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文檔簡介
煤炭等級評價詳細說明全水分分級…………(1)揮發(fā)分分級…………(1)可磨性分級…………(1)煤灰熔融性(ST)、(FT)分級……(2)煤炭灰分分級………(2)煤炭發(fā)熱量分級……………………(3)煤炭硫分分級………(4)煤的固定碳分級……………………(5)煤中磷分分級………(6)煤中氯含量分級……………………(6)煤中砷含量分級……………………(7)煤的熱穩(wěn)定性分級…………………(8)煙煤粘結指數分級…………………(8)煤的著火點、稀散元素分級………(9)灰粘度的評定………(9)煤的結渣性評定……………………(10)煤炭粒度分級………(10)沾污指數分級………(11)結渣指數分級………(12)煤炭可選性評定方法………………(12)中國煤炭分類………(17)各種工業(yè)用煤的質量要求…………(20)煤炭分析試驗項目專用符號……(40)低位發(fā)熱量的計算…………………(42)煤的分級煤炭質量的好壞、煤的性質如何,均需通過不同的煤質標準來評價。因此國家和煤炭行業(yè)標準,分別依據煤的全水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳、發(fā)熱量、硫分、可磨性、煤灰熔融性等主要煤質指標并按全國煤炭資源的實際情況對煤進行了分級。(一)全水分分級煤中全水分分級(MT/T850-2000)見下表:序號級別分類代號全水分Mt/%1特低全水分煤SLM≤6.002低全水分煤LM>6.0~8.03中等全水分煤MM>8.0~12.04中高全水分煤MHM>12.0~20.05高全水分煤HM>20.0~40.06特高全水分煤SHM>40.0揮發(fā)分分級煤的干燥無灰基揮發(fā)分分級(MT/T849-2000)見下表:序號級別名稱代號揮發(fā)分分級范圍1特低揮發(fā)分煤SLV≤10.002低揮發(fā)分煤LV10.01~20.03中等揮發(fā)分煤MV20.01~28.04中高揮發(fā)分煤MHV28.01~37.05高揮發(fā)分煤HV37.01~50.06特高揮發(fā)分煤SHV>50.0可磨性分級煤的哈氏可磨性指數分級(MT/T852-2000)見下表:序號級別名稱代號可磨性指數HGI1難磨煤DG≤402較難磨煤RDG>40~603中等可磨煤MG>60~804易磨煤EG>80~1005極易磨煤UEG>100
(四)煤灰熔融性(ST)分級煤灰軟化溫度(ST)分級(MT/T853.1)見下表:序號級別名稱代號軟化溫度ST/℃1低軟化溫度灰LST≤11002較低軟化溫度灰RLST>1100-12503中等軟化溫度灰MST>1250-13504較高軟化溫度灰RHST>1350-15005高軟化溫度灰HST>1500煤灰流動溫度(FT)分級(MT/T853.2-2000)見下表:序號級別名稱代號分級范圍(FT,℃)試驗方法1低流動溫度灰LFT≤1150GB/T2192較低流動溫度灰RLFT>1150~13003中等流動溫度灰MFT>1300~14004較高流動溫度灰RHFT>1400~15005高流動溫度灰HFT>1500*煤灰熔融性測定時爐內氣氛為弱還原性煤炭質量分級煤炭灰分分級(GB/T15224.1-2004)(2004年4月30日批準2004年10月1日起實施)主題內容與適用范圍本標準規(guī)定了煤炭按干燥基灰分(Ad)范圍分級及其命名。煤炭灰分分級(1)動力煤的灰分分級見下表:序號級別名稱代號灰分(Ad)范圍%1特低灰煤SLA≤10.002低灰煤LA10.01~16.003中灰煤MA16.01~29.004高灰煤HA>29.00注:其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級也可參照上表進行分級。(2)冶煉用煉焦精煤的灰分分級見下表:序號級別名稱代號灰分(Ad)范圍%1特低灰煤SLA≤6.002低灰煤LA6.01~9.003中灰煤MA9.01~12.004高灰煤HA>12.00注:高爐噴吹用煤的灰分分級可參照上表進行分級。煤炭質量分級煤炭發(fā)熱量分級(GB/T15224.3-2004)(2004年4月30日批準2004年10月1日實施)主要內容與適用范圍本標準規(guī)定了煤炭按干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)范圍分級及其命名。本標準使用于煤炭勘探、生產、加工利用和煤炭銷售中對煤炭發(fā)熱量分級。煤炭發(fā)熱量分級(1)無煙煤和煙煤的發(fā)熱量分級見下表:序號級別名稱代號發(fā)熱量(Qgr.d)范圍/(MJ/kg)1特高熱值煤SHQ>29.602高熱值煤HQ25.51~29.603中熱值煤MQ22.41~25.504低熱值煤LQ16.30~22.405特低熱值煤(低質煤)SLQ<16.30(2)褐煤發(fā)熱量的分級:序號級別名稱代號發(fā)熱量(Qgr.d)范圍/(MJ/kg)1高熱值褐煤HQL>18.202中熱值褐煤MQL14.90~18.203低熱值褐煤(低質煤)LQL<14.90煤炭質量分級煤炭硫分分級(GB/T15224.2-2004)(2004年4月30日批準2004年10月1日實施)主要內容和適用范圍本標準規(guī)定了煤炭按干燥基硫分(St.d)范圍分級及其命名。本標準適用于煤炭勘探、生產、加工利用和煤炭銷售中對煤炭按硫分分級。2.煤炭硫分分級不同煤種的基準發(fā)熱量值見下表-1:煤種基準發(fā)熱量(Qgr.d)(MJ/kg)無煙煤、煙煤24.00褐煤21.00無煙煤和煙煤的硫分分級見下表-2:序號級別名稱代號干燥基全硫分(St,d)范圍%1特低硫煤SLS<0.502低硫煤LS0.50~0.903中硫煤MS0.91~1.504中高硫煤MHS1.51~3.005高硫煤HS>3.00褐煤的硫分分級見下表-3:序號級別名稱代號全硫分(St,d)范圍%1特低硫煤SLS<0.452低硫煤LS0.45~0.853中硫煤MS0.86~1.504中高硫煤MHS1.51~3.005高硫煤HS>3.00煤炭的實測干燥基高位發(fā)熱量不等干基準發(fā)熱量時硫分分級的方法:1.當煤炭的實測干燥基高位發(fā)熱量不等于基準發(fā)熱量時,要對硫分進行折算,得到折算后的干燥基全硫,然后以折算后的干燥基全硫按表-2或表-3進行分級。