第四章(煤化學(xué))

1、 煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的混合物。由于成煤原始物質(zhì)、轉(zhuǎn)變條件和作用的多變性，導(dǎo)致煤的化學(xué)及元素組成、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)及工藝性質(zhì)、種類的復(fù)雜性和多樣性。 煤化學(xué)是從化學(xué)的角度研究煤的化學(xué)及元素組成、工藝性質(zhì)和分類及合理應(yīng)用的邊緣學(xué)科。第四章 煤化學(xué)的基本知識(shí)煤化學(xué)的研究方法煤的工業(yè)分析研究煤的化學(xué)組成煤的元素分析煤的工藝性質(zhì)試驗(yàn)研究煤的元素組成研究煤的工藝性質(zhì)煤的工業(yè)分類煤質(zhì)評(píng)價(jià)煤的綜合利用 煤質(zhì)分析化驗(yàn)的方法有兩大類：一類是測(cè)定煤中固有的成分和性質(zhì)，如水分、碳、氫等，另一類是測(cè)定煤經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后生成的物質(zhì)和呈現(xiàn)的性質(zhì)，如灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量等。為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和便于使用，各煤質(zhì)分析項(xiàng)目的結(jié)果都是用一定

2、的符號(hào)表示。通常是由煤質(zhì)分析項(xiàng)目的符號(hào)、分析項(xiàng)目存在狀態(tài)或操作條件的符號(hào)、分析項(xiàng)目基準(zhǔn)的符號(hào)這三類符號(hào)構(gòu)成了煤質(zhì)分析結(jié)果的表示符號(hào)。 新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)常用符號(hào)作了如下規(guī)定： 1）符號(hào)一律用英文；2）ISO規(guī)定了的符號(hào)，基本采用；3）ISO沒(méi)規(guī)定的符號(hào)，用歐美通用的符號(hào)；4）ISO和歐美都沒(méi)有的，用英語(yǔ)名詞的開頭字母(或縮寫字母)表示；5）我國(guó)或其他國(guó)家獨(dú)有的項(xiàng)目，采用其原規(guī)定的符號(hào)。 第一節(jié) 煤樣及煤質(zhì)分析結(jié)果的表示方法一、煤樣一、煤樣二、煤質(zhì)分析結(jié)果的表示方法二、煤質(zhì)分析結(jié)果的表示方法 煤是大宗商品，為了鑒定煤的質(zhì)量，通常是抽取一小部分煤來(lái)進(jìn)行質(zhì)量的鑒定，這個(gè)抽取過(guò)程就是采樣。為確定煤的某些特

3、征，從煤中采取的、具有代表性的一部分煤稱為煤樣。（一）表示煤質(zhì)分析項(xiàng)目的符號(hào)（一般是用該項(xiàng)目英文名稱的第一個(gè)字母或縮略字大寫表示）新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項(xiàng)目的表示符號(hào)對(duì)照表新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項(xiàng)目的表示符號(hào)對(duì)照表 煤質(zhì)分析項(xiàng)目名稱表示符號(hào)煤質(zhì)分析項(xiàng)目名稱表示符號(hào)新舊新舊水分MW發(fā)熱量QQ灰分AA透光率PMPm揮發(fā)分VV膠質(zhì)層最大厚度YY固定碳FCCGD羅加指數(shù)R.I.LR碳CC粘結(jié)指數(shù)GR.I.G氫HH奧亞膨脹度bb氧OO熱穩(wěn)定性TSRW氮NN焦油產(chǎn)率TarT硫SS灰熔融性變形溫度DTT1磷PP灰熔融性軟化溫度STT2氯ClCl灰熔融性流動(dòng)溫度FTT3砷AsAs腐植酸產(chǎn)率HAHm視相對(duì)密

4、度ARDd苯萃取物產(chǎn)率EBEm真相對(duì)密度TRDD二氧化碳含量CO2/（是用相應(yīng)英文名稱的第一個(gè)字母或縮寫字的小寫表示，把它下標(biāo)于煤質(zhì)分析項(xiàng)目符號(hào)的右下角） 新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項(xiàng)目存在狀態(tài)或操作條件的符號(hào)對(duì)照表新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項(xiàng)目存在狀態(tài)或操作條件的符號(hào)對(duì)照表 煤質(zhì)分析項(xiàng)目的存在狀態(tài)或操作條件外在內(nèi)在全硫化鐵硫酸鹽碳酸鹽有機(jī)固定彈筒恒容高位恒容低位表示符號(hào)新finhtpscpo/bgr,vnet,v舊WZNZQLTLSTSYJGDDTGWDW（在修訂后的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，分析項(xiàng)目基準(zhǔn)的符號(hào)是用各英文名稱的小寫字母表示的，把它下標(biāo)于“煤質(zhì)分析項(xiàng)目符號(hào)”的右下側(cè)，并與“表示煤質(zhì)分析項(xiàng)目存在狀

5、態(tài)或操作條件符號(hào)”之間用“逗號(hào)”隔開）（二）表示煤質(zhì)分析項(xiàng)目存在狀態(tài)或操作條件的符號(hào)（三）表示煤質(zhì)分析項(xiàng)目基準(zhǔn)的符號(hào) 煤質(zhì)分析項(xiàng)目的基準(zhǔn)即煤樣的基準(zhǔn)，是表示煤質(zhì)分析化驗(yàn)結(jié)果是以什么狀態(tài)下的煤樣為基礎(chǔ)而測(cè)得的。1.基準(zhǔn)的含義新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項(xiàng)目基準(zhǔn)的名稱及符號(hào)對(duì)照表新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項(xiàng)目基準(zhǔn)的名稱及符號(hào)對(duì)照表 煤質(zhì)分析項(xiàng)目基準(zhǔn)新名稱收到基空氣干燥基干燥基干燥無(wú)灰基干燥無(wú)礦物質(zhì)基符號(hào)aradddafdmmf舊名稱應(yīng)用基分析基干燥基可燃基有機(jī)基符號(hào)yfgrj 2.常用基準(zhǔn)的含義及使用意義 收到基（ar）：是以收到狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（包含了煤的全部組分）。用于銷售煤，物料平衡、熱平衡及熱效

6、率計(jì)算。 空氣干燥基（ad）：是以與空氣濕度達(dá)到平衡狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分）。多用于試驗(yàn)室煤質(zhì)分析項(xiàng)目測(cè)定的基礎(chǔ)。 干燥基（d）：是以假想無(wú)水狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分）。主要用于比較煤的質(zhì)量，用于表示煤的灰分、硫分、磷分、發(fā)熱量等。 干燥無(wú)灰基（daf）：是以假想無(wú)水無(wú)灰狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分及灰分）。主要用于了解和研究煤的有機(jī)質(zhì)。 干燥無(wú)礦物質(zhì)基（dmmf）：是以假想無(wú)水無(wú)礦物質(zhì)狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分及礦物質(zhì)）。主要用于高硫煤的有機(jī)質(zhì)研究。 恒濕無(wú)灰基（maf）：恒濕狀態(tài)（溫度20、空氣濕度96%）和假想無(wú)灰

