煤炭工業(yè)指標(biāo)解析

1、煤炭主要指標(biāo)解析全水是煤炭中含有的水分，灰分是煤炭燃燒后剩余的灰分，揮發(fā)份是煤炭燃燒中可揮發(fā)成分，固定碳是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，全硫是煤炭中所有硫兀素含量（污染指標(biāo)），熱值是煤炭的發(fā)熱量，它是確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。第一個(gè)指標(biāo)：水分（M）煤中水分分為內(nèi)在水分、外在水分、結(jié)晶水和分解水。煤中水分過(guò)大是不利于加工、運(yùn)輸?shù)龋紵龝r(shí)會(huì)影響熱穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)，煉焦時(shí)會(huì)降低焦產(chǎn)率和延長(zhǎng)焦化周期?，F(xiàn)在我們常報(bào)的水份指標(biāo)有：1、全水份（Mt）,是煤中所有內(nèi)在水份和外在水份的總和，也常用Mar表示。通常規(guī)定在8%以下。2、空氣干燥基水份（Mad）,指煤炭在空氣干燥狀態(tài)下所含的水份。也可以認(rèn)為

2、是內(nèi)在水份，老的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上有稱(chēng)之為“分析基水份”的。煤中水分的賦存狀態(tài)分為2大類(lèi)。一類(lèi)是與礦物質(zhì)相結(jié)合的水，稱(chēng)為化合水或結(jié)晶水。如石膏（CaSO4。2H2O）和高嶺土（A12O3。2SiO2。2H2O）中的結(jié)晶水就是以化合形式與礦物質(zhì)相結(jié)合。這部分水分通常要在2000C以上的溫度下才能分解析出。如CaSO4。2H2O中的2個(gè)分子結(jié)晶水要在5000C以上才能完全脫除，在1700C時(shí)能脫除其中1.5份結(jié)晶水。工業(yè)分析中的水分則不包括這部分結(jié)晶水。另一類(lèi)水分是以物理狀態(tài)與煤的有機(jī)物質(zhì)相聯(lián)系。即水分以附著和吸附等形式存在于煤中，這部分水統(tǒng)稱(chēng)為游離水分。這些游離水分在105-1100C的溫度下經(jīng)過(guò)一定時(shí)

3、間的蒸發(fā)即可全部脫除。游離水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度深淺，也是決定媒質(zhì)優(yōu)劣的重要參數(shù)之一，當(dāng)煤的內(nèi)部毛細(xì)孔吸附的水分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，其所含的水分稱(chēng)為煤的最高內(nèi)在水分。煤內(nèi)部毛細(xì)孔容積的大小，基本上能表征煤的煤化程度。尤其是低煤化度煤，毛細(xì)孔的內(nèi)表面積很大，其最高內(nèi)在水分含量也高。煤的外在水分和內(nèi)在水分合稱(chēng)為煤的全水分（Mt）。由于煤的外在水分隨煤礦地質(zhì)條件、大氣的濕度等外界條件的改變而變化，所以煤炭的全水分含量也是經(jīng)常發(fā)生變化的。收到基水分就是指煤的全水分。包含內(nèi)在水分和外在水分。如果說(shuō)空氣干燥機(jī)水分，只是包含內(nèi)在水分，不包含外在水分。第二個(gè)指標(biāo)：灰分A灰分指煤在燃燒的后留下的

4、殘?jiān)２皇敲褐械V物質(zhì)總和，而是這些礦物質(zhì)在化學(xué)和分解后的殘余物?；曳指撸f(shuō)明煤中可燃成份較低。發(fā)熱量就低。同時(shí)在精煤煉焦中，灰分高低決定焦炭的灰分。能常的灰分指標(biāo)有空氣干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。煤炭質(zhì)量的基本指標(biāo)之一。煤在徹底燃燒后所剩下的殘?jiān)Q(chēng)為灰分，灰分分外在灰分和內(nèi)在灰分。外在灰分是來(lái)白頂?shù)装搴蛫A砰中的巖石碎塊，它與采煤方法的合理與否有很大關(guān)系。外在灰分通過(guò)分選大部分能去掉。內(nèi)在灰分是成煤的原始植物本身所含的無(wú)機(jī)物，內(nèi)在灰分越高，煤的可選性越差?；曳质怯泻ξ镔|(zhì)。動(dòng)力煤中灰分增加，發(fā)熱量降低、排渣量增加，煤容易結(jié)渣；一般灰分每增加2%，發(fā)熱量

