第六章_煤炭分类与煤的工业利用

1、第六章第六章煤炭分类与煤的工业利用煤炭分类与煤的工业利用第七章第七章 煤炭分类与煤的工业利用煤炭分类与煤的工业利用一、煤级分析中的有关概念一、煤级分析中的有关概念煤的工业分类即煤的分类主要是依据煤级，而煤的工业分类即煤的分类主要是依据煤级，而煤级的划分的依据是煤质指标，特别是一些关键的煤级的划分的依据是煤质指标，特别是一些关键的煤质指标。煤质指标。 （一）煤质分析中的（一）煤质分析中的“基基” “ “基基”是表示化验结果是以什么状态下的煤样是表示化验结果是以什么状态下的煤样为基础而得出的，煤质分析中常用的为基础而得出的，煤质分析中常用的“基基”有空气有空气干燥基、干燥基、收到基、干燥无灰基、干

2、燥无矿干燥基、干燥基、收到基、干燥无灰基、干燥无矿物质基。在新旧标准中，物质基。在新旧标准中，“基基”采用的符号不同。采用的符号不同。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析空气干燥基空气干燥基ad；干燥基；干燥基d；收到基；收到基ar；干燥无灰；干燥无灰基基daf；干燥无矿物质基；干燥无矿物质基dmmf空气干燥基空气干燥基是指以与空气湿度达到平衡状态的是指以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准，表示符号为煤为基准，表示符号为ad（air dry basis）干燥基干燥基是指以假想无水状态的煤为基准，表示是指以假想无水状态的煤为基准，表示符号为符号为d（dry basis）；）；收到基收到基是指以收到状

3、态的煤为基准，表示符号是指以收到状态的煤为基准，表示符号为为ar（as received）；）；干燥无灰基干燥无灰基是指以假想无水、无灰状态的煤为是指以假想无水、无灰状态的煤为基准，表示符号为基准，表示符号为daf（dry ash free）；）； 第七章 1 煤化指标 与煤质分析干燥无矿物质基干燥无矿物质基是指以假想无水、无矿物质状是指以假想无水、无矿物质状态的煤为基准，表示符号为态的煤为基准，表示符号为dmmf（dry mineral matter free）。）。可以看出，新的可以看出，新的“基基”是用各英文名词的开头是用各英文名词的开头字母，以前字母，以前“基基”是用汉语拼音的字头来表

4、示。是用汉语拼音的字头来表示。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析二、主要的煤化指标二、主要的煤化指标煤化指标是通过煤的工业分析获得的。工业分煤化指标是通过煤的工业分析获得的。工业分析也叫技术分析或实用分析。析也叫技术分析或实用分析。包括煤中水分、灰分和挥发分的测定及固定碳包括煤中水分、灰分和挥发分的测定及固定碳的计算。的计算。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析1 1水分水分水分是一项重要的煤质指标，它在煤的基础理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。论研究和加工利用中都具有重要的作用。根据煤中水分随煤的变质程度加深而呈规律性根据煤中水分随煤的变质程度加深而

5、呈规律性变化：从泥炭变化：从泥炭褐煤褐煤烟煤烟煤年轻无烟煤，水分逐年轻无烟煤，水分逐渐减少，而从年轻无烟煤渐减少，而从年轻无烟煤年老无烟煤，水分又增年老无烟煤，水分又增加。加。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析因此可以由煤的水分含量来大致推断煤的变质因此可以由煤的水分含量来大致推断煤的变质程度。许多国家还将它和发热量相结合，利用一项程度。许多国家还将它和发热量相结合，利用一项叫做叫做“含水无灰基发热量含水无灰基发热量”的指标等进行年轻煤的的指标等进行年轻煤的细分类。细分类。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析9煤中水分与煤的变质程度的关系煤种内在水分煤种内在水分煤种内在水分煤种内在水分泥炭525

6、气煤15瘦煤0.52.0年老无烟煤29.5褐煤525肥煤0.33贫煤0.52.5长焰煤312焦煤 0.51.5 无烟煤0.73 第七章 1 煤化指标 与煤质分析（1 1）煤中水分的存在方式）煤中水分的存在方式按结合状态分为游离水和化合水（即结晶水）按结合状态分为游离水和化合水（即结晶水）两大类。两大类。游离水是以物理吸附或吸着方式与煤结合的水游离水是以物理吸附或吸着方式与煤结合的水分。分。化合水是以化合的方式同煤中的矿物质结合的化合水是以化合的方式同煤中的矿物质结合的水，它是矿物晶格的一部分。如硫酸钙（水，它是矿物晶格的一部分。如硫酸钙（CaSO4?2H20）和高岭土（）和高岭土（Al2O3?

