南粤36选7怎样中奖方法:煤質技術指標-發熱量常見問題

南粤36选7中五个号码 www.zkbnjv.com.cn 1.什么是煤的發熱量?

答:煤的發熱量,又稱為煤的熱值,即單位質量的煤完全燃燒所發出的熱量。 煤的發熱量是煤按熱值計價的基礎指標。煤作為動力燃料,主要是利用煤的發熱量,發熱量愈高,其經濟價值愈大。同時發熱量也是計算熱平衡、熱效率和煤耗的依據,以及鍋爐設計的參數。

煤的發熱量表征了煤的變質程度(煤化度),這里所說的煤的發熱量,是指用 1.4 比重液分選后的浮煤的發熱量(或灰分不超過 10% 的原煤的發熱 量)。成煤時代最晚煤化程度最低的泥炭發熱量最低,一般為 20.9 ~ 25.1MJ/Kg ,成煤早于泥炭的褐煤發熱量增高到 25 ~ 31MJ/Kg ,煙煤發熱 量繼續增高,到焦煤和瘦煤時,碳含量雖然增加了,但由于揮發分的減少,特別是其中氫含量比煙煤低的多,有的低于 1% ,相當于煙煤的 1/6 ,所以發熱量最高 的煤還是煙煤中的某些煤種。 鑒于低煤化度煤的發熱量,隨煤化度的變化較大,所以,一些國家常用煤的恒濕無灰基高位發熱量作為區分低煤化度煤類別的指標。我國采用煤的恒濕無灰基高位發 熱量來劃分褐煤和長焰煤。

2.什么叫彈筒發熱量?( Qb )

答:單位質量燃料(氣態除外)在充有氧氣的氧彈內( 25 ~ 35 個大氣壓左右)完全燃燒這是所釋放的熱量為彈桶發熱量(燃燒產物的最終溫度規定為 25℃ )。   

由于煤樣是在高壓氧氣的彈筒里燃燒的,因此發生了煤在空氣中燃燒時不能進行的熱化學反應。如:煤中氮以及充氧氣前彈筒內空氣中的氮,在空氣中燃燒時,一般呈氣態氮逸出,而在彈筒中燃燒時卻生成 N2O5 或 NO2 等氮氧化合物。這些氮氧化合物溶于彈筒稅種生成硝酸,這一化學反應是放熱反應。另外,煤中可燃硫在空氣中燃燒時生成 SO2 氣體逸出,而在彈筒中燃燒時卻氧化成 SO3 , SO3 溶于彈筒水中生成硫酸。 SO2 、 SO3, 以及 H2SO4 溶于水生成硫酸水化物都是放熱反應。所以,煤的彈筒發熱量要高于煤在空氣中、工業鍋爐中燃燒是實際產生的熱量。為此,實際中要把彈筒發熱量折算成符合煤在空氣中燃燒的發熱量。

彈筒發熱量 4 種表示方式:

Qb,ad—— 分析基彈筒發熱量; Qb,d—— 干燥基彈筒發熱量; Qb,ar—— 收到基彈筒發熱量; Qb,daf—— 干燥無灰基彈筒發熱量。

3. 什么叫高位發熱量? ( Qgr )

答:煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后所產生的熱量。實際上是由實驗室中測得的煤的彈筒發熱量減去硫酸和硝酸生成熱后得到的熱量。

   應該指出的是,煤的彈筒發熱量是在恒容(彈筒內煤樣燃燒室容積不變)條件下測得的,所以又叫恒容彈筒發熱量。由恒容彈筒發熱量折算出來的高位發熱量又稱為恒容高位發熱量。而煤在空氣中大氣壓下燃燒的條件濕恒壓的(大氣壓不變),其高位發熱量濕恒壓高位發熱量。恒容高位發熱量和恒壓高位發熱量兩者之間是有差別的。一般恒容高位發熱量比恒壓高位發熱量低 8.4 ~ 20.9J/g, 實際中當要求精度不高時,一般不予校正。

高位發熱量 4 種表示形式:

Qgr,ad—— 分析基高位發熱量;

Qgr,d—— 干燥基高位發熱量;

Qgr,ar—— 收到基高位發熱量;

Qgr,daf—— 干燥無灰基高位發熱量。

4.什么叫低位發熱量?( Qnet )

