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文檔簡介
目錄TOC\o"1-5"\h\z第一節(jié)煤炭介紹 2\o"CurrentDocument"1、 形成過程 3\o"CurrentDocument"2、 成分 4\o"CurrentDocument"3、 伴生元素 4\o"CurrentDocument"4、 分類 5\o"CurrentDocument"5、 用途 6\o"CurrentDocument"6、 米礦方法 .7\o"CurrentDocument"7、 儲(chǔ)藏量 7\o"CurrentDocument"8、 生態(tài)破壞 7\o"CurrentDocument"9、 中國的煤炭資源 8\o"CurrentDocument"10、 政策調(diào)整 10第二節(jié)煤的形成階段 11第三節(jié)煤炭的種類及用途 16\o"CurrentDocument"1、 煤炭的分類: 16\o"CurrentDocument"2、 煤炭的用途: 19第四節(jié)煤炭分類指標(biāo) 25第一節(jié)煤炭介紹煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。是一種固體可燃有機(jī)巖,主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用,埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成,俗稱煤炭。煤炭被人們譽(yù)為黑色的金子,工業(yè)的食糧,它是十八世紀(jì)以來人類世界使用的主要能源之一。煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。一種固體可燃有機(jī)巖,主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用,埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中,就發(fā)現(xiàn)有煤制工藝品,河南鞏義市也發(fā)現(xiàn)有西漢時(shí)用煤餅煉鐵的遺址?!渡胶=?jīng)》中稱煤為石涅,魏、晉時(shí)稱煤為石墨或石炭。明代李時(shí)珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家,希臘學(xué)者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有《石史》,其中記載有煤的性質(zhì)和產(chǎn)地;古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。煤炭是一種可以用作燃料或工業(yè)原料的礦物。它是古代植物經(jīng)過生物化學(xué)作用和地質(zhì)作用而改變其物理、化學(xué)性質(zhì),由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。煤作為一種燃料,早在800年前就已經(jīng)開始。煤被廣泛用作工業(yè)生產(chǎn)的燃料,是從18世紀(jì)末的產(chǎn)業(yè)革命開始的。隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明和使用,煤被廣泛地用作工業(yè)生產(chǎn)的燃料,給社會(huì)帶來了前所未有的巨大生產(chǎn)力,推動(dòng)了工業(yè)的向前發(fā)展,隨之發(fā)展起煤炭、鋼鐵、化工、采礦、冶金等工業(yè)。煤炭熱量高,標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量為7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的儲(chǔ)量豐富,分布廣泛,一般也比較容易開采,因而被廣泛用作各種工業(yè)生產(chǎn)中的燃料。煤炭除了作為燃料以取得熱量和動(dòng)能以外,更為重要的是從中制取冶金用的焦炭和制取人造石油,即煤的低溫干餾的液體產(chǎn)品一一煤焦油。經(jīng)過化學(xué)加工,從煤炭中能制造出成千上萬種化學(xué)產(chǎn)品,所以它又是一種非常重要的化工原料,如我國相當(dāng)多的中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產(chǎn)化肥。我國的煤炭廣泛用來作為多種工業(yè)的原料。大型煤炭工業(yè)基地的建設(shè),對(duì)我國綜合工業(yè)基地和經(jīng)濟(jì)區(qū)域的形成和發(fā)展起著很大的作用。此外,煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等,這些放射性和稀有元素是半導(dǎo)體和原子能工業(yè)的重要原料。1、形成過程煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖,在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質(zhì),由于地殼的變動(dòng)不斷地埋入地下,長期與空氣隔絕,并在高溫高壓下,經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化等因素,形成的黑色可然化石,這就是煤炭的形成過程。一座煤礦的煤層厚薄與這地區(qū)的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關(guān)。地殼下降的速度快,植物遺骸堆積得厚,這座煤礦的煤層就厚,反之,地殼下降的速度緩慢,植物遺骸堆積的薄,這座煤礦的煤層就薄。又由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使原來水平的煤層發(fā)生褶皺和斷裂,有一些煤層埋到地下更深的地方,有的又被排擠到地表,甚至露出地面,比較容易被人們發(fā)現(xiàn)。還有一些煤層相對(duì)比較薄,而且面積也不大,所以沒有開采價(jià)值,有關(guān)煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。2、 成分煤中有機(jī)質(zhì)是復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物,主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成,而碳、氫、氧三者總和約占有機(jī)質(zhì)的95%以上;煤中的無機(jī)質(zhì)也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分,其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50%?60%,褐煤為60%?70%,煙煤為74%?92%,無煙煤為90%?98%。煤中硫是最有害的化學(xué)成分。煤燃燒時(shí),其中硫生成SO2,腐蝕金屬設(shè)備,污染環(huán)境。煤中硫的含量可分為5級(jí):高硫煤,大于4%;富硫煤,為2.5%?4%;中硫煤,為1.5%?2.5%;低硫煤,為1.0%?1.5%;特低硫煤,小于或等于1%。