炼焦煤b值多少合适
A. 煤的种类和怎么分别
煤的种类
中国煤炭分类,首先按煤的挥发分,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤;对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类;烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性,则按粘结指数G区分:0~5为不粘结和微粘结煤;>5~20为弱粘结煤;>20~50为中等偏弱粘结煤;>50~65为中等偏强粘结煤;>65则为强粘结煤。对于强粘结煤,又把其中胶质层最大厚度Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%(对于Vdaf>28%的烟煤,b>220%)的煤分为特强粘结煤。在煤类的命名上,考虑到新旧分类的延续性,仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
在烟煤类中,对G>85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大于25mm时,如Vdaf>37%,则划分为气肥煤。如Vdaf<37%,则划分为肥煤。如Y值<25mm,则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。如Vdaf>37%,则应划分为气煤类,如Vdaf>28%-37%,则应划分为1/3焦煤,如Vdaf在于8%以下,则应划分为焦煤类。
这里需要指出的是,对G值大于100的煤来说,尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时,则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。
在我国的煤类分类国标中还规定,对G值大于85的烟煤,如果不测Y值,也可用奥亚膨胀度B值(%)来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限,即对Vdaf<28%的煤,暂定b值>150%的为肥煤;对Vdaf>28%的煤,暂定b值>220%的为肥煤(当Vdaf值<37%时)或气肥煤(当Vdaf值>37%时)。当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时,则以Y值确定的煤类为准。因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时,可只测Y值而暂不测b值。
B. 煤的工艺性质
煤不仅是重要的燃料,更是冶金、化学工业的重要原料。随着国民经济的发展,煤炭综合利用的大力开展,就更需要研究煤的工艺性质,判断它是否符合各种加工工业的要求,选择最合理的利用途径,正确地作出工业评价。煤的工艺性质主要包括粘结性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等。
一、煤的粘结性和结焦性
煤的粘结性是指煤粒(直径小于0.2mm)在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质形成焦块的能力;煤的结焦性是指煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭(焦炭强度和块度符合冶金焦的要求)的性质。煤的粘结性是结焦的必要条件,结焦性好的煤,粘结性也好;粘结性差的煤,其结焦性一定很差。但粘结性好的煤,其结焦性不一定好,例如气肥煤,其粘结性很强,但生成的焦炭裂纹多、强度低,故结焦性不好。煤的粘结性和结焦性是炼焦用煤的重要质量指标,也是评价低温干馏、气化或动力用煤的重要依据之一。
冶金工业需要大量优质焦炭作为燃料和还原剂。焦炭作为高炉燃料必须有一定的块度和机械强度。炼焦就是把粉碎的炼焦用煤放在密闭的炼焦炉中加热、干馏,使其形成焦炭的热加工过程。炼焦用煤必须具有粘结性,即在干馏热分解过程中能产生一定量的胶质体,使煤粒相互粘结融合而成整块焦炭。炼焦用煤也必须具备结焦性,即在煤干馏时,能产生一定块度和足够强度的焦炭。可见煤的粘结性是煤结焦所必须具备的性质,它和塑性、流动性、膨胀性等性质一样,仅是煤结焦性的一个方面。
实验室测定煤结焦性和粘结性的方法很多。在我国,煤田地质勘探中目前常用的是胶质层指数测定法,此外还有罗加指数法、粘结指数法(G)、奥亚膨胀法、葛金干馏试验、自由膨胀序数测定法、基氏塑性计法等方法。
(一)胶质层指数测定法
这种方法模拟炼焦的工业条件,测定时,把粒度小于1.5mm的精煤样100g放在钢杯中,然后从下部对煤样进行单侧加热。到一定温度后,钢杯内形成一系列的等温层面,温度由上向下递增。温度到达软化点的层面,煤软化形成胶质体层,胶质层之下温度达到胶质体固化点的层面,煤固化为半焦,胶质层之上的煤仍保持未软化状态(图6-12,图6-13)。从250℃以后,每分钟升温3℃,每隔10min测一次胶质层的上、下层面的高度,直至650℃时为止。测定过程中,起初的胶质层比较薄,以后逐渐变厚,后期又逐渐变薄,所以胶质层会出现最大厚度值。用探针定期测量煤杯中胶质层上部和下部水平面的位置,用所测数据作图,以确定胶质层最大厚度Y值(mm)、最终收缩率X值(mm)和体积变化曲线(图6-14)。其中胶质层最大厚度Y值是我国现行的煤的工业分类两项指标之一。
图6-12 胶质层煤杯中的结焦过程示意图(据杨起等,1979)
图6-13 带平衡的砣的胶质层测定仪示意图(据能源地质学,2004)
图6-14 胶质层测定曲线示意图(据杨起等,1979)
Y值随煤化程度加深做有规律的变化。图615中以镜质组的最大反射率(Romax)煤化程度,可见Y值在Romax=0.8%~1.2%范围内最大,随着煤化程度增高或降低,Y值降低。
测定胶质层的煤样应在1.4的比重液中精选,每次要作双样,该法测试的时间长,所需原煤煤样甚多(一次需200g精煤样),一些薄煤层或小口径钻进所取得的煤心煤样往往难以满足测定需要的量。胶质层指数法对中等粘结性煤的区分能力强,多数煤的Y值具可加性,利于炼焦配煤的计算。这种方法对Y值>25mm,或Y值<10mm的煤不易测准,对弱粘结性煤分辨能力差。
(二)罗加指数法
将粒度小于0.2mm的空气干燥烟煤样1g与5g标准的无烟煤样(宁夏汝箕沟无烟煤,Ad<4%,Vdaf>7%,粒度为0.3~0.4mm)均匀混合,放入坩埚内,煤样上加上压块,然后加上坩埚盖,放入(850±10)℃的马弗炉内,焦化15min后取出坩埚,冷却,称取焦渣总质量。把焦渣放在1mm圆孔筛上筛分,筛上部分称重后,放入转鼓内,进行第一次转鼓试验,以转速50转/分钟,转5min后,用1mm圆孔筛进行筛分,再称筛上部分的质量后,放入转鼓进行第二次转鼓试验,重复筛分,称重操作,共进行3次转鼓试验。按下式计算罗加指数:
煤地质学
式中:Q为焦渣总质量,g;a为第一次转鼓前大于1mm的焦渣重,g;b为第一次转鼓后大于1mm的焦渣重,g;c为第二次转鼓后大于1mm的焦渣重,g;d为第三次转鼓后大于1mm的焦渣重,g。
罗加指数表示粒度大于1mm的焦块占总质量的百分比,罗加指数越大,表示粒度大于1mm的焦块越多,煤的粘结性越好。R.I.(或以LR表示)值>45为中等至强粘结煤,R.I.=20~45为中等粘结煤;R.I.=5~20为弱粘结煤;R.I.=0~5属不粘结至微粘结煤。R.I.值与Y值的关系见图6-16。从图6-16可以看出,当y=10~15毫米时,R.I.值的变动范围相当大,在20~70之间,表明罗加指数法对中等粘结煤的鉴别能力比y值好。甚至当Y值接近于0时,R.I.也能分辨。如陕西蒲白矿区某煤层一些煤样Y为15%~18%,Y均为0,但根据R.I.值的不同可加以区分,R.I.=0,为贫煤;R.I.=15,定为瘦煤。
