烧中,利用固定碳来计算燃烧设备的效率;在炼焦工业中,根据它来预计焦炭的产率。

焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系,因此,根据焦渣的外观特征,可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。

(5)煤质分析中“基”的定义

由于煤中水分和灰分的含量受到外界条件的影响,其它成分的百分量亦将随之变更,所以不能简单地用成分百分量来表明煤的种类和某些特性,而必须同时指明百分数的基准是什么。

“基”既是表示化验结果是以什么状态下的煤样为基础而得出的。

煤质分析中常用的“基”有空气干燥基、干燥基、收到基、干燥无灰基、干燥无矿物质基。

其定义如下:

a、空气干燥基:

以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。

表示符号为ad(airdrybasis)。

b、干燥基:

以假想无水状态的煤为基准。

表示符号为d(drybasis)。

c、收到基:

以收到状态的煤为基准。

表示符号为ar(asreceived)。

d、干燥无灰基:

以假想无水,无灰状态的煤为基准。

表示符号为:

daf(dryashfree)。

e、干燥无矿物质基:

以假无水、无矿物质状态的煤为基准。

表示符

号为dmmf(drymineralmatterfree)。

4、煤的工艺性质

为了提高煤的综合利用价值,必须了解、研究煤的工艺性质,以满足各方面对煤质的要求。

煤的工艺性质主要包括:

粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。

(1)粘结性和结焦性

粘结性是指煤在干馏过程中,由于煤中有机质分解,熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。

结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。

煤的粘结性是结焦性的必要条件,结焦性好的煤必须具有良好的粘结性,但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。

这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。

粘结性是进行煤的工业分类的主要指标,一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示,常称胶质层厚度。

胶质层越厚,粘结性越好。

测定粘结性和结焦性的方法很多,除胶质层测定法外,还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。

粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。

煤化程度最高和最低的煤,一般都没有粘结性,胶质层厚度也很小。

(2)发热量

是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量,亦称热值,常用106J/kg表示。

它是评价煤炭质量,尤其是评价动力用煤的重要指标。

国际市场上动力用煤以热值计价。

我国自1985年6月起,改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。

发热量主要与煤中的可燃元素

含量和煤化程度有关。

为便于比较耗煤量,在工业生产中,常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368×107J/kg的标准煤来进行计算。

(3)化学反应性

又称活性。

是指煤在一定温度下与二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反应能力。

它是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。

反应性强弱直接影响到耗煤量和煤气的有效成分。

煤的活性一般随煤化程度加深而减弱。

(4)热稳定性

又称耐热性。

是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。

它是评价气化用煤和动力用煤的又一项重要指标。

热稳定性的好坏,直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。

(5)透光率

指低煤化程度的煤(褐煤、长焰煤等),在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后,所得溶液对光的透过率称为透光率。

随着煤化程度加深,透光率逐渐加大。

因此,它是区别褐煤、长焰煤和气煤的重要指标。

(6)机械强度

是指块煤受外力作用而破碎的难易程度。

机械强度低的煤投入气化炉时,容易碎成小块和粉末,影响气化炉正常操作。

因此,气化用煤必须具备较高的机械强度。

(7)可选性

是指煤通过洗选,除去其中的夹矸和矿物质的难易程度。

(三)、用途与技术经济指标

1、煤的分类方法

随着社会的发展,科学的进步,煤的用途愈来愈广泛。

人们对煤的性质、组成结构和应用等方面的认识也越来越深入,逐渐发现各种煤炭既有相同的地方,又有不同的特性。

根据各种不同的需要,把各种不同的煤归纳和划分成性质相似的若干类别。

这样,就形成煤分类的概念。

针对不同的侧重点,煤的分类方法有:

(1)煤的成因分类:

成煤的原始物料和堆积环境分类,称为煤的成因分类。

(2)煤的科学分类:

煤的元素组成等基本性质分类,称为科学分类。

(3)煤的实用分类:

煤的实用分类又称煤的工业分类。

按煤的工艺性质和用途分类,称为实用分类。

中国煤分类和各主要工业国的煤炭分类均属于实用分类,以下详细介绍我国煤实用分类的情况。

根据煤的煤化度,将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。

又根据煤化度和工业利用的特点,将褐煤分成2个小类,无烟煤分成3个小类。

烟煤比较复杂,按挥发分分为4个档次,即Vdaf,10,20%、,20,28%、,28,37%和,37,,分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。

按粘结性可以分为5个或6个档次,即GR(I(为0,5,称不粘结或弱粘结煤;GR(I(,5,20,称弱粘结煤;GR(I(,20,50,称为中等偏弱粘结煤;GR(I(,50,65,称中等偏强粘结

煤;GR(I(,65,称强粘结煤。

在强粘结煤中,若y,25mm或b,150%(对于Vdaf,28%,的肥煤,b,220%)的煤,则称为特强粘结煤。

2、煤的工业分类

1958年,国家颁布了以炼焦用煤为主的分类方案,为工业部门合理使用煤炭资源创造了有利条件,但在实践中也出现了一些问题。

在认真分析研究和吸收国外先进分类方法的基础上,为了使各项分类的技术经济指标最能反映煤的质量特点,达到更加合理地利用煤炭资源的目的,1986年,国家重新颁布了从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准,将自然界中的煤划分为14大类,其中,褐煤和无烟煤又分别划分为2个和3个小类。

中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)是我国现行的煤炭分类国家标准。

(1)分类指标及其符号Vr为干燥无灰基挥发分(%);Hr为干燥无灰基氢含量(%);GR.I(简记G)为烟煤的粘结指数;Y为烟煤的胶质层最大厚度;PM为煤样的透光率(%);b为烟煤的奥亚膨胀度(%);Q-A.GNGW为煤的恒湿无灰基高位发热量(MJ/kg)。

(2)煤类的编码各类煤用两位阿拉伯数码表示。

10位表示煤的挥发分,个位数在无烟煤及褐煤表示煤化程度,在烟煤表示结粘性。

3、各煤类的主要特征和用途

(1)褐煤

褐煤(HM)它是煤化程度最低的煤。

其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化学反应性强、热稳定性差、发热量低,含有不同数量的腐殖酸。

多被用作燃料、气化或低温干馏的原料,也可用来

提取褐煤蜡、腐殖酸,制造磺化煤或活性炭。

一号褐煤还可以作农田、果园的有机肥料。

褐煤分为透光率Pm,30,的年轻褐煤和Pm,30,50,的年老褐煤两小类。

褐煤的特点为:

含水分大,密度较小,无粘结性,并含有不同数量的腐植酸,煤中氧含量高。

常达15,30%左右。

化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重。

存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。

发热量低,煤灰熔点也低,其灰中含有较多的CaO,而有较少的Al2O3。

(2)长焰煤

长焰煤(CY),它的挥发分含量很高,没有或只有很小的粘结性,胶质层厚度不超过5mm,易燃烧,燃烧时有很长的火焰,故得名长焰煤。

长焰煤是变质程度最低的一种烟煤,从无粘结性到弱粘结性的都有。

其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。

贮存时易风化碎裂。

煤化度较高的年老煤,加热时能产生一定量的胶质体。

单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭,但强度极差,粉焦率很高。

长焰煤可作为气化和低温干馏的原料,也可作民用和动力燃料。

(3)不粘煤

不粘煤(BN)。

不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。

它水分大,没有粘结性,加热时基本上不产生胶

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