煤中硫又可分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩大類。3、 伴生元素指以有機(jī)或無機(jī)形態(tài)富集于煤層及其圍巖中的元素。有些元素在煤中富集程度很高,可以形成工業(yè)性礦床,如富鍺煤、富鈾煤、富釩石煤等,其價(jià)值遠(yuǎn)高于煤本身。根據(jù)煤中伴生元素的性質(zhì)和用途,可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要有鍺、鎵、鈾、釩等,可被利用。有害元素主要有硫、磷、氟、氯、砷、鈹、鉛、硼、鎘、汞、硒、銘等。硫是煤中常見的有害成分,其他有害元素在煤中含量一般不高,但危害極大,如砷是一種有毒元素。煤在燃燒中,硫是造成城鎮(zhèn)環(huán)境污染的主要物質(zhì)源。當(dāng)然,對(duì)有害元素如果收集、處理得當(dāng)也可變成對(duì)人有用的財(cái)富。煤中伴生元素,有各自的地球化學(xué)性質(zhì),形成于不同的沉積環(huán)境中。因此,可根據(jù)元素的相對(duì)含量、元素的共生組合關(guān)系及元素的比值,來判斷相和沉積環(huán)境。4、分類根據(jù)其碳化程度不同分類,可以依次分為泥炭、褐煤(棕褐煤、黑赫煤)、煙煤(生煤)、無煙煤、亞煤(褐煤的一種,是日本的特有分類)。無煙煤碳化程度最高,泥炭碳化程度最低。根據(jù)其巖石結(jié)構(gòu)不同分類,可以分為燭煤、絲炭、暗煤、亮煤和鏡煤。含有95%以上鏡質(zhì)體的為鏡煤,煤表面光亮,結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí),含有鏡質(zhì)體和亮質(zhì)體的為亮煤,含粗粒體的為暗煤,含絲質(zhì)體的為絲炭,由許多小孢子形成的微粒體組成的為燭煤。根據(jù)煤中含有的揮發(fā)性成分多少來分類,可以分為貧煤(無煙煤,含揮發(fā)分低于12%)、瘦煤(含揮發(fā)分為12-18%)、焦煤(含揮發(fā)分為18-26%)、肥煤(含揮發(fā)分為26-35%)、氣煤(含揮發(fā)分為35-44%)和長焰煤(含揮發(fā)分超過42%)。其中焦煤和肥煤最適合用于煉焦碳,揮發(fā)分過低不粘結(jié),過高會(huì)膨脹都無法用于煉焦,但一般煉焦要將多種煤配合。1989年10月,中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5751-86),依據(jù)干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、粘結(jié)指數(shù)G、膠質(zhì)層最大厚度Y、奧亞膨脹度b、煤樣透光性P、煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量Qgr,maf等6項(xiàng)分類指標(biāo),將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。按終端用途,一般生產(chǎn)的煤炭可分為兩種:焦煤與電煤,均屬于廣義范圍的煙煤與次煙煤。焦煤與電煤市場的經(jīng)營彼此相對(duì)獨(dú)立。品質(zhì)鑒定/煤炭編輯對(duì)煤的品質(zhì)鑒定,還要根據(jù)其發(fā)熱量、灰分(不能燃燒的部分)和含硫量等因素,根據(jù)起用途來確定。如果用做燃料,含硫高則會(huì)燃燒產(chǎn)生二氧化硫污染大氣,必須要增加脫硫的成本,用做煉焦,膨脹系數(shù)也是一個(gè)主要因素。5、用途煤用于煉焦,可以產(chǎn)生煤焦油及氨水。焦碳是用于煉鐵的重要原料。煤焦油可提取多種工業(yè)用的重要化合物。很多人以為煤氣是從煤制造出來的,但事實(shí)是煤氣是從原油提煉出來的石腦油再加以提煉而成的。煤也可以直接汽化,生成水煤氣(一氧化碳和氫的混合物),直接用做清潔燃料。煤,尤其是煙煤(任何揮發(fā)分較高的煤)直接作為燃料會(huì)冒出黑煙,浪費(fèi)其中揮發(fā)分并造成大氣污染,英國由于氣候多霧,對(duì)污染尤其敏感,早在20世紀(jì)初即頒布法律禁止將原煤直接作為燃料,只能燃燒焦碳或半焦。焦碳作為煉鐵的重要原料,對(duì)生鐵的質(zhì)量有關(guān)鍵的作用,如果含硫高,會(huì)嚴(yán)重降低生鐵質(zhì)量,灰分高會(huì)降低熱值。因此用于煉焦的煤必須經(jīng)過洗選,以降低其灰分和硫含量。煉出的焦碳必須選大塊堅(jiān)實(shí)的,不能在高爐中被壓碎,以便可以通風(fēng)。選出的碎焦只能做燃料,碎焦做燃料發(fā)熱量大,不冒煙,是很好的燃料。6、 采礦方法大部分煙煤和無煙煤均利用深度采煤法所取得,而近代技術(shù)已可使用露天采煤法。露天采煤法需動(dòng)用每小時(shí)能移除數(shù)百公噸之大型挖土機(jī),移走數(shù)百英叭深之表面土層。雖然成本較低及較快擴(kuò)挖速度,但會(huì)破壞環(huán)境景觀。一般深度采煤法之深度為數(shù)百叭至數(shù)千叭,通常需要數(shù)個(gè)直井作為坑道通風(fēng),抽走甲烷并減少礦坑內(nèi)部之熱與濕度。目前大約90%以上的煤田利用機(jī)械方式采煤和輸送,因而坑道內(nèi)之運(yùn)輸主要依賴輸送帶,其將煤輸送至直井,然后再送出地面予以清洗、分類等處理。7、 儲(chǔ)藏量據(jù)世界能源委員會(huì)的評(píng)估,世界煤炭可采資源量達(dá)4.84X104億t標(biāo)準(zhǔn)煤,占世界化石燃料可采資源量的66.8%。據(jù)《1997世界能源統(tǒng)計(jì)評(píng)論》統(tǒng)計(jì),至1996年底,世界煤炭探明的可采儲(chǔ)量為1.03161X104億t,儲(chǔ)采比為224年,其中七位儲(chǔ)量最大的國家依次為美國、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。8、 生態(tài)破壞傳統(tǒng)煤炭開采忽略其它共生、伴生礦物的開采、加工、利用,造成了資源的浪費(fèi)。中國煤系共生、伴生20多種礦產(chǎn),目前絕大多數(shù)沒有利用,另外礦物的隨意存放丟棄還會(huì)造成環(huán)境污染,破壞生態(tài)環(huán)境。煤炭開采破壞了地殼內(nèi)部原有的力學(xué)平衡狀態(tài)。引起地表塌陷,原有生態(tài)系統(tǒng)受到破壞。這種破壞使原有土地收益的減少或喪失,同時(shí)也造成地表水利設(shè)施的破壞和生態(tài)環(huán)境惡化。每年因開采引起的地表塌陷面積已達(dá)40萬hm2,且平均每年以1.5萬hm2的速度增加。減少生態(tài)破壞,可以關(guān)閉部分現(xiàn)有運(yùn)行的燃煤電廠和防止建造新的燃煤電廠。目的是減少會(huì)導(dǎo)致氣候變化的高濃度溫室氣體的排放。9、中國的煤炭資源煤炭種類在漫長的地質(zhì)演變過程中,煤田受到多種地質(zhì)因素的作用;由于成煤年代、成煤原始物質(zhì)、還原程度及成因類型上的差異,再加上各種變質(zhì)作用并存,致使中國煤炭品種多樣化,從低變及程度的褐煤到高變質(zhì)程度的無煙煤都有儲(chǔ)存。