煤及采制化基础知识培训嘉祥港

煤炭及采制化基础知识嘉祥港计量检验部2013.8学习煤炭及其采制化基础知识的必要性•植物•腐泥•褐煤•烟煤•无烟煤压力地壳泥沙氧氮炭硬温度温度压力煤炭的生成过程直观颜色变化：深浅生成时间变化：近远挥发分的变化：高低煤炭生成的重要过程：炭化及由褐煤-----烟煤---无烟煤一、煤炭的生成煤炭是古代的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的。大体可分为两个阶段：第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段。当植物枯死之后，堆积在充满水的沼泽中，开始是水存在的氧气不足，后来在水面下隔绝空气，在细菌的作用下，植物的各部分不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这就是泥炭。这个过程，叫做泥炭化过程。这个阶段需要漫长的地质历史时期，需要进行千百万年。第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。当泥炭层形成后。有水经常冲刷大陆的低洼地方，带来了大量的上砂、石，在泥潭层逐渐形成岩层（称为顶板）。被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下，发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时它的化学组成也发生了缓慢的变化，逐步变成比重较大，较致密的黑褐色的褐煤。当顶板逐渐加厚，顶板的静压力逐渐增高，煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。（二）、煤及其产品名词解释1.煤：植物残体经受不同程度的腐解转变而成的一种黑色或褐黑色固体可燃矿物物质2.毛煤：煤矿生产出来未经任何加工处理的煤3.原煤：从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤4.商品煤：作为商品出售的煤（销煤）5.精煤：煤经精选（干选或湿选）后生产出来的、符合质量要求的产品（洗精煤）6.中煤：经分选后得到的灰分介于精煤与煤矸石之间的煤。7.洗选煤：经过洗选后的煤8.筛选煤：经过筛选加工的煤9.特大块：大于100mm的粒级煤10.大块煤：大于50mm的粒级煤11.中块煤：25～50mm的粒级煤12.小块煤：13～25mm的粒级煤13.混中块：13～80mm的粒级煤14.混块：13～300mm之间的粒级煤15.混煤：0～50mm之间的煤16.末煤：0～25mm之间的煤17.煤泥：煤经洗选或水采后粒度在0.5mm以下产品各类煤的若干特征1、无烟煤（WY）挥发分低，固定碳高，比重大，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。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。（三）煤炭分类总表在煤炭分类总表中，根据表征煤化度的干燥无灰基挥发分Vdaf，将煤划分为褐煤、烟煤和无烟煤。由于挥发分指标不太适合区分褐煤与烟煤，因此凡挥发分Vdaf37％时，再用透光率PM（煤样与稀硝酸反应后产生的有色溶液对一定波长的光透过的百分率）来区分烟煤与褐煤。1、无烟煤的分类无烟煤是变质程度最高的煤，采用干燥无灰基挥发分Vdaf和干燥无灰基氢含量Hdaf两个指标作为表征煤化度的参数，以此将无烟煤细分为3个小类：无烟煤1号－3号。2、烟煤的分类在烟煤部分，采用煤化度和工艺性质两种参数来确定类别（牌号）。表征煤化度的指标采用干燥无灰基挥发分Vdaf，表征工艺性质的指标采用粘结性，并根据粘结性的大小不同以粘结指数G为主，并辅以胶质层最大厚度Y或奥亚膨胀度b指标，来确定烟煤的类别。烟煤共分为12个大类（不设小类），即：长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、贫煤、贫瘦煤、贫煤。烟煤的分类之一烟煤的分类之二3、褐煤的分类褐煤是最年轻的煤，采用透光率PM作为表征煤化度的指标，将褐煤细分为两个小类：褐煤1号和2号。