7、狀態(tài)下的煤樣分析基準(zhǔn)。主要用于表示煤的發(fā)熱量（作為煤工業(yè)分類指標(biāo)）。 3.各基準(zhǔn)的關(guān)系 對(duì)于同一煤樣，其化驗(yàn)結(jié)果若以不同的基準(zhǔn)來(lái)表示則數(shù)值不同。因此，同類分析項(xiàng)目只有在相同基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行比較。各基準(zhǔn)的關(guān)系如下圖所示。 4.各基準(zhǔn)的換算 試驗(yàn)室條件下測(cè)定的煤質(zhì)分析項(xiàng)目通常是以空氣干燥基為基準(zhǔn)測(cè)得的。但在表示煤質(zhì)分析報(bào)出的結(jié)果時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通常規(guī)定將空氣干燥煤樣基準(zhǔn)的各個(gè)指標(biāo)換算成收到基、干燥基煤樣、干燥無(wú)灰基煤樣為基準(zhǔn)的指標(biāo)；在實(shí)際工作中，有時(shí)也需要把一些指標(biāo)換算成其它基準(zhǔn)（例如：工業(yè)上計(jì)算物料平衡或熱平衡時(shí)，就需將有關(guān)指標(biāo)換算成收到基，以求得每噸原料煤能產(chǎn)生多少熱量、多少煤灰、含多少碳等）

8、。為此，我們必須了解各種指標(biāo)、各種基準(zhǔn)之間的關(guān)系和換算。 常用的各基準(zhǔn)間的換算公式如下（用X代表某煤質(zhì)分析項(xiàng)目）： adaddXMX100100（1）空氣干燥基與干燥基的換算（2）空氣干燥基 與干燥無(wú)灰基的換算（3）干燥基 與干燥無(wú)灰基的換算（4）收到基 與干燥無(wú)灰基的換算（5）收到基 與空氣干燥基的換算（6）全水分計(jì)算公式 adadaddafXAMX100100dddafXAX100100arartdafXAMX100100adadararXMMX100100100100,arfadinharfartMMMMadaddXMX100100(4-1)(4-2)(4-3)(4-4)(4-5)(4-

9、6) 進(jìn)行基準(zhǔn)換算時(shí)要注意以下三個(gè)問(wèn)題：（1）換算的煤質(zhì)分析指標(biāo)必須含于對(duì)方的基準(zhǔn)中，否則就不能換算。如：St,ad中包含了St,d，它們之間可用公式4-1進(jìn)行換算；Ad和Adaf之間就不能換算，因?yàn)楦稍餆o(wú)灰基中不存在灰分。（2）用以上公式換算時(shí)各煤質(zhì)分析測(cè)定結(jié)果不代入百分符號(hào)，但寫答案時(shí)要把百分號(hào)加上。（3）基準(zhǔn)不相同的數(shù)據(jù)不能直接加減。 4.常用煤質(zhì)指標(biāo)的基準(zhǔn) （1）在用煤的灰分、硫分、磷分、發(fā)熱量來(lái)表示煤質(zhì)時(shí)，常用干燥基為基準(zhǔn)，即Ad、St,d、Pd、Qgr,d；（2）在研究煤的有機(jī)質(zhì)特性時(shí)，常用干燥無(wú)灰基為基準(zhǔn)，如Vdaf、Cdaf、Hdaf等。（3）在計(jì)算物料平衡、熱平衡、煤炭計(jì)量計(jì)

10、價(jià)時(shí)，常用收到基為基準(zhǔn)，如Mt,ar、Qnet,ar、Aar、Har等。 第二節(jié) 煤的化學(xué)組成一、煤中的水分（一、煤中的水分（M M）煤加熱揮發(fā)部分不揮發(fā)部分水分（M）煤中無(wú)機(jī)質(zhì)熱解生成的氣體煤中有機(jī)質(zhì)熱解生成的氣體（V）煤中無(wú)機(jī)質(zhì)熱解形成的殘?jiān)ˋ）煤中有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生熱量的部分（FC）2%，不計(jì)2%，減去煤的化學(xué)組成M+A+V+FC（一）煤中水分的來(lái)源 煤中的水分來(lái)源于成煤過(guò)程中、煤形成后及在開采、洗選和運(yùn)輸過(guò)程中等。 煤的工業(yè)分析：是指測(cè)定煤中M、A、V、FC的過(guò)程。重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容注意（二）煤中水分的種類煤中的水分 按水分在煤中的存在狀態(tài)分按測(cè)定煤中水分時(shí)的操作條件分游離水：是吸附在煤表面和存

11、在于煤內(nèi)部毛細(xì)管中的水分。 化合水：是指煤中礦物質(zhì)的結(jié)晶水。在煤的工業(yè)分析中不考慮這種水分。 自由水分：是附著在煤表面和內(nèi)部大毛細(xì)管（半徑大于10-5cm）中的水分 濕存水分：是存在于煤內(nèi)部小毛細(xì)管（半徑小于10-5cm）中的水分。 外在水分（Mf）:是指在4050的測(cè)定條件下，煤樣與周圍空氣達(dá)到濕度平衡時(shí)失去的水分。 內(nèi)在水分（Minh）:是指在100110測(cè)定條件下，煤樣達(dá)到干燥狀態(tài)時(shí)所失去的水分。 煤的最高內(nèi)在水分（MHC）：是指煤在溫度30、相對(duì)濕度為9697的條件下達(dá)到吸濕平衡的內(nèi)在水分。 以最高內(nèi)在水分狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)即為恒濕基，其分析結(jié)果數(shù)據(jù)多在煤理論研究和煤分類上應(yīng)用。 煤的全

12、水分是煤的外在水分和內(nèi)在水分之和 。即：Mt,ar=Mf,ar+Minh,ar 煤的工業(yè)分析中， 煤的外在水分（Mf,ar）是以收到基為基準(zhǔn)、煤的內(nèi)在水分（Minh,ad）又是以空氣干燥基為基準(zhǔn)測(cè)定的。由于它們之間的基準(zhǔn)不同，因此煤的全水分不能直接用它們相加得到，而必須用全水分計(jì)算公式（ 式4-6）經(jīng)過(guò)換算得到（*下頁(yè)例）。 收到基全水分（Mt,ar）表示的是煤中的實(shí)際含水量。（三）煤中的全水分（Mt，ar）（四）煤水分指標(biāo)的使用意義 1. 收到基全水分（Mt,ar）： 它是衡量煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值最基本的質(zhì)量指標(biāo)之一，也是商品煤計(jì)價(jià)的重要依據(jù)，在工業(yè)上全水分可用來(lái)計(jì)算熱平衡、物料平衡和煤的發(fā)熱量等。

13、 2.空氣干燥基水分（Mad）： 主要用于煤質(zhì)分析中各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算和基準(zhǔn)換算。*煤水分指標(biāo)符號(hào)的簡(jiǎn)寫：Mt,ar簡(jiǎn)寫MtMarMf，ar簡(jiǎn)寫MfMinhMinhMad簡(jiǎn)寫簡(jiǎn)寫Minh，arMinh，ad例4-1 某收到基煤樣重1000.0g，風(fēng)干后重900.0g。用兩份風(fēng)干煤樣各10.000g測(cè)定內(nèi)在水分，即在105干燥后得到的兩份煤樣分別重9.512g和9.484g。問(wèn)該煤樣的全水分？解：解：（1）計(jì)算該煤樣的外在水分 （2）計(jì)算該煤樣的內(nèi)在水分 煤中的全水分計(jì)算舉例%1000 .10000 .9000 .1000,arfM%0 .10%100000.10512. 9000.101,adin

14、hM%88. 4%100000.10484. 9000.102,adinhM%16. 5（3）計(jì)算該煤樣的全水分 按式（4-6）：答：該煤樣的全水分為14.52。 22,1,adinhadinhadinhMMM216. 588. 4%02. 5100100,arfadinharfartMMMM%1001000 .1010002. 50 .10%52.14 水分在泥炭中可達(dá)4050；褐煤約為1040；煙煤一般為18；無(wú)煙煤則又有增加的趨勢(shì)，這是因?yàn)闊o(wú)煙煤中孔隙增加的原因。 評(píng)價(jià)煤質(zhì)時(shí)，按Mt%對(duì)煤中的水分進(jìn)行分級(jí)。 （五）煤中全水分（Mt，ar）的分級(jí)煤的全水分分級(jí)煤的全水分分級(jí)（MT/T 85