按中國的煤種分類,其中煉焦煤類占27.65%,非煉焦煤類占72.35%,前者包括氣煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占5.81%),瘦煤(占4.01%),其它為未分牌號(hào)的煤(占0.55%);后者包括無煙煤(占10.93%),貧煤(占5.55%),弱堿煤(占1.74%),不繳煤(占13.8%),長焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌號(hào)的煤(占13.80%)和牌號(hào)不清的煤(占1.06%)。中國煤炭灰分普遍較高,秦嶺以北地區(qū),晉北、陜北、寧夏、兩淮、東北等地區(qū),侏羅紀(jì)煤田為陸相沉積,煤的灰分一般為10%?20%,有的在10%以下,硫分一般小于1%,東北地區(qū)硫分普遍小于0.5%。中國北方普遍分布的石灰紀(jì)、秦嶺以南地區(qū)、湖南的黔陽煤系、湖北的梁山煤系等屬海陸交替沉積的煤,灰分一般達(dá)15%?25%,硫分一般高達(dá)2%?5%。廣西合山、四川上寺等地的晚二疊紀(jì)煤層屬淺海相沉積煤,硫分可高達(dá)6%?10%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國灰分小于10%的特低灰煤僅占探明儲(chǔ)量的17%左右。大部分煤炭的灰分為10%?30%。硫分小于1%的特低硫煤占探明儲(chǔ)量的43.5%以上,大于4%的高硫煤僅為2.28%。中國的煉焦用煤一般為中灰、中疏煤,低灰和低硫煤很少。煉焦用煤的灰分一般都在20%以上;硫分含量大于2%的煉焦用煤占20%以上。中國煉焦用煤的另一大特點(diǎn)是:硫分越高,煤的動(dòng)結(jié)性往往越強(qiáng),其可選性一般較差。中國褐煤多屬老年褐煤。褐煤灰分一般為20%?30%。東北地區(qū)褐煤硫分多在1%以下,廣東、廣西、云南褐煤硫分相對(duì)較高,有的甚至高達(dá)8%以上。褐煤全水分一般可達(dá)20%?50%,分析基水分為10%~20%,低位發(fā)熱量一般只有11.71?16.73MJ/kg。中國煙煤的最大特點(diǎn)是低灰、低硫;原煤灰分大都低于15%,硫分小于1%。部分煤田,如神府、東勝煤田,原煤灰分僅為3%—5%,被譽(yù)為天然精煤。煙煤的第二個(gè)特點(diǎn)是煤巖組分中絲質(zhì)組含量高,一般在40%以上,因此中國煙煤大多為優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤。中國貧煤的灰分和硫分都較高,其灰分大多為15%-30%,流分在1.5%-5%之間。貧煤經(jīng)洗選后,可作為很好的動(dòng)力煤和氣化用煤。中國典型的無煙煤和老年無煙煤較少,大多為三號(hào)年輕無煙煤,其主要特點(diǎn)是,灰分和硫分均較高,大多為中灰、中硫、中等發(fā)熱量、高灰熔點(diǎn),主要用作動(dòng)力用煤,部分可作氣化原料煤。資源分布中國在地質(zhì)歷史上的成煤期共有14個(gè),其中有4個(gè)最主要的成煤期,即廣泛分布在華北一帶的晚炭紀(jì)一一早二疊紀(jì),廣泛分布在南方各省的晚二疊紀(jì),分布在華北北部、東北南部和西北地區(qū)的早中侏羅紀(jì)以及分布在東北地區(qū)、內(nèi)蒙東部的晚侏羅紀(jì)一早白堊紀(jì)等四個(gè)時(shí)期。它們所賦存的煤炭資源量分別占中國煤炭資源總量的26%、5%、60%和7%,合計(jì)占總資源量的98%。上述四個(gè)最主要的成煤期中,晚二疊紀(jì)主要在中國南方形成了有工業(yè)價(jià)值的煤炭資源,其他三個(gè)成煤期分別在中國華北、西北和東北地區(qū)形成極為豐富的煤炭資源。中國煤炭資源分布面廣,除上海市外,全國30個(gè)省、市、自治區(qū)都有不同數(shù)量的煤炭資源。在全國2100多個(gè)縣中,1200多個(gè)有預(yù)測儲(chǔ)量,已有煤礦進(jìn)行開采的縣就有1100多個(gè),占60%左右。從煤炭資源的分布區(qū)域看,華北地區(qū)最多,占全國保有儲(chǔ)量的49.25%,其次為西北地區(qū),占全國的30.39%,依次為西南地區(qū),占8.64%,華東地區(qū),占5.7%,中南地區(qū),占3.06%,東北地區(qū),占2.97%。按省、市、自治區(qū)計(jì)算,山西、內(nèi)蒙、陜西、新疆、貴州和寧夏6省區(qū)最多,這6省的保有儲(chǔ)量約占全國的81.6%。10、政策調(diào)整2014年國慶,煤炭資源稅改落定、進(jìn)口煤關(guān)稅上調(diào)、山西省內(nèi)縣級(jí)及以下全部煤檢站點(diǎn)年內(nèi)撤銷。利好煤企減負(fù)的政策逐一推出,神華、中煤兩大巨頭甚至抓住機(jī)會(huì),齊現(xiàn)了年內(nèi)煤價(jià)的最大漲幅。2014年10月9日上午,財(cái)政部發(fā)布國務(wù)院關(guān)稅稅則委員會(huì)關(guān)于調(diào)整煤炭進(jìn)口關(guān)稅的通知,經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn),從10月15日起,取消無煙煤、煉焦煤、煉焦煤以外的其他煙煤、其他煤、煤球等燃料等5個(gè)品種的零進(jìn)口暫定稅率,分別恢復(fù)實(shí)施3%到6%不等的最惠國稅率。而此次調(diào)整未提到的褐煤,早在2013年8月就已經(jīng)由國務(wù)院關(guān)稅稅則委員會(huì)通知取消了零稅率,恢復(fù)為3%。[1]第二節(jié)煤的形成階段煤是一種固體可燃的有機(jī)生物巖;是以含碳、氫元素為主,同時(shí)含有少量氧、硫、氮等元素的礦物燃料;是千百萬年前遠(yuǎn)古時(shí)代植物殘骸經(jīng)過極其復(fù)雜的生物化學(xué)、地球化學(xué)、物理化學(xué)作用緩慢的轉(zhuǎn)變而成的。一.煤的形成從遠(yuǎn)古時(shí)代植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊航?jīng)過一系列的演化過程,這個(gè)過程稱為成煤作用。這個(gè)過程大致可分為兩個(gè)階段:泥炭化階段和煤化作用階段。成煤的原始物質(zhì)主要是植物,其組成不同是影響煤質(zhì)的重要因素之一,根據(jù)成煤植物不同可以劃分出以高等植物為主形成的腐植煤和以低等植物為主形成的腐泥煤兩大類,自然界腐泥煤很少見,工業(yè)開采中絕大多數(shù)是腐植煤,在以后的篇幅中提及的都是腐植煤。1. 泥炭化階段植物遺體是成煤原始物質(zhì)的來源,并不是任何條件下植物遺體都能夠順利地堆積并轉(zhuǎn)變,首先需要的大量的遠(yuǎn)古植物持續(xù)的繁殖、生長、死亡;其次是需要保存植物遺體的環(huán)境即原地堆積并且不至于完全被氧化,同時(shí)具備這兩個(gè)條件的便是沼澤。植物殘骸大量堆積在沼澤淺部,在需氧微生物的分解作用下,一部分被徹底破壞分解成氣體和水,未被分解的穩(wěn)定部分則保留下來,在沼澤水的覆蓋下,植物遺體逐漸和空氣隔絕,厭氧微生物利用植物有機(jī)質(zhì)中的氧發(fā)生氧化分解、去羧基和脫水作用,放出了二氧化碳和甲烷氣體,形成一種凝膠狀、含水分很高的棕褐色物質(zhì)。這個(gè)過程就是泥炭化過程(階段);形成的物質(zhì)也就是泥炭(也稱為泥煤)。隨著地球地殼的不斷運(yùn)動(dòng)、下沉,泥炭層被深埋于地下,一泥炭層被無機(jī)沉淀物覆蓋為標(biāo)志,泥炭化過程結(jié)束。2.煤化作用階段當(dāng)泥炭化過程終止后,生物化學(xué)作用也逐漸減弱以至停止,在物理化學(xué)和化學(xué)作用下,泥炭開始向褐煤、煙煤和無煙煤轉(zhuǎn)變,這個(gè)過程稱為煤化階段。