图6-15 Y值与煤化程度(Romax)的关系(据杨起等,1979)
图6-16 罗加指数与Y值的关系(据杨起等,1979)
罗加指数法实验用煤样很少,测定方法简便,快速,易于推广,不足之处是对粘结性强的煤区分能力不好,如Y值>25mm时,R.I.值都在80~92之间,对粘结性很弱的煤测定的重现性较差。
(三)粘结指数法
测定原理与罗加指数相同,所不同的是无烟煤的粒度改为0.1~0.2mm,分析煤样与无烟煤的配比可以改变,转鼓试验由3次改为两次。粘结指数G按下式计算:
煤地质学
式中:m为焦渣总重,g;m1为第一次转磨后>1mm的焦渣重,g;m2为第二次转磨后>1mm的焦渣重,g。
如果计算结果G<18,则将分析煤样和标准无烟煤的配比改为3∶3,再重复上述实验。G值按下式计算:
煤地质学
粘结指数适合区分弱和中粘结性煤,测试也比较简便。但对于强粘结煤区分能力欠佳,对弱粘结性煤测定时需要改变配比,比较麻烦。
(四)奥亚膨胀度试验
奥亚膨胀度试验也是国际煤分类指标之一。奥亚膨胀度b表示煤加热软化成胶质体状态时的最大膨胀率(图6-17)。b值的大小,主要和胶质体的数量、粘结度及挥发分析出速度有关。Y值与b值的关系见图6-18。从图6-18来看,当Y值>25mm时,b值的变化规律还是很明显的,如我国一些地区的一号肥煤,Y值为28mm,但所测得的b值分别在160~270之间,可见奥亚膨胀度对强粘结煤具有较好的鉴别能力。
图6-17 几种煤的奥亚膨胀度曲线(据杨起等,1979)
这几项指标各有其特点,但都存在着对某一粘结性范围的煤区分不清的缺点。此外,自由膨胀序数、葛金干馏试验法都是在严格规定的条件下把煤加热,直接观察所得焦块的性质,与标准焦型相比,确定煤的粘结性、结焦性。这两个指标在评定时易带主观性,造成人为的误差,同时只能定性地定出序号,准确性差。
图6-18 b值与Y值的关系(据《中国煤田地质学》(上册),1979)
为了拟定我国新的煤的工业分类指标,北京煤炭科学研究院煤化研究所和鞍山热能研究院等单位在改进粘结性指标方面进行了研究。新指标应该用严格的定量数据把不同粘结性的煤划分清楚。根据我国多年来引用罗加指数试验方法积累的大量资料,表明罗加指数对煤的粘结性较Y值和b值表现能力更好,如果针对罗加指数法的不足之处,加以重要的改进,可以得到较好的新指标。改进的途径是分别增加和减少测定强粘结煤和弱粘结煤时所用的标准无烟煤的表面积。
北京煤化研究所改进的主要要点是:把标准无烟煤的粒度由0.3~0.4mm改为0.1~0.2mm,接近烟煤的粒度,这样容易混合均匀,同时由于无烟煤的粒度变小,表面积大大增加,使具粘结性的煤的区别能力能反映更明显。对于弱粘结煤(测值<20),改用了3∶3配比,使无烟煤表面积相对地减少,测得的数据除以经验系数折算为1∶5配比的值。改进后的方法称为烟煤粘结指数测定法。
鞍山热能研究院改进的主要要点是:按试验煤样粘结性的强弱不同,试验时分别采用3种不同的试验煤和无烟煤的比例,1∶5,2.5∶3.5,6∶0。对于粘结性极弱的煤,试验时,除不加无烟煤外,还规定专门的转鼓试验法。为了使测试条件接近炼焦生产,把加热速度改为3℃/min。改进后的方法称为煤的粘结度试验法。
这两种改进方法,根据半焦块耐磨强度的高低和添加无烟煤的多少,分别用一定的公式和常数计算出指数,表示试验煤样的粘结性强弱。试验表明,改进的方法提高了再现性和区分能力。
20世纪60年代以来,随着钢铁工业的急剧发展,世界上很多国家都运用煤岩分析方法有效地预测和检验炼焦用煤的结焦性能。根据炼焦时各显微组分所起的作用不同,可分出:①活性组分(也称可熔性组分),包括镜质组、稳定组,它们在热解时都能形成胶质体,稳定组分形成的胶质体易挥发,粘结性比镜质组稍差;②惰性组分(也称不熔性组分),包括丝质组、半丝质组和矿物质,它们在热解时不能形成胶质体。半镜质组的粘结性介于两者之间,计算时,其含量之三分之一划入活性组分。煤中活性组分对惰性组分的比例越高,所得焦炭质量越好。不同变质阶段煤中活性组分粘结惰性组分的能力不同,以肥煤阶段(Ro=0.9%)最强。近年来,由于煤岩分析自动化的进展,西德、美国、日本等国钢铁企业已经普遍地对商品煤样进行煤岩分析。
二、煤的发热量
煤燃烧时放出大量热量。煤的发热量就是每单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量,常用cal/g或kcal/kg表示。发热量是供热用煤的一个质量指标,它是燃烧的工艺过程的热平衡、耗煤量、热效率等计算的依据。
(一)定义及单位
发热量是动力用煤的主要质量指标,煤的燃烧和气化要用发热量计算热平衡、热效率和耗煤量,它是燃烧和气化设备的设计依据之一。发热量是低煤级煤的分类指标之一,也可根据发热量判断煤级和煤的其他性质。煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧所产生的全部热量,以符号Q表示。热量的国际单位为焦耳(J),1J=1N·m(牛顿·米)。过去我国用的热量单位是卡(cal),热量的英制单位为Btu/lb(英国热制单位/磅)。这几个热量单位的关系为:
1cal≌1.8Btu≌4.1868J,1J=0.239cal,1000kcal=41868MJ
(二)发热量的测定原理将粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1g放在氧弹中燃烧,如图6-19所示。氧弹中充有2.5×106Pa压力的氧气,通电使氧弹内的金属丝点燃煤样,煤样在高压氧气中完全燃烧,燃烧产生的热量被内套筒中的水吸收,根据水上升的温度,计算出煤样产生的热量,该热量称为弹筒发热量,用符号Qb,ad表示。为防止测试时热量的散失和交换,测试时使外筒水温自动跟踪内筒水温而变化,使内外筒没有热交换,这种方法称为绝热式量热计测试法。
图6-19 使用铅垫密封的旧式氧弹(据能源地质学,2004)
(三)煤的弹筒发热量、高位发热量和低位发热量
1.弹筒发热量
弹筒发热量是指单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、硝酸、硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量,弹筒发热量也即实验室内用氧弹热量计直接测得的发热量;单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量称为恒容高位发热量,恒容高位发热量也即由弹筒发热量减去硝酸形成热以及硫酸与二氧化硫形成热之差后得到的发热量;单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量称为恒容低位发热量,低位发热量也即由高位发热量减去水(煤中原有的水和煤中氢生成的水)的气化潜热后得到的发热量。
由于煤样是在高压氧气条件下燃烧,因此产生了空气中燃烧时不能产生的化学反应。煤中的氮及氧弹空气中的氮,在弹筒高温高压作用下,生成NO2或N2O5,与水反应生成稀HNO3,该反应为放热反应。煤在空气中燃烧时,煤中的氮变成游离氮逸出,不产生这个反应;煤中的硫在空气中燃烧时,生成SO2逸去,但在弹筒高压氧气作用下,SO2与水作用生成稀H2SO4,也是放热反应。稀硝酸和稀硫酸溶于水也是放热反应。煤在空气中燃烧时,煤中的水(包括煤中氢在燃烧时生成的水),变为水蒸气逸去,这是吸热反应。但在弹筒的高压下,水不能变为水蒸气,所以不吸热。可以看出,煤在弹筒中燃烧产生的热量要高于在空气中或在工业锅炉中燃烧时实际产生的热量。因此,实际应用中要对煤的弹筒发热量进行换算。