折算后的干燥基全硫=MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\hMACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h基準發(fā)熱量/實測干燥基高位發(fā)熱量*實測的干燥基全硫當煤炭的實測干燥基高位發(fā)熱量不等于基準發(fā)熱量時,也可按上述表2或表3的規(guī)定對硫分進行分級。冶煉用煉焦精煤硫分分級見表-4注:其他用煉焦精煤和原料用煤、高爐培吹用煤的硫分分級也可參照冶煉用煉精煤進行分級。序號級別名稱代號干燥基全硫分(St,d)范圍/%1特低硫煤SLS<0.402低硫分煤LS0.40~0.703中低硫煤MLS0.71~0.954中硫分煤MS0.96~1.205中高硫煤MHS1.21~1.506高硫分煤HS1.51~2.50煤的固定碳分級(MT/T561-1996)(1996年4月18日批準1996年10月1日實施)主要內容與適用范圍本標準規(guī)定了煤的固定碳分級的級別名稱、代號和固定碳范圍。本標準適用于煤炭生產和使用中對煤的固定碳分級。序號級別名稱代號分級范圍(FCd),%試驗方法1特低固定碳煤SLFC≤45.00GB2122低固定碳煤LFC>45.00~55.003中等固定碳煤MFC>55.00~65.004中高固定碳煤MHFC>65.00~75.005高固定碳煤HFC>75.00~85.006特高固定碳煤SHFC>85.00煤中磷分分級A:(MT/T562-1996)(1996年4月18日批準1996年10月1日實施)主要內容和適用范圍本標準規(guī)定了煤中干燥基磷分分級的級別名稱、代號和磷分范圍。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用中對褐煤、煙煤和無煙煤的磷分分級。煤中磷分分級見下表:序號級別名稱代號磷分范圍(Pd),%試驗方法1特低磷煤SLP≤0.010GB2162低磷分煤LP>0.010~0.0503中磷分煤MP>0.050~0.1004高磷分煤HP>0.100B:(GB/T20475.1-2006)(2006年9月12日批準2007年2月1日實施)主要內容和適用范圍本標準規(guī)定了煤炭按干燥基磷含量ω(Pd)范圍分級及其命名和代號。煤中磷分分級見下表:序號級別名稱代號磷含量范圍ω(Pd)%試驗方法1特低磷煤P-1<0.010GB/T216或GB/T15742低磷煤P-2≥0.010~0.0503中磷煤P-3>0.050~0.1004高磷煤P-4>0.100煤中氯含量分級(GB/T20475.2-2006)(2006年9月12日批準2007年2月1日實施)主要內容和范圍本標準規(guī)定了煤炭按干燥基氯含量ω(CLd)范圍分級及其命名和代號。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用、煤炭銷售中對煤炭中氯含量分級。煤中氯含量分級見下表:序號級別名稱代號氯含量分級范圍ω(CLd)/%試驗方法1特低氯煤CL-1≤0.050GB/T35582低氯煤CL-2>0.050~0.1503中氯煤CL-3>0.150~0.3004高氯煤CL-4>0.300煤中砷含量分級(MT/T803-1999)(1999年3月24批準1999年8月1日實施)主要內容和范圍本標準規(guī)定了煤中砷含量的分級名稱、代號、和含量范圍。本標準適用于褐煤、煙煤和無煙煤中的砷含量分級。煤中砷含量分級見下表:序號級別名稱代號砷含量Asd(%)試驗方法1一級含砷煤ⅠAS≤4.0×10-4GB/T30582二級含砷煤ⅡAS>4.0×10-4~8.0×10-43三級含砷煤ⅢAS>8.0×10-4~25.0×10-44四級含砷煤ⅣAS>25.0×10-4
煤的熱穩(wěn)定性分級(MT/T560-1996)(1996年4月18日批準1996年10月1日實施)主要內容與適用范圍本標準規(guī)定了煤的熱穩(wěn)定性分級的級別名稱、代號和熱穩(wěn)定性范圍。本標準適用于氣化用塊煤的熱穩(wěn)定性分級。煤的熱穩(wěn)定性分級見下表:序號級別名稱代號熱穩(wěn)定性范圍(TS+6,%試驗方法1低熱穩(wěn)定性煤LTS≤40GB15732較低熱穩(wěn)定性煤RLTS>40~503中等熱穩(wěn)定性煤MTS>50~604較高熱穩(wěn)定性煤RHTS>60~705高熱穩(wěn)定性煤HTS>70煙煤粘結指數分級(MT/T596-1996)(1996年12月30日批準1997年11月1日實施)主要內容與適用范圍本標準規(guī)定了煙煤粘結指數分級的級別名稱、代號和范圍。本標準適用于煤炭勘探、生產和使用中對煙煤粘結指數級別的劃分。2.煙煤的粘結指數分級見下表:序號級別名稱代號粘結指數(GR,I)范圍1不粘結煤BNM0~52弱粘結煤RNM>5~303中粘結煤ZNM>30~504中強粘結煤ZQN>50~655強粘結煤QNM>65~856特強粘結煤TQM>85(1)包括微粘結煤煤的著火溫度煤的著火溫度(又叫著火點或燃點)是指煤在有足夠的空氣供給的情況下,受熱升溫開始著火的溫度。它是煤的特性之一,煤的著火點與煤的變質程度有很明顯的關系,變質程度低的煤著火點低(即容易著火),變質程度高的煤著火點高。在煤質分析中對同一煤樣測定的結果,分為原煤樣、氧化樣報出,一般可利用原煤樣著火點和氧化樣著火點的差值來推測煤的自燃傾向,著火點低的煤其原煤樣和氧化樣著火點差值大(ΔT=原煤樣著火點-氧化樣著火點),如ΔT>40℃的煤易自燃;ΔT<20稀散元素煤中的稀有元素,鍺、稼、鈾都是可以利用的,若煤中鍺的含量大于20克/噸,稼的含量大于30克/噸,鈾的含量大于300克/噸,就認為夠工業(yè)品位,可回收利用。灰粘度液體排渣鍋爐非常重視灰粘度指標,當灰粘度為25帕·秒時,是灰渣正常流出的極限粘度,一般灰渣正常流出灰粘度都在25帕·秒以下,多在5-10帕·秒之間。例如:某煤灰在1400℃時灰粘度為5帕·秒,在1330℃時,灰粘度為10帕·秒,在1280℃時為25帕·秒,在實際操作時鍋爐溫度在1330參考文獻:①DL/T660-1998煤灰高溫粘度特性試驗方法②“火電廠煤質檢測技術”第十章當結渣率在20~40%之間,氣化爐結渣少,不易結渣,氣化好,熱效率好,排渣比較正常,屬弱結渣煤,結渣率在45~77%之間,結渣多,屬中等結渣煤。結渣率在77~100%之間,是強結渣煤不易排渣,影響氣化,熱效率不好,甚至導致停產。(參考文獻:GB/T1572-2001)主要內容與適用范圍本標準規(guī)定了煤炭粒度分級的界限。本標準適用于無煙煤、煙煤、和褐煤的粒度分級。