由于作用因素和結(jié)果不同,這個(gè)階段可以劃分為成巖階段和變質(zhì)階段。成巖階段無定形的泥炭因受到上面覆蓋無機(jī)沉積物的巨大壓力逐漸的發(fā)生壓緊、失水、膠體老化硬結(jié)等物理和物理化學(xué)變化,轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩飵r特征的褐煤過程。這個(gè)過程發(fā)生在深度不大的地下,泥炭上面覆蓋層大約為200?400mm,溫度約為60°C,在成巖過程中,除了發(fā)生壓實(shí)和失水等物理變化外,也在一定程度上進(jìn)行了分解和縮聚反應(yīng),泥炭中殘留的植物成分逐漸減少,腐植酸含量先增加后減少。當(dāng)?shù)貙永^續(xù)下沉和頂板加厚時(shí),由于溫度明顯升高,壓力繼續(xù)加大,煤質(zhì)的變化轉(zhuǎn)入變質(zhì)階段。變質(zhì)階段具有生物巖特征的褐煤沉降到地殼深處,在長時(shí)間地?zé)岷透邏鹤饔孟掳l(fā)生化學(xué)反應(yīng),其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都在發(fā)生變化,引起這些變化的主要因素為溫度、時(shí)間和壓力。溫度地球是一個(gè)龐大的熱庫,巨大的地?zé)崾沟販刈缘乇沓貙右韵码S深度加大而逐漸升高,由于地溫分布的這種規(guī)律性,在穿過含煤巖系的深孔中發(fā)現(xiàn)煤的變質(zhì)程度向深部依層遞增。大量資料表明,轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌夯A段所需的溫度大致為:褐煤40?50°C;長焰煤<100°C;煙煤<200C;無煙煤<350CO時(shí)間這里所說的時(shí)間,嚴(yán)格地講不是指距今地質(zhì)年代的長短,而是指某種溫度和壓力等條件作用于煤的變質(zhì)過程的長短。時(shí)間因素的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面,第一是指受熱溫度相同時(shí),煤的變質(zhì)程度取決于受熱時(shí)間長短,受熱時(shí)間短的煤變質(zhì)程度低,受熱時(shí)間長的煤變質(zhì)程度高;第二是指煤受短時(shí)間較高溫度的作用和受長時(shí)間較低溫度作用可以達(dá)到相同的變質(zhì)程度。壓力壓力有促進(jìn)煤物理結(jié)構(gòu)變化的作用,比如孔隙率減小、水分降低等。但是只有化學(xué)變化才可以對(duì)煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)有決定性影響。因此目前人們一般認(rèn)為壓力是煤質(zhì)變化過程中的次要因素。根據(jù)煤化過程中變質(zhì)條件和變質(zhì)特征的不同,煤的變質(zhì)作用可以分為深層變質(zhì)作用、巖漿變質(zhì)作用和動(dòng)力變質(zhì)作用三種類型。深層變質(zhì)作用是指煤在地下深處,受到地?zé)岷蜕细矌r層靜壓力的影響而引起的變質(zhì)作用;巖漿變質(zhì)作用是指煤層受到巖漿帶來的高溫、揮發(fā)性氣體和壓力的影響使煤發(fā)生異常變質(zhì)的作用;動(dòng)力變質(zhì)作用是指由于地殼構(gòu)造變化所產(chǎn)生的動(dòng)壓力和熱量使煤發(fā)生的變質(zhì)作用。二.煤的分類根據(jù)成煤植物種類的不同,煤主要可分為兩大類。即腐殖煤和腐泥煤。腐泥煤有低等植物和少量浮游生物形成的煤稱為腐泥煤,主要包括藻煤和膠泥煤,藻煤主要有藻類生成;膠泥煤是無結(jié)構(gòu)的腐泥煤植物成分分解徹底,幾乎完全由基質(zhì)組成,膠泥煤中的礦物質(zhì)含量大于40%即稱為油頁巖,我國遼寧撫順、廣東茂名、山東黃縣等地有豐富的油頁巖資源。腐殖煤有高等植物形成的煤稱為腐殖煤,主要是因?yàn)橹参锏牟糠帜举|(zhì)纖維組織在成煤過程中曾變成腐植酸中間產(chǎn)物而得名。除非特別說明,人們通常講的煤就是腐殖煤。腐殖煤是近代煤綜合利用的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)煤化度不同,可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四大類:泥炭泥炭是植物向煤轉(zhuǎn)化過程中的過度產(chǎn)物,含有大量未分解的植物組織;剛開采出來的泥炭含水量很高可達(dá)85%?95%,自然風(fēng)干后可降至25%?35%,干泥炭為棕黑色或黑褐色土狀碎塊。我國泥炭儲(chǔ)量約為270億噸,主要分布在大小興安嶺、三江平原、長白山、青藏高原和燕山、太行山等地。泥炭有廣泛的用途,經(jīng)氣化后可制成燃料氣和工業(yè)原料氣;經(jīng)液化可制的人造液體潔凈燃料;經(jīng)焦化所得泥炭焦是制造優(yōu)質(zhì)活性炭的原料;還可以直接用于土壤改良劑和高質(zhì)量的腐植酸肥料。褐煤褐煤是泥炭沉積后經(jīng)脫水、壓實(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)生物巖的初期產(chǎn)物,因外表呈褐色或者暗褐色而得名。褐煤大多數(shù)無光澤,含水一般為30%?60%,空氣干燥后仍有10%?30%,易風(fēng)化破裂。外觀上,褐煤與泥炭最大區(qū)別在于褐煤不含未分解的植物組織殘骸。按照煤化度由低到高,褐煤可分為土狀褐煤、暗褐煤、亮褐煤和木褐煤。我國褐煤儲(chǔ)量約為893億噸,集中分布在內(nèi)蒙古、云南、吉林和黑龍江等地區(qū)。褐煤適宜做氣化原料;褐煤干餾后可得熱值較高的優(yōu)質(zhì)城市煤氣,同時(shí)焦油產(chǎn)率可達(dá)6.0%?8.5%;褐煤制成油煤漿后催化加氫,成油率可得35%。褐煤易風(fēng)化破碎,一般不宜長途運(yùn)輸。煙煤煙煤的煤化度較高于褐煤,因燃燒時(shí)煙多而得名。一般煙煤具有不同程度的光澤,絕大多數(shù)呈明暗交替條帶狀,比較致密,硬度較大。煙煤是自然界分布最廣、儲(chǔ)量最大、品種最多的煤種。根據(jù)煤化度不同,我國將其劃分為長焰煤、不粘煤、弱粘煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤和貧煤。其中氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤都具有不同程度的黏結(jié)性,故統(tǒng)稱為煉焦煤。無煙煤無煙煤是煤化度最高的一種腐殖煤,因燃燒時(shí)無煙而得名。外觀呈灰黑色,帶有金屬光澤,無明顯條帶。在各種煤種中,其揮發(fā)分最低,硬度最高,燃點(diǎn)高達(dá)360?410°C以上。無煙煤主要用于民用、發(fā)電燃料、制造合成氨的原料。第三節(jié)煤炭的種類及用途1、煤炭的分類:煤主要有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種。(1) 褐煤:多為塊狀,呈黑褐色,光澤暗,質(zhì)地疏松;含揮發(fā)分40%左右,燃點(diǎn)低,容易著火,燃燒時(shí)上火快,火焰大,冒黑煙;含碳量與發(fā)熱量較低(因產(chǎn)地煤級(jí)不同,發(fā)熱量差異很大),燃燒時(shí)間短,需經(jīng)常加煤。