2.煤的高位发热量(符号Qgr,ad)
用煤的弹筒发热量减去稀硝酸和稀硫酸的生成热后,便是煤的高位发热量。计算公式:
Qgr,ad=Qb,ad-(95Sb,ad+α·Qb,ad)
式中:Sb,ad为弹筒洗液中硫占空气干燥煤样的百分比,%(当煤中Sb,ad≤2%时,可用St,ad代替Sb,ad进行计算);α为硝酸生成热的校正系数,当Qb,ad≤16.7kJ/g时,α=0.0010;当16.7kJ/g<Qb,ad≤25.1kJ/g时,α=0.0012;当Qb,ad>25.1kJ/g时,α=0.0016。
3.煤的低位发热量(符号Qnet,ad)
用煤的高位发热量减去水的汽化热,便是煤的低位发热量。计算公式:
Qnet,ad=(Qgr,ad-206Had)-23Mad
式中:Had为空气干燥煤样氢含量,%;Mad为空气干燥煤样水分,%。
一般讲,煤的收到基低位发热量(Qnet,ar)最接近于煤实际燃烧时产生的发热量。计算公式:
煤地质学
式中:Mt为煤样的全水分。
4.煤的发热量计算
煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量和低位发热量3种,而且有4种基准,即收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基,所以共有12种方式可报出测试结果。但一般常用的发热量指标有5种:
1)空气干燥基弹筒发热量Qb,ad,这是测试的直接结果,需要换算。
2)空气干燥基高位发热量Qgr,ad,用于报出测试结果。
3)干燥基高位发热量Qgr,d,用于评定煤的质量,研究煤质。
4)干燥无灰基高位发热量Qgr,daf,用于评定煤中有机质的性质,可反映煤级。
5)收到基低位发热量Qnet,ar,反映煤的实际质量,是煤炭计价的依据,也用于燃煤工业锅炉的设计。
在煤炭计价时,一定要注意所用的发热量指标的基准,不然将造成经济上的损失。
煤的发热量除了直接测定外,还可以根据元素分析或工业分析的数据进行计算,供无实测发热量的用煤单位参考。煤炭科学研究院煤化学研究所所根据我国煤质资料研究结果推导了一系列发热量计算公式。
(1)利用元素分析数据,计算高位发热量的公式
低煤化程度的煤:
Qgr,daf=80Cdaf+305(310)Hdaf+22Sdaf-26Odaf-4(Adaf-10)
式中:Hdaf前面的系数对褐煤为305,对长焰煤、不粘煤为310。对Ad≤10%的煤,不计算最后一项的灰分校正值。
炼焦煤:
Qgr,daf=80Cdaf+310Hdaf+22Sdaf-25Odaf-7(Adaf-10)
(2)利用工业分析数据,计算低热值煤高位发热量的公式
高灰分(Aad=45%~90%)烟煤:
煤地质学
(四)影响煤发热量的因素
煤的发热量与煤成因类型、煤岩成分、煤化程度(煤级)、煤中矿物杂质的含量、煤的风氧化程度有关。残植煤和腐泥煤的发热量比腐植煤要高,如江西乐平鸣山的树皮残植煤Qb,daf为9060cal/g。
煤岩成分:腐植煤同一煤级中,壳质组分的发热量最高,气煤阶段达8680cal/g,镜质组次之,为7925cal/g,而惰质组仅7841cal/g。在低煤级时,惰质组的发热量可以比镜质组高,因为镜质组的碳含量低,而氧含量高,故总发热量较低。而惰质组的氧含量不太高,碳含量很高,弥补了氢含量低的不足。至中煤级烟煤时,镜质组的氧含量减少,而碳含量增加很快,氢变化不大,故发热量超过惰质组。
煤化程度:当煤以镜质组为主时,随煤级升高,煤的发热量逐渐增高,至中煤级的焦煤、瘦煤时达到高峰,以后又稍有下降(图6-20)。这与煤的元素组成变化有关。低煤级时,氧高而碳低,故Q低;中煤级时,氧低而碳高,如焦煤阶段Cdaf为87%~90%,虽不及无烟煤高,但Hdaf高达4.8%~5.5%,故Q最高;高煤级时碳虽高,但氢降低快,氢的发热量比碳高3.5倍,故Q又有所下降。煤的发热量随煤级的变化见表6-10。
图6-20 煤的挥发分产率与发热量的关系(据能源地质学,2004)
表6-10 煤发热量随煤级升高的变化
(据李增学等,2005)
煤的发热量随煤中矿物杂质含量的增加而降低。矿物杂质不发热,其含量越多,煤的发热量越低。对煤种变化不大的同一矿区而言,由矿物杂质形成的灰分与发热量往往保持十分规律的反比关系(图6-21)。煤受风氧化后,煤中的C和H变成CO2和H2O逸去,故煤的C和H含量降低,氧含量增高,煤的发热量下降。如果风氧化严重,煤变成不可燃。
图6-21 霍林河煤田露天矿区煤的灰分与发热量的关系(据杨起等,1979)
三、煤的气化指标
煤经过气化可产生做燃料用的动力煤气和供化学合成煤气。通常把煤的反应性、机械强度、热稳定性、灰熔点、灰粘度和结渣性作为气化用煤的质量指标。
(一)煤的反应性
煤的反应性,又称活性,指在一定温度条件下,煤与不同气化介质,如二氧化碳、氧、水蒸气相互作用的反应能力。反应能力强的煤,在气化和燃烧过程中,反应速度快、效率高。尤其一些高效能的新型气化工艺(如沸腾床、悬浮床气化),反应性强弱更直接影响到煤在炉中反应的情况、耗煤量、耗氧量及煤气中有效成分等。在流化燃烧新技术中,煤的反应性强弱与其反应速度也有着密切的关系。因此,反应性是一项重要的气化和燃烧的特性指标。
测定煤的反应性的方法很多。目前我国采用的方法是测定在高温下煤焦还原CO2的性能,以CO2还原率表示煤的反应性。
将CO2还原率(α,%)与相应的测定温度绘成曲线(图6-22),可见煤的反映性随温度升高而增强。各种煤的反应性随煤化程度加深而减弱。这是由于碳与CO2反应不仅在燃料的外表面进行,而且也在燃料的微细毛细管壁上进行,气孔愈多,反应表面积愈大。不同煤化程度煤及所得的煤焦的气孔率是不同的。褐煤的反应性最强,但到较高的温度(900℃以上),反应性增高缓慢。无烟煤的反应性最弱,但在较高温度时,随温度升高而显着增强。煤的灰分数量等因素对反应性也有明显的影响。
(二)煤的机械强度
煤的机械强度包括煤的抗碎、耐磨和抗压等物理机械性质及其综合性质。气化用煤和燃烧用煤多数情况下要求用粒度均匀的块煤。机械强度低的煤投入气化炉时,容易碎成小块和粉末,从而破坏了块煤粒度的均匀性,影响气化炉的正常操作,因此,要求煤有一定的机械强度。另外,设计部门可以根据煤的机械强度,正确估计块煤用量及确定使用前是否需要再行筛分。所以,煤田勘探时,应提供气化用煤或燃烧用煤的机械强度资料。
煤的机械强度测试方法有几种,应用比较普遍的落下试验法是根据煤块在运输、装卸、入炉过程中落下、互相撞击而破碎等特点拟定的,它与表示煤的抗压、耐磨等机械强度试验法有所区别。测定方法为:选取60~100mm的块煤10块,称重。然后一块一块地从2m高的地方落到厚度>15mm的金属板上。这样自由跌落3次,用25mm的方孔筛筛分,以>25mm的块煤质量占试样总质量的百分数来表示煤的机械强度,其分级标准见表6-11。
我国大多数无烟煤的机械强度好,一般为60%~92%,还有一些煤受构造破坏成片状、粒状,煤质松软,机械强度差或很差,一般为40%~20%,甚至在20%以下。
图6-22 褐煤、烟煤、无烟煤的活性曲线示意图(据杨起等,1979)
表6-11 煤的机械强度分级
(据杨起等,1979)
(三)煤的热稳定性
煤的热稳定性是指煤在高温燃烧或气化过程中保持原来粒度的性能。热稳定性好的煤,在燃烧或气化过程中能以其原来的粒度烧掉或气化而不碎成小块,或破碎较少;热稳定性差的煤在燃烧或气化过程中迅速裂成小块或煤粉,轻则增加炉内阻力和带出物,降低气化和燃烧效率,重则破坏整个气化过程,甚至造成停炉事故。因此,要求煤有足够的热稳定性。
各种工业锅炉和气化炉对煤的粒度有不同要求,因此测定煤的热稳定性的方法也有所不同。常用的是13~25mm级块煤测定法和小粒度6~13mm级块煤测定法。