答: 煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后產生的熱量,扣除煤中水分(煤中有機質中的氫燃燒后生成的氧化水,以及煤中的游離水和化合水)的汽化熱(蒸發熱),剩下的實際可以使用的熱量(高位發熱量減去水)。

我國電廠鍋爐技術中常采用低位發熱量。  

同樣,實際上由恒容高位發熱量算出的低位發熱量,也叫恒容低位發熱量,它與在空氣中大氣壓條件下燃燒時的恒壓低位熱量之間也有較小的差別。

低位發熱量 4 種表示形式:

Qnet,ad—— 分析基低位發熱量;

Qnet,ar—— 收到基低位發熱量;

Qnet,daf—— 干燥無灰基低位發熱量

5.什么叫煤的恒濕無灰基高位發熱量( Qmaf )

答: 恒濕,是指溫度 30C ,相對濕度 96% 時,測得的煤樣的水分(或叫最高內在水分)。煤的恒濕無灰基高位發熱量,實際中是不存在的,是指煤在恒濕條件下測得的恒容高位發熱量,除去灰分影響后算出來的發熱量。

恒濕無灰基高位發熱量是低煤化度煤分類的一個指標。

6.煤的各種基準的發熱量間的換算公式是什么?

答:煤的各種基準的發熱量間的換算公式和煤質分析中各基準的換算公式相似。如:

Qgr,ad=Qgr,ad× ( 100-Mar ) /(100-Mad)

Qgr,d=Qgr,ad×100/(100-Mad)

Qgr,daf=Qgr,ad×100/(100-Mad-Aad-CO2,d)   

式中:

CO2,d—— 分析煤樣中碳酸鹽礦物質中 CO2 的含量( % ),當 CO2 含 ≤2% 時,此項可略去不計

Qgr , maf=Qgr,ad× ( 100-M ) /(100-Mad-Aad-Aad×M/100)   

式中:

Qgr , maf—— 恒溫無灰基高位發熱量;

M—— 恒濕條件下測得的水分含量, % 。

7.發熱量換算公式是什么?

Qgr.daf(MJ/kg)=31.45+1.09Hdaf

無煙煤及Vdaf小于24%的煙煤:

Hdaf=Vdaf/(0.1462Vdaf+1.1124)

煙煤 :

Hdaf=2.888+0.392 (√Vdaf)-0.0023Ad

褐煤:

褐煤: Hdaf=0.835Vdaf+1.206

式中 :

Hdaf=H a d×{100/(100-Mad-Aad)} 干燥無灰基氫含量%

Vdaf=Va d×{100/(100-Mad-Aad)} 干燥無灰基揮發分產量%

Aad=(m 1 /m) ×100

其中: m 1---- 殘留物的質量,g;

m—空氣干燥煤樣的質量,g;

Vad=(m 1 /m) ×100 空氣干燥基煤樣揮發分產率%

Mad=(m 1 /m) ×100 空氣干燥基煤樣水分產率%

其中: m 1---- 煤樣干燥后失去的質量,g;

m—空氣干燥煤樣的質量,g;

Ad=Aad×100/(100-Mad) 干燥基煤樣灰分產率%;

煤的高位發熱量計算公式為:

Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad   

式中:

Qgr,ad—— 分析煤樣的高位發熱量, J/g;

Qb,ad—— 分析煤樣的彈筒發熱量, J/g;

Sb,ad—— 由彈筒洗液測得的煤的硫含量, % ;

95—— 煤中每 1% ( 0.01g ) 硫的校正值, J/g;

a—— 硝酸校正系數。 Qb,ad≤16700J/g,a=0.001

16700J/g<QB,AD Qb,ad>25100J/g ,a=0.0016   

當 Qb,ad 〉 16700J/g ,   

或者 12500J/g<QB,AD< SPAN> ,同時, Sb , ad≤2% 時,   

可用 St,ad 代替 Sb,ad 。   

( 5 )煤的低位發熱量的計算

Qnet,ad=Qgr,ad-0.206Had-0.023Mad   

式中:

Qnet,ad—— 分析煤樣的低位發熱量, J/g;

Qgr,ad—— 分析煤樣的高位發熱量, J/g ;

Had—— 分析煤樣氫含量, % ;

Mad—— 分析煤樣水分, % 。

8.幾種常用的點火(引火)物在點火時放出的熱量是多少?

鐵絲:6700J/K

鎳絡絲:1400J/g

銅絲:2500J/g

棉線:17500J/g

9.測定發熱量對電力生產的意義?

