煤质指标煤质(Pr0Perty and quality ofcoal)既指煤炭质量,又包含煤的性质。
·煤质指标能表征煤炭质量最基本也是最主要的指标有水分、灰分、挥发分、固定碳、硫分和发热量等几个指标。
对商品煤来说,含歼率和块煤限卞率也是重要的质量指标。
煤炭水分主要分全水分(也叫收到基水分,符号为Mt或五么r)、外在水分(Mf)和内在水分(厄ink沁全水分是评价煤炭质量的重要指标,其数值的大小直接影响煤炭收到基(曾叫应用基或工作基)低位发热量 (Q耽,,。
:)的大小,同时全水分的大小还直接影响到煤的加工、运输和使用价值。
外在水分的大小主要与井下地质条件和开采工艺等因素有关。
内在水分与煤的煤化程度密切相关,通常以褐煤的内在水分最高,可达 30%左右;焦煤的内在水分最低,可达0.3%以一下。
灰分是煤中矿物质燃烧后的残留物,一般不超过40%。
灰分越高,表征煤的质量越差,当干基灰分 (A 户产率超过49%以后就不属于正常的煤炭产品了。
灰分也是煤炭计价的重要指标。
从煤炭利用角度看,灰分越低,经济效益越高,无论是用煤量或排灰量均可减少,也可减少对周围环境的污染。
中国灰分最低的煤有宁夏汝箕沟的无烟煤,其灰分可达5%以下。
发达国家为了降低煤的灰分,无论是炼焦煤或动力煤几乎都要经过洗选。
近几年来,中国商品煤的灰分有明显下降,全国平均商品煤灰分已由21%左右降到19%左右。
煤炭挥发分不仅是代表煤化度的指标,也是评价煤的燃烧、气化、炼焦、液化加氢和其他化学加工的重要参数。
如机车和工业锅炉的燃煤要求挥发分 (vda,)大于20%,合成氨用半水煤气的原料煤的挥发分要求低于10%,液化用煤要求挥发分30%以上的低煤化度煤等。
挥发分还是估算煤炭发热量的重要参数,也是煤炭计价时的重要指标。
浮煤挥发分值又是煤分类的主要指标。
固定碳与硫分固定碳也是评价煤质的重要指标。
合成氨用半水煤气炉用煤要求固定碳(F岛)在 65%以上。
煤炭硫分是煤中有害成分,硫分越高,表示煤的质量越差。
煤中硫分含量的变化很大,从0.1%左右到 10%以上的均有。
各种工业利用对煤的硫分含量均有不同的要求。
环保部门对燃煤排入大气中的502浓度也有严格的限制,超标排放的单位要罚款,严重的甚至要迁出城市。
中国对炼焦用煤的硫分有严格的限制,一般干燥基硫分〔Stid)不得超过1.5%,且越低越好,个别稀缺煤种如肥煤的最高硫分也不得超过2.5%。
煤的硫铁矿硫和硫酸盐硫等无机硫经过重力洗选大部可以脱除,有机硫经过洗选后很难除去,有的反而比选前的原煤更高。
煤炭发热量是表征煤质好坏的综合性指标,收到基低位发热量的大小不仅与其水分、灰分有关,而且还与煤的煤化度有关‘评价动力用煤质量好坏的最主要指标就是煤的发热量值大小,所以一,发热量是动力煤计价的重要指标。
国际公认发热量(Qne。
)达7000kcal/ kg(29.27MJ/kg)的煤为标准煤(也叫煤当量)。
国民经济各部门在统计燃料的产量和消耗量时也常折算成“标准煤”表示。
如1990年中国每千瓦时电消耗标准煤 3929,机车每万吨公里耗标准煤125.Ikg等,都是根据其实际用煤的发热量折算而来的。
这样,有利于各部门对煤炭热效率的对比,同时也可作为考核锅炉煤耗定额的依据。
煤炭含歼率是指粒度大于50mm的砰石数量占大于somm块煤(或占原煤)总量的百分率。
它也是判断煤炭质量的重要指标,含砰率越高,表示块煤(>somm部分)或原煤(粒度为。
一300mm之间)的质量越差。
因为砰石多的煤,无论在破碎、磨细或燃烧过程中由于其硬度大而不仅会增加磨煤电耗,同时还会缩短设备的寿命,从而增高生产成本,降低企业的经济效益。
