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1、煤炭业务笔记一 煤炭的技术知识1、煤的分类和物理化学性质无烟煤：挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。黑色坚硬，有金属光泽而发亮。以脂摩擦不致染污，断口成介壳状，燃烧时火焰短而少烟。不结焦。无烟煤有粉状和小块状两种。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。褐煤：褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。

2、剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量6077，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40。无胶质层厚度。热值约为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相对密度1.21.45。其中褐煤可以分为两种：（1）土状褐煤（brown coal），质地疏松而较软；（2）暗色褐煤（lignite），质地致密而较硬。可直接用作家庭燃料、工业热源燃料及发电的燃料，也可用作气化、低温干馏等的原料。褐煤多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发

3、热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。烟煤：燃烧时火焰较长而有烟的煤，煤化程度较大的煤。外观呈灰黑色至黑色，粉末从棕色到黑色。由有光泽的和无光泽的部分互相集合合成层状，沥青、油脂、玻璃、金属、金刚等光泽均有，具明显的条带状、凸镜状构造。烟煤一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。 长焰煤 肥煤 焦煤 贫煤 根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可以分为贫煤（无烟煤，含挥发分低于12%）、瘦煤（含挥发分为12-18%）、焦煤（含挥发分为

4、18-26%）、肥煤（含挥发分为26-35%）、气煤（含挥发分为35-44%）和长焰煤（含挥发分超过42%）。其中焦煤和肥煤最适合用于炼焦碳，挥发分过低不粘结，过高会膨胀都无法用于炼焦，但一般炼焦要将多种煤配合。单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。2. 化学组成煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量为5060，褐煤为6070，烟煤为

5、7492，无烟煤为 9098。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级：高硫煤，大于4；富硫煤，为2.54；中硫煤，为1.52.5；低硫煤，为1.01.5；特低硫煤 ，小于或等于1。煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。3. 工业分析通过工业分析可大致了解煤的性质,又称技术分析,是指煤的水分、挥发分、灰分的测定以及固定碳的计算。水分可分为外在水分、内在水分以及与煤中矿物质结合的结晶水、化合水。外在水分为煤炭在开采、运输、储存及洗选过程中，附着在煤颗粒表面和大毛细孔中的水分。内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水分，温度超过1

6、00时可将煤中内在水分完全蒸发出来 。灰分是指煤完全燃烧后残留的残渣量。灰分来自煤的矿物质。挥发分是指煤中有机质可挥发的热分解产物。挥发分随煤化程度增高而降低，可用于初步估测煤种。固定碳是指煤中有机质经隔绝空气加热分解的残余物,固定碳随变质程度的加深而增高，可作为鉴定煤变质程度的指标。4. 煤中伴生元素指以有机或无机形态富集于煤层及其围岩中的元素。有些元素在煤中富集程度很高，可以形成工业性矿床，如富锗煤、富铀煤、富钒石煤等，其价值远高于煤本身。根据煤中伴生元素的性质和用途，可分为有益元素、有害元素和指相元素3类。有益元素主要 有锗、镓、铀、钒等，可被利用。有害元素 主要有硫 、磷、氟、氯、砷、

7、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等。硫是煤中常见的有害成分，其他有害元素在煤中含量一般不高，但危害极大，如砷是一种有毒元素。煤在燃烧中，硫是造成城镇环境污染的主要物质源。当然，对有害元素如果收集、处理得当也可变成对人有用的财富。煤中伴生元素，有各自的地球化学性质，形成于不同的沉积环境中。因此，可根据元素的相对含量、元素的共生组合关系及元素的比值，来判断相和沉积环境。5. 煤质特征判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。 中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏

8、罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为 1020，有的在10以下，硫分一般小于1，东北地区硫分普遍小于05。 中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达1525，硫分一般高达25。广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达610以上。据统计，中国灰分小于10的特低灰煤仅占探明储量的17左右。大部分煤炭的灰分为1030。 硫分小于1的特低硫煤占探明储量的435以上，大于4的高硫煤仅为228。 中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。 炼焦用煤的灰分一般都在20以上；硫分含量大于2的炼焦用煤占20以上。中国炼焦