5、降低100kcz1/kg左右。冶煉精煤中灰分增加，高爐利用系數(shù)降低，焦炭強(qiáng)度下降，石灰石用量增加；灰分美增加1%,焦炭強(qiáng)度下降2%,高爐生產(chǎn)能力下降3%,石灰石用量增加4%。第三指標(biāo)：揮發(fā)份全稱(chēng)為揮發(fā)份產(chǎn)率V揮發(fā)份指煤中有機(jī)物和部分礦物質(zhì)加熱分解后的產(chǎn)物，不全是煤中固有成分，還有部分是熱解產(chǎn)物，所以稱(chēng)揮發(fā)份產(chǎn)率。揮發(fā)份大小與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，煤炭變質(zhì)量程度越高，揮發(fā)份產(chǎn)率就越低。在燃燒中，用來(lái)確定鍋爐的型號(hào)；在煉焦中，用來(lái)確定配煤的比例；同時(shí)更是汽化和液化的重要指標(biāo)。常使用的有空氣干燥基揮發(fā)份（Vad）、干燥基揮發(fā)份（Vd）、干燥無(wú)灰基揮發(fā)份（Vdaf）和收到基揮發(fā)份（Var）。其中Vdaf是

6、煤炭分類(lèi)的重要指標(biāo)之一。它對(duì)燃燒和對(duì)鍋爐工作有何影響。將煤加熱到一定溫度時(shí)，煤中的部分有機(jī)物和礦物質(zhì)發(fā)生分解并逸出，逸出的氣體（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）產(chǎn)物稱(chēng)為煤的揮發(fā)分。揮發(fā)分是煤在高溫下受熱分解的產(chǎn)物，數(shù)量將隨加熱溫度的高低和加熱時(shí)間的長(zhǎng)短而變化。通常所說(shuō)的揮發(fā)分是指煤在特定條件下加熱有機(jī)物及礦物質(zhì)的氣體產(chǎn)率。即經(jīng)干燥的煤在隔絕空氣下加熱至10C,恒溫7分鐘所析出的氣體占干燥無(wú)灰基成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf。揮發(fā)分是煤中氫、氧、氮、硫和一部分碳的氣體產(chǎn)物，大部分是可燃?xì)怏w。揮分含量高，煤易于著火，燃燒穩(wěn)定。因此，揮發(fā)分是表征燃燒特性的重要指標(biāo)，從而也對(duì)鍋爐工

7、作帶來(lái)多方面的影響，如，需要根據(jù)揮發(fā)分大小考慮爐膛容積及形狀；揮發(fā)分含量影響燃燒器的型式及配風(fēng)方式的選用，影響磨煤機(jī)型式及制粉系統(tǒng)型式的選擇。同時(shí)，揮發(fā)分也是煤進(jìn)行分類(lèi)的重要指標(biāo)之一。煤樣與空氣隔絕，并在一定溫度下加熱一定時(shí)間,從煤中有機(jī)物分解出來(lái)的液體（呈蒸汽狀態(tài)）和氣體的總和稱(chēng)為揮發(fā)分。煤的揮發(fā)分主要是由水分、碳?xì)涞难趸锖吞細(xì)浠衔铮ㄒ訡H4為主）組成，但煤中物理吸附水（包括外在水和內(nèi)在水）和礦物質(zhì)二氧化碳不在揮發(fā)分之列。第四個(gè)指標(biāo)：固定碳FC煤中去掉水分、灰分、揮發(fā)分，剩下的就是固定碳。煤的固定碳與揮發(fā)分一樣，也是表征煤的變質(zhì)程度的一個(gè)指標(biāo)，隨變質(zhì)程度的增高而增高。煤經(jīng)熱解出揮發(fā)分之后