13~25mm级块煤测定法是把煤样放在预热到850℃的马弗炉内热处理15min,求出各筛分级别残焦占总残焦的百分比,以各级累计百分数与筛分级别作出曲线,以大于13mm级残焦的百分数S+13作为热稳定性指标,以小于1mm级残焦的百分数S-1及热稳定性曲线作辅助指标(图6-23)。
小粒度6~13mm级块煤测定法是把煤样放在预热到850℃的马弗炉内加热90min,然后称重、筛分。将所得6~3mm,3~1mm及小于1mm的残焦占总残焦量的百分比,作为热稳定性的指标,分别以KPG,KPJ和KP1表示。指标数值愈大,表明热稳定性愈差,因此,更确切地说,这些指标是代表不稳定性的。按KPG的分级标准见表6-12。
图6-23 热稳定性曲线图(据杨起等,1979)
表6-12 煤的热稳定性分级
(据杨起等,1979)
我国大多数无烟煤的热稳定性较好。KPG均在35%以下,但在高变质无烟煤中也有少数煤的热稳定性不好或很不好(如京西大安山煤、福建天湖山大蔗沟煤),其原因尚待进一步查明。这种热稳定性不好的无烟煤,经预热处理后,其热稳定性都有显着改善。
(四)煤的结渣性
在气化中,煤灰结渣会给正常操作带来不利的影响,结渣严重时将会导致停产。由于煤灰熔点(T2)并不能完全反映煤在气化炉中的结渣情况,因此还须用煤的结渣性来判断煤在气化过程中的结渣难易程度。
煤的结渣性测定要点,是用空气为气化介质,来气化预热到800~850℃的赤热煤样,气化过程的后期温度降到100℃时即停止气化。以>6mm的灰渣占灰渣总重的百分数及其相应的最高温度作为煤样的结渣性指标。
四、煤的低温干馏焦油产率
为评价各种煤和油页岩的炼油适应性以及在低温干馏工业生产中鉴定原料煤或油页岩的性质并预测各种产品的产率,都要求进行低温干馏试验。实验室测定煤的低温干馏焦油产率一般采用“铝甑法”。收集干馏出来的焦油,计算出焦油产率,代号为T。评定煤的低温干馏焦油产率时用分析基指标Tad。低温干馏用煤的Tad一般不应小于7%。一般Tad>12%者称高油煤;Tad=7%~12%者为富油煤;Tad≤7%者为含油煤。
煤的低温干馏焦油产率与煤的成因类型有关。腐泥煤、残植煤的低温干馏焦油产率相当高,如山东兖州煤田腐泥煤的Tad为13.50%~45.53%,浙江长广煤田某矿树皮残植煤的Tad为10.70%~21.00%,大多数为高油煤。腐植煤的焦油产率与煤化程度和煤岩组成有关,褐煤和长焰煤的Tad较高,如山东黄县煤田褐煤的Tad为14%左右。当稳定组分含量较高时,焦油产率也比较高,如淮南煤田气煤中,当稳定组分为15%~26%时,Tad为12%~15%;而当稳定组分<10%时,Tad多半小于10%。
五、壳质组的荧光性
在低煤化阶段,壳质组的荧光性是较好的煤化程度指标。煤的荧光性与反射率之间具有互相消长的关系,即反射率越低,荧光性愈强,二者并非线性关系。
Otteniann(1975)曾详细地研究了孢子体荧光光谱与煤化阶段的关系(图6-24)。光谱峰随煤化程度的增高有规律地移向更长波段。泥炭阶段λmax在500nm以下,挪动范围较宽;褐煤阶段λmax大致在560~580nm之间,峰形陡峭;随煤化程度的进一步提高,光谱曲线在630nm上逐渐形成一个小突峰,它在亚烟煤阶段(相当老褐煤阶段)迅速增大,在相当长焰煤阶段640nm波长段出现了第二个峰,直到气煤阶段640nm峰取代了580nm峰,煤化程度继续增高,640nm峰继续迁移向红光谱段,到肥煤阶段λmax移到670nm以上。
图6-24 孢子体荧光光谱随煤化程度增高的变化(据邵震杰等,1993)
C. 煤焦比怎么算的
成焦率的测算5 x- R1 ^$ Y/ l5 [ q9 i" A
成焦率(即煤焦比)是入炉煤(干)经高温干馏后所获得的焦炭(干全焦)数量占入炉煤量的百分比,一般成焦率在72%~78%。成焦率主要取决于煤质,也受炼焦条件和焦炉炉型影响。入炉煤挥发分与成焦率的相关性很强。一般情况下,入炉煤挥发分愈高,成焦率愈低(即煤焦比亦高),反之亦然。计算成焦率的方法有很多种,应结合实际情况,可采用入炉煤和出炉焦的挥发分、灰份之间的关系计算得出成焦率。 X9 M' R5 G+ |% |* b* V
利用煤、焦灰分之间的关系测算成焦率:
KA=(Ad煤/Ad焦)×100%
测算方法二
利用煤、焦挥发分之间的关系测算成焦率:
KV=〔(100-V煤)/(100-V焦)×100%〕+b
式中的b为修正系数,是指在煤中挥发分逸出后,经在焦炉炭化室顶部空间二次裂解而引起的增碳 ,它与入炉煤挥发分、焦炉炉体结构和焦炉操作制度等因素有关。通常取b=2.2%~3.9%, 本文取b值为2.8%。
D. 中国煤炭分类标准
在漫长的地质演变过程中,煤田受到多种地质因素的作用;由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异,再加上各种变质作用并存,致使中国煤炭品种多样化。
分类标准:
1.G>85,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其它煤类,当Y>25.0mm时,应划分为肥煤或气煤,如Y《25mm,则根据其Vdaf的大小而划分为响应的其它煤类。
按b值分类时,Vdaf《28%,暂定b>150%的为肥煤,Vdaf>28%,暂定b>220%的为肥煤或气肥煤,如按b值和Y值划分的类别有矛盾时,以Y值划分的为准。
2. Vdaf>37%,G《5的煤,再以透光率PM来区分其为长焰煤或褐煤。
3. Vdaf>37%,PM>30%-50%的煤,再测Qgr,maf,如其值>24MJ/kg(5739cal/g),应划分为长焰煤。
中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)
E. 煤炭分很多种啊,请问怎么分的
中国煤炭分类,首先按煤的挥发分,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤;对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类;烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性,则按粘结指数G区分:0~5为不粘结和微粘结煤;>5~20为弱粘结煤;>20~50为中等偏弱粘结煤;>50~65为中等偏强粘结煤;>65则为强粘结煤。对于强粘结煤,又把其中胶质层最大厚度Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%(对于Vdaf>28%的烟煤,b>220%)的煤分为特强粘结煤。在煤类的命名上,考虑到新旧分类的延续性,仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
在烟煤类中,对G>85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大于25mm时,如Vdaf>37%,则划分为气肥煤。如Vdaf<37%,则划分为肥煤。如Y值<25mm,则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。如Vdaf>37%,则应划分为气煤类,如Vdaf>28%-37%,则应划分为1/3焦煤,如Vdaf在于8%以下,则应划分为焦煤类。
这里需要指出的是,对G值大于100的煤来说,尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时,则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。