答:1、它在煤質計價、編制消耗定額和供應計劃、核算發電成本和計算能源利用效率等方面都以發熱量為依據;
2、在設計鍋爐上,對設計爐膛負荷、選則磨煤機容量、計算物料平衡的重要參數
3、是鍋爐熱平衡、配煤燃燒及負荷調節的主要依據,同時又是計算煤耗的依據之一。

10.燃料煤發熱量的含義是什么?

答:燃料的發熱量是指單位重量的燃料完全燃燒時所釋放出來的熱量,其單位是J/g或MJ/kg。

煤的熱量值曾經用“卡( cal )”表示,但已為廢棄單位,現在用“焦耳( J )”表示熱量基本單位。鑒于目前許多用煤企業仍用卡來表示熱值單位。因而下面仍對“卡”的含義做一下介紹。 1cal 熱量是 1g 純水溫度升高 1℃所需要的熱量。水的比熱容隨水溫的不同而稍有差異,所以在熱量單位中使用的卡還常分為不同溫度下的卡,如 20 ℃卡、 15 ℃卡或 25 ℃卡等。通常所說的 20 ℃卡(或 15 ℃等)是指 1g 純水從 19.5 ℃(或 14.5 ℃)加熱到 20.5 ℃(或 15.5 ℃)所需要的熱量。我國的熱量單位采用 20 ℃卡,德國等某些西歐國家則采用 15 ℃卡。而在國際蒸汽表熱量單位低于 15 ℃卡。在低溫卡(如 15 ℃卡),每卡所含的熱能比高溫度卡( 20 ℃卡)稍高。

11.對煤炭發熱量測定室有何要求?

答:(1)熱量室應作為發熱量測定專用室,室內不得進行其它試驗工作;

(2)室內應配備窗簾,避免陽光直射;

(3)每次測定溫度變化不超過1℃為宜;冬夏室溫差以不超過15~30℃為宜。因此,有條件者應配制空調設備;

(4)測定發熱量時,室內應避免強力通風及熱源輻射,總之,為了減少環境條件對發熱量測定結果的影響,發熱量測定室應盡可能地保持室溫的相對恒定。在室溫尚未恒定的時候不得進行發熱量的測定。

12.影響煤發熱量的各項指標和作用的因素有哪些?

從成分上說:
1.碳:主要可燃成分,占50-95%,含碳越高,燃點越高,越容易著火。
2.氫:占2-4%,H的發熱量很高?;嵴濟旱囊徊糠址⑷攘?,越大越好。
3.氧:起到助燃的作用。
4.硫:是煤中的有害成分,要避免。
5.氮:燃燒時,隨著煙氣一同排出,損失熱量。
6.灰分:含的越少越好,是垃圾。
7.水分:對煤的燃燒有影響。含適量的水分,可以放出H,但含水太多了,著火難,煙氣含水大。
8.磷:是占很少的,有的煤種基本不含,磷也可以燃燒放出熱量。

灰分:灰分含量會使火焰傳播速度下降,著火時間推遲,燃燒不穩定,爐溫下降。
水分:水分是燃燒過程中的有害物質之一,它在燃燒過程中吸收大量的熱,對燃燒的影響比灰分大得多。
發熱量:為的發熱量是鍋爐設計的一個重要依據。由于電廠煤粉對煤種適應性較強,因此只要煤的發熱量與鍋爐設計要求大體相符即可。
灰熔點:由于煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在 1500℃以上,在這樣高溫下,煤灰大多呈軟化或流體狀態。
煤的硫分硫是煤中有害雜質,雖對燃燒本身沒有影響,但它的含量太高,對設備的腐蝕和環境的 污染都相當嚴重。因此,電廠燃用煤的硫分不能太高,一般要求最高不能超過2.5%。

揮發分:是判明煤炭著火特性的首要指標?;臃⒎趾吭礁?,著火越容易。根據鍋爐設計要求,供煤揮發分的值變化不宜太大,否則會影響鍋爐的正常運行。如原 設計燃用低揮發分的煤而改燒高揮發分的煤后,因火焰中心逼近噴燃器出口,可能因燒壞噴燃器而停爐;若原設計燃用高揮發分的煤種而改燒低揮發分的煤,則會因 著火過遲使燃燒不完全,甚至造成熄火事故。因此供煤時要盡量按原設計的揮發分煤種或相近的煤種供應。
從工業分析:
1.揮發分:占15-20%,越高越好,越高發熱量越高。
2.固定碳:燃燒C和CO都可提供熱量。
3.灰分及溶渣:占2-5%,灰分高的煤,易熔渣和結焦。
4.水分:如上所述。

13.燃料發熱量的大小取決于什么?