15、02000MT/T 8502000） 序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)分級(jí)范圍（分級(jí)范圍（Mt,%）試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低全水分煤SLM6.0GB/T 2112低全水分煤LM6.08.03中等全水分煤MLM8.012.04中高全水分煤MHM12.020.05高全水分煤HM20.040.06特高全水分煤SHM40.0 一般來(lái)說(shuō)，水分是煤中的有害成分，對(duì)煤的工業(yè)利用是不利的；但水分對(duì)煤的工業(yè)利用也有好的一方面。 1.水分對(duì)煤工業(yè)利用的危害 （1）在煤的運(yùn)輸中，增加了無(wú)效運(yùn)輸量和運(yùn)輸成本； （2）燃燒時(shí)，降低了煤的發(fā)熱量； （3）貯存時(shí)，使煤易碎裂、加速煤的氧化和自燃，在冬季使煤裝卸困難；FeS2+

16、H2O+O2FeSO4+H2SO4+Q （4）煉焦時(shí)，延長(zhǎng)煉焦時(shí)間，并使焦?fàn)t的使用壽命縮短； （5）機(jī)械加工中，水分高的煤難于破碎和篩分，不僅降低生產(chǎn)效率，還可能損壞設(shè)備。 2.水分對(duì)煤工業(yè)利用的益處 （1）在燃燒粉煤時(shí)，煤中含有適量的水分，可以防止粉煤的散失，并適當(dāng)改善爐膛的輻射能； （2）水分可作為加氫液化和氣化的供氫體。 （六）煤中水分對(duì)煤利用的影響 煤中的礦物質(zhì)是煤中除了水分以外的無(wú)機(jī)物。煤的灰分不是煤中固有的成分，而是煤中的礦物質(zhì)在煤燃燒時(shí)經(jīng)過(guò)失水、分解、氧化、化合等變化而產(chǎn)生的固態(tài)混合物，因此，嚴(yán)格地講不能叫“煤中的灰分”，而應(yīng)叫“煤的灰分產(chǎn)率”。 二、煤中的礦物質(zhì)（二、煤中的礦物

17、質(zhì)（MMMM）和煤的灰分產(chǎn)率（）和煤的灰分產(chǎn)率（A A）（一）煤中的礦物質(zhì)（MM）煤中礦物質(zhì)的劃分及來(lái)源原生礦物質(zhì)次生礦物質(zhì)外來(lái)礦物質(zhì)來(lái)源于來(lái)源于來(lái)源于成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，一般為12 。不能用機(jī)械方法除去 。在成煤過(guò)程中，從外界進(jìn)入成煤沼澤中以后保留于煤中的的礦物質(zhì)，含量不高。較難與煤分離。 在采煤過(guò)程中，煤層的頂板、底板、夾矸等混入煤中的礦物質(zhì)?？捎靡话愕倪x煤方法除去。 內(nèi)在礦物質(zhì) 內(nèi)在灰分外在礦物質(zhì)外在灰分形成形成 煤中礦物質(zhì)的含量變化很大，一般為2%40%；其化學(xué)組成又極為復(fù)雜 ，主要有氧化物、硫化物、硅酸鹽、碳酸鹽和硫酸鹽類等。 #煤中礦物質(zhì)含量一般都不直接測(cè)定，而是利用它與煤的

18、灰分等之間的關(guān)系，采用經(jīng)驗(yàn)公式近似地算出煤中礦物質(zhì)的含量。對(duì)煤中的礦物質(zhì)含量可采用以下公式進(jìn)行計(jì)算： 式中：MM煤中礦物質(zhì)的含量，； Aad空氣干燥基灰分，； St,ad 空氣干燥基全硫，； Sp,ad空氣干燥基硫化鐵硫，； (CO2) 空氣干燥基碳酸鹽二氧化碳含量，； 0.3 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 當(dāng)煤中的碳酸鹽、硫酸鹽等較多時(shí)，其礦物質(zhì)的含量可用式(4-7)計(jì)算；含碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鐵較少的煤，則可采用式(4-8)進(jìn)行計(jì)算。 30. 0)(66. 067. 006. 12,adadtadCOSAMMadpadSAMM,50. 010. 1(4-7)(4-8) 1.煤的灰分 煤的灰分是煤完全燃燒后，

19、煤中的礦物質(zhì)發(fā)生失水、分解、氧化、化合等反應(yīng)形成的混合物。 Al4(Si4O10)(OH8)4SiO2+2Al2O3+4H2OCaCO3CaO+CO2FeS2+11O22Fe2O3+8SO2CaO+SiO2CaSiO3 2.煤的灰分產(chǎn)率（A） 煤質(zhì)分析中常以空氣干燥基煤樣測(cè)定煤的灰分產(chǎn)率(Aad)。具體是將一定質(zhì)量的空氣干燥基（ad）煤樣放入85015的馬弗爐中燒至恒重，灼燒后殘?jiān)?灰分)的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分率即煤的灰分產(chǎn)率。 （二）煤的灰分產(chǎn)率（A）分解：高嶺土失水：氧化：化合：%100煤樣質(zhì)量灰分質(zhì)量adA 3.煤灰分產(chǎn)率（Aad%）的換算 為了消除因空氣干燥基煤樣中內(nèi)在水分的變化對(duì)灰分

20、產(chǎn)率的影響，并使不同煤樣之間灰分產(chǎn)率的大小具有可比性，在表示煤的灰分產(chǎn)率時(shí)，要把空氣干燥基灰分（ Aad ）換算成干燥基灰分（ Ad ）。其換算公式如下：adaddAMA100100例4-2 某煤層兩個(gè)煤樣的煤質(zhì)分析結(jié)果為：煤樣1：Mad1=5.0%，Aad1=19.0%；煤樣2：Mad2=10.0%，Aad2=18.0%。求該煤層的干燥基灰分？解：解：按式（4-9）： 則：該煤層的答：該煤層的干燥基灰分為20.0。 (4-9)111100100adaddAMA%1000 .190 . 5100100%0 .20222100100adaddAMA%1000 .180 .10100100%0 .

21、20%0 .20dA4.根據(jù)煤的干燥基灰分（ Ad %）對(duì)煤的分級(jí) 煤的干燥基灰分（ Ad）是工業(yè)上衡量煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。根據(jù)煤的干燥基灰分產(chǎn)率（ Ad），GB/T GB/T 15224.1200415224.12004對(duì)動(dòng)力煤、冶煉用煉焦精煤等分別進(jìn)行了分級(jí)。 （1 1）動(dòng)力煤灰分分級(jí)）動(dòng)力煤灰分分級(jí) 動(dòng)力煤的灰分按表1分級(jí)。 （2 2）冶煉用煉焦精煤）冶煉用煉焦精煤的灰分分級(jí)的灰分分級(jí) 冶煉用煉焦精煤的灰分按表2分級(jí)。 例4-3已知某煤樣的Mt=10.0%，Mad=1.0%，Aad=11.0%。問(wèn)1噸該煤會(huì)產(chǎn)生多少灰分？ 解：解：按式（4-5）：1噸該煤產(chǎn)生的灰分答：1噸該煤會(huì)產(chǎn)生100

22、kg灰分。 adadtarAMMA100100%1000 .110 . 11000 .10100%0 .10kgkg100%0 .1010005. 煤的灰分對(duì)煤利用的影響 一般來(lái)說(shuō)，礦物質(zhì)或灰分是煤的有害成分，灰分越高，煤質(zhì)越差?；曳挚山档兔旱陌l(fā)熱量、增加運(yùn)輸成本、增多出渣量、降低焦炭的質(zhì)量和焦?fàn)t的生產(chǎn)效率、加速煤的風(fēng)化和自燃等。 煤灰渣也可用作為一種資源開發(fā)利用，如用作建材原料和從煤灰中提取聚合鋁、氯化鋁、稀有分散元素等。 表表1 1 動(dòng)力煤的灰分分級(jí)動(dòng)力煤的灰分分級(jí) 序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)灰分（灰分（A Ad d % %）范圍）范圍試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低灰煤SLA10.00GB/

