第一章选煤工艺第一节选煤基本知识1－1（A）煤炭是怎样形成的？答：煤是由古生植物埋藏在地下，经过漫长的地质年代和复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用，在细菌、压力和温度的作用下逐步转变而成的固体有机可燃矿产，其形成大体分为两个阶段――泥炭化阶段和煤化阶段。
煤的形成过程如下：1－2（A）简述煤的组成：答：由于成煤的原生物质和成煤的地质地理条件不同，各地区各种煤的组成和性质有很大差异。
煤是不均质的混合物，由有机物质和无机物质两部分组成，主要是有机物质。
有机物质由碳、氢、氮、氧及部分硫组成，是可以燃烧的，所以也叫可燃体，无机物质主要是各种矿物杂质，是不能燃烧的。
1－3（A）简述煤的性质：答：煤的性质分为物理性质、化学组成、工艺性能和燃烧性能等。
煤的物理性质包括煤岩组成、光泽、硬度、密度和粒度组成等。
煤岩组成可分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种。
它们在外观上有很大差别。
镜煤和亮煤都有光泽，但镜煤的断口呈贝壳状，质地较致密。
暗煤和丝炭都无光泽，暗煤的质地坚硬而无层理，丝炭很象碎木屑。
煤的化学组成包括煤的工业分析组成和元素分析组成。
1－4（A）煤的工业分析有哪几项，工业分析的目的是什么？答：煤的工业分析包括测定煤的水分、灰分、挥发分和固定碳四项。
根据煤的水分和灰分，可以大致了解煤中有机物质或可燃物的百分含量；从煤的挥发分又可以大致了解到煤中有机物质的性质；从煤中固定碳含量也可大致了解有机物质的性质。
当知道了有机物和无机物的含量及有机物的性质后，即可判断煤的种类和各种煤的加工利用性能。
1－5（A）什么是水分？水分对煤的利用有何影响？答：煤的水分有内在水分和外在水分两种。
吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水称为内在水分；附着在煤颗粒表面上的水称为外在水分。
外在水分可以借助于机械方法脱除；内在水分只有火力干燥才能脱出。
煤的内在水分变化很大，一般随煤化程度的加深而减少。
在煤的利用中，首先遇到的是煤的破碎问题，水分高的煤相对来说较难破碎；在锅炉燃烧中，水分高影响燃烧稳定性和热效率。
1－6（A）什么是灰分？答：煤的灰分是指煤完全燃烧后的残留物。
煤的灰分分为内在灰分和外在灰分两种。
来自煤中内在矿物质的灰分叫内在灰分，在采煤和运输过程中混入煤中的外来矿物杂质的灰分叫外在灰分。
煤的灰分是衡量煤炭质量的一个重要指标，它不仅影响煤的热值，而且影响其加工利用。
1－7（B）煤的元素分析主要有哪些？答：煤的元素分析就是测定煤中的碳、氢、氮、氧和硫等重要元素的含量。
（1）碳和氢碳和氢是煤中的重要成分，在燃烧时能放出大量的热量。
煤中的碳、氢含量都随煤化程度而变化。
煤化程度越高，其碳含量越高，而氢含量越低。
（2）氧煤中的氧含量随煤化程度的加深而降低。
（3）氮煤中的氮含量不高，一般都在2%以下。
煤中氮在燃烧时形成氮的氧化物等有害气体，污染大气。
（4）硫煤中的硫是有害杂质，含量一般都在0.5%－3%，含硫量低于0.5%的煤称作特低硫煤，0.51-1.00%为低硫煤，1.01-1.50%为低中硫煤，1.51-2.00%为中硫煤，2.01-3.00%为中高硫煤，超过3%的煤称作高硫煤。
煤中硫在燃烧时形成SO2污染大气，腐蚀设备；SO2在光和热的作用下，被雨带到地面形成酸雨，危害植物生长。
硫分是评价煤质的重要指标。
煤中的硫分为有机硫和无机硫两种。
有机硫是在成煤过程中与有机物一起进入煤中的。
无机硫又分为硫化铁（黄铁矿）硫和硫酸盐硫。