答:發熱量的大小取決于燃料中碳、氫、硫元素含量的多少。

14.何謂標準煤?

答:收到基低位發熱量為29309kJ/kg的煤稱為標準煤。標準煤實際是不存在的,只是人為規定的。提出“標準煤”的主要目的是把不同的燃料劃歸統一的標準,便于分析、比較熱力設備的經濟性。

15.何謂燃料?

答:燃料是指用來燃燒以取得熱量的物質。

16.燃料按其物理形態可分為哪幾種?

答:燃料按其物理形態可分為固體燃燒(煤、木柴、頁巖等)、液體燃料(石油等)和氣體燃料(天然氣、煤氣等)。

17.煤中發熱量最高的元素是什么?

答:煤中發熱量最高的元素是氫。

18.煤的發熱量分級

煤炭發熱量分級:

序號 級別名稱 代號 發熱量( Qnet,ar )范圍, MJ/kg
1 低熱值煤 LQ 8.50 ~ 12.50
2 中低熱值煤 MLQ 12.51 ~ 17.00
3 中熱值煤 MQ 17.01 ~ 21.00
4 中高熱值煤 MHQ 21.01 ~ 24.00
5 高熱值煤 HQ 24.01 ~ 27.00
6 特高熱值煤 SHQ >27.00

注:煤田地質勘探系統在按發熱量分級時,可采用全水分( Mt )進行計算。

發熱量( Qnet,ar )等級劃分:

編   號 發熱量( Qnet,ar ), MJ/kg 編   號 發熱量( Qnet,ar ), MJ/kg
295 >29.00 200 19.51 ~ 20.00
290 28.51 ~ 29.00 195 19.01 ~ 19.50
285 28.01 ~ 28.50 190 18.51 ~ 19.00
280 27.51 ~ 28.00 185 18.01 ~ 18.50
275 27.01 ~ 27.50 180 17.51 ~ 18.00
270 26.51 ~ 27.00 175 17.01 ~ 17.50
265 26.01 ~ 26.50 170 16.51 ~ 17.00
260 25.51 ~ 26.00 165 16.01 ~ 16.50
255 25.01 ~ 25.50 160 15.51 ~ 16.00
250 24.51 ~ 25.00 155 15.01 ~ 15.50
245 24.01 ~ 24.50 150 14.51 ~ 15.001)
240 23.15 ~ 24.00 145 14.01 ~ 14.50
235 23.01 ~ 23.50 140 13.51 ~ 14.00
230 22.51 ~ 23.00 135 13.01 ~ 13.50
225 22.01 ~ 22.50 130 12.01 ~ 13.00
220 21.51 ~ 22.00 125 12.01 ~ 12.50
215 21.01 ~ 21.50 120 11.51 ~ 12.00
210 20.51 ~ 21.00 115 11.01 ~ 11.50
205 20.01 ~ 20.50    

19.煤炭產品的類別、品種和技術要求

產品類別 品種名稱 技術要求
粒度 /mm 發熱量 (Qnet,ar)MJ/kg 灰分 (Ad)% 最大粒度( 1) 上限, %
1  精煤 冶煉用煉焦精煤 <50,<100   ≤ 12.50 不大于 5
其他用煉焦精煤 <50,<100   12.51 ~ 16.00
2  粒級煤 洗特大塊 >100 無煙煤、煙煤;≥ 14.50

