煤炭知识培训

1、煤炭知识培训主讲人:哈尔滨准格尔鸡西巧鲁木齐J神府淮北r1d/cr/香港r南海诸筋0 ( 哈尔滨准格尔鸡西巧鲁木齐J神府淮北r1d/cr/香港r南海诸筋0 ( C? XJ-?石嘴山矿区 TOC o 1-5 h z ?石嘴山市位于宁夏回族自治区北部，现已经探明的煤炭储量为24.13亿吨，全国12个煤种中石嘴山 市有门个，其中无烟煤 7.06亿吨，烟煤储量17.24 亿吨。煤田主要分布在石嘴山矿区、石炭井两大矿区。石嘴山市煤炭储量较大，煤质好，煤种比较齐全，被誉为”太西乌金”的太西煤是世界煤炭珍品，储量6.4亿吨，具有三低、六高”（低灰、 低硫、低磷，局发热量、图比电阻率、图机械强 度、高精煤回收

2、率、高块煤率、高化学活性）特 点O神府燥田?中国和世界特大煤田之一，是我国已探明的最大煤田，全区煤炭保有储量 235亿吨，开 发占用27亿吨，与俄罗斯的顿巴斯煤田 和库兹巴斯煤田，德国的鲁尔煤田，美国 的 波德河煤田和阿巴拉契亚煤田，波兰的西里西亚煤田并称世界七大煤田。煤田位于陕西省最北端神木、府谷两县境内入煤的工艺性质?粘结性和结焦性粘结性是指煤在干惚过程中，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 焦性是指煤在干憾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

3、 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、软化形成的蠹体露曩if示常称胶质层厚度。胶质层.发热量 TOC o 1-5 h z 煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。煤的发热量是煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主 要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经 济 价值愈大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。热量的表示单位主要有焦耳(J)、卡(cal) o其中 一千卡就是一大卡，而 1 MJ=239.1大卡。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

4、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.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.透光率：指低煤化程度的煤（褐煤、长焰煤,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

5、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，除去其中的夹肝和矿物质的难易程度三煤炭的主要种类按煤化程度分类（一）、褐煤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 憾的原料，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。（二）烟煤：燃烧时火焰高而有烟，故名烟煤1、长焰煤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。可作为气化和低温干惚的原料

6、，也可作民用或动力燃料。2、不粘煤它水分大，没有粘结性，加热时基本上不产 生 胶质体，燃烧时发热量较小，含有一定的次 生腐 殖酸。主要用作制造煤气和民用或动力燃 料。3、弱粘煤：水分大，粘结性较弱，挥发分较高，加热时能产生较少的胶质体，能单独结焦，但结成的焦块小而易碎，粉焦率高。这 种 煤主要用作气化原料和动力燃料。4、 1/2中粘煤：它具有中等粘结性和中高挥发分。可以作为配煤炼焦的原料，也可以作 为气 花帘煤和动力舷疯。5、气煤：挥发分高，胶质层较厚，热稳定性 差。能单独结焦，但炼出的焦炭细长易碎， 收缩率 大，且纵裂纹多，抗碎和耐磨性较差。 故只能 用作配煤炼焦，还可用来炼油、制造 履气、

7、生 产氮肥簸冷动力04o6、气肥煤：它的挥发分和粘结性都很高，结 焦 性介于气煤和肥煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学物质。最适合高温干惚制造煤气，更是配煤炼焦的好原料。7、肥煤：具有很好的粘结性和中等及中高等挥发分，加热时能产生大量的胶质体，形成 大于 25mm的胶质层，结焦性最强。用这种 煤来炼 焦，可以炼出熔融性和耐磨性都很好 的焦炭， 但这种焦炭横裂纹多，且焦根部分 常有蜂焦，易碎成小块。由于粘结性强，因 止匕，它是配煤 炼焦中的主要成分。8、 1/3焦煤：它是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤，具有很强的粘结性和中高等挥发分，单独用来炼焦时，可以形成熔融 性良好、强度 较大的