7、2SiO2?2H2O）中的结合水。）中的结合水。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析（2 2）煤中水的作用）煤中水的作用煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有很大影响。一般来说水分高不是一件好事。很大影响。一般来说水分高不是一件好事。在锅炉燃烧中在锅炉燃烧中, ,水分高会影响燃烧稳定性和热传水分高会影响燃烧稳定性和热传导；导；在炼焦工业中，水分高会降低焦炭产率，而且在炼焦工业中，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；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在煤炭贸易上，煤的水分是一个重要

8、的计质和计量指标。计量指标。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析2 2灰分灰分煤的矿物质是赋存于煤中的无机物质。煤的灰煤的矿物质是赋存于煤中的无机物质。煤的灰分不是煤中的固有成分，而是煤在规定条件下完全分不是煤中的固有成分，而是煤在规定条件下完全燃烧后的残留物。燃烧后的残留物。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析它是煤中矿物质在一定条件下经一系列分解、它是煤中矿物质在一定条件下经一系列分解、化合等复杂反应而形成的，是煤中矿物质的衍生物。化合等复杂反应而形成的，是煤中矿物质的衍生物。它在组成和质量上都不同于矿物质，但煤的灰它在组成和质量上都不同于矿物质，但煤的灰分产率与矿物质含量间有一定的相关关系，

9、可以用分产率与矿物质含量间有一定的相关关系，可以用灰分来估算煤中矿物质含量灰分来估算煤中矿物质含量。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析煤中矿物质来源煤中矿物质来源一是一是“原生矿物质原生矿物质”即成煤植物中所含的无机即成煤植物中所含的无机元素；元素；二是二是“次生矿物质次生矿物质”即煤形成过程中混入或与即煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质；煤伴生的矿物质；三是三是“外来矿物质外来矿物质”即煤炭开采和加工处理中即煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。混入的矿物质。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析矿物质的主要成分矿物质的主要成分煤中存在的矿物质主要包括粘土或页岩，方解煤中存在的矿物质主要包括粘土或页

10、岩，方解石（碳酸钙）黄铁矿或白铁矿以及其他微量成分，石（碳酸钙）黄铁矿或白铁矿以及其他微量成分，如无机硫酸盐、氯化物和氟化物等。如无机硫酸盐、氯化物和氟化物等。灰分是另灰分是另项在煤质特性和利用研究中起重要项在煤质特性和利用研究中起重要作用的指标。作用的指标。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析16煤中灰分的用途煤中灰分的用途1 1）在煤质研究中由于灰分与其他特性，如）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程度不同的依赖关系，因此可以通过它来研究上述特性。上述特性。 2 2）由于煤

11、灰是煤中矿物质的衍生物，因此）由于煤灰是煤中矿物质的衍生物，因此可以用它来算煤中矿物质含量。可以用它来算煤中矿物质含量。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析173 3）在煤的燃烧和气化中，根据煤灰含量以及它）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。据此进行炉型选择和煤灰渣利用研究。 4 4）在炼焦工业中，要用煤的灰分量来预计焦炭）在炼焦工业中，要用煤的灰分量来预计焦炭中的灰分。中的灰

12、分。 5 5）在同一煤层的煤灰成分变化往往较小，而不）在同一煤层的煤灰成分变化往往较小，而不同成煤时代的煤灰成分变化往往较大。同成煤时代的煤灰成分变化往往较大。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析 3 3挥发分挥发分 煤样在规定的条件下，隔绝空气加热，煤样在规定的条件下，隔绝空气加热，并进行水分校正后的挥发物质产率即为挥发并进行水分校正后的挥发物质产率即为挥发分。分。煤的挥发分主要是由水分、碳氢的氧化煤的挥发分主要是由水分、碳氢的氧化物和碳氢化合物（以物和碳氢化合物（以CHCH4 4为主）组成，但煤为主）组成，但煤中物理吸附水（包括外在水和内在水）和矿中物理吸附水（包括外在水和内在水）和矿物质二

13、氧化碳不属挥发分之列。物质二氧化碳不属挥发分之列。18 第七章 1 煤化指标 与煤质分析工业分析中测定的挥发分不是煤中原来工业分析中测定的挥发分不是煤中原来固有的挥发性物质，而是煤在严格规定条件固有的挥发性物质，而是煤在严格规定条件下加热时的热分解产物，改变任何试验条件下加热时的热分解产物，改变任何试验条件都会给测定结果带来不同程序的影响。都会给测定结果带来不同程序的影响。 19 第七章 1 煤化指标 与煤质分析20影响挥发分测定结果的主要因素影响挥发分测定结果的主要因素是加热温度、加热时间、加热速度，此外试是加热温度、加热时间、加热速度，此外试验设备的型式和大小，试样容器的材质、形状和验设备