褐煤:≥ 11.00
 
特大塊 >100
洗大塊 50 ~ 100,>50
大塊 50 ~ 100,>50
洗中塊 25 ~ 50,20 ~ 60
中塊 25 ~ 50
洗混中塊 15 ~ 50 , 13 ~ 80
混中塊 13 ~ 50,13 ~ 80
洗混塊 >13,>25
混塊 >13,>25
洗小塊 13 ~ 20,13 ~ 25
小塊 13 ~ 25
洗混小塊 6 ~ 20
混小塊 6 ~ 13
洗粒煤 6 ~ 13
粒煤 6 ~ 13
3. 洗選煤 洗原煤 ≤ 300      
洗混煤 <50,<80 或 <100
混煤 0 ~ 50
洗末煤 0 ~ 13,0 ~ 20,0 ~ 25
末煤 0 ~ 13,0 ~ 20,0 ~ 25
洗粉煤 0 ~ 6
粉煤 0 ~ 6
4  原煤 原煤、水采原煤  
5  低質煤( 2) 原煤   無煙煤、煙煤: <14.50
褐煤: <11.00
>40  ( 3)  
  煤泥,水采煤泥 0 ~ 1.0 , 0 ~ 0.5   16.50 ~ 49  

注: (1) 取篩上物累計產率最接近、但不大于 5% 的那個篩孔尺寸,作為最大粒度。

(2) 如用戶需要,必須采取有效的環保措施,不違反環保法規的情況下供需雙方協商解決。

(3) 當發熱量數據和灰分數據不能同時達到規定時,以灰分為準。

20.煤的彈筒發熱量、高位發熱量和低位發熱量之間有什么區別

煤的彈筒發熱量是指單位質量的煤樣在熱量計的彈筒中經過量的高壓氧氣燃燒后產生的熱量。在這種條件下燃燒時,煤中原有的水和氫元素燃燒后生成的水冷凝在彈筒中。而氮在空氣中燃燒時仍以游離態逸出,不產生熱量,但在彈筒中燃燒時卻成為二氧化氮或者五氧化二氮的高價氧化物,這些氮化物溶解于彈筒內的水后生成硝酸而產生熱量。煤中的可燃硫化合物在空氣中燃燒時只聲場二氧化硫氣體,但在彈筒中燃燒時卻氧化成三氧化硫,它溶于彈筒內的水后成為硝酸而產生為硫酸。從二氧化硫氧化成三氧化硫,以及硫酸溶于水生成硫酸水化物等都是放熱反應。這就清楚地表明,煤在彈筒中燃燒時產生的熱量要比空氣中燃燒時產生的熱量多。因此,在實用上常常以彈筒發熱量中減去硝酸和硫酸的生成熱后的熱值,成為“高位發熱量”。
計算煤的高位發熱量時水以液態存在,而煤在工業鍋爐中燃燒時水呈氣態蒸發,而水由液體變成蒸汽需要吸收部分熱量。因此在實際燃燒時可以利用的熱量比煤的高位發熱量要低,也就是說必須從高位發熱量中減去水的汽化熱,才是煤的有效熱量。這種熱量稱為煤的低位發熱量。