8、焦炭。因此，它是良 好的配煤炼焦的基 础煤。9、焦煤：具有中低等挥发分和中高等粘结性，加热时可形成稳定性很好的胶质体，单独用来炼焦，能形成结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易破碎的 焦炭。但因其膨 胀压力大，易造成推焦困 难，损坏炉体，故一 般都作为炼焦配煤使用。10、瘦煤：具有较低挥发分和中等粘结性。单独炼焦时，能形成块度大、裂纹少、抗碎强 度较 好，但耐磨性较差的焦炭。因此，用它 加入配 煤炼焦，可以增加焦炭的块度和强度。11、贫瘦煤：挥发分低，粘结性较弱，结焦性 较 差。单独炼焦时，生成的焦粉很多。但它能起到瘦化剂的作用。故可作炼焦配煤使用，同时，也是民用和动力的好燃料。12

9、、贫煤：具有一定的挥发分，加热时不产生 胶 质体，没有粘结性或只有微弱的粘结性，燃烧火焰短，炼焦时不结焦。主要用于动力和民用燃料。在缺乏瘦料的地区，也可充当配煤炼焦的瘦化剂。（三）、无烟煤它是煤化程度最高的煤。挥发分低、比 重 大、硬度高、燃烧时烟少火苗短、火力强。 通 常作民用和动力燃料。质量好的无烟煤可 作气 化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料，以及制造电石、电极和炭素材料等。（四）褐煤、烟煤、无烟煤的区别：挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤 的 变质程度由小到大。如褐煤一般为 40? 60%, 烟煤一般为10? 50%,高变质的无烟煤则小于10%o

10、按主要用途分类（一）动力煤从广义上来讲，凡是以发电、机车推进、 锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。动力用煤就类别来说，主要有褐煤、长焰 煤、不粘结煤、气煤以及少量的无烟 煤。劣质 煤主要指对锅炉运行不利的多灰分（大于40%）低热值（小于15.73兆焦/千克） 的烟 煤、低挥发分（小于10%）的无烟煤、水分高 热值低的褐煤以及高硫（大于 2%）煤 等。二）电煤：顾名思义就是用来发电的煤！发电用煤的质量要求：电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广，它既可以设计成燃用 高挥发分 的褐煤,也可设计成燃用低挥发 分的无烟煤。 但对一台已安装使用的锅炉 来讲，不可能燃 用各种挥发分

11、的 煤炭，因 为它受到喷燃器型式 和炉膛结构的限制。（三）喷吹煤：用于高炉喷吹的煤高炉煤粉喷吹技术的发展路径为：起初全部采用无烟煤做喷吹燃料，因为喷吹替代焦炭主要用到的是煤炭中的固定碳元素，100麻用无烟煤喷 吹正好迎合 了这样的需求和想法。后来，由于无烟煤供给的有限性及其原煤储量不断减少，市场价格 也逐渐攀升，采 用更廉价、蕴藏更丰富的长焰煤与 无烟煤混合喷吹成 为钢铁企业进一步降低冶炼成本的追求目标。经过许多研究和试验，在混合煤炭磨 粉及喷吹过程中采用氮 气惰化技术，从而为系统增 加安全性、防止煤粉爆， 是取得混合喷吹的关键技 术。氮气保护系统的试验成 功使烟煤作为喷吹燃料 进入实质阶段

12、近年来，根据各厂系统运转的不同状况，北 方多数钢厂已经将烟煤混合的比例提高到30%-50%之间，而且烟煤喷吹的加入可以 活化高炉 还原气氛，为高炉还原铁提供更多的氢元素。再后来也就是最近两年，由于无 烟煤资源的再 度紧缺，贫瘦洗精煤也逐渐走 入市场，南方武 钢、马钢等钢厂将三种煤的混合比例一度稳定 在1: 1: 1,且取得了较 好的经济效应。可以 预见，未来作为节约成 本的关键技术，采用三 种煤炭资源混合喷吹，是发展方向。（四）焦炭烟煤在隔绝空气的条件下，加热到 950?1050 C,经过干燥、热解、熔融、粘结、固 企 收绸等段最终制成焦炭，这一过程叫可温炼焦_1图温干乂留）o由高温炼焦得到的

13、 焦聚用 于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。钛、铸、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替 木 炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金 史上 的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具 有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）夕卜，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化 工 气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好

14、 ，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。四、煤的工业分析煤的工业分析又叫技术分析或实用分析， 是评价煤的基本依据。它包括煤的水分、 灰 分、挥发分产率和固定碳四个项目的测定。通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。有时也将上述四个测定项 目 叫做半工业分析，再加上煤的发热量和 煤中 全硫的测定，则称为全工业分析。（一）常用的符号和基准表1分析试验项目及符号水分灰分挥发 分固定 碳发热 M矿物 质MA VFCQMMC、HC、H、0、N、称为代表符号。volatile fixed quantity of mineral compound car