煤炭力度分級(1)無煙煤和煙煤粒度分級長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤,根據粒度不同分為下列各級,見下表:序號粒度名稱粒度(mm)1特大塊>1002大塊>50003混大塊>504中塊>25~50’5小塊>13~256混中塊>13~50’7混塊>13’8混粒煤>6~259粒煤>6~1310混煤<5011末煤<13’12粉煤<6本標準不規(guī)定作為煉焦(配)煤來使用的各類別的煤炭產品的粒度分級,但當作為燃料使用而用戶又要求分級時,其粒度應符合本標準的規(guī)定。(2)褐煤粒度分級(見下表:)序號粒度分級粒度(mm)1特大塊>1002大塊>50~1003混大塊>504中塊>25~50’5小塊>13~256末煤<13’1、其他規(guī)定①如果用戶對煤炭產品的粒度有特殊要求,煤炭生產企業(yè)可根據用戶的要求生產相應粒度的煤炭產品。②各粒級煤炭產品的限下率應按MT/T1-1996的規(guī)定測定。③煤炭篩分應按GB/T477-1987執(zhí)行。沾污指數的分級沾污指數(也叫積灰指數)Rf,表達公式如下:式中:灰中堿性氧化物指Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O%灰中酸性氧化物指SiO2+AL2O3+TiO2%Na2O指灰中Na2O的百分含量沾污指數分為四個等級:Rf值越大,沾污越嚴重。低度沾污:Rf<0.2中度沾污:Rf=0.2-0.5高度沾污:Rf=0.5-1.0嚴重沾污:Rf>1.0參考文獻:①GB/T3715-1996②火電廠煤質檢測技術一書結渣指數分級結渣指數Rs,表達式如下:式中:灰中堿性氧化物Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O%灰中酸性氧化物SiO2+Al2O3+TiO2%St,d指煤中干基全硫百分含量%結渣指數分為四個等級,Rs越大,鍋爐結渣越嚴重。低度結渣Rs<0.6中度結渣Rs0.6~2.0高度結渣Rs2.0~2.6嚴重結渣Rs>2.6參考文獻:火電廠煤質檢測技術一書煤炭可選性評定方法(GB/T16417-1996)(1996年6月14批準1997年2月1日實施)主要內容和適用范圍本標準規(guī)定了煤炭可選性評定方法、可選性等級的命名和劃分指標。本標準適用于大于0.5mm粒級的煤炭。評定方法煤炭可選評定采用“分選密度±0.1含量法”(簡稱“δ±0.1含量法”,下同)。所用浮沉試驗資料應符合GB478-87或320-93的規(guī)定。δ±0.1含量的計算:a:δ±0.1含量按理論分選密度計算;b:理論分選密度在可選性曲線上按指定精煤灰分確定(精確到小數點后二位);c:理論分選密度小于1.70g/cm3時,以扣除沉矸(±2.00g/cm3)為100%計算δ±0.1含量;理論分選密度等于或大于1.70g/cm3時,以扣除低密度物(-1,50g/cm3)為100%計算δ±0.1含量;d:δ±0.1含量以百分數表示,計算結果取小數點后一位。等級命名和劃分按照分選的難易程度,把煤炭可選性劃分為五個等級,各等級的名稱及δ±0.1含量指標見下表(1):δ±0.1含量%可選性等級≤10.0易選10.1~20.0中等可選20.1~30.0較難選30.1~40.0難選>40.0極難選附錄A煤炭可選性評定示例(提示的附錄)A1浮沉試驗資料某原煤50~0.5mm粒級(綜合級)浮沉試驗資料如表A1所示,該資料符合GB478-87的規(guī)定。A2確定精煤成分用δ±0.1含量法評定原煤可選性,是指在某一精灰分時的可選性。精煤灰分由客戶提出或根據有關資料假定一個或幾個精煤灰分值。本例中假定精煤灰分為10.0%和13.0%,評定中兩種條件下的煤炭可選性。A3繪制可選性曲線按照GB478-87附錄A的規(guī)定,依據表A1繪制五條可選性曲線(H-R曲線)如圖A1??蛇x性曲線繪制在200mm×200mm的坐標紙上。A4計算δ±0.1含量A4.1確定理論分選密度在灰分坐標上分別標出灰分為10.0%和13.0%的兩點(a和b),從d和d點向上引垂線分別交β曲線于1和2點。由1和2點引水平線分別交δ曲線于1’和2’兩點。再由1’和2’兩點向上引垂線分別交密度坐標于a’和b’兩點,交ε曲線于c和d兩點。a’和b’兩點代表的密度值即為精煤灰分分別為10.0%和13.0%時的理論分選密度,即1.53g/cm3和A4.2計算δ±0.1含量A4.2.1確定δ±0.1含量(初始值)圖A1ε曲線上c和d兩點左側縱坐標的產率值18.3%和1.7%即為所求δ±0.1含量(未扣除沉矸)。A4.2.2計算δ±0.1含量(最終值)將上邊求得的δ±0.1含量按照2.3條的規(guī)定扣除沉矸或者低密度物。當精煤灰分為10.0%時,理論分選密度為1.53g/cm3,小于1.7g/cm3。所以此時求得的δ±0.1含量(18.3%)應當扣除沉矸。當精煤灰分為13.0%時理論分選密度為2.01g/cm3大于1.70g/cm3。所以求時所求得的δ±0.1含量(1.7%)應當扣除低密度物。從表A1可知,低密度物為77.0%,故δ±0.1含量為:A5確定可選性等級A5.1當精煤灰分為10.0時,扣除沉矸后的δ±0.1含量為20.7%,根據表1可選性等級為“較難選”。A5.2當精煤灰分為13.0%時,扣除低密度后的δ±0.1含量為7.4%,根據表1可選性等級為“易選”。50~0.5mm粒級(綜合級)原煤浮沉試驗資料(表A1)密度級g/cm3產率%灰分%累計δ±0.1浮物沉物密度g/cm3產率%產率%灰分%產率%灰分%<1.3010.693.4610.693.46100.0020.501.3056.841.30~1.4046.158.2356.847.3389.3122.541.4066.291.40~1.5020.1415.5076.989.4743.1637.851.5025.311.50~1.605.1725.5082.1510.4823.0257.401.607.721.60~1.702.5534.2884.7011.1917.8566.641.704.171.70~1.801.6242.9486.3211.7915.3072.041.802.691.80~2.002.1352.1988.4512.7813.6875.481.902.13>2.0011.5579.64100.0020.5011.5579.64合計100.0020.50煤泥1.0118.16總計100.0020.48中華人民共和國煤炭行業(yè)標準UDC662.642+662.66001.中國煤炭分類GB/T5751-1986ClassificationofChinesecoals本標準適用于無煙煤、煙煤、和褐煤的分類。