21.煤的水分、煤的灰分、煤的揮發分和煤的發熱量對燃燒性能的影響

人們通常把開發煤炭資源的企業稱作煤礦,把開采出來的煤礦產品稱為煤炭。我國古代曾稱煤炭為石涅,或稱石炭。它是植物遺體埋藏在地下經過漫長復雜的生物化學、地球化學和物理化學作用轉化而成的一種固體可燃礦產。它不僅是工農業和人民生活不可缺少的主要燃料,而且還是冶金、化工、醫藥等部門的重要原料。
一、礦物原料特點
(一) 煤的物理性質
煤的物理性質是煤的一定化學組成和分子結構的外部表現。它是由成煤的原始物質及其聚積條件、轉化過程、煤化程度和風、氧化程度等因素所決定。包括顏色、光澤、粉色、比重和容重、硬度、脆度、斷口及導電性等。其中,除了比重和導電性需要在實驗室測定外,其他根據肉眼觀察就可以確定。煤的物理性質可以作為初步評價煤質的依據,并用以研究煤的成因、變質機理和解決煤層對比等地質問題。
1.顏色
是指新鮮煤表面的自然色彩,是煤對不同波長的光波吸收的結果。呈褐色—黑色,一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。
2.光澤
是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。煤化程度越高,光澤越強;礦物質含量越多,光澤越暗;風、氧化程度越深,光澤越暗,直到完全消失。
3.粉色
指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時留下的痕跡,所以又稱為條痕色。呈淺棕色—黑色。一般是煤化程度越高,粉色越深。
4.比重和容重
煤的比重又稱煤的密度,它是不包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重,它是包括孔隙在內的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重一般為1.05~1.2,煙煤為1.2~1.4,無煙煤變化范圍較大,可由1.35~1.8。煤巖組成、煤化程度、煤中礦物質的成分和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質含量相同的情況下,煤的比重隨煤化程度的加深而增大。
5.硬度
是指煤抵抗外來機械作用的能力。根據外來機械力作用方式的不同,可進一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。煤的硬度與煤化程度有關,褐煤和焦煤的硬度最小,約2~2.5;無煙煤的硬度最大,接近4。
6.脆度
是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物質、煤巖成分、煤化程度等都對煤的脆度有影響。在不同變質程度的煤中,長焰煤和氣煤的脆度較小,肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大,無煙煤的脆度最小。
7.斷口
是指煤受外力打擊后形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的原始物質組成和煤化程度不同,斷口形狀各異。
8.導電性
是指煤傳導電流的能力,通常用電阻率來表示。褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時,電阻率劇增。煙煤是不良導體,隨著煤化程度增高,電阻率減小,至無煙煤時急劇下降,而具良好的導電性。
(二) 煤的化學組成
煤的化學組成很復雜,但歸納起來可分為有機質和無機質兩大類,以有機質為主體。
煤中的有機質主要由碳、氫、氧、氮和有機硫等五種元素組成。其中,碳、氫、氧占有機質的95%以上。此外,還有極少量的磷和其他元素。煤中有機質的元素組成,隨煤化程度的變化而有規律地變化。一般來講,煤化程度越深,碳的含量越高,氫和氧的含量越低,氮的含量也稍有降低。唯硫的含量則與煤的成因類型有關。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的重要元素,氧是助燃元素,三者構成了有機質的主體。煤炭燃燒時,氮不產生熱量,常以游離狀態析出,但在高溫條件下,一部分氮轉變成氨及其他含氮化合物,可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃燒時生成硫化物氣體,不僅腐蝕金屬設備,與空氣中的水反應形成酸雨,污染環境,危害植物生產,而且將含有硫和磷的煤用作冶金煉焦時,煤中的硫和磷大部分轉入焦炭中,冶煉時又轉入鋼鐵中,嚴重影響焦炭和鋼鐵質量,不利于鋼鐵的鑄造和機械加工。用含有氟和氯的煤燃燒或煉焦時,各種管道和爐壁會遭到強烈腐蝕。將含有砷的煤用于釀造和食品工業作燃料,砷含量過高,會增加產品毒性,危及人民身體健康。