15、bon produced matter heatmoisture ash1、收到基(ar)就其含义而言，是从收到的一批煤样中取出具有代表性的煤样，以此种状态的煤样测定的结果并以此基表7F的值，称为收到基。2、空气干燥基(ad )是指煤样所处环境与水蒸气压达到平衡时 的 煤样。在新标准中规定：煤样若在空气 中连 续干燥1小时后质量变化不超过 0.10%,则认 为达到空气干燥状态Q3、干基(d)以无水状态的煤样为标准的分析结果表示方法。4、干燥无灰基(daf)它是以假想的无水无灰状态的煤为基准的分 析结果表示方法。（二）水分的测定?煤的水分是评价煤炭经济价值的最基本的指标。因为煤中水分含量越多，煤

16、的无用成分也越多，同时有大量水分存在，不仅 煤的有 用成分减少，而且它在煤燃烧时要 吸收大量 的热成为水蒸汽蒸发掉。所以煤的水分越低越好。煤中水分的存在形态?分为两类：化合水、游离水 1 ?化合水：高岭土以化合方式和煤中矿物质结合的水, 即通常所说的结晶水，例如硫酸钙高岭土(CaSCk2H20(Al203.2Si04.2H20)中的结晶水。结晶水要 在200C以上才能分解析出。2?游离水：以物理状态（如附着、吸附等形式）和 煤结合 的水。根据存在的不同结构状态，分为以下两种 ：外在水分（Mf ）是指煤在开采、运输、储存和洗选过程中润湿在煤的外表及大毛细孔中的水分。内在水分（Minh ）内在水分

17、是指吸附或凝聚在煤粒内部的小毛细孔中的水分。这部分水分较难蒸发。Mt式中堆一一煤样的全水分；m -煤样的质量，g;加1煤样干燥后减轻的质量，go（三）灰分的测定?煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质（除水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，经一系列复杂化学反应以后所剩下的残渣，用符号A表示。?灰分全部来自矿物质，但其组成和数量又不同于煤中原有矿物质，因此煤的灰分应 分产率”。称为“灰测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以 及确定其使用价值也有重要意义?因为煤中灰分是有害物质，所以各种用途的煤，灰分越低也就越好。虽然煤灰是煤 中有害 物，但进行综合利用后，也会变废 为宝，为国 家创造财富的。

18、A - m ad m式中m- 试料的质量，g;m灼烧后残渣质量，go（四）挥发分的测定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 化程度 有密切关系，煤化程度越低，挥发分越高， 随着煤化 程度加深，挥发分逐渐降低。将煤放在与空气隔绝的容器内，在高温下 经一定 时间加热后，煤中的有机质和部分矿 物质分解为气体 释出，由减小的质量再减去 水的质量即为煤的挥发分。vdvddU一陆 1式中m 试料的质量，g;ml样品加热后减少的质量）go（五）固定碳的计算固定碳一是指除去水分、灰分和挥发 分后 的残留物，用符

19、号FQd表示。固定碳的化学组分，主要是C元素，另 外 还有一定数量的H、0、N、S等,其它元素。FCad=oo% FCad=oo% - % - AadFCQ = 100%-&| 岭fc in=100%- i/daf（六）发热量的测定（1）弹筒发热量Qb是指单位质量的煤样在量热计和弹筒 内，在过量的高压氧气条件下（初始压力为27? 35大气压）燃烧后产生的热量，也 就 是用弹筒量热计实测出的热量。煤中原有的水和氢元素燃烧生成的水冷 凝在弹筒中，氮被氧化为 N02或N2O5，硫 被氧化为S03,它们溶于水也会产生热量。因此煤在弹筒中燃烧要比在空气中燃烧时产生的热量多，所以又称为“最高发热 量”。(2)高位发热量Qgr高位发热量是指煤在大气中燃烧时产生的热量，此时煤中的硫只生成 SO?,氮是游 离状 态 ,水呈液态冷凝(常温约25C) oQgr,ad Qgr,ad Qb,ad -?5At,ad + Qb,ad ）egr； ad空气干燥基煤的高位发热量，j/g ; 0b,ad一空气干燥基煤的弹筒发热量，J/g； St,ad空气干燥基煤的全硫含量；95 煤中每1