煤的指标与分类

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1、煤炭成分的化验有专门的设备，主要是化验煤炭中所含的各种化学元素以及燃烧所能释放的能 量值。煤炭的分类,可以按照标准分为一下数种:无烟煤：高固定碳含量，高着火点（约360420T），高真相对密度（1.351.90），低挥发 分产量和低氢含量。除了发电外，无烟煤主要作为气化原料（固定床气化发生炉）用于合成氨、 民用燃料及型煤的生产等。一些低灰低硫高 HGI 的无烟煤也用于高炉喷吹的原料。贫煤：煤烟中煤级最高的煤，它的特征是：较高的着火点（350360C），高发热量，弱粘结 性或不粘结。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料。使用贫煤时，将其与其他一些高挥发分煤配 合使用也不失为一个好的途径。贫瘦煤：挥发分

2、低，粘结性较差，可以单独用来炼焦。当与其他适合炼焦的煤种混合时，贫瘦 煤的掺入将使焦炭产品的块度增大。贫瘦煤也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面。典型 的贫瘦煤产于山西省西山煤电公司。瘦煤：中度的挥发分和粘结性，主要用于炼焦。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物，胶质层的厚度为610mm。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭，机械强度较高但耐磨强度相对较差。除了那 部分高灰高硫的瘦煤，瘦煤经常与其他煤种混合炼焦。焦煤：有很强的炼焦性，中等的挥发分（约1628），焦煤是国内主要用于炼焦的煤种。 由焦煤炼成的焦炭具有非常优良的性质，焦煤主要产于山西省和河北省。肥煤：中等或较高的挥发分（约2535）和很强的粘结性

3、，主要用于炼焦（一些高灰高 硫的肥煤用来发电）。与其他煤级的煤相比，肥煤一般具有较高的硫含量。1/3焦煤：介于焦煤、气煤和肥煤之间，具有较高的挥发分（类似于气煤），较强的粘结性（类 似于肥煤）和很好的炼焦性（类似于焦煤），这也是它被称为1/3焦煤的原因。 1/3焦煤由于 其产量高而主要用于炼焦和发电。气肥煤：高挥发分（接近于气煤）和强的粘结性（接近于肥煤），它适用于焦化作用产生的城 市燃气和与其他煤种混合炼焦以增加煤气、焦油等副产品的产量。气肥煤的显微组成与其他煤 种有很大的差异，壳质组的含量相对较高。气煤：很高的挥发分和中度的粘结性，主要用于炼焦和发电。典型的气煤产于辽宁省。1/2 中粘煤：

4、过度煤级的煤，在中国它只有很小一部分的储量和产量。其特征与一些气煤和弱 粘煤类似。弱粘煤:煤化程度较低或中等煤化程度的煤，其粘结性很差，不能单独用于炼焦。由于其特殊 的成因，弱粘煤具有较高的惰性组含量。典型的弱粘煤产于山西省大同市。不粘煤：早期煤化阶段曾被氧化过，因此它具有低发热量的特点。主要用于发电、气化和民用 燃料等。不粘煤主要产于中国的西北部地区。长焰煤：煤化程度是所有烟煤中最低的。由于其燃烧时火焰较长而被称为长焰煤。主要用于发 电、电站锅炉燃料等。辽宁省的长焰煤储量是全国最大的。褐煤：所有煤中最低级的煤，其特征是高水分，高氧含量（约 1530），并含有一些腐 植酸。主要用于发电和气化。

5、附加:中国的煤炭资源（1）煤炭种类 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，从低变及程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中国的煤种分类，其中炼焦煤 类占2765，非炼焦煤类占 7235，前者包 括气煤（占 1375），肥煤（占 353）， 主焦煤（占 581），瘦煤（占 401），其它为未分牌号的煤（占 055）；后者包 括无烟煤（占1093），贫煤（占555 ）， 弱碱煤（占174），不缴煤（占138）， 长焰煤（占 1252），褐煤（占 1276），天然焦（占 01

6、9），未分牌号的煤（占 1380）和牌号不清的煤（占 106）。（2）煤质特征 判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积， 煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田 为陆相沉积，煤的灰分一般为10%20%，有的在10%以下，硫分一般小于1%,东北地区 硫分普遍小于 05 。 中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖 北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达15%25%，硫分一般高达2%5%。广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层

7、属浅海相沉积煤，硫分可高达6%10%以上。 据统计，中国灰分小于10%的特低灰煤仅占探明储量的17%左右。大部分煤炭的灰分为10% 30%。 硫分小于 1%的特低硫煤占探明储量的 435%以上，大于 4%的高硫煤仅为 228%。 中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。炼焦用煤的灰分一般都在20%以 上；硫分含量大于 2%的炼焦用煤占20%以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤 的动结性往往越强，其可选性一般较差。中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为20%30%。东北地区褐煤硫分多在1%以下，广东、 广西、云南褐煤硫分相对较高，有的甚至高达8%以上。褐煤全水分一般可达20%