有關標準及規(guī)程GB482-1981煤層煤樣采取方法GB481-1964生產煤樣采取方法GB475-1983商品煤樣采取方法GB474-1983煤樣制備方法GB212-1977煤的工業(yè)分析方法GB476-1979煤的元素分析方法GB5447-1985煙煤粘結指數測定方法GB479-1964煙煤膠質層指數測定方法GB5450-1985煙煤奧亞膨脹計試驗GB2566-1981年輕煤的透光率測定方法GB213-1979煤的發(fā)熱量測定方法GB4632-1984工業(yè)品的最高內在水分測定方法分類參數2.1本標準按煤的煤化程度及工藝性能進行分類。2.2采用煤的煤化程度參數來區(qū)分無煙煤、煙煤和褐煤。2.3無煙煤煤化程度的參數采用干燥無灰基揮發(fā)分和干燥無灰基氫含量作為指標,以此來區(qū)分無煙煤的小類。2.4采用兩個參數來確定煙煤的類別,一個是表征煙煤煤化程度的參數,另一個是表征煙煤粘結性的參數。煙煤煤化程度的參數采用干燥無灰基揮發(fā)分作為指標。煙煤粘結性的參數,根據粘結性的大小不同選用粘結指數,膠質層最大厚度作為指標,以此來區(qū)分煙煤中的類別。2.5褐煤煤化程度的參數,采用透光率作為指標,用以區(qū)分褐煤和煙煤,以及褐煤中劃分小類。并采用恒濕無灰基高位發(fā)熱量為輔來區(qū)分煙煤和褐煤。煤類的劃分和編碼3.1各類煤用兩位阿拉伯數碼表示。十位數系按煤的揮分分組,無煙煤為0,煙煤為1~4,褐煤為5。個位數,無煙煤類為1~3,表示煤化程度;煙煤類為1~6,表示粘結性;褐煤類為1~2,表示煤化程度。3.2按中國煤炭分類和圖進行編碼和分類。3.2.1煤炭分類總表見下表(1)類別符號數碼分類指標Vr(%)PM(%)無煙煤WY01≤10.0-煙煤YM11’21’31’41’>10.0-褐煤HM51’>37.0﹡≤50﹡﹡*凡Vr>37.0%/G≤5,再用透光率PM來區(qū)分煙煤和褐煤(在地質勘探中,Vr>37.0%,在不壓餅的條件下測定的焦渣特征為1~2號的煤,再用PM來區(qū)分煙煤和褐煤)。**凡Vr>37.0%、PM>50%者,為煙煤,PM>30%~50%的煤,如恒濕無灰基高位發(fā)熱量QGW-ANG大于24MJ/Kg(5700Cal/g),則劃為長焰煤。3.2.2無煙煤的分類見下表(2)類別符號數碼分類指標Vr(%)Hr*(%)無煙煤一號WY1010~3.50~2.0無煙煤二號WY202>3.5~6.5>2.0~3.0無煙煤三號WY303>6.5~10.0>3.0*在已確定無煙煤小類的生產礦、廠的日常工作、可以知按Vr分類;在地質勘探工作中,為新區(qū)確定小類或生產礦、廠和其他單位需要重新核定小類時,應同時測定Vr和Hr,按上表分小類。如兩種結果有矛盾,以按Hr劃小類的結果為準。3.2.3煙煤的分類見下表(3)類別符號數碼分類指標Vr(%)GY(mm)b**(%)貧煤PM11>10.0~20.0≤5貧瘦煤PS12>10.0~20.0>5~20瘦煤SM1314>10.0~20.0>10.0~20.0>20~50>50~65焦煤JM152425>10.0~20.0>20.0~28.0>20.0~28.0>65>50~65>65≤25≤25(≤150)(≤150)肥煤FM162636>10.0~20.0>20.0~28.0>28.0~37.0(>85)*(>85)*(>85)*>25>25>25(>150)(>150)(>200)1/3焦煤1/3JM35>28.0~37.0>65*≤25(≤220)氣肥煤QF46>37.0(>85)**>25>25氣煤QM34434445>28.0~37.0>37.0>37.0>37.0>50~65>35~50>50~65>65*≤25.0≤25.01/2中粘煤1/2ZN2333>20.0~28.0>28.0~37.0>30~50>30~50弱粘煤RN2234>20.0~28.0>28.0~37.0>5~30>5~30不粘煤BN2131>20.0~28.0>28.0~37.0≤5≤5長焰煤CY4142>37.0>37.0≤5>5~35*當類煤的粘結指數測值G小于或等于85時,用干燥無灰基揮發(fā)分Vr和粘結指數G,來劃分煤類。當粘結指數測值G大于85時,則用干燥無灰基揮分Vr和角質層最大厚度Y,或用干燥無灰基揮發(fā)分Vr和奧亞膨脹度b來劃分煤類。*當G>85時,用Y和b并列作為分類指標,當Vr≤28.0時,b暫定為150%;Vr>28.0%,b暫定為220%。當b值和Y值有矛盾時,以Y值為準來劃分煤類。分類用煤樣,如原煤灰分小于或等于10%時,不需減灰?;曳执笥?0%的煤樣,需按GB474-83的煤樣制備方法,用氯化鋅重液減灰后再分類。3.2.4褐煤的分類見下表(4):類別符號數碼分類指標Pm(%)QGW-AGN*(MJ/kg)褐煤一號HM1510-30-褐煤二號HM252>30-50≤243.2.5中國煤炭分類簡表見下表(5):類別符號包括數碼分類指標Vr(%)GY’(mm)b’(%)PM**,(%)Q-A·GN***(MJ/kg)無煙煤WY01’≤10.0貧煤PM11>10.0~20.0≤5瘦貧煤PS12>10.0~20.0>5-20瘦煤SM13’>10.~20.0>20-65焦煤JM2415’>20.0~28.0>20.0~28.0>50-65>65≤25≤150肥煤FM16’>10.0~37.0>85>25.0≤2201/3焦煤1/3JM35>28.0~37.0>65≤25>220氣肥煤QF46>37.0>85>25.0≤220氣煤QM3443’>28.0~37.0>37.0>50-65>35≤251/2中粘煤1/2ZN23’>20.0~37.0>30-50弱粘煤RN22’>20.0~37.0>5-30不粘煤BN21’>20.0~37.0≤5長焰煤CY41’>37.0≤35>50褐煤HM5152>37.0>37.0>37≤30>30-50≤24*當G>85的煤,再用Y值或b值來區(qū)分肥煤、氣肥煤與其他煤類,當Y>25.0mm時,應劃分為肥煤或氣肥煤;如Y≤25.0mm,則根據其Vr的大小而劃分相應的其他煤類。按b值劃分類別時,Vr≤28.0%、暫定B>220%的為肥煤或氣肥煤。如按b值和Y值劃分的類別有矛盾時,以Y值劃分長焰煤或褐煤。***對Vr>37%、PM>30~50%的煤,再測QGW-A,GN,如其值>24MJ/Kg(5700cal/g),應劃分為長焰煤。注:分類用的煤樣,除Ag≤10.0%的不需要減灰外,對Ag>10%的煤樣,應采用氯化鋅重液選后的浮煤樣(對易泥化的褐煤亦可采用灰分較低的原煤)。詳見GB474-83。