9、用煤的另一大特点是：硫分越高，煤 的动结性往往越强，其可选性一般较差。中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为2030。东北地区褐煤硫分多在1以下，广东、广西、云南褐煤硫分相对较高，有的甚至高达8以上。褐煤全水分一般可达2050，分析基水分为1020，低位发热量一般只有11711673MJkg。 中国烟煤的最大特点是低灰、低硫；原煤灰分大都低于15，硫分小于1。部分煤田，如神府、东胜煤田，原煤灰分仅为3一5，被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高，一般在40以上，因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高，其灰分大多为15-30，流分在15-5之间。贫煤经洗选后，可

10、作为很好的动力煤和气化用煤。中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少，大多为三号年轻无烟煤，其主要特点是，灰分和硫分均较高，大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点，主要用作动力用煤，部分可作气化原料煤。6. 中国煤炭分类国家标准表类别缩写分类指标Vdaf%GYmmb%PM%Qgr,maf无烟煤WY10.0-20.O10.O-20.O5-20-瘦煤SM10.0-20.020-65-焦煤JM20.0-28.010.0-20.050-6065a=25.0(10.0-37.0(85a)25a-1/3焦煤1/3JM28.0-37.065a25.0(37.0(85)25.0220-气煤QM28.0-37.037.

11、0 50-6535 =25.0(20.0-37.030-50-弱粘煤RN20.0-37.05-30-不粘煤BN20.0-37.037.050-褐煤HM37.037.0-30-50 100mm) 大于100mm的粒级煤 大块煤 Large coal(50mm) 大于50mm的粒级煤 中块煤 Medium-sized coal(2550mm) 550mm的粒级煤 小块煤 Small coal(1325mm) 1325mm的粒级煤 混中块 Mixed medium-sized coal (1380mm) 1380mm的粒级煤 混块 Mixed lump coal(13300mm) 13300mm之间

12、的粒级煤 粒煤 Pea coal(613mm) 613mm的粒级煤 混煤 Mixed coal(050mm) 050mm之间的煤 末煤 Slack；slackcoal(025mm) 025mm之间的煤 粉煤 Fine coal(06mm) 06mm之间的煤 煤粉 Coal fines(00.5mm) 小于0.5mm的煤 煤泥 slime 煤经洗选或水采后粒度在0.5mm以下的产品 矸石 Shale 采掘过程中从顶、底板或煤层混入煤中的岩石 夹矸 Dirt band 夹层在煤层中的矿物质层 洗矸 washery rejects 从洗煤中排出的矸石 含矸率 Shale cont ent 煤中大于5

13、0mm矸石的质量百分数煤炭焦化 carbonization of coal 又称“煤炭高温干馏”。将煤炭转化为焦炭,同时获得煤焦油、煤气,并回收其他化学产品的技术。煤灰成分分析 coal ash analysis 对煤灰中各种无机氧化物及盐类的分析测定。灰熔融性 ash fusibility 曾称“灰熔点”。在规定条件下测得的随加热温度而变化的煤灰锥变形、软化、呈半球和流动的特性。变形温度 deformation temperature, DT 曾记作T1。灰熔融性测定中煤灰锥体尖端(或棱)开始弯曲或变圆时的温度。软化温度 softening temperature, ST曾记作T2。灰熔融性

14、测定中煤灰锥体弯曲至锥尖触及托板或变成球形时的温度。半球温度 hemispherical temperature, HT灰熔融性测定中煤灰锥形变到近似半球形，即灰样高度约等于底长一半时的温度。流动温度 flow temperature, FT曾记作T。灰熔融性测定中煤灰锥体熔化展开成高度小于1.5mm薄层时的温度。灰粘度 ash viscosity 煤灰在熔融状态下流动阻力的量度。灰碱度 ash basicity煤灰中碱性组分(铁、钙、镁、锰等的氧化物)与酸性组分(硅、铝、钛的氧化 物)之比。灰酸度 ash acidity煤灰中酸性组分(硅、铝、钛等的氧化物) 与碱性组分(铁、钙、镁、锰等的氧

