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(zhì)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(zhì)指標，特別是一些關鍵的煤質(zhì)指標。（一）煤質(zhì)分析中的“基”“基”是表示化驗結(jié)果是以什么狀態(tài)下的煤樣為基礎而得出的，煤質(zhì)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(zhì)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(zhì)分析干燥無礦物質(zhì)基是指以假想無水、無礦物質(zhì)狀態(tài)的煤為基準，表示符號為dmmf（drymineralmatterfree）?？梢钥闯觯碌摹盎笔怯酶饔⑽拿~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(zhì)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?qū)嵱梅治?。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(zhì)分析1．水分水分是一項重要的煤質(zhì)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(zhì)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(zhì)分析9煤中水分與煤的變質(zhì)程度的關系煤種內(nèi)在水分％煤種內(nèi)在水分％煤種內(nèi)在水分％煤種內(nèi)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(zhì)分析（1）煤中水分的存在方式按結(jié)合狀態(tài)分為游離水和化合水（即結(jié)晶水）兩大類。游離水是以物理吸附或吸著方式與煤結(jié)合的水分。化合水是以化合的方式同煤中的礦物質(zhì)結(jié)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(jié)合水。

第七章§1煤化指標

與煤質(zhì)分析（2）煤中水的作用煤的水分對其加工利用、貿(mào)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(chǎn)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(mào)易上，煤的水分是一個重要的計質(zhì)和計量指標。

第七章§1煤化指標

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

第七章§1煤化指標

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

第七章§1煤化指標

與煤質(zhì)分析礦物質(zhì)的主要成分煤中存在的礦物質(zhì)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。灰分是另—項在煤質(zhì)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(zhì)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(jié)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(zhì)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(zhì)產(chǎn)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(nèi)在水）和礦物質(zhì)二氧化碳不屬揮發(fā)分之列。18

第七章§1煤化指標

與煤質(zhì)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(zhì)，而是煤在嚴格規(guī)定條件下加熱時的熱分解產(chǎn)物，改變?nèi)魏卧囼灄l件都會給測定結(jié)果帶來不同程序的影響。19

第七章§1煤化指標

與煤質(zhì)分析煤的揮發(fā)分產(chǎn)率與煤的變質(zhì)程度的關系比較密切的關系—隨著變質(zhì)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(chǎn)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(zhì)分析煤的揮發(fā)分與煤的變質(zhì)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(zhì)分析揮發(fā)分的作用

1）根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率和測定揮發(fā)分后的焦塊特性可以初步?jīng)Q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(zhì)分析4．煤的鏡質(zhì)體反射率

煤的鏡質(zhì)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(zhì)體反射率是將已知反射率的標準片和煤樣(鏡質(zhì)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(zhuǎn)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(zhì)分析4．煤的鏡質(zhì)體反射率

煤的鏡質(zhì)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(zhì)體反射率是將已知反射率的標準片和煤樣(鏡質(zhì)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(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)體平均反射率或揮發(fā)分產(chǎn)率為分類指標，煤在熱加工過程中所表現(xiàn)的工藝性質(zhì)則以煤在受熱情況下的粘結(jié)性（或結(jié)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(chǎn)、使用和科研單位經(jīng)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(jié)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(jié)性，加熱后不產(chǎn)生膠質(zhì)體，不結(jié)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(chǎn)生少量膠質(zhì)體，粘結(jié)性較差，其性質(zhì)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(chǎn)生一定數(shù)量膠質(zhì)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(chǎn)生熱穩(wěn)定性較好的膠質(zhì)體，具有中等或較強的粘結(jié)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(zhì)的煉焦用煤。

6.1/3焦煤

中高揮發(fā)分，強粘結(jié)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(chǎn)生較多的膠質(zhì)體，有較強的粘結(jié)性，可粘結(jié)煤中一些惰性物質(zhì)；用肥煤單獨煉焦時，能產(chǎn)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(jié)性煙煤，單獨煉焦產(chǎn)生大量氣體及液體產(chǎn)物。適于高溫干餾制煤氣，用于煉焦配煤可增加化工產(chǎn)品的產(chǎn)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(zhì)體，粘結(jié)性從弱到中等均有；單種煤煉焦時產(chǎn)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(chǎn)生較多的煤氣、焦油和其他化學產(chǎn)品，多做為配煤煉焦使用，也是生產(chǎn)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(jié)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(jié)煤

粘結(jié)性差的低、中煤級煙煤，加熱時產(chǎn)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?、電廠、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(chǎn)生膠質(zhì)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(jié)、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(gòu)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(zhì)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(chǎn)電石、氣化以及金屬的冶煉等。煉焦是在煉焦爐的炭化室內(nèi)進行的。有較強的結(jié)焦性和粘結(jié)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(zhì)轉(zhuǎn)化成液態(tài)產(chǎn)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(zhì)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(jīng)催化合成，得到液態(tài)烴和液化石油氣。對煤質(zhì)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(chǎn)物

獲得液體燃料，如汽油、柴油、煤油等，也可將液態(tài)產(chǎn)物加工成無灰焦炭，用以制造電極、炭纖維、粘結(jié)劑、生產(chǎn)有機化工產(chǎn)品，煤液化的副產(chǎn)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(jié)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(zhì)，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(zhì)，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(zhì)物理化學性質(zhì)的不同，設法除去或減少煤中的礦物雜質(zhì)，把煤分成不同質(zhì)量和規(guī)格的產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)的產(chǎn)物，這種產(chǎn)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(jié)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