(2) 煙煤:一般為粒狀、小塊狀,也有粉狀的,多呈黑色而有光澤,質(zhì)地細(xì)致,含揮發(fā)分30%以上,燃點(diǎn)不太高,較易點(diǎn)燃;含碳量與發(fā)熱量較高,燃燒時(shí)上火快,火焰長,有大量黑煙,燃燒時(shí)間較長;大多數(shù)煙煤有粘性,燃燒時(shí)易結(jié)渣。無煙煤:有粉狀和小塊狀兩種,呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮。雜質(zhì)少,質(zhì)地緊密,固定碳含量高,可達(dá)80%以上;揮發(fā)分含量低,在10%以下,燃點(diǎn)高,不易著火;但發(fā)熱量高,剛?cè)紵龝r(shí)上火慢,火上來后比較大,火力強(qiáng),火焰短,冒煙少,燃燒時(shí)間長,粘結(jié)性弱,燃燒時(shí)不易結(jié)渣。應(yīng)摻入適量煤土燒用,以減輕火力強(qiáng)度。1989年10月,國家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)》(GB5751-86),依據(jù)干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、粘結(jié)指數(shù)G、膠質(zhì)層最大厚度Y、奧亞膨脹度b、煤樣透光性P、煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量Qgr,maf等6項(xiàng)分類指標(biāo),將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。無煙煤:高固定碳含量,高著火點(diǎn)(約360?420°C),高真相對(duì)密度(1.35?1.90),低揮發(fā)分產(chǎn)量和低氫含量。除了發(fā)電外,無煙煤主要作為氣化原料(固定床氣化發(fā)生爐)用于合成氨、民用燃料及型煤的生產(chǎn)等。一些低灰低硫高HGI的無煙煤也用于高爐噴吹的原料。貧煤:煤煙中煤級(jí)最高的煤,它的特征是:較高的著火點(diǎn)(350—360C),高發(fā)熱量,弱粘結(jié)性或不粘結(jié)。貧煤主要用于發(fā)電和電站鍋爐燃料。使用貧煤時(shí),將其與其他一些高揮發(fā)分煤配合使用也不失為一個(gè)好的途徑。貧瘦煤:揮發(fā)分低,粘結(jié)性較差,可以單獨(dú)用來煉焦。當(dāng)與其他適合煉焦的煤種混合時(shí),貧瘦煤的摻入將使焦炭產(chǎn)品的塊度增大。貧瘦煤也可用于發(fā)電、電站鍋爐和民用燃料等方面。典型的貧瘦煤產(chǎn)于山西省西山煤電公司。瘦煤:中度的揮發(fā)分和粘結(jié)性,主要用于煉焦。在煉焦過程中可能會(huì)產(chǎn)生一些膠質(zhì)物,膠質(zhì)層的厚度為6—10mm。由瘦煤單獨(dú)煉焦產(chǎn)生的焦炭,機(jī)械強(qiáng)度較高但耐磨強(qiáng)度相對(duì)較差。除了那部分高灰高硫的瘦煤,瘦煤經(jīng)常與其他煤種混合煉焦。焦煤:有很強(qiáng)的煉焦性,中等的揮發(fā)分(約16%—28%),焦煤是國內(nèi)主要用于煉焦的煤種。由焦煤煉成的焦炭具有非常優(yōu)良的性質(zhì),焦煤主要產(chǎn)于山西省和河北省。肥煤:中等或較高的揮發(fā)分(約25%—35%)和很強(qiáng)的粘結(jié)性,主要用于煉焦(一些高灰高硫的肥煤用來發(fā)電)。與其他煤級(jí)的煤相比,肥煤一般具有較高的硫含量。1/3焦煤:介于焦煤、氣煤和肥煤之間,具有較高的揮發(fā)分(類似于氣煤),較強(qiáng)的粘結(jié)性(類似于肥煤)和很好的煉焦性(類似于焦煤),這也是它被稱為1/3焦煤的原因。1/3焦煤由于其產(chǎn)量高而主要用于煉焦和發(fā)電。氣肥煤:高揮發(fā)分(接近于氣煤)和強(qiáng)的粘結(jié)性(接近于肥煤),它適用于焦化作用產(chǎn)生的城市燃?xì)夂团c其他煤種混合煉焦以增加煤氣、焦油等副產(chǎn)品的產(chǎn)量。氣肥煤的顯微組成與其他煤種有很大的差異,殼質(zhì)組的含量相對(duì)較高。氣煤:很高的揮發(fā)分和中度的粘結(jié)性,主要用于煉焦和發(fā)電。典型的氣煤產(chǎn)于遼寧省。10.1/2中粘煤:過度煤級(jí)的煤,在中國它只有很小一部分的儲(chǔ)量和產(chǎn)量。其特征與一些氣煤和弱粘煤類似。11.弱粘煤:煤化程度較低或中等煤化程度的煤,其粘結(jié)性很差,不能單獨(dú)用于煉焦。由于其特殊的成因,弱粘煤具有較高的惰性組含量。典型的弱粘煤產(chǎn)于山西省大同市。12.不粘煤:早期煤化階段曾被氧化過,因此它具有低發(fā)熱量的特點(diǎn)。主要用于發(fā)電、氣化和民用燃料等。不粘煤主要產(chǎn)于中國的西北部地區(qū)。長焰煤:煤化程度是所有煙煤中最低的。由于其燃燒時(shí)火焰較長而被稱為長焰煤。主要用于發(fā)電、電站鍋爐燃料等。遼寧省的長焰煤儲(chǔ)量是全國最大的。褐煤:所有煤中最低級(jí)的煤,其特征是高水分,高氧含量(約15%—30%),并含有一些腐植酸。主要用于發(fā)電和氣化。2、煤炭的用途:煤炭的用途十分廣泛,可以根據(jù)其使用目的總結(jié)為兩大主要用途:(1)動(dòng)力煤,(2)煉焦煤。我國動(dòng)力煤的主要用途有:1) 發(fā)電用煤:我國約1/3以上的煤用來發(fā)電,目前平均發(fā)電耗煤為標(biāo)準(zhǔn)煤370g/(kWh)左右。電廠利用煤的熱值,把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?) 蒸汽機(jī)車用煤:占動(dòng)力用煤2%左右,蒸汽機(jī)車鍋爐平均耗煤指標(biāo)為100kg/(萬噸?km)左右。3) 建材用煤:約占動(dòng)力用煤的10%以上,以水泥用煤量最大,其次為玻璃、磚、瓦等。4) 一般工業(yè)鍋爐用煤:除熱電廠及大型供熱鍋爐外,一般企業(yè)及取暖用的工業(yè)鍋爐型號(hào)繁多,數(shù)量大且分散,用煤量約占動(dòng)力煤的30%。5) 生活用煤:生活用煤的數(shù)量也較大,約占燃料用煤的20%。6) 冶金用動(dòng)力煤:冶金用動(dòng)力煤主要為燒結(jié)和高爐噴吹用無煙煤,其用量不到動(dòng)力用煤量的1%。(2)煉焦煤我國雖然煤炭資源比較豐富,但煉焦煤資源還相對(duì)較少,煉焦煤儲(chǔ)量僅占我國煤炭總儲(chǔ)量27.65%。煉焦煤類包括氣煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占5.81%),瘦煤(占4.01%),其它為未分牌號(hào)的煤(占0.55%);非煉焦煤類包括無煙煤(占10.93%),貧煤(占5.55%),弱堿煤(占1.74%),不繳煤(占13.8%),長焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌號(hào)的煤(占13.80%)和牌號(hào)不清的煤(占1.06%)。煉焦煤的主要用途是煉焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高溫冶煉而成,一般1.3噸左右的焦煤才能煉一噸焦炭。焦炭多用于煉鋼,是目前鋼鐵等行業(yè)的主要生產(chǎn)原料,被喻為鋼鐵工業(yè)的“基本食糧”。煤(PM)的分類用途和產(chǎn)地用途:煤化程度最高的煙煤,不黏結(jié)或弱黏結(jié),燃燒時(shí)火焰短,耐燒,燃點(diǎn)高。