在我国的煤类分类国标中还规定,对G值大于85的烟煤,如果不测Y值,也可用奥亚膨胀度B值(%)来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限,即对Vdaf<28%的煤,暂定b值>150%的为肥煤;对Vdaf>28%的煤,暂定b值>220%的为肥煤(当Vdaf值<37%时)或气肥煤(当Vdaf值>37%时)。当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时,则以Y值确定的煤类为准。因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时,可只测Y值而暂不测b值。
(中国煤煤分类国家标准表)
类别 缩写 分类指标
Vdaf% G Ymm b% PM% Qgr,maf
无烟煤 WY <=10 - - - - -
贫煤 PM >10.0-20.O <=5 - - - -
贫瘦煤 PS >10.O-20.O >5-20 - - - -
瘦煤 SM >10.0-20.0 >20-65 - - - -
焦煤 JM >20.0-28.0
>10.0-20.0 >50-60
>65a <=25.0 (<=150) - -
肥煤 FM >10.0-37.0 (>85a) >25 a - -
1/3焦煤 1/3JM >28.0-37.0 >65a <25.0 (<220) - -
气肥煤 QF >37.0 (>85) >25.0 >220 - -
气煤 QM >28.0-37.0
>37.0 >50-65
>35 <=25.0 (<=220) - -
1/2中粘煤 1/2ZN >20.0-37.0 >30-50 - - - -
弱粘煤 RN >20.0-37.0 >5-30 - - - -
不粘煤 BN >20.0-37.0 <=5 - - - -
长焰煤 CY >37.0 <=35 - - >50 -
褐煤 HM >37.0
>37.0 - - - <=30
>30-50 <=24
注:a、G>85,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其它煤炭,当Y>25.0mm时,应划分为肥煤或气肥煤,如Y<=25mm,则根据其Vdaf的大小而划分为相应的其它煤类。
按b值分类时,Vdaf<=28%,暂定b>150%的为肥煤,Vdaf>28%,暂定b>220%的为肥煤或气肥煤,如按b值和Y值划分的类别有矛盾时,以Y值划分的为准。
b、Vdaf>37%,G<=5的煤,再以透光率PM来区分其为长焰煤或褐煤。
c、Vdaf>37%,PM>30%-50%的煤,再测Qgr,maf,如其值>24MJ/kg(5739cal/g),应划分为长焰煤。
煤炭分类总表
类别 符号 分类指标
Vdaf% PM%
无烟煤 WY <=10.0 -
烟煤 YM >10.0 -
褐煤 HM >37.O <=50
无烟煤分类表
类别 符号 分类指标
Vdaf% H*%
无烟煤一号 MY1 0-3.5 0-2.0
无烟煤二号 MY2 >3.5-6.5 >2.0-3.0
无烟煤三号 MY3 >6.5-10.0 >3.0
烟煤的分类表
类别 缩写 分类指标
Vdaf% G Ymm b%
贫煤 PM >10.0-20.0 <=5 - -
贫瘦煤 PS >10.0-20.0 5-20 - -
瘦煤 SM >10.0-20.0
>10.0-20.0 >20-50
>50-65 - -
焦煤 JM >10.0-20.0
>20.0-28.0
>20.0-28.0 >65
>50-65
>65 <=25.0
<=25.0 (<=150)
(<=150)
肥煤 FM >10.0-20.0
>20.0-28.0
>28.0-37.0 (>85)
(>85)
(>85) >25
>25
>25 (>150)
(>150)
(>220)
1/3焦煤 1/3JM >28.0-37.0 >65 <=25.0 (<=220)
气肥煤 QF >37.0 (>85) >25.0 >220
气煤 QM >28.0-37.0
>37.0
>37.0 >50-65
>35-50
>50-65
>65 <=25.0 (<=220)
1/2中粘煤 1/2ZN >20.0-28.0
>28.0-37.0 >30-50
>30-50 - -
弱粘煤 RN >20.0-28.0
>28.0-37.0 >5-30
>5-30 - -
不粘煤 BN >20.0-28.0
>28.0-37.0 <=5
<=5 - -
长焰煤 CY >37.0
>37.0 <=5
>5-35 - -
褐煤的分类表
类别 符号 分类指标
PM% Qgr,maf*(MJ/kg)
褐煤一号 HM1 >0-30 -
褐煤二号 HM2 >30-50 <=24
注:*凡Vdaf>37.0%、PM>30%-50%的为煤,如Qgr,maf大于MJ/kg(5739cal/g),则划分为长焰煤。
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依据煤的工业用途、工艺性质和质量要求进行的分类,又称煤的工业分类。同一类煤有近似的特性,不同类煤的性质则有显着差异。工业分类是为了合理地使用煤炭资源以及统一使用规格。理想的分类方法应当既有充分的科学依据,又有实用意义。
煤的分类方案简介 由于研究内容和使用的不同,分类方法也有多种。早期,多根据煤的元素组成分类,这种分类方法称科学分类法,以1924年英国煤化学家C.A.赛勒提出的分类法比较着名。以后又有根据煤的生成条件提出的成因分类法,将煤分为腐殖煤、腐泥煤和残殖煤,这种分类法在地质上用的较多。而最有实用意义的是将煤的成因与工业利用结合起来,以煤的变质程度和工艺性质为依据的技术分类法。
各种以煤为燃料或原料的工业对煤都有其特定的技术要求,只有恰当地使用煤种才能保证产品质量,合理地利用煤炭资源。近代以煤的变质程度和工艺性质为参数的分类法发展较快,使煤分类具有更严格的科学性和广泛的实用性。但由于各国煤炭资源特点不同,以及工业技术发展水平的差异,各主要产煤国或以煤为主要能源的国家都根据本国情况,采用不同的分类方法。1956年,联合国欧洲经济委员会(ECE)煤炭委员会在国际煤分类会议上提出了国际硬煤分类表,其分类方法是以挥发分为划分类别的指标,将硬煤(烟煤和无烟煤)分成10个级别;以粘结性指标(自由膨胀序数或罗加指数)将硬煤分成4个类别;又以结焦性指标(奥亚膨胀度或葛金焦型)将硬煤分成6个亚类型,表中每个煤种均以3位阿拉伯数字表示,将硬煤分为62个煤类。为便于贸易上的交往,表中又将62个煤类归为Ⅰ~Ⅶ共11个统计组。对于褐煤,1974年国际标准化组织 (ISO)第27技术委员会(TC27)以ISO2950号标准颁布实施,该标准以水分和焦油产率为指标,将褐煤分为30个小类,每一小类用两位阿拉伯数字表示。但这两个分类方案并未在国际上得到全面推广。1985年2月,联合国欧洲经济委员会的国际煤分类会议上确定,以高位发热量小于24×106焦耳/千克、镜质组平均随机反射率小于0.6%作为区分褐煤和硬煤的分界线。对中等煤化程度和高煤化程度的硬煤则选用镜质组随机反射率、自由膨胀序数、挥发分产率、惰性组含量、高位发热量和反射率分布特征等6个指标和8位阿拉伯数字编号,将所有硬煤进行编码分类。但因划分太细,不便于使用,难以推广。
中国煤炭分类 20世纪50年代以来,中国煤产量和消耗量迅速增加,为了合理利用煤炭资源,1952~1953年提出东北区和华北区两个炼焦煤分类方案。1956年又制订了统一的中国煤(以炼焦煤为主)分类方案,以大致代表煤的变质程度的挥发分(%)和表征煤的结焦性的胶质层最大厚度Y(mm)两个指标为参数,将中国煤分为10大类24小类。该方案于1958年经国家技术委员会向全国推荐试行,起了统一中国煤分类的作用。
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