23、T212 2低灰煤LA10.0116.003中灰煤MA16.0129.004高灰煤HA29.00表表2 2 冶煉用煉焦精煤的灰分分級(jí)冶煉用煉焦精煤的灰分分級(jí)序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)灰分（灰分（A Ad d % %）范圍）范圍試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低灰煤SLA6.00GB/T2122低灰煤LA6.019.003中灰煤MA9.0112.004高灰煤HA12.00（3 3）高爐噴吹用煤的灰分分級(jí)）高爐噴吹用煤的灰分分級(jí)高爐噴吹用煤的灰分分級(jí)可參照“表2 冶煉用煉焦精煤進(jìn)行分級(jí)”。（4 4）其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級(jí)）其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級(jí)其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級(jí)可

24、參照“表1 動(dòng)力煤炭進(jìn)行分級(jí)”。 煤中的有機(jī)質(zhì)=100-水分-礦物質(zhì) 煤中有機(jī)質(zhì)的真正含量不易測(cè)定，主要是由于煤中礦物質(zhì)很難測(cè)定。常用煤中的灰分產(chǎn)率（Aad%）近似地表示煤中礦物質(zhì)的含量，即：煤中的有機(jī)質(zhì)100-Mad-Aad=可燃質(zhì)。三、煤中的有機(jī)質(zhì)和煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（三、煤中的有機(jī)質(zhì)和煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（V V）（一）煤中的有機(jī)質(zhì)（二）煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（V） 1.煤的揮發(fā)分 煤的揮發(fā)分是煤樣在一定條件下隔絕空氣加熱，煤中的有機(jī)物在特定條件下熱分解“揮發(fā)”出來(lái)的產(chǎn)物。 2.煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（V） 煤的揮發(fā)分產(chǎn)率是將l0.01g空氣干燥基煤樣，置于帶蓋的瓷坩堝中，在隔絕空氣和90010的溫度下加熱7mi

25、n，以煤樣失去的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)減去空氣干燥基水分的百分含量即為該煤樣的揮發(fā)分產(chǎn)率（Vad）。 adadMV%100煤樣質(zhì)量揮發(fā)分質(zhì)量3.煤揮發(fā)分產(chǎn)率（Vad%）的換算 由于空氣干燥基揮發(fā)分（Vad）是用含有水分和礦物質(zhì)的空氣干燥基煤樣測(cè)得的，因此煤樣Mad和Aad的不同，必然要導(dǎo)致Vad的不同。為了消除水分和灰分對(duì)揮發(fā)分的影響，準(zhǔn)確地反映不同煤的揮發(fā)分產(chǎn)率的大小，必須將空氣干燥基揮發(fā)分（Vad）換算成干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（Vdaf）。其換算公式為： adadaddafVAMV100100(4-10)例4-4 某煤層兩個(gè)煤樣的煤質(zhì)分析結(jié)果為：煤樣1：Mad1=5.0%，Aad1=19.0%，

26、Vad1=18.0%；煤樣2：Mad2=10.0%，Aad2=18.0% ，Vad2=14.0% 。求該煤層的干燥基灰分？解：解：按式（4-10）： 則：該煤層的答：該煤層的干燥基灰分為20.0。 1111100100adadaddafVAMV%1000 .180 . 90 . 1100100%0 .202222100100adadaddafVAMV%1000 .141 .259 . 4100100%0 .20%0.20dafV4.根據(jù)煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（ Vdaf %）對(duì)煤的分級(jí)煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率分級(jí)煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率分級(jí)（MT/T 849-2000MT/T 849-2000）

27、 序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)分級(jí)范圍分級(jí)范圍（Vdaf%）試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低揮發(fā)分煤SLV10.00GB/T2122低揮發(fā)分煤LV10.0020.003中等揮發(fā)分煤MV20.0028.004中高揮發(fā)分煤MHV28.0037.005高揮發(fā)分煤HV37.0050.006特高揮發(fā)分煤SHV50.005.煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（ Vdaf %）的使用意義（1）我國(guó)煤炭分類的重要指標(biāo)之一；（2）工業(yè)上在選擇氣化、液化、動(dòng)力和煉焦用煤時(shí)，都要首先考慮揮發(fā)分是否符合要求。 6.影響煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（ Vdaf %）的因素煤的揮發(fā)分產(chǎn)率受多種因素影響，主要有：煤的成因類型 、煤化程度 、煤巖成分 、礦

28、物質(zhì)含量 、測(cè)試條件 等。（） 煤的固定碳是指從煤中除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物。 從煤的工業(yè)分析角度出發(fā)，空氣干燥基煤樣的質(zhì)量近似等于它的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的質(zhì)量之和，即煤的固定碳可按下式計(jì)算： 四、煤的固定碳（四、煤的固定碳（FCFC）)(100adadadadVAMFCdafdafVFC100在用固定碳表示煤的有機(jī)質(zhì)特征時(shí)，其固定碳應(yīng)按下式計(jì)算： 煤的固定碳與煤有機(jī)質(zhì)中的碳含量是兩個(gè)不同的概念。固定碳實(shí)際上是煤的有機(jī)質(zhì)在隔絕空氣條件下熱解后的殘留物，從元素組成看，固定碳除主要含碳外，還有少量的氫、氧、氮、硫等元素；而煤中的碳元素幾乎都是以有機(jī)物形式存在的，只有微量的碳以碳酸鹽

29、形式存在于煤的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)中。因此，就數(shù)量上講，煤的固定碳含量小于煤中有機(jī)質(zhì)的碳含量。 干燥無(wú)灰基固定碳（FCdaf ）（1）用來(lái)衡量煤的煤化程度，其含量隨煤化程度的增高而增大。一般褐煤的60，煙煤的為6090，而無(wú)煙煤的90；（2）工業(yè)用煤的一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)；（3）計(jì)算煤的發(fā)熱量的主要參數(shù)。 煤的干燥無(wú)灰基固定碳與干燥無(wú)灰基揮發(fā)分產(chǎn)率之比是煤的燃料比。 從化學(xué)角度看，組成煤的主要元素是碳、氫、氧、氮、硫、磷等；另外還有一些含量極少的元素，如砷、氯、鍺、鎵、鈾、釩、鈦等。煤中的碳、氫、氧、氮是組成煤有機(jī)質(zhì)的主要元素，其總和占有機(jī)質(zhì)的95以上，所以是煤質(zhì)研究的重要內(nèi)容；而硫、磷、砷等是煤中的有害元素，

30、對(duì)煤質(zhì)有很大的影響。 煤的元素分析是測(cè)定碳、氫、氧、氮、硫五種元素的含量的過(guò)程。通常，只對(duì)碳、氫、氮、硫四種元素進(jìn)行測(cè)定，氧含量則采用減差法求得。煤元素分析時(shí)用空氣干燥基（ad）煤樣測(cè)定，但結(jié)果常用干燥無(wú)灰基（daf）或干燥基（d）表示。 第三節(jié) 煤的元素組成一、煤中的碳元素（一、煤中的碳元素（C Cdafdaf% %） 煤中的碳是組成煤有機(jī)質(zhì)的第一重要元素。它是煤有機(jī)質(zhì)中含量最高的元素，也是煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生熱量的重要元素之一（每1純碳完全燃燒能放出34038KJ的熱量），還是組成煤的大分子骨架的主要元素之一。C+O2CO2+Q燃燒 煤中的氫是組成煤有機(jī)質(zhì)的第二重要元素。它雖然含量不高，但卻