8、50%，分 析基水分为10%20%，低位发热量一般只有11. 7116. 73MJ/kg。中国烟煤的最大特点是低灰、低硫；原煤灰分大都低于15%，硫分小于1%。部分煤田，如神 府、东胜煤田，原煤灰分仅为 3%一 5%，被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中 丝质组含量高，一般在 40%以上，因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分 都较高，其灰分大多为15%-30%，流分在1. 5%-5%之间。贫煤经洗选后，可作为很好的动 力煤和气化用煤。中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少，大多为三号年轻无烟煤，其主要特点是，灰分和硫分均 较高，大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点，主要用作动

9、力用煤，部分可作气化原料煤。【煤炭指标 （2007-05-17 10:04:54）第一个指标：水分。煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。 煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产 率和延长焦化周期。现在我们常报的水份指标有：1、全水份（Mt）,是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。通常规定在8% 以下。2、空气干燥基水份（Mad），指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老 的国家标准上有称之为“分析基水份”的第二个指标：灰分指煤在燃烧的后留下的残渣。 不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物

10、。 灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。 同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。 第三指标：挥发份（全称为挥发份产率） V 指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物， 所以称挥发份产率。挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。 在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重 要指标。常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和 收到基挥发份（

11、Var）。其中 Vdaf 是煤炭分类的重要指标之一。四个指标：固定碳不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。FC+A+V+M=100相关公式如下：FCad=100-Mad-Aad-VadFCd=100-Ad-VdFCdaf=100-Vdaf第五个指标：全硫 St是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。 1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8 以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。常用指标有：空气干燥基全硫（St,ad）、干燥基全硫（St.d）及收到基全硫（St,ar）。 第六指标：煤的发热量煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。

12、煤的发热量时煤按 热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈 大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。煤的发热量表征了煤的变质程度（煤化度），这里所说的煤的发热量，是指用1.4比重液分选 后的浮煤的发热量（或灰分不超过10%的原煤的发热量）。成煤时代最晚煤化程度最低的泥炭 发热量最低，一般为20.925.1MJ/Kg,成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到2531MJ/Kg，烟 煤发热量继续增高，到焦煤和瘦煤时，碳含量虽然增加了，但由于挥发分的减少，特别是其中 氢含量比烟煤低的多，有的低于1%，相当于烟煤的1/6，所以发热量最高的煤

13、还是烟煤中的某 些煤种。 鉴于低煤化度煤的发热量，随煤化度的变化较大，所以，一些国家常用煤的恒湿无 灰基高位发热量作为区分低煤化度煤类别的指标。我国采用煤的恒湿无灰基高位发热量来划分 褐煤和长焰煤。（ 1 ）发热量的单位热量的表示单位主要有焦耳（J）、卡（cal）和英制热量单位Btu。焦耳，是能量单位。1焦耳等于1牛顿（N）力在力的方向上通过1米的位移所做的功。J=1NXOJ 1MJ=1OOOKJ焦耳时国际标准化组织（ISO）所采用的热量单位，也是我国1984年颁布的，1986年7 月1日实施的法定计量热量的单位。煤的热量表示单位：J/g、KJ/g、MJ/Kg 卡（cal）是我国建国后长期采用

14、的一种热量单位。1cal是指1g纯水从19.5C加热到20.5C 时所吸收的热量。欧美一些国家多采用15Ccal,即1g纯水从14.5C加热到15.5C时所吸收的 热量。1cal（20Ccal）=4.1816J1cal（15Ccal）=4.1855J答案补充1956年伦敦第误解蒸汽性质国际会议上通过的国际蒸汽表卡的温度比15Ccal还低，其定义如 下：1cal=4.1866J从上看出，15Ccal中，每卡所含热能比20Ccal还高。英、美等国家目前仍采用英制热量单位（Btu），其定义是：1磅纯水从32F加热到212F 时，所需热量的1/180。 焦耳、卡、Btu之间的关系1Btu=1055.7

15、9J（1.055X 1000J） 1J=9471.58X1O的负7次方Btu 20Ccal/g与Btu/1b的换算公式： 因为 1Btu =1055.79J,1B=453.6g 所以 1Btu /1b=1/1.8cal/g1cal/g=1.8B tu/1b答案补充由于cal/g的热值表示因15Ccal或20Ccal等的不同而不同，所以国际贸易和科学交往中，尤 其是采用进口苯甲酸（标明其cal/g）作为热量计的热容量标定时，一定要了解是什莫温度（C） 或条件下的热值（cal/g）,否则将会对燃烧的热值产生系统偏高或偏低。为了使热量单位在国 内外统一，不须以J取代cal作为煤的发热量表示单位。（2