我国动力煤的主要用途有:
1) 发电用煤:我国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
2) 蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
3) 建材用煤:约占动力用煤的l0%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
4) 一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。
5) 生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。
6) 冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
(2)炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占 5.81%),瘦煤(占4.01%),其它为未分牌号的煤(占 0.55%);非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 % ), 弱碱煤(占1.74%),不缴煤(占13.8%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
F. 炼焦用煤质量指标与价格间的关系
在进行炼焦配煤操作时,对配合煤的主要质量指标要求包括: 化学成分指标即灰分、硫分、和磷含量,工艺性质指标即煤化度和 粘结性,煤岩组分指标和工艺条件指标即水分、细度、堆密度等。 1、 配合煤的灰分 煤中灰分在炼焦后全部残留于焦炭中。 不同用途的焦炭对灰分的要求各不相同,一般认为,炼冶金 焦和铸造焦时,配合煤灰分为7%~8%比较合适。炼气化焦时, 则为15%左右。 2、 配合煤的硫分 随焦炭带入高炉中的硫占全部炉料中硫的大部分,因此,炼焦 配合煤的硫分应控制在规定的指标以下。煤中硫分约为60%~70 %转入焦炭。因配合煤的产焦率为70%~80%,故焦炭硫分约为配 合煤硫分的80%~90%。由此可根据焦炭对硫分的要求计算出配 合煤硫分的上限。 3、配合煤的磷含量 由于含磷高的焦炭将使生铁冷脆性变大,因此生产中要求配合 煤的含磷量低于0.05%。中国的冶金焦合铸造焦出口时,外商对 磷含量的要求十分严格,气化焦对磷含量一般没有特殊要求。 4、配合煤的煤化度 配合煤的煤化度控制应从需要、可能、合理利用资源、经济实 效等方面综合权衡。 配合煤的挥发分对焦炭的最终收缩量、裂纹度及化学产品的 质量、质量有直接影响。 从兼顾焦炭质量以及焦炉煤气合炼焦化学产品产率出发,各国 通常将装炉煤挥发分控制在28%~32%范围内。制取大型高炉用 焦炭的常规炼焦配合煤,煤化度指标控制的适意范围时平均最多反 射率=1.2%~1.3%,相当于挥发分=26%~28%。但还应视具 体情况,并结合粘结性指标的适宜范围一并考虑。气化焦用煤的挥 发分应大于30%。 5、配合煤的黏结性 配合煤的黏性指标是影响焦炭强度的重要因素。 各国用来表征结黏性的指标各不相同。常用的黏结性指标有煤 的膨胀度b、煤的流动度MF、胶质层指数y、X和黏结指数G,这些 指数值大,表示黏结性强。多数室式炼焦配合煤黏结性指标的适宜 范围有以下数值:最多流动度MF值为70(或100)~103ddpm: 奥-阿膨胀度≥50%,最多胶质层厚度y为17~22㎜,G为58~ 72。气化焦对配煤的黏结性指标要求较低。配合煤的黏结性指标一 般不能用单种煤的黏结性指标按加和性计算。 6、配合煤的煤岩组分 配合煤中煤岩组分的比例要恰当,配合煤的显微组分中的活性 组分占主要部分,但也应有适当的惰性组分作为骨架,以利于形成 致密的焦炭,同时也可缓解收缩应力,减少裂纹的形成。惰性组分 的适宜比例因煤化度不同而异,当配煤的最大反射率<1.3时,以 30%~32%较好;当最大反射率>1.3时,以25%~30%为好。 采用高挥发分煤时,尚需考虑稳定组含量。 7、配合煤的水分 无论炼制何种焦炭,配合煤的水分一般要求在7%~10%之间 ,并保持稳定,以免影响焦炉加热制度的稳定。对生产来说,水分 高将延长结焦时间,配合煤的水分每增加1%,结焦时间需延长20 min,从而降低产量。其次配煤水分过高,产生的酚水量增加。此 外,在一般细度的条件下,当配合煤水分为7%~8%时,堆密度最 小,对煤进行干燥可使堆密度增加,从而改善煤料的黏结性。 8、配合煤的细度 细度是度量炼焦煤粉碎成度的一种指标,用小于3㎜粒级煤占 全部配合煤的质量百分率来表示。各国焦化厂都根据本厂煤源的煤 质和装炉煤的工艺特征确定细度控制目标。将煤粉碎到一定细度, 可以保证混合均匀,从而改善焦炭内部结构的均匀性,但是,粉碎 过细会降低装炉煤的黏结性和堆密度,以致于降低焦炭的质量和产 量。在配合煤中,弱黏结性煤应细粉碎(如气煤预破碎或选择粉碎 工艺),强黏结性煤细度不要过高,有利于提高焦炭的质量和产量 。一般对配合煤细度控制范围为:常规炼焦时,小于3㎜粒级量为 72%~80%,配型煤炼焦时为85%左右捣固炼焦时为90%以上。 控制配合煤细度的措施主要有:正确选用煤粉碎机;在粉碎前筛出 粒度小于3㎜的煤,以免影响粉碎。
G. 煤炭国标
中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)
类别
符号 包括数码 分类指标
Vdaf% GRL Y%MN PM%
无烟煤
WY 01,02,03
10
贫煤 PM 11 >10.0-20.0 ≤5
贫瘦煤 PS 12 >10.0-20.0 5-20
瘦煤 SM 13,14 >10.0-20.0 >20-65
焦煤 JM 24
15,25 >20.0-28.0
>10.0-20.0 >50-65
>65 <25.0
肥煤 FM 16,26,36 >10.0-37.0 (>85) >25
1/3焦煤 1/3JM 35 >28.0-37.0 >65 <25.0
气肥煤 QF 46 >37.0 (>85)
>25.0
气煤 QM 34
43,44,45 >28.0-37.0
>37.0 >50-65 <25.0
1/2中粘煤 1/2ZN 23,33 >20.0-37.0 >35-65
弱粘煤 RN 22,32 >20.0-37.0 >30-50
不粘煤 BN 21,31 >20.0-37.0 >5-30
长焰煤 CY 41,42 ≥37.0 <5
褐煤 HM 51 >37.0 <5-35 <30
52 >37.0 >30-50
类别 符号 包括数码 分类指标( Vdaf% 挥发份 GRL粘结指数 Y,MN胶质层 )
无烟煤 WY 01,02,03 10
贫煤 PM 11 >10.0-20.0 ≤5
贫瘦煤 PS 12 >10.0-20.0 5-20
瘦煤 SM 13,14 >10.0-20.0 >20-65
焦煤 JM 24 >20.0-28.0 >50-65 <25.0
15,25 >10.0-20.0 >65 <25.0
肥煤 FM 16,26,36 >10.0-37.0 (>85) >25
1/3焦煤1/3JM 35 >28.0-37.0 >65 <25.0
气肥煤 QF 46 >37.0 (>85) >25.0
气煤 QM 34 >28.0-37.0 >50-65 <25.0
43,44,45 >37.0 >35-65 <25.0
长焰煤 CY 41,42 ≥37.0
1/3焦煤
质量要求:灰份≤9.5--10% 挥发份 28--32% 硫份≤0.7% G值>75 Y值> 14mm 国际上级冶金煤
主焦煤
质量要求:灰份≤9.5--10% 可燃基挥发份 18--24% 硫份≤0.7% G值>75 Y值> 16mm。