31、是煤中重要的可燃物質(zhì)，每1氫完全燃燒能放出142961KJ的熱量（是碳的3.84.2倍 ）；氫也是組成煤大分子的骨架和側(cè)鏈的不可缺少的重要元素。腐泥煤中氫含量一般6；腐植煤中的氫含量一般6，并隨煤化程度的增高而降低。 煤中氫元素（Hdaf%）的含量是我國(guó)煤工業(yè)分類的指標(biāo)之一（）。二、煤中的氫元素（二、煤中的氫元素（H Hdafdaf% %）三、煤中的氧元素（三、煤中的氧元素（O Odafdaf% %） 煤中的氧是組成煤有機(jī)質(zhì)的第三重要元素，含量?jī)H次于碳，但它是煤中不可燃成分。由于氧元素在煤的燃燒過(guò)程中不產(chǎn)生熱量，卻能與產(chǎn)生熱量的氫生成水，使煤的發(fā)熱量降低，因此氧含量高對(duì)動(dòng)力用煤來(lái)說(shuō)是不利的；對(duì)

32、于煉焦用煤，氧含量增高會(huì)使其粘結(jié)性和結(jié)焦性大為降低，甚至失去粘結(jié)性。但氧是煤中反應(yīng)能力較強(qiáng)的元素，當(dāng)煤用于制取芳香羧酸和腐植酸類物質(zhì)時(shí)，氧的存在是有利的。煤中氧的含量，通常是根據(jù)工業(yè)分析、元素分析的測(cè)定數(shù)據(jù)以減差法求得的： H2+O2H2O+Q燃燒)(100,adadadtadadadadAMSNHCO 煤中的氮元素含量?jī)H為0.42.6，但它是煤中唯一完全以有機(jī)狀態(tài)存在的元素。當(dāng)煤作為高溫?zé)峒庸ぴ线M(jìn)行加熱時(shí)，煤中氮的一部分變成N2、NH3及其它一些有機(jī)含氮物質(zhì)逸出，而這些化合物可回收制成氮肥、硝酸、藥品等化學(xué)產(chǎn)品 ；煤在燃燒時(shí)，氮是不可燃成分，煤中一部分氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈难趸铮纬闪巳济核欧诺?/p>

33、廢氣中氮的氧化物總量的一部分，是空氣污染物；另一部分氮?jiǎng)t呈游離狀態(tài)進(jìn)入廢氣中。 四、煤中的氮元素（四、煤中的氮元素（N Ndafdaf% %） 元素元素煤種煤種C Cdafdaf% %H Hdafdaf% %O Odafdaf% %N Ndafdaf% %褐煤60776530152.61煙煤7592541522.20.7無(wú)煙煤899841311.50.4煤中C、H、O、N四種元素組成含量比較 硫是煤中的主要有害元素之一。在各種類型煤中都含有數(shù)量不等的硫分，少的在1左右，高者可達(dá)10以上。 五、煤中的硫元素（五、煤中的硫元素（S St,dt,d% %）（一）煤中硫的分類煤中的硫（St）無(wú)機(jī)硫（S

34、i）：是指存在于煤的礦物質(zhì)中的硫 硫化鐵硫（ Sp ）：是煤中硫化物硫 的總稱，以硫化鐵硫 為主。硫酸鹽硫（ Ss ）：是煤中硫酸鹽硫 的總稱，主要是石膏、綠礬 。 有機(jī)硫（So）：是指與煤有機(jī)質(zhì)相結(jié)合的硫。含量一般小于0.5%，目前還不能用機(jī)械方法除去。 按存在狀態(tài)St=Sp+Ss+So（二）煤中硫的測(cè)定和換算 在煤的元素分析中，通常是用空氣干燥基煤樣（ad）測(cè)定煤的全硫（St,ad）（除特殊需要外，一般不單獨(dú)測(cè)定各種形態(tài)硫）。在評(píng)價(jià)煤質(zhì)時(shí)，為了消除因ad煤樣中內(nèi)在水分的變化對(duì)煤硫分值的影響，并使不同煤層的硫含量具有可比性，煤中的硫含量是將空氣干燥基全硫（St,ad）換算成干燥基全硫（St,

35、d）來(lái)表示。其換算公式如下： 硫是存在于煤中的一種有害雜質(zhì)，對(duì)煤的工業(yè)利用有不利的影響，但硫又是一種重要的化工原料，所以硫是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。 GB/T 15224.22004GB/T 15224.22004 按煤的干燥基全硫（St,d%）對(duì)煤的分級(jí)：adtaddtSMS,100100（三）根據(jù)煤的干燥基全硫（St,d%）對(duì)煤的分級(jí)（GB/T GB/T 15224.2200415224.22004 ） 1.動(dòng)力煤硫分分級(jí) （1）不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量值 不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量（是指對(duì)不同煤種規(guī)定的干燥基高位發(fā)熱量）見表1。 表表1 不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量煤煤 種種基準(zhǔn)發(fā)熱量

36、（基準(zhǔn)發(fā)熱量（Qgr，d）/（MJ/kg）無(wú)煙煤、煙煤24.00褐煤21.00（2）無(wú)煙煤和煙煤的硫分分級(jí) 表表2 無(wú)煙煤和煙煤的硫分分級(jí)無(wú)煙煤和煙煤的硫分分級(jí)序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)干燥基全硫分干燥基全硫分(St，d)范圍范圍%試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低硫煤SLS0.50GB/T 214 2低硫煤LS0.500.903中硫煤MS0.911.504中高硫煤MHS1.513.005高硫煤HS3.00無(wú)煙煤和煙煤的硫分在基準(zhǔn)發(fā)熱量時(shí)按表2進(jìn)行分級(jí)。 （3）褐煤的硫分分級(jí) 褐煤的硫分在基準(zhǔn)發(fā)熱量時(shí)按表3進(jìn)行分級(jí)。 表表3 3 褐煤的硫分分級(jí)褐煤的硫分分級(jí)序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)干燥基全硫

37、分干燥基全硫分(St，d)范圍范圍%試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低硫煤SLS0.45GB/T 2142低硫煤LS0.450.853中硫煤MS0.861.504中高硫煤MHS1.513.005高硫煤HS3.00 * 當(dāng)煤炭的實(shí)測(cè)干燥基高位發(fā)熱量不等于基準(zhǔn)發(fā)熱量時(shí)，要對(duì)硫分進(jìn)行折算，得到折算后的干燥基全硫，然后以折算后的干燥基全硫按表2或表3進(jìn)行分級(jí)。 折算后的干燥基全硫的計(jì)算方法：折算后的干燥基全硫= 實(shí)測(cè)的干燥基全硫 實(shí)測(cè)干燥基高位發(fā)熱量熱量基準(zhǔn)發(fā)2.冶煉用煉焦精煤硫分分級(jí) 冶煉用煉焦精煤的硫分按表4進(jìn)行分級(jí)。 表表4 4 冶煉用煉焦精煤的硫分分級(jí)冶煉用煉焦精煤的硫分分級(jí)序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代

38、號(hào)干燥基全硫分干燥基全硫分(S(St t，d d) )范圍范圍% %試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低硫煤SLS0.40GB/T 2142低硫分煤LS0.400.703中低硫煤MLS0.710.954中硫分煤MS0.961.205中高硫煤MHS1.211.506高硫分煤HS1.512.50 3.其他用煉焦精煤和原料用煤的硫分分級(jí) 其他用煉焦精煤和原料用煤的硫分分級(jí)可參照冶煉用煉焦精煤進(jìn)行分級(jí)。 4.高爐噴吹用煤的硫分分級(jí) 高爐噴吹用煤的硫分分級(jí)可參照冶煉用煉焦精煤進(jìn)行分級(jí)。 （四）煤中的硫?qū)γ杭庸だ玫挠绊?1.煤中硫?qū)γ杭庸だ玫奈：?在燃燒和氣化時(shí)，煤中的硫轉(zhuǎn)變成的二氧化硫、硫化氫既腐蝕設(shè)備又污染環(huán)境