主要用做電廠燃料、民用和鍋爐的燃料,低灰低硫的貧煤也可用做高爐噴吹的燃料。在缺乏瘦料的地區(qū),也可充當(dāng)配煤煉焦的瘦化劑。產(chǎn)地:太原東西山、交城、文水、清徐、汾陽、平遙、沁源、長治、臨汾、壽陽、陽泉、平定、昔陽、襄垣、長子、榆次、曲沃、屯留、高平、襄汾、翼城和左權(quán)等地均有所產(chǎn),中國潞安礦區(qū)產(chǎn)典型貧煤。瘦煤(SM)用途:很好的煉焦煤,但耐磨強(qiáng)度較差,用于配煤煉焦較好,高硫高灰的瘦煤一般只用做電廠及鍋爐燃料。而且,它也是煉焦配煤中焦、肥煤不可替代的瘦化劑。瘦煤發(fā)熱量甚高,不僅是重要的煉焦配煤,而且是上乘的動(dòng)力用煤。產(chǎn)地:西山、清徐、離石、交城、東山、長治、襄垣、臨汾、洪洞、沁源、古縣、盂縣、鄉(xiāng)寧、襄汾、武鄉(xiāng)、翼城和屯留等地均有產(chǎn)出,在豐豐四礦產(chǎn)典型瘦煤。肥煤(FM)用途:單獨(dú)煉焦時(shí)生成熔融性好、強(qiáng)度高的焦炭,一般不適于單獨(dú)煉焦,能與粘結(jié)力較弱的煤搭配后煉出優(yōu)質(zhì)煤稱肥煤為配焦煤之母,最適合煉焦或做配煤煉焦。產(chǎn)地:因該肥煤品種稀少,只占全國探明煤炭資源的5%而山西探明肥煤的儲(chǔ)量約占全國的50%,河北開灤、山東棗莊是生產(chǎn)肥煤的主要產(chǎn)區(qū)。無煙煤(WY)用途:揮發(fā)產(chǎn)率低,固定碳含量高,無黏結(jié)性,燃點(diǎn)高,不冒煙。主要供民用和做合成氨造氣的原料,低灰低硫可磨性好的無煙煤不僅是理想的高爐噴吹和燒結(jié)鐵礦石的燃料,而且還可制造各種碳素材料,(碳電極,碳?jí)K,陽極糊,活性炭等)。產(chǎn)地:陽泉無煙煤因具有可磨好的特點(diǎn),是理想的高爐噴吹用燃料。晉城、陽城一帶的無煙煤被稱為蘭花炭聞名中外。山西的無煙煤資源儲(chǔ)量大,質(zhì)量好,居全國首位。在北京、晉城和陽泉分別產(chǎn)01號(hào),02號(hào),03號(hào)無煙煤。貧瘦煤(PS)用途:單獨(dú)煉焦時(shí)生成的粉焦多,配煤煉焦時(shí)配入較少就能起到瘦化作用,利于提高焦炭的塊度。也可用于發(fā)電、機(jī)車、民用及鍋爐燃料。產(chǎn)地:西山、古交、清徐、東山、交城、文水、平遙、沁源、古縣、襄垣、長治、屯留、武鄉(xiāng)、左權(quán)、盂縣和壽陽均有產(chǎn)出。焦煤(JM)用途:一種結(jié)焦性較強(qiáng)的煉焦煤,加熱時(shí)能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性很高的膠質(zhì)體,單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大、裂紋少、抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度都很高的焦炭是煉焦用煤中之主焦煤,利用焦煤,可得到焦炭、焦油、爐氣。焦炭除供給冶煉外,還可造氣和電石。焦油和焦?fàn)t氣可作為燃料,還能提煉數(shù)十種化產(chǎn)品。產(chǎn)地:山西河?xùn)|煤田中、南部的離石、柳林和鄉(xiāng)礦區(qū)屬低硫、低灰主焦煤。所產(chǎn)焦炭為特優(yōu)焦,列為全國之重點(diǎn),另外,在豐豐五礦、淮北后石臺(tái)及古交生產(chǎn)典型的焦煤。氣肥煤(QF)用途:結(jié)焦性優(yōu)于氣煤而劣于肥煤,氣肥煤最適合高溫干餾制煤氣,用于配煤煉焦可增加化學(xué)產(chǎn)品的回收率,最適合高溫干餾制造煤氣,同時(shí)也是良好的配煤煉焦的基礎(chǔ)煤。產(chǎn)地:原平、五臺(tái)、寧武、懷仁、臨縣、方山、嵐縣、保德、靜樂、興縣、汾西、霍縣、靈石、蒲縣、交口、靜樂和古交均有產(chǎn)出。氣煤(QM)用途:一種煤化程度較低的煉焦煤,結(jié)焦性較好,主要用于配焦。綜合效果比不上其他煉焦煤,在配煤煉焦時(shí)多配入氣煤可增加煤氣和化學(xué)產(chǎn)品的回收率。另外氣煤是最理想的水漿用煤,亦可用于氣化、低溫干餾、動(dòng)力和民用。還可用來煉油、制造煤氣、生產(chǎn)氮肥或作動(dòng)力燃料。地產(chǎn):大同、左云、霍縣、右玉、平魯、朔縣、懷仁、河曲、偏關(guān)、原平、寧武、渾源、興縣、婁煩和嵐縣大量產(chǎn)出,撫順老虎臺(tái)山西平朔產(chǎn)典型氣煤。。1/2中粘煤(1/2ZN)用途:可用于配煤煉焦,不適于單獨(dú)煉焦,主要作氣化、動(dòng)力用煤,亦可在煉焦中適量配入,代替氣、焦和瘦煤。產(chǎn)地:在大同、左云、右玉、懷仁、平魯、朔縣、保德和興縣有零星產(chǎn)出。弱粘煤(RN)用途:非煉焦用煙煤,一般適于做氣化原料及動(dòng)力原料,亦可在煉焦中適當(dāng)配入代替氣、焦和瘦煤。產(chǎn)地:大同、左云的低灰、低硫高發(fā)熱量的弱粘煤是聞名中外的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤,大同馬武等礦山弱粘煤是較好的煉焦配煤。不粘煤(BN)用途:非煉焦用煙煤,主要用做發(fā)電和氣化用煤,也可用做動(dòng)力用煤及民用燃料。產(chǎn)地:中國東勝、神府礦區(qū)和靖遠(yuǎn)、哈密礦區(qū)產(chǎn)典型的不黏煤。長焰煤(CY)用途:煤化程度最低的煙煤,從無黏結(jié)性到弱黏結(jié)性的都有,用做煉焦時(shí)強(qiáng)度低,易破碎,一般不用做煉焦,主要用于發(fā)電、機(jī)車、造氣和一般鍋燃料。亦可加氫液化制石油、低溫干餾和民用。產(chǎn)地:遼寧省阜新、鐵法及內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾是長煙煤基地。褐煤(HM)用途:褐煤主要用于發(fā)電廠的燃料,也可作化工原料、催化劑載體、吸附劑、凈化污水和回收金屬等。通常有兩種:(1)土狀褐煤(browncoal),質(zhì)地疏松而較軟;(2)暗色褐煤(lignite),質(zhì)地致密而較硬??芍苯佑米骷彝ト剂?、工業(yè)熱源燃料及發(fā)電的燃料,也可用作氣化、低溫干餾等的原料。焦化后的褐煤可制作為煤磚用于炊事和加熱;它也作為活性炭的來源,用于水的處理、復(fù)原黃金和提取碘。產(chǎn)地:中國內(nèi)蒙霍林河及云南小龍?zhí)兜V區(qū)是典型褐煤產(chǎn)地。1/3焦煤(1/3JM)用途:是中高揮發(fā)分、強(qiáng)粘結(jié)性的一種煙煤,是介于焦煤、肥煤、氣煤三者之間得過渡煤。單獨(dú)煉焦能生成熔融性較好、強(qiáng)度較高的焦炭。焦炭的抗碎強(qiáng)度接近肥煤生成的焦炭,焦炭得耐磨強(qiáng)度又明顯高于氣肥煤的氣煤生成的焦炭。產(chǎn)地:山西。第四節(jié)煤炭分類指標(biāo)1、 粘結(jié)性:隔絕空氣條件下加熱,經(jīng)過膠質(zhì)狀態(tài)生成塊狀半焦的能力。有的煤不僅自身有粘結(jié)能力,而且還能將其它惰性物體粘結(jié)在一起。煤的這種性質(zhì)叫煤的粘結(jié)能力。有粘結(jié)性的煤不一定有粘結(jié)能力,有粘結(jié)能力的煤一定有粘結(jié)性。2、 結(jié)焦性:是指在工業(yè)條件下將煤煉成焦炭的性能。