硫化铁硫一般在洗选过程中可被除去一部分。
1－8（B）按煤化程度将所有的煤分成哪几大类？哪几小类？神东煤属何种牌号？答：按煤的煤化(变质)程度将煤炭分为无烟煤、烟煤和褐煤三大类。
再按各类煤的煤化程度和工业利用途径分别分出17个小类，即：无烟煤分为无烟煤一号、二号、三号3小类；烟煤分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤12小类；褐煤分为褐煤一号、二号2小类。
神东煤以不粘煤和长焰煤为主，属变质程度较浅的烟煤类。
1－9（C）发电用煤对质量有何要求？答：发电用煤是全国的用煤大户，特别是神华煤的主要用户。
大型电厂多采用煤粉锅炉，其炉型对燃煤质量的适应性强，从褐煤到年轻无烟煤都能烧，但不是各种煤粉炉都能烧任何质量的煤，每一种型号的锅炉设计时对煤的质量都有一定的限定范围。
对发电用煤而言，挥发分和发热量是很重要的指标，为了在单位时间内提供足够的热量，不仅要求燃煤具有足够的发热量，而且还要有较好的燃烧性能。
一般说来，挥发分高的煤，其燃烧性能在锅炉内的热传递效果均较好，所以不同挥发分的煤对发热量有不同的要求。
挥发分(V daf )在6.5—10.0%之间的无烟煤，其发热量(Q net,ar )应在20.9MJ/kg(5000kcal/kg)以上，而对挥发分(V daf )大于40.0%的年轻煤类(如褐煤)，其发热量只要求在11.71MJ/kg(2800kcal/kg)以上即可。
发电用煤的灰分和硫分不宜太高，一般灰分(A d )应不大于24.00%，硫分一般应小于1.00%，硫分高既会造成环境污染，又会腐蚀燃煤设备。
固态排渣炉对煤灰熔融性软化温度(ST)有一定的要求，ST应在1350℃以上，而液态排渣炉则要求灰熔点较低的煤。
1－10（C）气化用煤对质量有何要求?答：气化用煤是把煤转化为煤气供燃用或生产化肥及化工原料，目前气化炉种类较多，但不外乎固定床(移动床)、沸腾床(硫化床)和悬浮床(气流床)三种类型。
气化炉类型不同，对煤质的要求也不同，固定床气化用煤和沸腾床气化用煤质量要求如下：(1)常压固定床煤气发生炉对煤质的要求常压固定床煤气发生炉应用广，对煤的适应性较强，可使用的煤种有长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、1/3焦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
煤的品种以各粒级块煤为宜，灰熔融性ST应大于1250℃，灰分(Ad )不大于24.00%,硫(St,d)小于2.00%，同时要求煤的热稳定性和抗碎强度要好。
（2）沸腾床气化炉用煤对煤质的要求沸腾床气化炉可以用褐煤（一般要求Mt＜12.0%，Ad＜25.0%），长焰煤和不粘煤，要粒度小于8mm，但0~1mm的煤粉越少越好；煤灰软化温度（ST）应大于1200℃，全硫(St,d)小于2.00%，对其它指标无特殊要求，但煤的活性指标越大越好。
1－11（C）高炉喷吹用煤对质量有何要求?答：高炉喷吹用煤对煤质的要求高。
最初高炉喷吹用煤只用质量较好的无烟煤。
随着喷吹技术的发展，现已采用无烟煤和烟煤按不同比例混合作为喷吹的燃料，有些烟煤也可单独作为喷吹燃料，如神华煤即可供高炉喷吹。
但烟煤挥发分高，在制粉过程中容易引起爆炸，在使用烟煤前一定要做好喷吹条件的摸索和试验。
高炉喷吹用煤对煤质的主要要求：（1）灰分要低，煤的灰分（Ad）一般不应超过12%，最高不应超过17%（高炉燃料灰分每增高1%，燃料消耗增加2%，生铁量下降2%）；（2）硫分含量要低，喷吹用煤的硫分（St,d）以小于0.7%为宜最好不要超过1.10%（硫分增加0.1%，生铁产量降低2%，燃料比升高1.5%）；（3）水分含量要低，一般应以小于8%为宜，最高不应超过12%；（4）挥发分不宜过高，当挥发分过高时，在制粉及喷吹中容易引起爆炸。