各種工業(yè)用煤的質量要求煤炭既是燃料,也是工業(yè)原料,廣泛地用于冶金、電力、化工、城市煤氣、鐵路、建材等國民經濟各部門。不同的行業(yè)、不同的用煤設備對煤炭的質量均有不同的要求。掌握各種工業(yè)用煤對煤炭質量的要求,對于指導我國煤炭的合理利用及綜合利用,實現煤炭產品的“對路供應”有著積極的促進作用。第一節(jié)煉焦用煤的質量要求目前世界各國對煉焦用煤的質量要求都很高,我國每年煉焦精煤的產量是8000萬噸左右,煉出的焦炭主要供煉鐵、鑄造和化工等部門使用。由于不同用途的焦炭質量要求是不同的,因此對于煉焦精煤的質量要求也就有所不同。如煉制冶金焦的精煤質量就應比煉制化工焦的精煤質量好。就煉焦用煤而言,結焦性和粘結性是最為重要的指標,即煉焦用煤首先要有較好的結焦性和粘結性。在我國新的煤炭分類GB5751-86中,1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤均屬煉焦煤范疇,都可作為煉焦(配)煤使用。我國煤炭資源雖很豐富,但地區(qū)及煤種的分布卻很不均衡,煉焦煤類還不到我國煤炭總儲量的30%,且結焦性和粘結性均很好的肥煤和焦煤中又有很大一部分屬于高灰、高硫、難選煤。因此,更加合理地利用我國現有的煉焦煤資源是極為必要的。今后隨著煉焦技術的不斷發(fā)展,煉焦煤的范疇也將會逐漸擴大。(一)冶金焦用煤的質量要求冶金焦是高爐煉鐵必不可少的燃料和原料。在煉鐵過程中,焦炭既作為冶煉過程提供熱源,又作為主要的還原劑,同時也維護爐內料柱的透氣性,使高爐能夠正常運行,還需要有一定的塊度和強度。隨著高爐大型化和強化冶煉技術的發(fā)展,對焦炭強度的要求也日益提高。焦炭的強度可分為耐磨強度和抗碎強度。在焦炭受到摩擦力和沖擊力作用的情況下,當焦炭外表面承受的摩擦力超過氣孔壁強度時,產生表面薄層分離現象,形成碎屑和粉末,焦炭抵抗此種破壞的能力稱為耐磨強度。當焦炭承受沖擊力時,焦炭沿結構的裂紋或缺陷處碎成小塊,焦炭抵抗此種破壞的能力稱為抗碎強度。耐磨強度和抗碎強度是通過轉鼓試驗來確定的。在規(guī)定的條件下,焦炭在轉鼓內破壞到一定程度后,用粒度小于或大于某定值的碎焦數量或碎焦數量占試樣總量的百分率表示耐磨強度;而用粒度大于某定值的塊焦數量或塊焦數量占試樣總量的百分率表示抗碎強度。各國的轉鼓試驗在裝置尺寸、鼓內構造、試樣粒度和質量、轉鼓的轉速和轉數有依篩孔與表示方法等方面都有所不同。目前,我國采用德國的米貢轉鼓試驗方法測定焦炭的強度。抗碎強度用M40表示,是指經過轉鼓試驗之后大于40mm的塊焦數量占試樣總量的百分率。M40愈大,表明焦炭的抗碎強度愈高。耐磨強度用M10表示,是指轉鼓試驗之后小于10mm的碎焦數量占試樣總量的百分率。M10愈小,表明焦炭的耐磨強度越高。焦炭強度的高低主要取決于煤的結焦性和粘結性,因此煉焦用煤要有較好的結焦性和粘結性。此外,對煤的其他指標也有相應的規(guī)定。1.灰分Ad(%)在煉焦過程中,煤中的灰分幾乎全部轉入焦炭之中。煤的灰分高焦炭的灰分必然也高。由于灰分的主要成分是SiO2、Al2O3等酸性氧化物,熔點較高,在煉鐵過程中只能靠加入石灰石等溶劑與它們生成低熔點化合物才能以熔渣形式由高爐排出,因而會使爐渣量增加。焦炭在高爐內被加熱到高于煉焦溫度時,由于焦炭與灰分的熱膨脹性不同,焦炭沿灰分顆粒周圍產生裂紋并逐漸擴大,使焦炭碎裂或粉化。此外,焦炭灰分高,則要求適當提高高爐爐渣堿度,高爐氣中的鉀、鈉蒸氣含量也相應增加,而這些均加速焦炭與CO2反應消耗大量焦炭。一般焦炭灰分每升高1%,高爐溶劑消耗量約增加4%。爐渣量約增加3%,每噸生鐵消耗焦炭量增加1.7%-2.0%,生鐵產量約降低2.2%-3.0%。因此,對煉焦用煤而言,灰分應盡可能低些。煉焦精煤的灰分一般應在10.00%以下,最高的不應超過12.5%。與某些工業(yè)發(fā)達國家相比,我國高爐焦的灰分是較高的,這是焦炭質量差的主要原因。若能將焦炭灰分從14.5%降至10.5%,以年生產鐵4000萬噸的高爐計,即可節(jié)省溶劑130萬噸、焦炭220萬噸,同時增產生鐵580萬噸,還可大大減少鐵路運輸量。煉焦精煤灰分要從煤炭資源特點(如煤的可選性、精煤的回收率)并結合選煤技術,中煤和矸石的合理利用等方面進行綜合的技術經濟分析加以確定。2.硫分St,d(%)焦炭中的硫全部來自于煤,存在的形式主要有以下幾種:(1)煤種礦物質轉變而來的硫化物,如FeS2、CaS2、以及Fe與s固溶生長的:FenSm;(2)煉焦過程中部分硫化物被氧化生成的少量硫酸鹽,如FeSO4、CaSO4;(3)煉焦過程中生成的氣態(tài)含硫化物在析出過程中與高溫焦炭作用而進入焦炭生成碳硫復合物。高爐內由爐料帶入的硫分,僅5%-200%隨高爐煤氣逸出,其余的參加爐內硫循環(huán),只能靠爐渣排出。焦炭含硫高會使生鐵含硫高,增大其熱脆性,同時還會增加爐渣堿度,使高爐運行指標下降。通常焦炭硫分每增加0.1%,焦炭消耗量增加1.2%-2.0%,生鐵產量減少2%以上。此外,焦炭中的硫含量高還會使冶煉過程的環(huán)境污染加劇。煉焦用精煤的全硫含量一般應在1.50%以下,個別稀缺煤種(如肥煤)最高也不超過2.50%。3.全水分Mt(%)煤中水分的高低對于焦炭的質量沒有直接影響,但水分含量過高,除了增加不必要的運輸量之外,還會給實際生產帶來一系列的問題。煉焦精煤的水分含量過高,會使煉焦過程自身的能耗有所增加,也給嚴寒地區(qū)裝卸車帶來一定的困難,一般規(guī)定煉焦精煤的全水分應在12.0%以下。4.磷含量煤中所含的磷幾乎全部殘留在焦炭中,焦炭中的磷又全部轉入生鐵,會增大其冷脆性。轉爐煉鋼不易除磷,要求生鐵含磷量低于0.01~0.015%。我國煉焦精煤的磷含量普遍較低,一般都能滿足要求。(二)鑄造焦用煤的質量要求鑄造焦主要用于沖天爐熔煉。沖天爐的工作原理和生產實踐表明,鑄造焦應具有下列特性。1.塊度較大且反應性較低從天爐內的主要反應有:氧化帶C+O2→CO2+熱還原帶C+C2O→2CO-熱為提高沖天爐過熱區(qū)的溫度,使熔融金屬的過熱溫度足夠高,流動性好,應保持適宜的氧化帶高度。焦炭的粒度小或反應性高均會使氧化帶的高度降低,以及爐氣的最高溫度降低,進而使過熱區(qū)溫度降低,影響正常操作。如果焦炭的粒度過大,則會使燃燒區(qū)不集中,也會降低爐氣溫度。鑄造焦的粒度以50-150mm為好,并力求均勻。2、硫含量要低硫是鑄鐵中的有害元素,通常應控制在0.1%以下。當沖天爐內焦炭燃燒時,焦炭中的硫一部分生成了SO2隨爐氣上升,在上升過程中與固態(tài)金屬爐料作用,發(fā)生如下反應:3Fe(固)+SO2→FeS+2FeO因此,含硫低于0.1%的原料鐵,經氣相增硫后,鐵料的含硫量可高達0.45%。