3、 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性關(guān)系密切,結(jié)焦性包括保證結(jié)焦過程能夠順利進(jìn)行的所有性質(zhì),粘結(jié)性是結(jié)焦性的前提和必要條件。粘結(jié)性好的煤,結(jié)焦性不一定就好(如肥煤)。但結(jié)焦性好的煤,其粘結(jié)性一定好。4、 煤是不均一的物質(zhì),其中鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組屬于活性物質(zhì),在熱解過程上能熔融并產(chǎn)生活性鍵成分,具有粘結(jié)性;而惰質(zhì)組為惰性成分,在熱解過程中不能熔融,不產(chǎn)生活性成分,不具備粘結(jié)性。但惰性成分也是不可缺少的,缺少或過盛都對(duì)煉焦不利,都會(huì)導(dǎo)致焦炭質(zhì)量下降。5、 測定煤粘結(jié)性和結(jié)焦性的方法可以分為以下三類。根據(jù)膠質(zhì)體的數(shù)量和性質(zhì)進(jìn)行測定,如膠質(zhì)層厚度、基氏流動(dòng)度、奧亞膨脹度等。根據(jù)煤粘結(jié)惰性物料能力的強(qiáng)弱進(jìn)行測定,如羅加指數(shù)和粘結(jié)指數(shù)等。③根據(jù)所得焦塊的外形進(jìn)行測定,坩堝膨脹序數(shù)和葛鑫指數(shù)等。6、膠質(zhì)層最大厚度Y:表示膠質(zhì)體的數(shù)量,是煤的粘結(jié)性(結(jié)焦性)的重要指標(biāo),當(dāng)Y<10mm或Y>25mm時(shí)Y值測不準(zhǔn)。最終收縮度X:可以表征煤成焦后的收縮情況,通常收縮度大的煤煉出的焦炭裂紋多,塊度小,強(qiáng)度低。最終收縮度主要與煤化程度有關(guān),隨著煤化程度的增高,最終收縮度變小。另外,對(duì)煤化程度相同的煤,其最終收縮度與煤巖成分也有關(guān)系,穩(wěn)定組的收縮度大,鏡質(zhì)組次之,惰質(zhì)組最小。粘結(jié)指數(shù)Gr.j.(簡G):表征區(qū)分煙煤粘結(jié)性的一種指標(biāo)。對(duì)強(qiáng)粘結(jié)性和弱粘結(jié)性的煤區(qū)分能力較高。測定原理是基于有粘結(jié)能力的煙煤在煉焦過程上具有粘結(jié)本身或惰性物質(zhì)(如無煙煤)的能力。通過測定焦塊的耐磨強(qiáng)度來評(píng)定煙煤的粘結(jié)性大小。奧亞膨脹度b:一種以慢速加熱來測定煤的粘結(jié)性的方法。通常煤化程度較低和煤化程度較高的煤,其膨脹度都小;而中等煤化程度的煤,膨脹度大,粘結(jié)性好。7、如何根據(jù)指標(biāo)對(duì)煤進(jìn)行分類:"%Y/mmP②M%b/%Q③葉f(MJ/kg)揮發(fā)分 粘結(jié)指數(shù)膠質(zhì)層厚度透光率奧亞膨脹度恒濕無灰基高位發(fā)熱量中國對(duì)煤炭工業(yè)分類包括五個(gè)表和一個(gè)圖,五個(gè)表是:煤炭分類總表、無煙煤分類表、煙煤分類表、褐煤的分類表和中國煤炭分類簡
表。附圖為:中國煤炭分類圖。表一:煤的分類總表類別符號(hào)數(shù)碼分類指標(biāo)^2% Pm/%無煙煤WY01,02,03<10.0煙煤YM11,12,13,14,15,1621,22,23,24,25,2631,32,33,34,35,3641,42,43,44,45,46>10.0褐煤HM51,52>37.0①<50②凡Vdaf〉37.0,GrjW5,再用透光率Pm來區(qū)分煙煤和褐煤。凡Vdaf〉37.0,Pm〉30%?50%者,如恒濕無灰基高位發(fā)熱量Qgrmaf大于24MJ/kg,則劃分為長焰煤。表二:無煙煤的分類類別符號(hào)數(shù)碼分類指標(biāo)"%WM/%無煙煤一號(hào)WY1010?3.50?2.0無煙煤二號(hào)WY202>3.5?6.5>2.0?3.0無煙煤三號(hào)WY303>6.5?10>3.0注:在已確定無煙煤小類的生產(chǎn)廠、礦的日常工作中,可以只按vdaf/%進(jìn)行分類;在地質(zhì)勘探中為新區(qū)確定小類或生產(chǎn)廠、礦和其他單位需要重新核定小類時(shí),應(yīng)同時(shí)測定VdaJ"Wdaf(H)按上表分小類。如兩種結(jié)果有矛盾,以按Wdf(H)劃分小類的結(jié)果為準(zhǔn)。表三:煙煤的分類類別符號(hào)數(shù)碼分類指標(biāo)"%Y/mmb/%②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>65①>50?65>65①<25.0<25.0<150<15016>10.0?20.0>85①>25>150肥煤FM26>20.0?28.0>85①>25>15036>28.0?37.0>85①>25>2201/3焦煤1/3JM35>28.0?37.0>65①<25.0<220氣肥煤QF46>37.0>85①>25.0>22034>28.0?37.0>50?65氣煤QM43>37.0>35?5044>37.0>50?6545>37.0>65<25.0<2201/2中粘煤1/2ZN2333>20.0?28.0>28.0?37.0>30?50>30?50弱粘煤RN2232>20.0?28.0>28.0?37.0>5?30>5?30不粘煤BN2131>20.0?28.0>28.0?37.0W5W5長焰煤CY4142>37.0>37.0W5>5?35①當(dāng)煙煤的粘結(jié)指數(shù)測定值小于或等于85時(shí),用Vdaf/%和粘結(jié)指數(shù)來劃分煤類;當(dāng)粘結(jié)指數(shù)測定值大于85時(shí),則用Vdaf/%和Y/mm,或用Vdaf/%和b/%來劃分煤類。②當(dāng)G〉85時(shí),用Y和b并列做為分類指標(biāo)。當(dāng)Vdf/%W28.0
時(shí),b暫定為220%。當(dāng)b值和Y值有矛盾時(shí),以Y值劃分煤類為準(zhǔn)。分類用的煤樣如原煤灰分W10%者,不需減灰;灰分>10%的煤樣,需按GB474—83煤樣的制備方法,用氯化鋅重液減灰后用于分類。表四:褐煤的分類類別符號(hào)數(shù)碼分類指標(biāo)Pm/% Q①。rmWkg) 褐煤一號(hào)HM1510?30—褐煤二號(hào)HM252>20?50<24①凡Vdf〉37.0%,Pm/%〉30%?50%的煤,如。①rmf大于24MJ/kg,應(yīng)劃為長焰煤。表五:中國煤炭分類簡表類別符號(hào)包括數(shù)碼分類指標(biāo)-Vdaf/% Y/mmb/%P②m/%Q③“m/MJ/kg)無煙煤WY01,02,03<10.0 貧煤PM11>10.0?20.0<5.0貧瘦煤PS12>10.0?20.0>5?20瘦煤SM13,14>10.0?20.0>20?60焦煤JM15,2524>10.0?28.0>20.0?28.0>20?65>65①<25.0<150肥煤FM16,26,36>10.0?37.0>85①>251/3焦1/3JM35>28.0?37.0>65①325.03220氣肥煤QF46>37.0>85①>25.0>220氣煤QM3443,44,45>28.0?37.0>37.0>50?65>35<25.0<2201/2中粘1/2ZN23,33>20.0?37.0>35?50弱粘煤RN22,32>20.0?37.0>5?30不粘煤BN21,31>20.0?37.0<5長焰煤CY41,42>37.0<35>50褐煤HM5152>37.0>37.0<30>30?50<24①Vdf/%W28.0,b〉220%為氣肥煤,若按b值劃分類別與Y值有矛盾時(shí),以后者為準(zhǔn)。