主焦煤: 灰份% 含硫% 挥发份% G值 Y值
<9.5 <0.6 18-26 >65 >18
1/3焦煤: ≤9.5 ≤0.6 28-35 >75 >18
肥煤是指国家煤炭分类标准中,对煤化变质中等,粘结性极强的烟煤的称谓,炼焦煤的一种,炼焦配煤的重要组成部分,结焦性最强,熔融性好,结焦膨胀度大,耐磨;精煤是指经洗选加工供炼焦用或其他用途的洗选煤炭产品的总称。
煤的挥发分
煤的挥发分,即煤在一定温度下隔绝空气加热,逸出物质(气体或液体)中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的,而是在特定温度下热解的产物,所以确切的说应称为挥发分产率。
(1)煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标,也是动力用煤的一个重要指标,是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。
挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度,挥发分由大到小,煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%,褐煤一般为40~60%,烟煤一般为10~50%,高变质的无烟煤则小于10%。煤的挥发分和煤岩组成有关,角质类的挥发分最高,镜煤、亮煤次之,丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。
(2)煤的挥发分测试要点见GB212-91。
新制定的中国煤炭分类国家标准,首先根据煤的煤化程度,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类。烟煤部分按挥发分大于10~20%、大于20~28%、大于28~37%和大于37%的4个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性,则按粘结指数G区分:0~5为不粘结和微粘结煤。大于50~65为中等偏强粘结煤,大于65则为强粘结煤。对于强粘结煤,又把其中胶质层最大厚度y 值大于25mm或奥亚膨胀度b大于150%(对于Vdaf大于28%的烟煤,b大于220%)的煤定为特强粘结煤。这样,在烟煤部分,可分为24个单元,并用相应的数码表示。编号的十位数中,1~4代表煤的煤化程度,编号的个位数中,1~6表示煤的粘结性。在这24个单元中,再按同类煤性质基本相似,不同煤性质有较大差异的分类原则将部分单元合并为12个类别。再煤类的命名上,考虑到新旧分类的延续性和习惯叫法,仍保留气煤、肥美、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
为使同一类煤性质基本一致,新的煤炭分类国家标准增加了4个过度性煤类:贫瘦煤、1/2中粘煤、1/3焦煤和气肥煤。贫瘦煤是指粘结性较差的瘦煤,以区别于典型的瘦煤。1/2粘结煤是由原分类中一部分粘结性较好的弱粘煤和一部分粘结性较差的飞焦煤和肥气煤组成。1/3焦煤是由原分类中一部分粘结性较好的肥气煤和肥焦煤组成。这类煤是焦煤、肥美和气煤中间的过渡煤类,也具有这3类煤的一部分性质,但结焦性较好是公认的。气肥煤再原分类中属肥煤大类,但它的结焦性比典型肥煤要差得多,故新得煤炭分类国家标准将它单独列为一类。这样就克服类原分类方案中同类煤性质差异较大得缺陷。如气煤一号和肥气煤二号再性质上由明显差异,将它们为同一类别很不合理。新得分类国家标准将这些具有过渡性质得煤单独列为一类,从而有利于煤得合理使用。
新的分类国家标准对各类煤的若干特征表述如下:
1、无烟煤(WY)
挥发分低,固定碳高,比重大,纯煤真比重最高可达1.90,燃点高,燃烧时不冒烟。对这类煤,可分为:01号为老年无烟煤;02号为典型无烟煤;03号为年轻无烟煤,无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料,低灰、低硫和可磨性好的无烟煤不仅可以做高炉喷吹及烧结铁矿石用的燃料,而且还可以制造各种碳素材料,如碳电极、阳极糊和活性碳的原料,某些优质无烟煤制成航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。
2、贫煤(PM)
变质程度最高的一种烟煤,不粘结或微弱粘结,在层状炼焦炉中不结焦,燃烧时火焰短,耐烧,主要是发电燃料,也可作民用和工业锅炉的掺烧煤。
3、贫瘦煤(PS)
粘结性较弱的高变质、低挥发分烟煤,结焦性比典型瘦煤差,单独炼焦时,生成的焦粉甚少。如在炼焦配煤中配入一定比例的这种煤,也能起到瘦化作用,这种煤也可作发电、民用及锅炉燃料。
4、瘦煤(SM)
低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。焦化过程中能产生相当数量的焦质体。单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤,但这种焦碳的耐磨强度稍差,但2炼焦配煤使用,效果较好。这种煤也可作发电和一般锅炉等燃料,也可供铁路机车掺烧使用。
5焦煤(JM)
中等或低挥发分的以及中等粘结或强粘结性的烟煤,加热时产生热稳定性很高的胶质体,如用来单独炼焦,能获得块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤。这种焦煤的耐磨强度也很高。但单独炼焦时,由于膨胀压力大,易造成推焦困难,一般作为炼焦配煤用,效果较好。
6、1/3焦煤(1/3JM)
中高挥发分的强粘结性煤,是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤种,单炼焦时能生成熔融性良好、强度较高的焦煤,炼焦时这种煤的配入量可在较宽范围内波动,但都能获得强度较高的焦炭,1/3焦煤也是良好的炼焦配煤用的基础煤。
7、肥煤(FM)
中等及中高挥发分的强粘结性的烟煤,加热时能产生大量的胶质体。肥煤单独炼焦时,能生成熔融性好、强度高的焦炭,其耐磨强度也比焦煤炼出的焦炭好,因而是炼焦配煤中的基础煤。但单独炼焦时,焦炭上有较多的横裂纹,而且焦根部分常有蜂焦。
8、气肥煤(QF)
一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性肥煤,有人称之为“液肥煤”。这种煤的结焦性介于肥煤和气煤之间。单独炼焦时能产生大量气体和液体化学产品。气肥煤最适于高温干馏制煤气,也可用于配煤炼焦,以增加化学产品产率。
9、气煤(QM)
一种变质程度较低的炼焦煤。加热时能产生较多的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤,也能单独炼焦,但焦炭的抗碎强度和耐磨强度均稍差于其它炼焦煤,而且焦炭多呈长条而较易碎,且有较多的纵裂纹。在配煤炼焦时多配入气煤,可增加气化率和化学产品回收率,气煤也可以高温干馏来制造城市煤气。
10、1/2中粘煤(1/2ZN)
一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。这种煤有一部分在单煤炼焦时能生成一定强度的焦炭,可作为配煤炼焦的煤种;粘结性较弱的另一部分单独炼焦时,生成的焦炭强度差,粉焦率高。因此,1/2中粘煤可作为气化用煤或动力用煤,在配煤炼焦中也柯适量配入。
11、弱粘煤(RN)
一种粘结性较弱的低变质到中等变质程度的烟煤,加热时,产生的胶质体较少,炼焦时,有的能生成强度很差的小块焦,有的只有少部分能结成碎屑焦,粉焦率很高,因此,这种煤多适于作气化原料和电厂、机车及锅炉的燃料煤。
12、不粘煤(BN)