并采用恒湿无灰基高位发热量Qgr.m.af作为辅助指标，来区别褐煤与长焰煤。中国主要煤城有：河北省的开滦、峰峰；山西省的大同、阳泉、西山、晋城；辽宁省的阜新；黑龙江省的鸡西、鹤岗；江苏省的徐州；安徽省的淮北、淮南；河南省的平顶山；山东的兖州。烟煤和无烟煤分布：山西、河南、河北、安徽部分煤矿为无烟煤，其他煤矿大都生产烟煤。十三大煤炭基地及矿区分布：神东基地：神东、万利、准格尔、包头、乌海、府谷矿区陕北基地：榆神、榆横矿区黄陇基地：彬长(含永陇)、黄陵、旬耀、铜川、蒲白、澄合、韩城、华亭矿区晋北基地：大同、平朔、朔南、轩岗、河保偏、岚县矿区晋中基地：西山、东山、汾西、霍州、离柳、乡宁、霍东、石隰矿区晋东基地：晋城、潞安、阳泉、武夏矿区蒙东(东北)基地：扎赉诺尔、宝日希勒、伊敏、大雁、霍林河、平庄、白音华、胜利、阜新、铁法、沈阳、抚顺、鸡西、七台河、双鸭山、鹤岗矿区两淮基地：淮南、淮北矿区鲁西基地：兖州、济宁、新汶、枣滕、龙口、淄博、肥城、巨野、黄河北矿区河南基地：鹤壁、焦作、义马、郑州、平顶山、永夏矿区冀中基地：峰峰、邯郸、邢台、井陉、开滦、蔚县、宣化下花园、张家口北部、平原大型煤田云贵基地：盘县、普兴、水城、、六枝、织纳、黔北、老厂、小龙潭、昭通、镇雄、恩洪、筠连、古叙矿区宁东基地：石嘴山、石炭笋、灵武、鸳鸯湖、横城、韦州、马家滩；积家并、萌城矿区煤的用途及质量一般要求：生活用煤：无烟煤：挥发分6-8热量5000卡以上锅炉用煤：烟煤：挥发分22以上，发热量5400卡以上，全水8以下焦化厂、钢厂：精煤：灰分10以下电厂：烟煤：挥发分13-22，发热量4800-5500卡之间，硫0.8以下，全水8以下石灰厂、水泥厂：无烟煤，发热量5200卡以上，挥发分7-9之间，全水8以下化肥厂：无烟煤：块煤，固定碳75以上，硫1以下。配煤的目的：（1）适用客户的需求。（2）降低成本。（3）降低或提高挥发分。（4）提高或降低发热量。（5）降低硫的含量。全水分是影响煤炭质量最直观的原因，特别是雨水的影响，有的客户故意注水，因此合同签订对水分有专门的说明，一般情况下为8%,。因此，港口规定进港、出港煤炭的水分含量均为8%，如果超过8，每超过1个百分点，每100吨扣或补1吨煤炭。全水分的采取是在制样过程中，过筛粒度13mm或6mm后采取的，这样做的目的就是尽量减少全水分在进一步制样过程中的水分流失。二、煤的采样和制样（一）名词解释1.煤样：为确定某些特性而从煤中采取的、具有代表性的一部分煤2.采样：采取煤样的过程3.子样：采样器具操作一次或截取一次煤流分断面所采取的一份样4.总样：从一个采样单元取出的全部子样合并成煤样5.随机采样：在采取子样式，对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出6.系统采样：按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取7.商品煤样：代表商品煤平均性质的煤样8.煤样制备:使煤样达到实验所要求的状态的过程，包括煤样的破碎、搀和、缩分、过筛。9.煤样破碎：在制样过程中用机械或人工减小煤样粒度的过程10.煤样混合：把煤样混合均匀的过程11.煤样缩分：按规定把一部分煤样留下来，其余部分弃掉以减少煤样数量的过程制样过程三、煤的工业分析名词解释：1.工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析的总称2.外在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分Mf3.内在水分：在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分Minh4.全水分：煤的外在水分和内在水分的总和Mt5.空气干燥水分：用空气干燥煤样（粒度0.2mm）在规定条件下测得的水分Mad分析煤样水分6.灰分：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物A7.挥发分：煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失V8.焦渣特征：煤样再测定挥发份后的残留物的粘结性柱状9.固定碳：从测定煤样的挥发份后的残渣中减去灰分后的残留物FC10.全硫