块谋限下率是指一定粒度范围的块煤,超过其粒度下限部分的煤占块煤总量的百分数。
限下率高,表示块煤中不合规格部分的煤量太多,这就会影响块煤的使用效率。
当块煤恨下率超过30%时,就不能作为块煤出售计价。
所以块煤限下率也是煤炭计价的重要指标。
其他评价煤炭质量的指标除了以上最常用的以外,较重要而又常用的还有判断煤炼焦性能的结焦性指标(如粘结指标和胶质层指数等)、判断煤气化性能的气化指标(如热稳定性Tstb%、煤的反应性等指标) 以及判断煤燃烧特性(如燃尽指数、着火点、煤灰熔融性和灰粘度等)指标。
煤的组成与结构研究煤炭基本性质时常需了解煤的组成、结构。
煤的组成常指其化学组成,即指煤中的碳、氢、氮、氧、硫含量。
通常煤中的碳含量(Cda,)随着煤化度的增高而增高,如褐煤的cd、值多在76%以下,无烟煤的 Cdaf含量一般都大于90%,烟煤的C、f值变化范围最大,为73一93%之间。
煤中的氧含量则随煤化度的增高而降低,变化于。
.5一30%之间。
煤中氢和氮的含量也是随煤化度的增高而降低,但它们的变化幅度较少,如从褐煤、烟煤到无烟煤中的氢含量(Hda*)只在7~。
.5%左右的很小范围内变化,氮含量(Ndaf)在3一0.3%的小范围内波动。
煤中有机硫含量与煤化度无关。
煤的结构煤结构十分复杂,且不同煤化度煤的分子结构又有很大的差异。
通过物理的、物理化学的和化学的方法对煤的分子结构的长期研究后发现,煤的大分子是由许多基本结构单元所组成。
这些结构单元是以芳香环为主体的缩合环状结构,在环状结构的周围存在着各种脂肪族侧链和官能团。
所以,煤分子结构总的概念是:煤的大分子核心为芳香核,缩合芳香环的数量随煤化度的增高而增加。
如Cdaf在70一83%的低煤化度,平均为2个环,Cda,在83~90%的中等煤化度煤的环数约为3心5,随着碳含量的进一步增高,即进人无烟煤级以后,煤的芳香环数急剧增加,至Cdaf> 肠%的超无烟煤类,芳香环数可增至40以上。
煤大分子的侧链和官能团则随煤化度的增高而降低。
如褐煤中的侧链基最多,常见的有梭基(一COOH、拨基C一C ~O)、甲氧基(一OCH3)、经基(一OH)、苯经基(R一 OH)和甲基(一cH3)等。
进人烟煤阶段以后,含氧官能团就逐渐减少,到无烟煤阶段,含氧官能团几乎消失,其侧链基很少,仅有甲基等含碳、氢等原子的侧链基。
关于煤结构模型的假说很多,如吉文、威斯、本田、希尔等都提出过各自的化学结构模型,但这些模型很难得到公认。
煤化度越高的煤,其大分子结构中的芳香核越大,碳的环数也越多,侧链基则越少。
煤质(Pr0Perty and quality ofcoal)既指煤炭质量,又包含煤的性质。
·煤质指标能表征煤炭质量最基本也是最主要的指标有水分、灰分、挥发分、固定碳、硫分和发热量等几个指标。
对商品煤来说,含歼率和块煤限卞率也是重要的质量指标。
煤炭水分主要分全水分(也叫收到基水分,符号为Mt或五么r)、外在水分(Mf)和内在水分(厄ink沁全水分是评价煤炭质量的重要指标,其数值的大小直接影响煤炭收到基(曾叫应用基或工作基)低位发热量 (Q耽,,。
:)的大小,同时全水分的大小还直接影响到煤的加工、运输和使用价值。
外在水分的大小主要与井下地质条件和开采工艺等因素有关。
内在水分与煤的煤化程度密切相关,通常以褐煤的内在水分最高,可达 30%左右;焦煤的内在水分最低,可达0.3%以一下。
灰分是煤中矿物质燃烧后的残留物,一般不超过40%。
灰分越高,表征煤的质量越差,当干基灰分 (A 户产率超过49%以后就不属于正常的煤炭产品了。