煤中的無機質主要是水分和礦物質,它們的存在降低了煤的質量和利用價值,其中絕大多數是煤中的有害成分。
另外,還有一些稀有、分散和放射性元素,例如,鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾……等,它們分別以有機或無機化合物的形態存在于煤中。其中某些元素的含量,一旦達到工業品位或可綜合利用時,就是重要的礦產資源。
通過元素分析可以了解煤的化學組成及其含量,通過工業分析可以初步了解煤的性質,大致判斷煤的種類和用途。煤的工業分析包括對水分、灰分、揮發分的測定和固定碳的計算四項內容。
1.水分
指單位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、內在水分和結晶水三種存在狀態。一般以煤的內在水分作為評定煤質的指標。煤化程度越低,煤的內部表面積越大,水分含量越高。水分對煤的加工利用是有害物質。在煤的貯存過程中,它能加速風化、破裂,甚至自燃;在運輸時,會增加運量,浪費運力,增加運費;煉焦時,消耗熱量,降低爐溫,延長煉焦時間,降低生產效率;燃燒時,降低有效發熱量;在高寒地區的冬季,還會使煤凍結,造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時,需要適量的水分才能成型。
2.灰分
是指煤在規定條件下完全燃燒后剩下的固體殘渣。它是煤中的礦物質經過氧化、分解而來?;曳侄悅旱募庸だ眉煥??;曳衷礁?,熱效率越低;燃燒時,熔化的灰分還會在爐內結成爐渣,影響煤的氣化和燃燒,同時造成排渣困難;煉焦時,全部轉入焦炭,降低了焦炭的強度,嚴重影響焦炭質量。煤灰成分十分復雜,成分不同直接影響到灰分的熔點?;胰鄣愕偷拿?,燃燒和氣化時,會給生產操作帶來許多困難。為此,在評價煤的工業用途時,必須分析灰成分,測定灰熔點。
3.揮發分
指煤中的有機物質受熱分解產生的可燃性氣體。它是對煤進行分類的主要指標,并被用來初步確定煤的加工利用性質。煤的揮發分產率與煤化程度有密切關系,煤化程度越低,揮發分越高,隨著煤化程度加深,揮發分逐漸降低。
4.固定碳
測定煤的揮發分時,剩下的不揮發物稱為焦渣。焦渣減去灰分稱為固定碳。它是煤中不揮發的固體可燃物,可以用計算方法算出。焦渣的外觀與煤中有機質的性質有密切關系,因此,根據焦渣的外觀特征,可以定性地判斷煤的粘結性和工業用途。
(三)煤的工藝性質
為了提高煤的綜合利用價值,必須了解、研究煤的工藝性質,以滿足各方面對煤質的要求。煤的工藝性質主要包括:粘結性和結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、透光率、機械強度和可選性等。
1.粘結性和結焦性
粘結性是指煤在干餾過程中,由于煤中有機質分解,熔融而使煤粒能夠相互粘結成塊的性能。結焦性是指煤在干餾時能夠結成焦炭的性能。煤的粘結性是結焦性的必要條件,結焦性好的煤必須具有良好的粘結性,但粘結性好的煤不一定能單獨煉出質量好的焦炭。這就是為什么要進行配煤煉焦的道理。粘結性是進行煤的工業分類的主要指標,一般用煤中有機質受熱分解、軟化形成的膠質體的厚度來表示,常稱膠質層厚度。膠質層越厚,粘結性越好。測定粘結性和結焦性的方法很多,除膠質層測定法外,還有羅加指數法、奧亞膨脹度試驗等等。粘結性受煤化程度、煤巖成分、氧化程度和礦物質含量等多種因素的影響。煤化程度最高和最低的煤,一般都沒有粘結性,膠質層厚度也很小。
2.發熱量
是指單位重量的煤在完全燃燒時所產生的熱量,亦稱熱值,常用106J/kg表示。它是評價煤炭質量,尤其是評價動力用煤的重要指標。國際市場上動力用煤以熱值計價。我國自1985年6月起,改革沿用了幾十年的以灰分計價為以熱值計價。發熱量主要與煤中的可燃元素含量和煤化程度有關。為便于比較耗煤量,在工業生產中,常常將實際消耗的煤量折合成發熱量為2.930368×107J/kg的標準煤來進行計算。
3.化學反應性
又稱活性。是指煤在一定溫度下與二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反應能力。它是評價氣化用煤和動力用煤的一項重要指標。反應性強弱直接影響到耗煤量和煤氣的有效成分。煤的活性一般隨煤化程度加深而減弱。
4.熱穩定性
又稱耐熱性。是指煤在高溫作用下保持原來粒度的性能。它是評價氣化用煤和動力用煤的又一項重要指標。熱穩定性的好壞,直接影響爐內能否正常生產以及煤的氣化和燃燒效率。
5.透光率