鐵料熔化成鐵水后,在流經底焦時硫還要進一步增加。焦炭硫分高、粒度小、氣孔率大,則鐵水增硫量大。一般在沖天爐內鐵水增硫量約為焦炭含硫量的30%,而在造渣脫硫過程中當爐渣堿度(CaO/SiO2)達1.5-2.0時,脫硫率不超過50%。所以鑄造焦的硫分應嚴格控制,這就對鑄造焦用煤的硫含量提出了較高的要求,一般不超過1.00%,最高也不應超過1.5%.此外,鑄造焦用煤的灰分也應盡可能低,不應超過10.00%。全水分亦不應超過12.0%。在實際生產中,大多采取配煤煉焦。在保證焦炭質量的前提下,對配煤中的單煤,特別是結焦性和粘結性均較好的焦煤和肥煤的要求可適當放寬些,以解決煉焦煤源不足的問題。由于氣化焦和電石焦的用量不大,且對煤的質量要求較低,此外不再贅述。第二節(jié)發(fā)電用煤的質量要求我國發(fā)電廠是煤炭的最大用戶,1997年全國發(fā)電用煤量近億噸(1996年發(fā)電用煤量為4.7億噸),發(fā)電量達11350億度,發(fā)電裝機總容量為2.5億KW。主要燃煤電廠的單機容量普遍在20-30萬KW以上。到1996年底全國正在運行和建設的裝機容量在100萬KW以上的大型發(fā)電廠已分別達36個和35個。隨著環(huán)保對燃煤排放SO2和粉塵的要求越來越高,發(fā)電用煤對煤質的要求也日益提高,如國務院于1998年頒發(fā)的國函字5號文中明確要求:除以熱定電的熱電廠外,禁止在大中城市城區(qū)及近郊區(qū)新建燃煤火電廠。新建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠,要在2000年前采取減排二氧化硫的措施,在2010年前分期分批建成脫硫設施或采取其他具有相應效果的減排二氧化硫的措施。該文同時對煤礦供煤的硫分也提出了很高的要求。即禁止新建煤層含硫分大于3%的礦井,建成的生產煤層含硫分大于3%的礦井,逐步實行限產或關停。新建、改造含硫分大于1.5%的煤礦,應當配套建設相應規(guī)模的煤炭洗選設施。發(fā)電用煤對煤質的主要要求如下:(一)發(fā)熱量合適的發(fā)熱量是發(fā)電用煤必須首先滿足條件,一般來說,單機容量越大的火力發(fā)電廠對燃煤熱值的要求也越高,如以30萬KW的發(fā)電機組為例,其燃煤的發(fā)熱量(Qner’ar)應在5500Kcal/Kg左右,最好在6000Kcal/Kg以上,而對沸騰燃燒的小型坑口電廠來說,其發(fā)熱量(Qner’ar)在3000Kcal/Kg以上即能滿足要求。一般中小型電廠的燃煤發(fā)熱量(Qner’ar)多在4500~5500Kcal/Kg左右。有些燃用褐煤的電廠,燃煤熱值(Qner’ar)在2500Kcal/Kg以上的也可以使用。但總的來說,發(fā)電用煤的發(fā)熱量以符合電廠在鍋爐設計時的要求為好,發(fā)熱量過低或過高都會影響電廠的正常運行。(二)揮發(fā)分我國的大部分火力發(fā)電廠用煤以煙煤為主,因此對供電廠用煤的揮發(fā)分(Vdaf)要求一般應在10%以上,其中以Vdaf大于20%的較好,Vdaf大于30~36%的則更易于燃燒。至于燃用褐煤的一些電廠(其中不少為坑口電廠)的揮發(fā)分一般都在40%以上。少數燃用無煙煤的電廠如重慶鉻瑝電廠和陽泉電廠等則多用原煤揮發(fā)分介于8%~12%之間的年輕無煙煤。但總的來說,電廠用煤的揮發(fā)分也應符合各廠在鍋爐設計時的要求為好。如廣西合山電廠在設計時系使用合山的貧煤,揮發(fā)分在15%左右,因此供該廠煤的揮發(fā)分也就不宜過高或過低。(三)灰熔融性對固態(tài)排渣的發(fā)電廠煤粉鍋爐來說,通常以燃煤的灰熔融性軟化溫度(ST)大于1350℃為最好,但由于我國晚第三紀的褐煤和華北及西北地區(qū)的一些侏羅紀煤(如大同弱粘煤、東勝-神府的不粘煤、長焰煤)的灰熔融性軟化溫度(ST)普遍在1250對少數液態(tài)排渣的電廠鍋爐來說,則要求燃煤的灰熔融性流動溫度(FT)越低越好,一般以FT小于1200℃(四)硫分如單從對燃燒的影響來看,發(fā)電用煤對硫分沒有嚴格的要求,但由于硫分會腐蝕鍋爐和管道,影響設備壽命;而更重要的是由于燃煤排放出的SO2會嚴重污染大氣質量,產生酸雨,破壞生態(tài)平衡,損壞名勝古跡。因此從環(huán)保的角度看,燃煤的硫分以低于1%為最好,而從我過發(fā)電用煤的實際情況只要硫分不超過3%的均可使用。至于燃燒后排出的大量SO2則可以采用煙氣脫硫的方法予以脫除,一般SO2脫除率可達90%左右,但這種方法的不足之處是基建投資大(約占電廠總投資的30%左右),運行費用高。此外。電廠也可采用循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)燃用高硫煤,用石灰石來固定SO2,其SO2和NOX的排放率比一般煤粉鍋爐減少50%,且投資又相對較低。(五)可磨性對中小型電廠來說,由于普遍采用煤粉燃燒,若發(fā)電用煤的可磨性太差,就會增大其磨煤電耗,從而使發(fā)電成本增高。因此,總的來說,發(fā)電用煤的哈氏可磨性指數(HGI)越高越好,對煙煤來說,其HGI值以大于50較好,至少也應在45以上。至于褐煤和無煙煤的哈氏可磨性指數則另行考慮。(六)灰分發(fā)電用煤的灰分一般不宜太高,否則不僅會增高磨煤電耗(尤其是黃鐵礦的硬度更大),而且還會增加排灰量和增大堆灰場地,同時還增加了入廠原煤的運輸量,從而增大發(fā)電的綜合成本。不過,為了充分利用我國的低質煤資源如洗煤廠的洗中煤和部分洗矸,對某些小型坑口電廠來說,也可就近采用灰分不超過46%的廉價高灰分煤作為燃料。(七)全水分發(fā)電用煤的全水分(Mt)增高不僅會降低其收到基低位發(fā)熱量(Qner’ar),而且還會影響其可磨性。這是由于水分越大的煤,在磨煤機中會互相粘連而增加磨煤時間,從而增大磨煤電耗。因此,除褐煤以外,一般發(fā)電用煤的水分以不超過15%為宜,且以不超過10%最好,此外,發(fā)電用煤的品種以粒度<13mm(或<25mm)的磨煤或粉煤(<6mm)最好,煤中的可見矸石含量也是越低越好。為了適應電力工業(yè)發(fā)展的需要,確保發(fā)電用煤的質量,1997年修訂了發(fā)電煤粉鍋爐用煤質量的國家標準GB7562。第三節(jié)氣化用煤的質量要求煤的氣化是把固體燃料煤轉化為煤氣的過程。通常用氧氣、空氣或水蒸氣等作為汽化劑,使煤中的有機物轉化成含H2和CO等成分的可燃氣體。根據汽化劑和煤氣成分的不同大致可分為空氣煤氣、混合煤氣、水煤氣和半水煤氣等。