灰分也是煤炭计价的重要指标。
从煤炭利用角度看,灰分越低,经济效益越高,无论是用煤量或排灰量均可减少,也可减少对周围环境的污染。
中国灰分最低的煤有宁夏汝箕沟的无烟煤,其灰分可达5%以下。
发达国家为了降低煤的灰分,无论是炼焦煤或动力煤几乎都要经过洗选。
近几年来,中国商品煤的灰分有明显下降,全国平均商品煤灰分已由21%左右降到19%左右。
煤炭挥发分不仅是代表煤化度的指标,也是评价煤的燃烧、气化、炼焦、液化加氢和其他化学加工的重要参数。
如机车和工业锅炉的燃煤要求挥发分 (vda,)大于20%,合成氨用半水煤气的原料煤的挥发分要求低于10%,液化用煤要求挥发分30%以上的低煤化度煤等。
挥发分还是估算煤炭发热量的重要参数,也是煤炭计价时的重要指标。
浮煤挥发分值又是煤分类的主要指标。
固定碳与硫分固定碳也是评价煤质的重要指标。
合成氨用半水煤气炉用煤要求固定碳(F岛)在 65%以上。
煤炭硫分是煤中有害成分,硫分越高,表示煤的质量越差。
煤中硫分含量的变化很大,从0.1%左右到 10%以上的均有。
各种工业利用对煤的硫分含量均有不同的要求。
环保部门对燃煤排入大气中的502浓度也有严格的限制,超标排放的单位要罚款,严重的甚至要迁出城市。
中国对炼焦用煤的硫分有严格的限制,一般干燥基硫分〔Stid)不得超过1.5%,且越低越好,个别稀缺煤种如肥煤的最高硫分也不得超过2.5%。
煤的硫铁矿硫和硫酸盐硫等无机硫经过重力洗选大部可以脱除,有机硫经过洗选后很难除去,有的反而比选前的原煤更高。
煤炭发热量是表征煤质好坏的综合性指标,收到基低位发热量的大小不仅与其水分、灰分有关,而且还与煤的煤化度有关‘评价动力用煤质量好坏的最主要指标就是煤的发热量值大小,所以一,发热量是动力煤计价的重要指标。
国际公认发热量(Qne。
)达7000kcal/ kg(2 9.27MJ/kg)的煤为标准煤(也叫煤当量)。
国民经济各部门在统计燃料的产量和消耗量时也常折算成“标准煤”表示。
如1990年中国每千瓦时电消耗标准煤 3929,机车每万吨公里耗标准煤125.Ikg等,都是根据其实际用煤的发热量折算而来的。
这样,有利于各部门对煤炭热效率的对比,同时也可作为考核锅炉煤耗定额的依据。
煤炭含歼率是指粒度大于50mm的砰石数量占大于somm块煤(或占原煤)总量的百分率。
它也是判断煤炭质量的重要指标,含砰率越高,表示块煤(>somm部分)或原煤(粒度为。
一300mm之间)的质量越差。
因为砰石多的煤,无论在破碎、磨细或燃烧过程中由于其硬度大而不仅会增加磨煤电耗,同时还会缩短设备的寿命,从而增高生产成本,降低企业的经济效益。
块谋限下率是指一定粒度范围的块煤,超过其粒度下限部分的煤占块煤总量的百分数。
限下率高,表示块煤中不合规格部分的煤量太多,这就会影响块煤的使用效率。
当块煤恨下率超过30%时,就不能作为块煤出售计价。
所以块煤限下率也是煤炭计价的重要指标。
其他评价煤炭质量的指标除了以上最常用的以外,较重要而又常用的还有判断煤炼焦性能的结焦性指标(如粘结指标和胶质层指数等)、判断煤气化性能的气化指标(如热稳定性Tstb%、煤的反应性等指标) 以及判断煤燃烧特性(如燃尽指数、着火点、煤灰熔融性和灰粘度等)指标。
煤的组成与结构研究煤炭基本性质时常需了解煤的组成、结构。
煤的组成常指其化学组成,即指煤中的碳、氢、氮、氧、硫含量。
通常煤中的碳含量(Cda,)随着煤化度的增高而增高,如褐煤的cd、值多在76%以下,无烟煤的 Cdaf含量一般都大于90%,烟煤的C、f值变化范围最大,为73一93%之间。