14、的型式和大小，试样容器的材质、形状和尺寸以及容器的支架都会影响测定结果，即测定尺寸以及容器的支架都会影响测定结果，即测定结果取决于所规定的试验条件，因此说它是一个结果取决于所规定的试验条件，因此说它是一个规范性很强的试验项目。规范性很强的试验项目。 第七章 1 煤化指标 与煤质分析煤的挥发分产率与煤的变质程度的关系煤的挥发分产率与煤的变质程度的关系比较密切的关系比较密切的关系随着变质程度的加深，随着变质程度的加深，挥发分逐渐降低，因此根据煤的挥发分产率挥发分逐渐降低，因此根据煤的挥发分产率可以估计煤的种类。可以估计煤的种类。 在我国及前苏联、美国、英同、法国、波兰和国际煤炭分类方案中，都以挥发

15、分作为第一分类指标。21 第七章 1 煤化指标 与煤质分析煤的挥发分与煤的变质程度的关系煤的挥发分与煤的变质程度的关系煤种泥炭褐煤烟煤无烟煤干燥无灰基挥发分，Vdaf，%70406010504040为极难选煤。分选过为极难选煤。分选过程中，产物间污染最严重的是分选密度附近的物程中，产物间污染最严重的是分选密度附近的物料，即分选密度高料，即分选密度高0.10.1和低和低0.10.1这一范围内的产物，这一范围内的产物，这种产物越多，煤越难选。这种产物越多，煤越难选。 714 2 2煤可选性的评价方法煤可选性的评价方法 评价煤可选性时需要采煤样评价煤可选性时需要采煤样5 5l0tl0t，进行筛，进行

16、筛分和浮沉试验，并据其结果进行评价。采样可在分和浮沉试验，并据其结果进行评价。采样可在矿井下进行，如无矿井，可用打钻孔的方法解决。矿井下进行，如无矿井，可用打钻孔的方法解决。 （1 1）煤的筛分试验）煤的筛分试验把原煤样用不同筛子进行筛分，研究各种粒把原煤样用不同筛子进行筛分，研究各种粒度的产率和质量。度的产率和质量。724 010203040506070809010020406080100120140160煤样筛级粒度/mm各粒度级筛上累计重量/%图 7-2 筛分试验曲线4 （2 2）煤的浮沉试验）煤的浮沉试验 煤的浮沉试验是按筛分所得各粒级分别进行煤的浮沉试验是按筛分所得各粒级分别进行的，

17、也可把几个粒级混合在一起进行，如的，也可把几个粒级混合在一起进行，如 500.5mm级等。浮沉试验的目的是了解不同密度级级等。浮沉试验的目的是了解不同密度级的产率和质量，以确定煤可选性的好坏，并作为的产率和质量，以确定煤可选性的好坏，并作为洗煤厂生产设计的依据洗煤厂生产设计的依据 744 图图7-3 7-3 可选性曲线可选性曲线1009080706050403020101020304050607080901001020304050607080901002.1 2.0 1.91.8 1.7 1.61.5 1.41.30AB灰分Ad/%沉物产率n%浮物产率n%密度/kgL-1CD4 3.3.影响煤

18、可选性的因素影响煤可选性的因素 （1 1）煤中矿物的成分、颗粒大小、数量及分）煤中矿物的成分、颗粒大小、数量及分布特点对煤的可选性影响很大。如果矿物呈结核布特点对煤的可选性影响很大。如果矿物呈结核状、团块状、粒度大，尤其是黄铁矿、菱铁矿的状、团块状、粒度大，尤其是黄铁矿、菱铁矿的密度大、则易选出；如果矿物呈细分散状散布煤密度大、则易选出；如果矿物呈细分散状散布煤中，粒度小，尤其是细分散状粘土矿物，如其泥中，粒度小，尤其是细分散状粘土矿物，如其泥化性强，易形成悬浊液，则煤难选。化性强，易形成悬浊液，则煤难选。 764 （2 2）煤岩组成也影响煤的可选性。镜煤、）煤岩组成也影响煤的可选性。镜煤、亮煤多的煤，一般易选，而暗煤、丝炭多的煤亮煤多的煤，一般易选，而暗煤