39、，還使催化劑中毒，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。用于煉焦時(shí)，其中7080的硫轉(zhuǎn)入焦炭，焦炭用于冶金，使煉出的生鐵含硫較多而具有熱脆性，不僅使生鐵的質(zhì)量差，而且還使高爐的生產(chǎn)能力下降并嚴(yán)重腐蝕設(shè)備。因此，要求煉焦用煤的硫分應(yīng)小于l.0。在煤的儲(chǔ)存時(shí)，煤中的FeS2能促進(jìn)煤的氧化和自燃等。 煤中的硫含量越多，煤的質(zhì)量越差，對(duì)煤加工利用帶來(lái)的危害也越大。 2.煤中硫的利用 硫是一種寶貴的資源?？捎脕?lái)生產(chǎn)硫酸和殺蟲劑等；在橡膠、制藥等工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。故在選煤時(shí)回收煤中的黃鐵礦；從燃燒的煙道中和煤氣中回收各種含硫化合物；在燃煤中加脫硫劑以及從焦?fàn)t氣中回收硫等都是有效利用途經(jīng)。 六、煤中的磷元素（六、

40、煤中的磷元素（P Pd d% %） 煤中的磷主要是無(wú)機(jī)磷（如磷灰石Ca3(PO4)2CaF2和磷酸鋁（Al6P01418H20）等），此外，還有微量的有機(jī)磷。 我國(guó)原煤中的含磷量普遍較低，一般為0.010.1，最高不超過(guò)1。 磷是煤中的有害成分，對(duì)煤的利用產(chǎn)生不利影響，故煤中磷含量也是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的主要指標(biāo)之一。根據(jù)煤的干燥基磷含量（Pd%），對(duì)煤進(jìn)行分級(jí)（MT/T562-1996）。 煤中磷分分級(jí)煤中磷分分級(jí)序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)磷分范圍（磷分范圍（Pd%）試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法1特低磷煤SLP0.010GB 2162低磷分煤LP0.0100.0503中磷分煤MP0.0500.1004高磷分

41、煤HP0.100七、煤中的砷元素（七、煤中的砷元素（AsAs） 煤中的砷多以有機(jī)物的形式存在，有時(shí)也以硫化砷（雄黃或雌黃）或砷黃鐵礦（FeS2FeAs2）形式混雜于煤中。我國(guó)煤中砷的含量極低，一般只有0.150g/t,個(gè)別的可達(dá)283g/t。砷在煤燃燒時(shí)生成的三氧化二砷(俗稱“砒霜”)是一種劇毒物。煤中砷含量分級(jí)（MT/T 803-1999）如下表。 煤中砷含量分級(jí)煤中砷含量分級(jí)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代代 號(hào)號(hào)砷含量（砷含量（AsAs），），% %一級(jí)含砷煤As4.010-4二級(jí)含砷煤As4.010-48.010-4三級(jí)含砷煤As8.010-425.010-4四級(jí)含砷煤As25.010-4國(guó)外規(guī)定：

42、在釀造和食品工業(yè)中，燃煤的砷含量不得超過(guò)8g/t。 八、煤中的氯元素（八、煤中的氯元素（ClCl） 煤中的氯多以氯化鈉、氯化鉀的形式存在，其含量一般為0.010.20，個(gè)別可達(dá)1.00。但氯的危害極大，含氯煤用于煉焦對(duì)焦?fàn)t內(nèi)壁的耐火磚有腐蝕，用于氣化要腐蝕各種管道，用作動(dòng)力燃料將使鍋爐遭到強(qiáng)烈腐蝕。煤中氯含量分級(jí)（MT/T 597-1996）如下表。 煤中氯含量分級(jí)煤中氯含量分級(jí)序號(hào)級(jí)別名稱 代 號(hào) 氯含量范圍（Cld），% 試驗(yàn)方法1特低氯煤 SLCl 0.050 GB 35582低氯煤 LCl 0.0500.150 3中氯煤 MCl 0.1500.300 4高氯煤 HCl 0.300 煤中

43、還有鍺、鎵、鈾、釩、金、銀等元素。 煤的工藝性質(zhì)是指在一定的條件下，煤加工轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物及其轉(zhuǎn)化過(guò)程所呈現(xiàn)的特征。 煤的工藝性質(zhì)是選擇煤的最佳加工利用途徑、正確評(píng)價(jià)煤質(zhì)及合理利用煤炭資源的依據(jù)。煤的工藝性質(zhì)很多，主要有以下幾類： （1）燃燒和氣化用煤的工藝性質(zhì)：煤的發(fā)熱量、煤的熱穩(wěn)定性、煤的化學(xué)反應(yīng)性、煤的燃點(diǎn)、煤灰熔融性、煤的機(jī)械強(qiáng)度等。 （2）煉焦用煤的工藝性質(zhì)：煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性等。 （3）其它用煤的工藝性質(zhì)：煤的低溫干餾焦油產(chǎn)率、腐植酸產(chǎn)率、苯萃取物產(chǎn)率、煤的粒度組成、煤的密度組成、煤的可選性、煤的透光率等。 下面介紹煤質(zhì)評(píng)價(jià)中及與煤的工業(yè)分類有關(guān)常用的工藝性質(zhì)： 第四節(jié) 煤的工藝性質(zhì)重點(diǎn)

44、、難點(diǎn)內(nèi)容注意 發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)放出的熱量。 發(fā)熱量的單位是J/g或者KJ/kg或MJ/kg。 常用MJ/kg（=1000 KJ/kg）表示。過(guò)去我國(guó)慣用的熱量單位為20卡/克（cal/g）或大卡（千卡）/千克（kcal/kg），二者的關(guān)系是： 1cal=4.1816J一、煤的發(fā)熱量（一、煤的發(fā)熱量（Q Q）（一）煤發(fā)熱量的含義及單位（二）煤發(fā)熱量的測(cè)定 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)熱量測(cè)定方法是氧彈量熱法，其測(cè)定結(jié)果是煤的空氣干燥基彈筒發(fā)熱量（Qb,ad）。在規(guī)定條件下測(cè)定Qb,ad時(shí)，由于煤樣是在高壓過(guò)氧狀態(tài)下燃燒，因此發(fā)生了煤在空氣中燃燒時(shí)所不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（如：煤中的S、N轉(zhuǎn)

45、化成硫酸、硝酸而放熱；煤中的水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)而放熱等）。使Qb,ad中包含了酸生成熱和水的液化熱等，則Qb,ad大于煤在空氣中燃燒時(shí)的發(fā)熱量。故必須對(duì)Qb,ad進(jìn)行修正或換算，使其能表示煤在空氣中燃燒時(shí)的發(fā)熱量。 我國(guó)煤的發(fā)熱量測(cè)定方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：測(cè)定的煤發(fā)熱量空氣干燥基彈筒發(fā)熱量（ Qb,ad ）只作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，報(bào)出結(jié)果必須采用空氣干燥基高位發(fā)熱量（ Qgr,v,ad ）和空氣干燥基低位發(fā)熱量（ Qnet,v,ad ）。 1.煤的恒容高位發(fā)熱量（ Qgr,v,ad ，簡(jiǎn)寫為“Qgr,ad ”） 煤的恒容高位發(fā)熱量是煤樣在氧彈內(nèi)燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量減去硫酸和硝酸生成熱后的熱量。計(jì)算公式如下： （