②對(duì)于Vdaf/%>37.0%而GW5的煤,再以Pm/%來確定其為長焰煤或褐煤。②Pm/%〉30?50的煤,再測Qgrmaf,如其值為大于24MJ/kg,應(yīng)劃為長焰煤。對(duì)于煙煤的劃分,首先是根據(jù)vdaf分為:低揮發(fā)分煙煤(vdaf〉10%?20%)、中揮發(fā)分煙煤3霜〉20%?28%)、中高揮發(fā)分煙煤(Vdf>28%?37%)、高揮發(fā)分煙煤(Vdf〉37%),分別用1?4的數(shù)碼來表示,數(shù)碼越大,煤化程度越低。其次,根據(jù)gri分為:不粘結(jié)或微粘結(jié)煤(Gri0?5)、弱粘結(jié)煤(Gri5?20)、中等偏弱粘結(jié)煤(Gri20?50)、中等到偏強(qiáng)粘結(jié)煤(Gri50?65)、強(qiáng)粘結(jié)煤(Gri>65),在強(qiáng)粘結(jié)煤中,如果Y>25mm或b>150%,(對(duì)于Vdf〉28.0%的肥煤,b>220%)的煤,則為特強(qiáng)粘結(jié)煤。并分別用1?6的數(shù)碼來表示,(有的組,GR.I.>30或Gri>35仍用2表示),數(shù)碼越大,煤的粘結(jié)性越強(qiáng)??梢姡鶕?jù)Vdaf、GrI、Y和b可將煙煤劃分為24個(gè)單元(根據(jù)Vdaf分成4個(gè),根據(jù)Gri分成6個(gè)),每個(gè)單元都對(duì)應(yīng)有一個(gè)兩位數(shù)的數(shù)碼,該數(shù)碼就是煙煤分類表中,“數(shù)碼”一欄的數(shù)值,其中,十位上的數(shù)值(1?4)表示煤化程度,個(gè)位上的數(shù)值(1?6)表示粘結(jié)性。在煙煤的24個(gè)單元中,共分12個(gè)類別,其中保留了原來了習(xí)慣叫法中的長焰煤、不粘煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤八個(gè)種類,同時(shí)增加了1/2中粘煤、氣肥煤、1/3焦煤、貧瘦煤四個(gè)過渡性煤類。1/2中粘煤由原分類中一部分粘結(jié)性較好的弱粘結(jié)煤和一部分粘結(jié)性較差的肥焦煤和肥氣煤組成。氣肥煤在原分類中屬肥煤大類,但是它的結(jié)焦性比典型肥煤差的多,所以,將它拿出來單獨(dú)列為一類。1/3焦煤是由原分類中一部分粘結(jié)性較好的肥氣煤和肥焦煤組成,結(jié)焦性較好。貧瘦煤是指粘結(jié)性較差的瘦煤。當(dāng)G值〉85時(shí),需根據(jù)Y值或b值來區(qū)分肥煤、氣肥煤和其他煤類,當(dāng)使用Y值和b值劃分有矛盾時(shí),以Y值劃分為準(zhǔn)。褐煤根據(jù)Pm分成兩小類,并用恒濕無灰基高位發(fā)熱量作為輔助指標(biāo)區(qū)分低煤化程度煙煤(長煙煤)和褐煤。對(duì)于Vdaf〉37.0%,GW5的煤,可能是長焰煤,也可能是褐煤,需用目視比色法透光率Pm和恒濕無灰基高位發(fā)熱量(Qgrmaf)作為分類指標(biāo)加以區(qū)分。如果Pm>50%,則為長焰煤;如果Pm〉30%?50%,而且。心就大于24MJ/kg,則劃分為長焰煤;如果Pm〉30%?50%,但QgrmfW24MJ/kg,則為褐煤;如果PmW30%,肯定為褐煤。以上介紹了新的煤炭工業(yè)分類方案,可見該分類將煤共分為14大類、17小類。14大類包括煙煤的12大類、無煙煤和褐煤。17小類是:煙煤的12個(gè)煤類、無煙煤的3個(gè)小類和褐煤的2個(gè)小類。對(duì)于分類的幾點(diǎn)說明:煤類的代表符號(hào)。拼音字母煤類的數(shù)碼。由兩位阿拉伯?dāng)?shù)字組成,十位上的數(shù)字按煤的揮發(fā)分分組,無煙煤用0,表示揮發(fā)分W10%;煙煤用1?4表示;褐煤用5,表示揮發(fā)分V〉37.0%。十位上的數(shù)字越大,煤化程度daf越低。個(gè)位上數(shù)字表示的意義與煤類有關(guān),不同的煤類意義不同。在無煙煤中個(gè)位上的數(shù)字表示煤化程度,由1?3煤化程度依次降低;煙煤個(gè)位上的數(shù)字表示粘結(jié)性,由1?6粘結(jié)性依次增強(qiáng);褐煤個(gè)位上的數(shù)字(1和2)表示煤化程度,數(shù)字大煤化程度高。分類用的煤樣如原煤灰分W10%,不需減灰;灰分>10%的煤樣,需按GB474—83煤樣的制備方法,用氯化鋅重液減灰后,才能用于分類使用。各種煤的特性及用途:1、 褐煤:水分大、孔隙大、密度小、揮發(fā)分高、不粘結(jié),含有不同數(shù)量的腐植酸。煤中氫含量高達(dá)15%?30%,化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng),熱穩(wěn)定性差。存放在空氣中容易風(fēng)化,碎成小塊甚至粉末。發(fā)熱量低。2、 長焰煤:是煤化程度最低的煙煤,有的還含有一定量的腐植酸。從無粘結(jié)到弱粘結(jié)的都有,有的長焰煤加熱時(shí)能產(chǎn)生一定量的膠質(zhì)體,結(jié)成細(xì)小的長條形焦炭,但焦炭強(qiáng)度低,易碎,粉焦率高,一般不用于煉焦。3、 不粘煤:隔絕空氣加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體。主要用做發(fā)電和氣化用煤,也可做動(dòng)力煤及民用燃料。中國東勝、神府礦區(qū)和靖遠(yuǎn)、哈密礦區(qū)都產(chǎn)典型的不粘煤。4、 弱粘煤:是一種粘結(jié)性較弱的從低煤化程度到中等煤化程度的非煉焦用煙煤。隔絕空氣加熱時(shí)產(chǎn)生的膠質(zhì)體較少,煉焦時(shí)有的能結(jié)成強(qiáng)度差的小塊焦。有的只有少部分能凝結(jié)成碎屑焦,粉焦率高。一般適宜做氣化原料及動(dòng)力燃料使用。山西大同是典型的弱粘煤礦區(qū)。5、 1/2中粘煤:中等粘結(jié)性、中高揮發(fā)分的煙煤。一部分在單獨(dú)煤焦時(shí)能結(jié)成一定強(qiáng)度的焦炭,可用于配煤煉焦;另一部分粘結(jié)性較弱,單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭強(qiáng)度差,粉焦率高。主要用于氣化或動(dòng)力用煤,煉焦時(shí)也可適量配入。目前中國未發(fā)現(xiàn)單獨(dú)生產(chǎn)1/2中粘煤的礦井。6、 氣煤:是一種煤化程度較低的煉焦煤,結(jié)焦性較好,熱解時(shí)能產(chǎn)生較多的煤氣和焦油,膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性差,也能單獨(dú)煉焦。焦炭成細(xì)長條且易碎,有較多縱向裂紋,焦炭的抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度低于其它煉焦煤。在配煤煉焦時(shí)多配入氣煤可增加煤氣和化學(xué)產(chǎn)品的回收率,有些氣煤也可用于高溫干餾制造聲城市煤氣。7、 氣肥煤:是一種揮發(fā)分產(chǎn)率和膠質(zhì)層厚度都有很高的強(qiáng)粘結(jié)性煉焦煤,結(jié)焦性優(yōu)于氣煤
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