多是在成煤初期就已经受到相当氧化作用的低变质到中等变质程度的烟煤,加热时基本上不产生胶质体。这种煤的水分大,有的还含有一定量的次生腐植酸;含氧量有的高达10%以上。不粘煤主要作气化和发电用煤,也可作动力和民用燃料。
13、长焰煤(CY)
变质程度最低的烟煤,从无粘结性到弱粘结性的均有,最年轻的长焰煤还含有一定数量的腐植酸,贮存时易风化碎裂。煤化度较高的长焰煤加热时还能产生一定数量的胶质体,结成细小的长条形焦炭,但焦炭强度甚差,粉焦率也相当高,因此,长焰煤一般作气化、发电和机车等燃料用煤。
14、褐煤(HM)
分为两小类:透光率PM大于30~50%的年老褐煤和PM小于或等于30%的年轻褐煤。褐煤的特点是:水分大,比重小,不粘结,含有不同数量的腐植酸。煤中含氧量常高达15~30%左右,化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重,存放在空气中易风化变质、碎裂成小块乃至粉末状。发热量低,煤灰熔点也大都较低,煤灰中常含较多的氧化钙和较低的三氧化二铝。因此,褐煤多作为发电燃料,也可作气化原料和锅炉燃料。有的褐煤可作来制造磺化煤或活性碳,有的可作为提取褐煤蜡的原料。另外,年轻褐煤也适用于制作腐植酸铵等有机肥料,用于农田和果园,能促进增产。
工业用煤主要是烟煤,烟煤的种类也较多,主要有以下的各种类型。
长焰煤:长焰煤是最年轻的烟煤。呈弱粘结性的长焰煤在低温干馏时能析出较多的焦油。—般用作动力、民用燃料,气化原料,也可供低温干馏生产半焦或炼油原料。主要产地有甘肃的靖运、河南的义马、陕西的彬县、辽宁的阜新、抚顺,山西的大同及平朔等。
瘦煤:瘦煤属中高等变质烟煤,加热时能产生少量的胶质体,软化温度高,可以单独炼焦,结成的焦炭块度大,裂纹少,熔解较差,耐磨强度低。主要产地有陕西的铜川、韩城、蒲白和澄合等煤矿,河南的平顶山,河北的峰峰煤矿等。
不粘煤:不粘煤在焦化中不结焦,煤的水分有时高达10%以上,一般用作动力及民用燃烧,也可作气化用煤。主要产地有辽宁的阜新、陕西的神府等。
气煤:气煤属低等变质烟煤,加热时有较多的挥发物和焦油析出,胶质体的热稳定性差。气煤能单独炼焦,但焦炭细长而易碎,配煤炼焦可以增加煤气生产率和提高副产品回收率。主要产地有山西的大同、黑龙江的鹤岗、江西的乐平,陕西的黄陵等地。
焦煤:焦煤属中等变质烟煤,加热时能产生稳定性很好的胶质体。焦煤是优质的炼焦原料,用焦煤单独炼焦时,所得焦炭块度大、裂纹少;机械强度和耐磨强度都很高,但由于膨胀压力大,用大型炼焦炉生产时,易造成推焦困难。主要产地有河北的开滦、峰峰,江苏的大屯,安徽的两淮、山西的轩岗和黑龙江的双鸭山等煤矿。
肥煤:肥煤属中等变质的烟煤,加热时能产生大量的胶质体。在炼焦过程中,煤的软化、固化温度的间隔较大,用肥煤单独炼焦时能产生熔解性良好的焦炭。但裂纹较多,焦炭易成小块,机械强度及耐磨强度均差,多用作配煤炼焦的主要成分。主要产地有山东的究州,河南的平顶山和山西的霍县等。
除了烟煤以外,我国其它的煤炭品种尚有:
烛煤:有一种炭,用纸就可点燃,并发出明亮的光焰,像蜡烛一样,因此人们称它为烛煤。烛煤通常呈灰黑色或褐色,光泽也较暗淡,有时略带油脂光泽,断口呈贝壳状,含植物小袍子较多,可含少量藻类,也可能不含。烛煤挥发物含量和焦油产出军较高。主要产地:山西的浑源、大同,山东的新滇、兖州和枣庄。
藻煤:有—种光泽暗淡、结构均一、呈块状构造、韧性较大、易燃、有沥青味的煤;在显微镜下观察,可见它主要是由密集的藻类组成的,也含有少量粘土矿物,这就是藻煤。藻煤的挥发物氢含量高、焦油产出宰高,但有时灰分也高。主要产地:山西的浑源、蒲县,山东的肥城和兖州。
弱钻煤:弱粘煤是隔绝空气加压时产生的。胶质体很少,有时也可单独炼焦,但焦炭多呈小块,易粉碎。炼焦时可小量配用。它的主要用途是作气化原料和机车、发电厂燃料。主要产地有陕西的彬(县)长(武)矿区、铜川的焦坪等。
煤精:煤精是煤的一个特殊品种,煤精又称煤玉、炭精、灰根、乌玉、墨石、煤根石、墨精石等。它同普通煤一样可以燃烧,其主要特点是质地致密,具有一定的韧性,不透明,黝黑闪亮,抛光后呈玻璃光泽,硬度2.4—4,相对密度1.3—1.35,可用作工艺雕刻制品原料;实物资料证实,有些煤精制品及其坯料被埋在地下数百年乃至数千年,仍保存完好,没有风化、龟裂现象。沈阳新东遗址发掘出来的煤精雕刻制品,是我国从六七千年前石器时代就已开始利用煤炭的直接证据。
无烟煤:无烟煤是变质最深的矿产煤,含碳量通常高达90%一98%,而可燃基氢含量很低,一般<4%,它的化学反应性较低,光泽强、硬度高,常常供作民用燃料。但有些化学反应性较强,热稳定性较高的无烟煤,可用作化学作合成的原料。而低灰、低硫的老年无烟煤则是生产碳素制品的重要原料。无烟煤主要产地有宁夏的汝箕沟,山西的晋城、阳泉,河南的焦作、郑州,贵州的毕节地区等。
褐煤:褐煤是未经变质的煤,其化学反应性强,放在空气中极易风化而破碎成小块,热稳定差,块煤加热后破碎严重,多作民用燃料或煤化工产品,如褐煤腊、硝基腐植酸铵等。主要产地有内蒙古伊敏河、霍林河、大雁、元宝山、准噶尔,云南小龙潭、昭通等。
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http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20040801/68915/
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无 烟 煤
可 归 纳 为 三 最 低 、 五 最 高 、 一 较 高 。 三 最 低 是 氢 含 量 、 氧 含 量 和 挥 发 分 最 低 。 五 最 高 是 炭 含 量 、 硬 度 、 燃 点 、 比 重 和 煤 级 最 高 。 一 较 高 是 发 热 量 较 高 。 主 要 用 于 制 造 化 肥 , 高 炉 喷 吹 和 动 力 用 煤 。 全 国 45% 和 12% 动 力 , 化 肥 用 煤 来 自 晋 城 和 阳 泉 , 阳 泉 又 是 全 国 最 理 想 的 高 炉 喷 吹 煤 基 地 。 晋 城 、 阳 城 、 阳 泉 、 沁 水 、 高 平 、 翼 城 、 陵 川 、 和 顺 、 左 权 、 昔 阳 、 平 定 、 寿 阳 、 榆 次 、 长 子 、 长 治 、 清 徐 和 交 城 大 量 生 产 。
H. 炼焦煤的配比方法
你没有给出你所要的没种有几方面参数限制没法给你讲,你可以根据你的热值要求或其他,设一种煤需要x,另一种为1-x,甲热值为a乙热值为b,要的热值为c,用式子ax+b(1-x)=c求就出来比例了。
I. 炼焦煤的理想指标:挥发分、灰分、水、Y值、G值、固定碳、硫、发热量等,大侠给个参考答案吧,提前谢谢了。
当然不是中间值了,像G值我感觉78以上才算好吧,硫分也是越低越好啊,不过一般都在0.6%左右,挥发分28就偏高了,灰分国内的要高点,在12+吧。
J. 焦化厂焦碳的配煤比例分别是多少
这看某个焦化厂的进煤标准了,煤质的评价方法有:化学方法,煤岩学方法,工艺方法,物理及物理化学方法。其中焦化厂以化学方法和物理方法分析的很多。
瘦煤的标准有两个:1挥发分(干燥无灰级,以下的挥发分都是以这个为标准)>10-20,粘结指数>20-65.
2挥发分>20-28,粘结指数>50-65
焦煤的标准:挥发分>10-28,粘结指数>65,Y值小于等于25mm,b值小于等于150。
其中硫越少的煤对高炉炼铁越好,也就是煤的质量越好。煤的灰分也是越小越好。
因为在煤的分类里没有用到硫和灰这两个指标,所以中等煤很不好说具体的标准。要根据焦化厂的配合煤来说配合煤的硫应小于1.1%,灰应小于9%。
如果比这两个指标都偏高的应该属于中等的了吧,再比这两个指标高很多的应该属于劣质煤了