46、三）煤發(fā)熱量的表示方法)95(,adbadbadbadgrQSQQ式中： 95硫酸生成熱校正系數(shù)，它是煤中每l(0.Olg)的硫生成硫酸的生成熱和硫酸溶于水的溶解熱之和，J； Sb,ad彈筒洗液中測(cè)得的硫，（當(dāng)煤中St,d4和 Qb,ad14.60MJ/kg時(shí)，可用St,ad代替Sb,ad）； 硝酸生成熱校正系數(shù)（當(dāng)Qb,ad 16.70MJ/kg時(shí)， 取值為0.0010；當(dāng)16.70MJ/kg Qb,ad 25.10MJ/kg時(shí)， 取值為0.0012；當(dāng)Qb,ad 25.10MJ/kg時(shí)， 取值為0.0016）。 (4-11) 2.煤的恒容低位發(fā)熱量（ Qnet,v,ad ，簡(jiǎn)寫為“Qnet

47、,ad ”） 煤的恒容低位發(fā)熱量是煤的恒容高位發(fā)熱量減去煤樣中內(nèi)在水分和氫燃燒時(shí)生成水的液化熱后的熱值。（1）若不考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)體積膨脹做功，其計(jì)算公式為： )9(25,adadadgradnetHMQQ(4-12)式中：25常數(shù)，即每1(0.01g)水的蒸發(fā)熱為25J； 9把氫折算為水的系數(shù)。 （2）若考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)體積膨脹做功，其計(jì)算公式為： aradaradadvgrarvnetMMMHQQ23100100)206(,(4-13) 例4-5 某煤樣的分析數(shù)據(jù)如下表所示。 M MararM MadadS St,adt,adH HadadQ Qb,adb,ad( ( MJ/k

48、g)MJ/kg)3.522.142.035.2521.00單位：?jiǎn)挝唬?求：Qgr,ad、Qgr,d、Qnet,ar？解：（1）計(jì)算Qgr,ad 且Qb,ad =21.00 MJ/kg14.60 MJ/kg)，故可用St,ad代替Sb,ad。 又16.70 MJ/kg Qb,ad =21.00MJ/kg25.10 MJ/kg，故=0.0012。 adtaddtSMS,100100%10003. 214. 2100100%02. 24.0%按式（4-11）： （2）計(jì)算Qgr,d按式（4-1）： )95(,adbadbadbadgrQSQQ100000.210012. 003. 29510000

49、0.2120782J/g=20.78 MJ/kg adgraddgrQMQ,10010078.2014. 210010023.21MJ/kg（3）計(jì)算Qnet,ar按式（4-12）： )9(25,adadadgradnetHMQQ)25. 5914. 2(252078219547J/g=19.55 MJ/kg 若不考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)體積膨脹做功，按式（4-5）: adnetadararnetQMMQ,10010055.1914. 210052. 310027.19MJ/kg 若考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)體積膨脹做功，按式（4-13）: 答：該煤的Qgr,ad、Qgr,d、Qnet,ar分別為2

50、0.78 MJ/kg、21.23MJ/kg和19.27或19.34 MJ/kg。 aradaradadvgrarvnetMMMHQQ23100100)206(,52. 32314. 210052. 3100)25. 520620782(19342J/g=19.34 MJ/kg （四）煤發(fā)熱量的常用指標(biāo)及其使用意義和換算 1.煤的干燥無(wú)灰基高位發(fā)熱量（Qgr,daf） 用于評(píng)定煤炭質(zhì)量和煤質(zhì)研究advgradcpadaddafvgrQCOAMQ,2,100100式中：若碳酸鹽二氧化碳的含量小于2時(shí)，可略去不計(jì)。 2.煤的收到基低位發(fā)熱量(Qnet,ar) arararvgrarvnetHMQQ9

51、25,其最接近工業(yè)鍋爐燃燒煤產(chǎn)生的實(shí)際熱量，用于動(dòng)力用煤的有關(guān)計(jì)算、工業(yè)鍋爐的設(shè)計(jì)和煤炭運(yùn)銷計(jì)價(jià) 3.煤的干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,v,d) advgraddvgrQMQ,1001004.煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量(Qgr,maf)（） adgradadmafgrQMHCAMMHCQ,)100()100(100)100(100用于不同化驗(yàn)室之間發(fā)熱量測(cè)定值的對(duì)比和煤的發(fā)熱量分級(jí) 用于我國(guó)煤的分類 ，作為區(qū)分煙煤和褐煤的輔助指標(biāo) 煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)特性的綜合指標(biāo)，受到多種因素的影響。在煤化程度相同時(shí)，腐泥煤和殘植煤的發(fā)熱量比腐植煤低。在腐植煤中，發(fā)熱量和煤化程度之間呈現(xiàn)規(guī)律性的變化關(guān)系。從褐煤焦煤階

52、段，煤的發(fā)熱量逐漸增加，在焦煤階段達(dá)到了最大值；此后，從瘦煤無(wú)煙煤，煤的發(fā)熱量略有下降。 （五）煤發(fā)熱量與煤類的關(guān)系各種煤的發(fā)熱量范圍各種煤的發(fā)熱量范圍 單位：MJ/kg煤化煤化程度程度褐煤褐煤長(zhǎng)焰煤長(zhǎng)焰煤氣煤氣煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤貧煤貧煤無(wú)煙煤無(wú)煙煤Qgr,daf25.0930.1130.1133.4532.2035.5434.3036.8035.1337.1034.9236.5934.7136.3832.2034.29（六）根據(jù)煤的干燥基高位發(fā)熱量（ Qgr,d ）對(duì)煤分級(jí)煤炭發(fā)熱量分級(jí)（煤炭發(fā)熱量分級(jí)（GB/TGB/T15224.32004）：）： 1.無(wú)煙煤和煙煤的發(fā)熱量分級(jí)按表

53、1進(jìn)行。 表表1 無(wú)煙煤和煙煤發(fā)熱量的分級(jí)無(wú)煙煤和煙煤發(fā)熱量的分級(jí)序號(hào)序號(hào)級(jí)別名稱級(jí)別名稱代號(hào)代號(hào)發(fā)熱量（發(fā)熱量（Qgr，d）范圍）范圍(MJ/kg)1 特高熱值煤SHQ29.602高熱值煤GQ25.5129.603中熱值煤MQ22.4125.504低熱值煤LQ16.3022.405特低熱值煤（低質(zhì)煤）SLQ18.202中熱值褐煤MQL14.9018.203低熱值褐煤（低質(zhì)煤）LQL14.90 煤在隔絕空氣的條件下加熱時(shí)，在不同溫度下發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過(guò)程稱為煤的熱解（熱分解或干餾）。 煤的粘結(jié)性是指煤在干餾時(shí)粘結(jié)本身或外加惰性物質(zhì)的能力；煤的結(jié)焦性是指煤經(jīng)干餾結(jié)成焦炭的性能。

54、 煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性關(guān)系密切：粘結(jié)性是結(jié)焦性的前提和必要條件，結(jié)焦性包括保證結(jié)焦過(guò)程能夠順利進(jìn)行的所有性質(zhì)。但粘結(jié)性好的煤，結(jié)焦性不一定就好(如肥煤)；結(jié)焦性好的煤，粘結(jié)性一定好。 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是煉焦用煤的重要工藝性質(zhì)，煉焦用煤必須具有較好的粘結(jié)性和結(jié)焦性，才能煉出優(yōu)質(zhì)的冶金焦炭。 二、煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性二、煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性（一）煤粘結(jié)性和結(jié)焦性的含義及關(guān)系（二）衡量煤粘結(jié)性和結(jié)焦性的主要指標(biāo)既表示煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性、又與煤工業(yè)分類有關(guān)的指標(biāo) （、）1.膠質(zhì)層最大厚度（Y，mm）（） 煤杯中煤樣結(jié)焦過(guò)程示意圖煤杯中煤樣結(jié)焦過(guò)程示意圖1-測(cè)膠質(zhì)層厚度的探針； 2-壓力盤； 3-煤樣；4-