目前國內各種固定床氣化爐的煤氣平均組成成分如下表:(6-1)煤氣名稱汽化劑煤氣成分/%煤氣低熱值/KJ?Nm-3主要用途H2COCO2N2CH4O2空氣煤氣混合煤氣水蒸氣半水煤氣空氣空氣水蒸氣水蒸氣水蒸氣空氣2.613.548.440.511027.538.53014.75.56.08.072.052.86.420.60.50.50.50.50.20.20.20.23760-46005000-520010000-113008800-9610燃料氣燃料氣燃料氣合成氨等原料氣目前氣化爐種類雖然很多,但不外乎固定床、沸騰床和懸浮床種類型。氣化爐型不同,對煤質的要求也就不同。(一)常壓固定床煤氣發(fā)生爐對煤質的要求常壓固定床煤氣發(fā)生爐的應用比較廣泛,對煤的適應性也較強,可采用的煤種有長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、1/3焦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。煤的品種以各粒度級塊煤為宜,灰熔融性軟化溫度大于1250℃,灰分(Ad)不大于24.00%,硫分(St’d)小于2.00%,熱穩(wěn)定性和抗碎強度亦應較高,抗碎強度(試驗后大于25mm的塊)應大于60%,熱穩(wěn)定性TS+6大于60.0%。對于無攪拌裝置的發(fā)生爐,要求原料煤的膠質層最大厚度Y小于12.0mm;有攪拌裝置的發(fā)生爐,則要求Y小于16.0mm為保證固定床煤氣發(fā)生爐用煤的質量,已制定出了GB9143常壓固定床煤氣的生爐用煤質量標準。(二)合成氨用煤對煤質的要求目前國內普遍采用以無煙塊煤為原料生產合成氨的原料氣,要求原料煤有較好的熱穩(wěn)定性和較高的抗碎強度。因為熱穩(wěn)定性和抗碎強度差的無煙塊煤在氣化爐內,特別是在受熱時易碎裂成片或粉末,降低產氣率,甚至影響正常運轉或造成停爐事故。一般說來,要求其熱穩(wěn)定性TS+6在70%以上,抗碎強度在65%以上。灰分亦以小于16%未佳,最高也不應超過24%。硫含量應盡可能低些,硫含量過高,不僅會污染環(huán)境,腐蝕設備,而且進入煤氣中的硫(大部分是H2S)還會使催化劑“中毒”,給整個生產工藝帶來一系列的問題。硫含量一般不應超過2.00%。固定碳也是一個很重要的指標,合成氨用煤的固定碳(FCd)含量應在65%以上,為使氣化爐能順利運行,煤灰熔融性軟化溫度以在1250℃應該說明的是,各種氣化用煤應盡量就地取材,即使某些指標差一些,但如從生產的總成本來看合算,就不要舍近求遠去尋找煤源。(三)沸騰床氣化爐用煤對煤質的要求我國也用沸騰床氣化爐來生產合成氨原料氣。這種氣化爐在常壓下操作,以空氣或氧氣作氣化劑,對原料煤的要求是活性越大越好(一般在950℃時對CO2分解率大于60%的煤即可)??梢杂煤置海ㄒ话鉓t應小于12.0%,Ad小于25.0%),也可以用長焰煤或不粘煤,要求粒度小于8mm,但0-1mm的煤粉越少越好,否則飛灰會帶出大量碳而降低煤的氣化率;煤灰熔融性軟化溫度(ST)應大于1200℃;St小于2.00%。(四)柯佰斯-托切可(K_T)爐對煤質的要求(K_T)爐是一種粉煤懸浮床氣化爐。利用在常壓下連續(xù)運轉的高速氣化工藝,生產合成氨的原料氣。這種爐子的氣化溫度高達1400-1500℃,對煤質的要求不嚴,幾乎什么樣的煤都可以使用。例如高硫、易結渣、易碎、粘結、加熱膨脹的各種煙煤以及無煙煤和褐煤均可使用。由于氣化反應在不到1S內就完成,因此煤粉的粒度越細越好,一般是小于200目的粉煤占90%左右(褐煤可降低到80%左右),全水分在1%-5%。如用褐煤,先要進行干燥使水分降到5%-10%,煙煤和無煙煤的水分應降到1%左右。煤的灰熔融性越低,氣化裝置容易運轉。目前也可用灰分高達35%左右的褐煤作為氣化原料,氣化時用氧氣作汽化劑,生長以CO和H2為主的粗煤氣。根據國外經驗,(K_P)爐多采用褐煤和年輕煙煤進行氣化。由于它能連續(xù)操作,故(K_P)第四節(jié)液化用煤的質量要求煤的直接液化是將煤炭在高溫、高壓和催化劑的作用下加入氫氣使之變成液體燃料-人造石油的過程,同時還生成一定的氣體燃料的固態(tài)殘渣。典型的煤直接液化工藝是德國在二次世界大戰(zhàn)以前研究成功并投入生產的。它的主要過程是;用低灰的年輕褐煤煤粉與重油調成煤糊,加入催化劑,在高壓釜里加壓到20-70MPa,加溫到380-550℃進入20世紀70年代以后,各國新的液化工藝不斷發(fā)展,到目前已不下五六類之多,其中最有希望投入工業(yè)生產的是氫煤法(H-Coal)和溶劑精煉煤法(SRC)。后一種方法不但能生產液體燃料,如果適當控制加氫量,還可生產潔凈的高熱值固體燃料,可作為無灰焦、碳素材料和配煤煉焦的粘結劑。國內這類液化方法目前剛進入工業(yè)性試驗階段。由于直接液化方法尚未取得工業(yè)生產經驗,各國對液化用煤的要求標準還不一致。如日本和前蘇聯(lián)的一些學者主張采用低灰煤;歐美有些學者認為高灰、高硫煤的價格低廉,有利于降低液化的成本。但高灰煤在磨碎過程中耗電多,尤其是含黃鐵礦高的煤因硬度大而電耗更大,同時對液化工廠的生產效率和固液分離都是不利的。在多數情況下,原煤的液化效果比精煤要好,所以液化以采用原煤為宜。原料煤的灰分要求不超過25%,因為灰分過高會給整個工藝系統(tǒng)帶來一系列困難,但黃鐵礦高的煤有利于液化反應。液化用煤的質量要求如下表:煤種褐煤、長焰煤、氣煤、氣肥煤Vdaf%>37Ad%<25C/H<16C%60-85S%>1.0R0max%0.3-0.7惰性組含量%<10一般宜采用揮發(fā)分產率較高的年輕煤(如褐煤、長焰煤和Vdaf大于37%的氣煤等)作液化用煤。容易液化的煤巖顯微組分的順序是:殼質組、鏡質組、半鏡質組和半絲質組,絲炭幾乎不能液化。研究工作表明,液化用煤的惰質組含量以低于10%為宜,最高也不要超過15%,否則由于未反應的煤太多而影響液化效果。鏡質組平均最大反射率小于0.7%的煤大多適于液化,但也有某些達到0.9%的煤也頗適于液化。從煤的化學成分來看,一般以含碳量Cdaf小于85%、碳氫質量比小于16的煤較為適宜。氧含量高的煤,由于煤結構中的氧大都以羰基形態(tài)存在,液化加氫時會消耗大量的氫變成水。高硫分煤在液化時也會消耗大量的氫生成硫化氫析出。含氮量高的煤在液化變成氨,因而也使氫耗量增大。如采用含氧量較低的年輕煙煤進行液化,雖然氫的消耗量較小,但反映速度要比含氧量高的褐煤慢。從上述分析可以看出,在液化用煤的一系列煤質要求中,有許多是互相矛盾的,看來液化用煤也可以采用配煤的方法較為合適。第五節(jié)蒸汽機車用煤的質量要求蒸汽機車鍋爐的構造比較特殊,對煤質要求較高,一般須使用Vdaf大于20%的長焰煤、弱粘煤、氣煤、1/3焦煤和不適于煉焦的肥煤,以便于點燃。