第二节选煤工艺1－12（A）什么是选煤？选煤方法有哪几种？答：选煤是利用煤炭与其它矿物质的密度或表面特性的不同，经机械处理除去煤中的非煤物质，并按需要分成不同质量、规格产品的加工过程。
选煤方法有以下三种：1、重力选煤：煤和杂质（矸石）按密度差别进行分选的方法称为重力选煤。
重力选煤法包括跳汰选煤、重介质选煤、摇床选煤、流槽选煤、斜槽选煤和旋流器选煤。
2、浮游选煤：即浮选，主要是依据煤和矸石表面润湿性的差别，分选细粒煤（＜0.5mm）的选煤方法。
3、特殊选煤：主要是利用煤与矸石的导电率、导磁率、摩擦系数、射线穿透能力等的不同，把煤和矸石分开，它包括静电选、磁选、摩擦选、放射性同位选和X射线选等。
1－13（A）选煤的目的是什么？答：选煤有四个目的：1.除去原煤中的杂质，降低灰分，提高原煤质量，适应用户需要。
例如钢铁厂需要低灰分炼焦精煤，以便生产高质的焦炭。
冶金部门提供的资料表明，精煤灰分每降低1%，焦炭灰分可降低1.33%，而焦炭灰分降低1%，炼铁焦比可降低2%，高炉利用系数可提高3%，同时，还可提高生铁的质量。
因此，钢铁厂需要低灰分的炼焦精炼。
2.除去原煤中的杂质，可以减少铁路的无效运输。
现在原煤中含矸量一般为20—30%，有的还更高，原煤经过洗选，矸石就地排弃，可减少无效的运输。
3.除去原煤中的杂质，可以减少燃煤对大气的污染，保护环境。
4.把煤炭分成不同质量、规格的产品，供应用户对路产品，以便合理利用煤炭，节约能源。
原煤经过洗选，精煤供给炼焦厂，中煤供给电厂，矸石就地废弃或综合利用。
煤炭经过筛分分级，块煤可供铁路蒸汽机车、化肥厂，末煤供给发电厂，以达到合理的利用目的。
1－14（B）简述原煤的密度组成，如何测定原煤的密度组成？答：在煤炭生成过程中，不可避免地混有各种矿物质。
由于成煤年代和成煤环境不同，煤炭的变质程度和煤岩组分也有很大差异，在煤炭开采过程中还会混入一些矸石等外来杂物，所有上述这些都会影响煤炭的密度和各密度级的数量。
通常把原煤中各密度级别的重量百分数叫作原煤的密度组成。
知道了原煤的密度组成，在判断分选难易情况下，为确定分选方法、制定分选工艺流程及选择分选设备提供了重要的依据。
原煤密度组成采用浮沉实验方法测定。
配制一系列密度不同的重液或重悬浮液，把煤样依次投入其中分离出不同密度的级别，再分别测定各密度级产物的重量和质量，然后填写浮沉实验报告表，整理成综合的可选性资料，见表1－1。
表1－1大柳塔洗煤厂大柳塔井入洗原煤浮沉试验综合表1－15（B）如何做煤的浮沉试验？答：浮沉试验是根据阿基米德原理进行的，把选定的煤样放进具有一定密度的重液中，密度小于重液的煤就会浮起，大于重液密度的煤就会下沉，密度刚好等于重液密度的煤则处于悬浮状态。
试验过程中，把浮起的和一部分悬浮的煤取出，称为浮物，把沉下的和另一部分悬浮的煤取出，叫做沉物。
若把重液配制成自低到高n个不同密度的重液，使煤依次在n个不同密度重液中进行浮沉，就可得到（n＋1）个密度级的煤。
浮沉试验煤样一般要先经筛分试验分成窄粒度级，各粒度级分别进行浮沉试验，最后将各粒度级的浮沉数据进行综合计算。
如果煤样粒度级别过宽，会影响浮沉试验的精确性。
浮沉试验煤样重量可以根据试验目的不同而有所变化，一般来说，煤样重量应符合规定标准，见表1－2。
表1－2浮沉试验用煤样重量与粒级的关系1－16（A）如何评价煤炭可选性？答：煤的可选性就是按要求质量指标从原料煤中分选出产品的难易程度。