16、）煤的各种发热量名称的含义a. 煤的弹筒发热量（Qb）煤的弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（2535个大气压左 右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25C）。答案补充 由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反 应。如：煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮，在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出，而在 弹筒中燃烧时却生成N2O5或NO2等氮氧化合物。这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这 一化学反应是放热反应。另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成SO2气体逸出，而在弹筒中燃 烧时却氧化成SO3, SO3溶于弹筒水中生成硫酸。S0

17、2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物 都是放热反应。所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。 为此，实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。答案补充b. 煤的高位发热量（Qgr）煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。应该指出的是，煤的弹筒发热量是在恒容（弹筒内煤样燃烧室容积不变）条件下测得的， 所以又叫恒容弹筒发热量。由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。 而煤在空气中大气压下燃烧的条件湿恒压的（大气压不变），其高位发热量湿恒压

18、高位发热量。 恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。一般恒容高位发热量比恒压高位发热 量低8.420.9J/g,实际中当要求精度不高时，一般不予校正。答案补充c. 煤的低位发热量（Qnet） 煤的低位发热量，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热 量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的 汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。 同样，实际上由恒容高位发热量算出的低 位发热量，也叫恒容低位发热量，它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有 较小的差别。d. 煤的恒湿无灰基高位发热量(Qmaf)恒湿，是指温度30C，相对湿度9

19、6%时，测得的煤样的水分(或叫最高内在水分)。煤的 恒湿无灰基高位发热量，实际中是不存在的，是指煤在恒湿条件下测得的恒容高位发热量，除 去灰分影响后算出来的发热量。 恒湿无灰基高位发热量是低煤化度煤分类的一个指标。答案补充(3) 煤的弹筒发热量的测试要点见 GB213-87。(4) 煤的高位发热量计算煤的高位发热量计算公式为： Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad 式中：Qgr,ad分析煤样的高位发热量，J/g;Qb,ad分析煤样的弹筒发热量，J/g；Sb,ad由弹筒洗液测得的煤的硫含量，%；95煤中每1% (O.Olg)硫的校正值，J/g;a硝酸校正系数 Qb,adW167

20、00J/g,a=0.00116700J/gQb,ad25100J/g ,a=0.0016 当 Qb,ad16700J/g,或者 12500J/gQb,ad16700J/g，同时,Sb,adW2%时，可用 St,ad 代替 Sb,ad。答案补充(5) 煤的低位发热量的计算 Qnet,ar=(Qgr,ad-206Had)(100-Mar)/(100-Mad)-23Mar式中：Qnet,ar收到基低位发热量，J/g；Qgr,ad分析煤样的高位发热量，J/g;Had分析煤样氢含量，%;Mar收到基水份，%；Mad空气干燥基水份，。(6) 煤的各种基准发热量及其换算a. 煤的各种基准得发热量 如上所述，

21、煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量和低位发热量,每一种发热量又有4种基准，所以 煤的不同基准的各种发热量有3X4=12种表示方法，即: 弹筒发热量4种表示方式：Qb,ad 分析基弹筒发热量；Qb,d 干燥基弹筒发热量;Qb,ar 收到基弹筒发热量；答案补充Qb,daf干燥无灰基弹筒发热量。高位发热量4种表示形式：Qgr,ad分析基高位发热量；Qgr,d干燥基高位发热量；Qgr,ar收到基高位发热量；Qgr,daf干燥无灰基高位发热量。低位发热量4种表示形式：Qnet,ad分析基低位发热量；Qnet,ar收到基低位发热量；Qnet,daf干燥无灰基低位发热量。答案补充b. 煤的各种基准的发热量间

22、的换算 煤的各种基准的发热量间的换算公式和煤质分析中各基准的换算公式相似。如：Qgr,ad=Qgr,adX(100-Mar) /(100-Mad)Qgr,d=Qgr,adX100/(100-Mad) Qgr,daf=Qgr,adX100/(100-Mad-Aad-CO2,d) 式中： CO2,d分析煤样中碳酸盐矿物质中CO2的含量(%)，当CO2含W2%时，此项可略去不计Qgr， maf=Qgr,adX(100-M) /(100-Mad-Aad-AadXM/100)式中：Qgr，maf恒温无灰基高位发热量；M恒湿条件下测得的水分含量，。“高位发热量是：是弹筒发热量减去硝酸和硫酸校正热后的发热量。 低位发热量是：由高位发热量减去水的汽化热后的发热量。换算关系如下:Qnet,ar=(Qgr,ad-206Had)(100-Mar)/(100-Mad)-23Mar 单位应为 KJ/G】