這些煤的火焰長,能使鍋爐在短時間內達到額定產氣量,保證機車的行駛速度和牽引力。蒸汽機車用煤的灰分Ad應小于24.00%,Qner’ar就大于20.91MJ/Kg,由于蒸汽機車鍋爐的通風力強,煤粉易被吹跑或從爐條間隙漏掉,所以必須使用粒度大于6-50mm之間的塊煤。此外,ST要大于1200℃,略有粘結性,硫分St’d第六節(jié)水泥回轉窯用煤的質量要求水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、石灰等建筑材料都要經過各種窯焙燒、煅燒甚至熔化等高溫處理。而煤炭是主要燃料。其中水泥工業(yè)用煤要求較高。水泥生產的方法不同,對煤炭品種和質量的要求也不同?;剞D窯要求灰分Ad小于27%、發(fā)熱量(Qner’ar)大于21.00MJ/Kg的揮發(fā)分較高的煙煤煤粉作燃料,而立窯則要求發(fā)熱量(Qner’ar)大于25.09MJ/Kg的無煙塊煤作燃料。為減輕對水泥配方的影響,水泥用煤的質量保持穩(wěn)定。燒磚瓦、石類窯(土窯)用煤的質量要求不高,甚至煤矸石、石煤亦可使用。水泥回轉窯用煤對煤炭質量的要求詳見GB7563《水泥回轉窯用煤質量》。第七節(jié)高爐噴吹用煤的質量要求(一)高爐噴吹無煙煤粉技術近年來,為降低焦炭消耗,增加生鐵產量,改善生鐵質量,將無煙煤粉或重油從風口隨熱風噴入高爐的噴吹技術得到了大力發(fā)展。采用噴吹技術后,焦炭作為熱源和還原劑的作用可在一定程度上由噴吹燃料所取代(但噴吹燃料無法取代焦炭的疏松骨架作用)。但隨著石油資源的日益短缺、價格不斷上漲,噴吹重油受到一定的限制,噴吹無煙煤粉技術得到了發(fā)展。我國自20世紀60年代起開始對高爐噴吹無煙煤粉技術進行研究,現在這方面已達到國際先進水平。寶鋼、鞍鋼、本鋼、首鋼、寶鋼、武鋼、馬鋼、湘鋼、太鋼、梅山冶金公司、宣化鋼鐵公司和攀枝花鋼鐵公司都已采用了這一技術,并取得了顯著的成效。此外,像杭州鋼廠等、邯鄲鋼廠、石家莊鋼廠、遼寧北臺鋼廠、甘肅酒泉鋼鐵公司等一些中小型鋼鐵企業(yè)也采用或擬采用這一技術?,F在我國高爐噴吹年用煤量已達400萬噸,按置換比0.8計,每年便可節(jié)約冶金焦320萬噸,節(jié)約資金1億多元。高爐噴吹無煙煤粉后,在節(jié)約焦炭的同時,還會使高爐的有效容積相對有所增加,從而增加生鐵的產量并可改善高爐的冶煉狀況和操作條件,便于高爐順利運行,使生鐵的質量也有所提高。噴吹設備遠比煉焦設備簡單,其投資只相當于同等能力焦爐投資的20%-25%,加工煤粉的能耗也遠比煉焦工藝低得多,因而噴吹煤粉在設備投資、成本、運行、維護及節(jié)能等方面的效益都很顯著。國外對噴吹煤粉技術也比較重視,英、法、美等國家已先后采用了這一技術。在日本,已有16座高爐采用了噴吹煤粉技術。除了將煤粉直接噴入高爐外,還可以將其與油混合制成“油煤漿”或與焦油混合抽制“焦油煤漿”噴入高爐,目前這項技術在日本已得到了應用。高爐噴吹無煙煤粉工藝過程如下所述:原料煤經給料斗通過膠帶傳送到煤倉,再經喂料器送入球磨機進行研磨。粒度達到要求的煤粉(小于160目或小于200目)通過慣力傳送到旋風除塵器,粒度達不到要求的煤粉再重新進入球磨機進行研磨,粒度的大小是通過風力的大小來控制的。在球磨的同時,用鼓風機向球磨機內吹入熱風以除去煤中的水分。煤粉從旋風除塵器的下部依次進入貯料倉和給料倉。從旋風除塵器上部跑出的煤粉再進入布袋塵器進行除塵,收集下來的煤粉從布袋除塵器的下部依次進入貯料倉和給料倉。最后用壓縮空氣(或氮氣)將煤粉從高爐的風口直接噴入高爐回旋區(qū)。噴入的煤粉在回旋區(qū)內劇烈燃燒,產生的熱能是高爐冶煉過程的主要熱源,燃燒反應后生成的CO是高爐冶煉過程的主要還原劑。隨著噴吹技術的不斷提高,目前國內有些大型鋼鐵公司已開始采用單獨噴吹煙煤粉或無煙煤粉的混合噴吹技術,進一步擴大了噴吹用煤的資源。(二)高爐噴吹用煤對煤炭質量的要求高爐噴吹用煤對煤的質量要求較高,煤質的好壞對噴吹的經濟效益和高爐的正常操作都有直接影響,一般認為,高爐噴吹用煤的質量要求如下:灰分要低灰分高,噴入的有效成分的量就相對地降低。煤的發(fā)熱量和固定碳含量也有所下降,噴入的煤粉作為高爐冶煉的熱源和還原劑的作用將會減弱,節(jié)焦效果變差。其次,灰分高還會使高爐的渣量增加,酸性物質的含量增高,影響造渣。因為為了保持爐渣的脫硫能力,必須維持一定的爐渣堿度(CaO/SiO2),而煤灰?guī)氲腟iO2要靠堿性物質CaO來平衡,因而做成渣量增加。這不僅多消耗了熱量,而且影響高爐內料柱的透氣性,使生鐵的產量下降,質量降低。生產實踐表明,燃料(包括焦炭和煤粉)灰分每升高1%,燃料消耗增加2%,生鐵產量下降2%。高爐噴吹用煤的灰分一般不應超過12%,最高不應超過17%。硫含量要低高爐噴吹用煤的硫含量應盡可能低。高爐內由爐料帶入的硫分僅有5%-20%隨高爐煤氣逸出,其余的均參加爐內硫循環(huán),只能靠爐渣排出。入爐煤粉含量高導致生鐵硫含量增高,降低生鐵質量,使高爐操作指標下降,同時降低生鐵產量。硫分每增加0.1%,生鐵產量降低2%,燃料比升高1.5%。高爐噴吹用煤的硫含量以小于0.7%為宜,最高不應超過1.10%。水分含量要低水分含量不但會使煤的發(fā)熱量有所降低,還會使干燥系統(tǒng)的能耗增高,給球磨帶來困難,使球磨機不能正常工作。高爐噴吹用煤的水分一般以小于8%為宜,最高不應超過12%。揮發(fā)分要合適目前我國除太原鋼鐵公司用Vdaf為14%左右的貧瘦煤外,其他鋼鐵廠多用無煙煤或將高變質煙煤與無煙煤配合使用。一般說來,揮發(fā)分的高低對高爐噴吹的影響不是很大,但當Vdaf較高時,在制粉及噴吹過程中容易引起爆炸。我國目前基本上是以無煙煤作為噴吹的原料煤,揮發(fā)分均在10%以下。煙煤也可以作為噴吹的原料煤,但由于其爆炸的危險性較大,噴吹需在惰性氣體(一般為氮氣)中進行,設備相當復雜些,成本也略有增高,盡管近年來國內外煙煤噴吹技術已有了很大的發(fā)展,但從我國的實際情況及煤炭資源特點來考慮,將無煙煤作為高爐噴吹用煤是比較適宜的。其他方面的質量要求高爐噴吹用煤的固定碳含量應高些,一般以大于75%為宜。哈氏可磨性指數HGI也應高些,雖然HGI的大小對高爐噴吹的效果沒有直接影響,但HGI過小,表明煤的硬度大,會給制粉工藝帶來一定的困難,增加動力消耗,同時使噴吹設備(特別是噴槍)的壽命降低。煤灰成分對高爐噴吹也有一定的影響,釩和鈦的含量越低越好,因為中兩種元素會增加煉鐵過程中灰渣的粘度,致使鐵水和爐渣較難分離。煤灰中二氧化硅與氧化鈣之比(Si
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