15、化物)之比。灰烧结强度 ash sintering strength煤在规定条件下燃烧的过程中，灰渣的耐磨强度和抗碎强度的总称。灰处理 ash handling 对煤在燃烧或气化过程中产生的灰渣,进行处理的作业。沾污 fouling 煤燃烧过程中产生的灰粒对炉壁或后系统设备的沾结和污染。沾污指数 fouling index, fouling factor灰碱度乘灰中Na2O值。沾污指数RF按小于0.2，0.20.5(不含)，0.51.0和 大于1.0划分成四个等级，分别代表低、中等、高和严重沾污倾向。收到基 as received basis 曾称“应用基”。以收到状态的煤为基准。代表符号“a

16、r”。干燥基 dry basis 以假想无水状态的煤为基准。代表符号“d”。干燥无灰基 dry ash-free basis 曾称“可燃基”。以假想无水、无灰状态的煤为基准。代表符号“daf”。干燥无矿物质基 dry mineral-matter-free basis曾称“有机基”。以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。代表符号“dmmf”。空气干燥基 air dried basis曾称“分析基”。以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。代表符号“ad”。恒湿无灰基 moist ash-free basis以假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准。代表符号“maf”。恒湿无矿物质基 moist mi

17、neral-matter-free basis以假想含最高内在水分、无矿物质状态的煤为基准。代表符号“m,mmf”。煤炭焦化 carbonization of coal又称“煤炭高温干馏”。将煤炭转化为焦炭,同时获得煤焦油、煤气,并回收其他化学产品的技术。塑性 plastic property 煤在干馏时形成的胶质体的粘稠、流动、透气等性能。结焦性 coking property 煤经干馏结成焦炭的性能。粘结性 caking property 煤在干馏时粘结其本身或外加惰性物质的能力。吉泽勒流动度 Gieseler fluidity又称“吉氏流动度”；曾称“基斯勒流动度”。由吉泽勒提出的以测得

18、的最大流动度和特征温度表征烟煤塑性的指标。最大流动度 maximum fluidity 煤在吉泽勒流动度测定过程中的表观最大转动角速度。最大流动度温度 temperature of maximum fluidity煤在吉泽勒流动度测定过程中具有最大转动角速度时所对应的温度。膨胀性 swelling property 煤在干馏时体积发生膨胀或收缩的性能。奥-阿膨胀度 Audibert-Arnu dilatation曾称“奥-亚膨胀度”。由奥迪贝尔和阿尼二人提出的、以膨胀度b和收缩度a 等参数表征烟煤膨胀性的指标。最大膨胀度 maximum dilatation烟煤奥-阿膨胀度试验中膨胀杆上升的最

19、大距离占煤笔长度的百分率。最大收缩度 maximum contraction烟煤奥-阿膨胀度试验中膨胀杆下降的最大距离占煤笔长度的百分率。格-金干馏试验 Gray-King assay曾称“葛-金干馏试验”。由格雷和金二人提出的煤低温干馏试验方法,用以测定煤热分解产物产率和焦型。粘结指数 caking index又称“指数”。以在规定条件下烟煤加热后粘结专用无烟煤的能力表征的烟煤粘结性指标。罗加指数 Roga index由罗加提出的，以测定烟煤受热后粘结无烟煤的粘结力表征的烟煤粘结性指标。坩埚膨胀序数 crucible swelling number曾称“自由膨胀指数(free swellin