55、膠質(zhì)層上層面； 5-膠質(zhì)層；6-膠質(zhì)層下層面；7-半焦 膠質(zhì)層最大厚度的測(cè)定是在模擬工業(yè)煉焦的條件下進(jìn)行。 把煤樣放在一個(gè)特制的煤杯中，在煤樣上加一個(gè)壓力盤。當(dāng)煤杯中的煤樣自底部單側(cè)加熱時(shí)，煤樣就處在一系列的等溫層中。各層溫度自上而下升高。溫度相當(dāng)于軟化點(diǎn)的層面以上的煤樣尚未有明顯的變化；而該層面以下的煤樣都熱解軟化，形成具有塑性的膠質(zhì)體。溫度相當(dāng)于固化點(diǎn)的層面以下的煤樣則已熱解、固化后形成半焦。這樣，在加熱過(guò)程中的某一段時(shí)間內(nèi)，在煤杯內(nèi)就形成了半焦層、膠質(zhì)層和未軟化的煤層三部分（如圖所示）。 在測(cè)定過(guò)程中，煤杯底部由于受熱最早，所以先形成一層膠質(zhì)體。隨著溫度的不斷升高，膠質(zhì)層的厚度也在逐漸增

56、加，當(dāng)溫度上升到固化溫度時(shí)，底部的膠質(zhì)體就開始固化。在煤杯的中部，膠質(zhì)層的厚度比較大，再往上時(shí)膠質(zhì)層的厚度在不斷地變化，以測(cè)定的膠質(zhì)層最大厚度 (Y,mm)作為報(bào)出結(jié)果。 按按膠質(zhì)層最大厚度（膠質(zhì)層最大厚度（Y Y，mmmm）對(duì)煤的粘結(jié)性分級(jí)）對(duì)煤的粘結(jié)性分級(jí)等級(jí)等級(jí)無(wú)粘結(jié)性煤無(wú)粘結(jié)性煤弱粘結(jié)性煤弱粘結(jié)性煤中強(qiáng)粘結(jié)性煤中強(qiáng)粘結(jié)性煤強(qiáng)粘結(jié)性煤強(qiáng)粘結(jié)性煤Y,mm0010102020膠質(zhì)層最大厚度與煤化程度的關(guān)系膠質(zhì)層最大厚度與煤化程度的關(guān)系煤化煤化程度程度褐煤褐煤長(zhǎng)焰煤長(zhǎng)焰煤氣煤氣煤氣肥煤氣肥煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤貧煤貧煤無(wú)煙煤無(wú)煙煤Y，mm00525752578507252571501200

57、粘結(jié)性無(wú)弱強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)弱無(wú)無(wú) 實(shí)踐證明：膠質(zhì)層最大厚度值具有加和性，即幾種煤配合后熱解，配合煤的Y值等于各種煤?jiǎn)为?dú)熱解時(shí)Y值的加權(quán)平均值。這一性質(zhì)可用于指導(dǎo)配煤煉焦。 以膠質(zhì)層最大厚度作為粘結(jié)性的指標(biāo)，測(cè)定方法簡(jiǎn)單，重現(xiàn)性好，對(duì)中等粘結(jié)性煤的區(qū)分能力強(qiáng)。多種煤的Y值具有加和性，這是其它粘結(jié)性指標(biāo)所不具備的。缺點(diǎn)是Y值只能反映膠質(zhì)體的數(shù)量而不能反映膠質(zhì)體的質(zhì)量。 2.粘結(jié)指數(shù)（GR.I.）（） （1）羅加指數(shù)（R.I.） 羅加指數(shù)法是波蘭煤化學(xué)家羅加提出的一種測(cè)定煙煤粘結(jié)無(wú)煙煤能力的方法。 羅加指數(shù)測(cè)定的方法要點(diǎn)：把1g粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣和5g標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤混合放入坩堝中并給予適當(dāng)?shù)募訅汉?/p>

58、重，是指Ad4、Vdaf在45、粒度在0.30.4mm的無(wú)煙煤（我國(guó)現(xiàn)在都用寧夏汝箕溝煤礦的無(wú)煙煤并經(jīng)1.7g/cm3重液洗選）。 在850的溫度下焦化15min后取出稱量，得出焦炭總質(zhì)量m；篩去粒度小于lmm的粒焦，再稱得焦炭的質(zhì)量m；把焦炭放在特定轉(zhuǎn)鼓中轉(zhuǎn)磨5min，再篩去粒度小于lmm的粉焦，稱得焦炭質(zhì)量m1；將所得的焦炭第二次、第三次重復(fù)上述操作，并分別得焦炭質(zhì)量m2和m3,最后按下面公式計(jì)算羅加指數(shù)： 10032.213mmmmmIR羅加指數(shù)法的不足：不論煤的粘結(jié)能力的大小，都以1：5的比例將煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤混合；而且標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤的粒度較大(0.30.4mm)，容易對(duì)粒度小于0.2mm

59、的煤樣離析；對(duì)于強(qiáng)粘結(jié)性的煤來(lái)說(shuō)，無(wú)法顯示它們的強(qiáng)粘結(jié)性，所以難于分辨粘結(jié)能力的大??；此外，羅加指數(shù)的測(cè)定值往往偏高，對(duì)弱粘結(jié)煤測(cè)定時(shí)重復(fù)性差；而且各國(guó)所采用的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤不同，在國(guó)際間無(wú)可比性。 （2）粘結(jié)指數(shù)（GR.I.） 我國(guó)煤炭科學(xué)院在分析了羅加指數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)以后，提出用粘結(jié)指數(shù)作為表征煙煤粘結(jié)性的指標(biāo)，用GR.I.表示（可簡(jiǎn)寫為G）。 測(cè)定方法的要點(diǎn)是：將空氣干燥基煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤先按1：5的比例混合在坩堝內(nèi)，然后放在850的馬弗爐中焦化15min，稱出焦粒重m；將稱重后的焦粒放入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)行第一次轉(zhuǎn)磨，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速50r/min，轉(zhuǎn)磨5min；轉(zhuǎn)磨后用lmm的圓孔篩篩分，其篩上物稱重m1；再

60、將篩上物進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)磨，并稱出大于lmm的焦炭重m2。粘結(jié)指數(shù)用下列公式進(jìn)行計(jì)算： mmmGIR21.703010粘結(jié)指數(shù)（G）的測(cè)定原理和羅加指數(shù)法相同。但將標(biāo)準(zhǔn)無(wú)煙煤的粒度改為0.10.2mm、與空氣干燥基煤樣的比例作了靈活的變動(dòng)、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)由三次改為兩次。 mmmGIR5703021. 當(dāng)測(cè)得的G18時(shí)，需作補(bǔ)充試驗(yàn)。此時(shí)試驗(yàn)煤樣和專用無(wú)煙煤的比例改為3：3，即稱取3g試驗(yàn)用煤樣與3g專用無(wú)煙煤混合。其余操作同上。結(jié)果按下式計(jì)算 按粘結(jié)性指數(shù)（按粘結(jié)性指數(shù)（GR.I.）對(duì)煤的分級(jí)）對(duì)煤的分級(jí)等級(jí)等級(jí)不粘結(jié)和不粘結(jié)和微粘結(jié)煤微粘結(jié)煤弱粘結(jié)煤弱粘結(jié)煤中等偏弱中等偏弱粘結(jié)煤粘結(jié)煤中等偏強(qiáng)中等偏強(qiáng)