指低煤化程度的煤(褐煤、長焰煤等),在規定條件下用硝酸與磷酸的混合液處理后,所得溶液對光的透過率稱為透光率。隨著煤化程度加深,透光率逐漸加大。因此,它是區別褐煤、長焰煤和氣煤的重要指標。
6.機械強度
是指塊煤受外力作用而破碎的難易程度?;登慷鵲偷拿和度肫?,容易碎成小塊和粉末,影響氣化爐正常操作。因此,氣化用煤必須具備較高的機械強度。
7.可選性
是指煤通過洗選,除去其中的夾矸和礦物質的難易程度。我國現行的選煤方法,詳見第四節。
二、用途與技術經濟指標
(一) 煤的工業分類
1958年,國家頒布了以煉焦用煤為主的分類方案,為工業部門合理使用煤炭資源創造了有利條件,但在實踐中也出現了一些問題。在認真分析研究和吸收國外先進分類方法的基礎上,為了使各項分類的技術經濟指標最能反映煤的質量特點,達到更加合理地利用煤炭資源的目的,1986年,國家重新頒布了從褐煤到無煙煤的全面技術分類標準,將自然界中的煤劃分為14大類,其中,褐煤和無煙煤又分別劃分為2個和3個小類(表2.2.1)。這就是我國現行的煤炭分類國家標準。
中國煤炭分類國家標準 (GB5751-86)
(1) 分類指標及其符號Vr為干燥無灰基揮發分(%);Hr為干燥無灰基氫含量(%);GR.I(簡記G)為煙煤的粘結指數;Y為煙煤的膠質層最大厚度;PM為煤樣的透光率(%);b為煙煤的奧亞膨脹度(%);Q-A.GNGW為煤的恒濕無灰基高位發熱量(MJ/kg)。
(2) 煤類的編碼各類煤用兩位阿拉伯數碼表示。10位表示煤的揮發分,個位數在無煙煤及褐煤表示煤化程度,在煙煤表示結粘性。
(二) 各煤類的主要特征和用途
1.褐煤
它是煤化程度最低的煤。其特點是水分高、比重小、揮發分高、不粘結、化學反應性強、熱穩定性差、發熱量低,含有不同數量的腐殖酸。多被用作燃料、氣化或低溫干餾的原料,也可用來提取褐煤蠟、腐殖酸,制造磺化煤或活性炭。一號褐煤還可以作農田、果園的有機肥料。
2.長焰煤
它的揮發分含量很高,沒有或只有很小的粘結性,膠質層厚度不超過5mm,易燃燒,燃燒時有很長的火焰,故得名長焰煤??勺魑偷臀賂閃蟮腦?,也可作民用和動力燃料。
3.不粘煤
它水分大,沒有粘結性,加熱時基本上不產生膠質體,燃燒時發熱量較小,含有一定的次生腐殖酸。主要用作制造煤氣和民用或動力燃料。
4.弱粘煤
水分大,粘結性較弱,揮發分較高,加熱時能產生較少的膠質體,能單獨結焦,但結成的焦塊小而易碎,粉焦率高。這種煤主要用作氣化原料和動力燃料。
5. 1/2中粘煤
它具有中等粘結性和中高揮發分??梢宰魑涿毫督溝腦?,也可以作為氣化用煤和動力燃料。
6.氣煤
揮發分高,膠質層較厚,熱穩定性差。能單獨結焦,但煉出的焦炭細長易碎,收縮率大,且縱裂紋多,抗碎和耐磨性較差。故只能用作配煤煉焦,還可用來煉油、制造煤氣、生產氮肥或作動力燃料。
7.氣肥煤
它的揮發分和粘結性都很高,結焦性介于氣煤和肥煤之間,單獨煉焦時能產生大量的氣體和液體化學物質。最適合高溫干餾制造煤氣,更是配煤煉焦的好原料。
8.肥煤
具有很好的粘結性和中等及中高等揮發分,加熱時能產生大量的膠質體,形成大于25mm的膠質層,結焦性最強。用這種煤來煉焦,可以煉出熔融性和耐磨性都很好的焦炭,但這種焦炭橫裂紋多,且焦根部分常有蜂焦,易碎成小塊。由于粘結性強,因此,它是配煤煉焦中的主要成分。
9. 1/3焦煤
它是介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡煤,具有很強的粘結性和中高等揮發分,單獨用來煉焦時,可以形成熔融性良好、強度較大的焦炭。因此,它是良好的配煤煉焦的基礎煤。
10.焦煤
具有中低等揮發分和中高等粘結性,加熱時可形成穩定性很好的膠質體,單獨用來煉焦,能形成結構致密、塊度大、強度高、耐磨性好、裂紋少、不易破碎的焦炭。但因其膨脹壓力大,易造成推焦困難,損壞爐體,故一般都作為煉焦配煤使用。
11.瘦煤
具有較低揮發分和中等粘結性。單獨煉焦時,能形成塊度大、裂紋少、抗碎強度較好,但耐磨性較差的焦炭。因此,用它加入配煤煉焦,可以增加焦炭的塊度和強度。
12.貧瘦煤
揮發分低,粘結性較弱,結焦性較差。單獨煉焦時,生成的焦粉很多。但它能起到瘦化劑的作用。故可作煉焦配煤使用,同時,也是民用和動力的好燃料。
13.貧煤
具有一定的揮發分,加熱時不產生膠質體,沒有粘結性或只有微弱的粘結性,燃燒火焰短,煉焦時不結焦。主要用于動力和民用燃料。在缺乏瘦料的地區,也可充當配煤煉焦的瘦化劑。
14.無煙煤
它是煤化程度最高的煤?;臃⒎值?、比重大、硬度高、燃燒時煙少火苗短、火力強。通常作民用和動力燃料。質量好的無煙煤可作氣化原料、高爐噴吹和燒結鐵礦石的燃料,以及制造電石、電極和炭素材料等。

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