20、g index)”。在规定条件下,以煤在坩埚中加热所得焦块膨胀程度的序号表征煤的膨胀性和粘结性的指标。胶质层指数 plastometer indices由萨波日尼科夫提出的一种表征烟煤结焦性的指标，以胶质层最大厚度值，最终收缩度X值等表示。胶质层最大厚度 maximum thickness of plastic layer烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、下层面差的最大值。代表符号“Y”。胶质层体积曲线 volume curve of plastic layer烟煤胶质层指数测定中所记录的胶质体上部层面位置随温度变化的曲线。最终收缩度 final contraction value,

21、 plastometric shrinkage烟煤胶质层指数测定中温度730时,体积曲线终点与零点线的距离。焦块特征 characteristic of coke烟煤胶质层指数测定中，对所得焦块特征所进行的定性描述。半焦收缩系数 contraction coefficient of char在规定条件下测定半焦在500750随温度升高而变化的体积与原体积之比。胶质体 plastic mass烟煤热分解过程中生成的可塑液相物，通常是受热变化后的煤粒、热解产物聚集在一起形成的气、液、固三相共存的混合物。低温干馏 low-temperature pyrolysis又称“低温热解”。将煤隔绝空气加热到

22、最终温度500700使其热解的过程。铝甑干馏试验 Fischer-Schrader assay由费希尔和施拉德二人提出的煤低温干馏试验方法，用以测定焦油、半焦和热解水产率。焦油产率 tar yield煤低温干馏试验中，焦油质量占煤样质量的百分率。半焦产率 char yield 煤低温干馏试验中，半焦质量占煤样质量的百分率。总水产率 total water yield 煤低温干馏试验中总水质量占煤样质量的百分率。热解水产率 thermolysis water yield煤低温干馏试验中热解水质量占煤样质量的百分率。成焦机理 mechanism of coke formation 以煤的组成、结构

23、变化揭示煤高温炼焦过程中形成焦炭的理论。中间相成焦机理 mesophase mechanism of coke formation煤干馏产生的液相经中间相转化为固相的成焦机理。塑性成焦机理 plastic mechanism of coke formation以煤熔融后塑性体质与量的变化阐明的成焦机理。配煤 coal blending 各单种煤按一定比例混合的作业。配煤添加剂 additive for coal blending为补充配煤中的粘结组分不足或为提高焦炭强度等多种目的而加入的物料。配煤试验 coal blending test 根据配煤原理进行的多种煤配合炼焦的试验。200kg焦炉

24、炼焦试验 200kg sample coke oven test进行单煤或配煤炼焦的一种半工业性试验。焦炭强度预测 prediction of coke strength用试验室煤质、煤岩等测值或参数预测单煤或配煤炼制的焦炭强度的方法。共焦化 co-carbonization又称”共炭化”。以改善焦炭质量为主要目的，用不同添加剂 (如沥青、溶剂精炼煤等)与煤混合进行焦化的过程。 煤改质 coal modification煤经化学处理改变其特性以满足某种工艺要求的过程。煤预热处理 coal preheating processes(1)泛指:煤在进入主反应装置前,在特定温度下加热预处理的过程。(

25、2)特指：为扩大炼焦煤源、提高焦炭质量的炉外快速预热过程。冷压型焦工艺 cold briquetting process型焦用料在常温下加压成型煤，再经焦化或其他后处理制成型焦产品的制备工 艺。分“有粘结剂冷压型焦工艺(cold briquetting process with binder) ”和“无粘结剂冷压型焦工艺(cold briquetting process without binder) ”两种。热压型焦工艺 hot briquetting process将型焦用料快速加热到其中粘结性煤的塑性温度区间，加压成型煤，再经焦化或后处理制成型焦产品的制备工艺。分“固体载热体热压型焦工艺(hot briquetting process with solid thermo-carrier)”煤的气体析出动态 behavior of coal degasification煤干馏过程中,随温度升高,气体产物析出的质量与成分的变化。冶金焦 metallurgical coke 用于冶炼的焦炭。特指用于高炉炼铁的焦炭。铸造焦 foundry coke 用于化铁炉熔铁的焦