8、，余下的是固定碳和灰分。不同煤種，固定碳含量不同。固定碳是參與氣化反應(yīng)的基本成分。在煤炭工業(yè)中，指揮發(fā)物逸出后所剩余的可烯碳質(zhì)。在煤或焦炭中固定碳的含量用重量百分?jǐn)?shù)表示，即由常樣的重量中減去水分、揮發(fā)物和灰分的重量，或由于樣的重量中減去揮發(fā)物和灰分的重量而得。固定碳的含量是煤的分類(lèi)以及煤和焦炭等的質(zhì)量指標(biāo)之一。一般揮發(fā)物愈少，固定碳就愈多。實(shí)驗(yàn)室中將樣品粉末約1克置于有蓋的標(biāo)準(zhǔn)坍蝸中，在850C下加熱7分鐘，逐出水分和揮發(fā)物后，由剩余的重量中減去灰分而得。在瀝青工業(yè)中，指溶解于苯、甲苯或二硫化碳的成分。又稱(chēng)化合碳，以區(qū)別于不溶解的游離碳。固定碳含量是指煤炭除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，它是

9、確定煤炭質(zhì)量用途的重要指標(biāo)。固定碳是煤的發(fā)熱量的重要來(lái)源，所以有的國(guó)家以固定碳作為煤發(fā)熱量計(jì)算的主要參數(shù)。固定碳也是合成氨用煤的一個(gè)重要指標(biāo)。固定碳計(jì)算公式：(FC)ad=100-(MadAadVad)當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時(shí)：(FC)ad=100-(Mad-AadVad)-CO2,ad(煤)當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時(shí):(FC)ad=100-(MadAadVad)-CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣)式中：(FC)ad分析煤樣的固定碳，%;Mad分析煤樣的水分，%;Aad分析煤樣的灰分，%;Vad分析煤樣的揮發(fā)分，%;CO2,ad(煤)一一分析煤樣中碳酸鹽C

10、O2含量，;CO2,ad(焦渣)一一焦渣中CO2占煤中的含量，%第五個(gè)指標(biāo)：全硫St硫是煤中的有害元素，包括有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫。1%以下才可用于燃料。部分地區(qū)要求在0.6和0.8以下，現(xiàn)在常說(shuō)的環(huán)保煤、綠色能源均指硫份較低的煤。常用指標(biāo)有：空氣干燥基全硫（St,ad）、干燥基全硫（St.d）及收到基全硫（St,ar）。煤炭中硫的含量.硫、磷、氟、氯和碑等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤炭燃燒時(shí)絕大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2）,隨煙氣排放，污染大氣，危害動(dòng)、植物生長(zhǎng)及人類(lèi)健康，腐蝕金屬設(shè)備；當(dāng)含硫多的煤用于冶金煉焦時(shí)，還影響焦炭和鋼鐵的質(zhì)量。“硫分”含量是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。第六指

11、標(biāo)：發(fā)熱量Q發(fā)熱量是指煤炭燃燒放熱時(shí)發(fā)出的能量，測(cè)定煤炭發(fā)熱量的儀器設(shè)備-熱量?jī)x/熱量計(jì)，煤炭發(fā)熱量的單位為大卡。煤炭運(yùn)銷(xiāo)中長(zhǎng)用的煤炭發(fā)熱量有：空氣干燥基發(fā)熱量、空氣干燥基高位發(fā)熱量和收到基低位發(fā)熱量。熱量的單位為J焦（耳）。1J焦（耳）=1Nm（牛頓養(yǎng)107erg（爾格）。我國(guó)過(guò)去慣用的熱量單位為20C卡，以下簡(jiǎn)稱(chēng)卡（cal）。1cal（20C）=4.1816J。發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果以kJ/g（千焦/克）或MJ/kg（兆焦/千克）表示。彈筒發(fā)熱量：在氧彈中，在有過(guò)剩的氧的情況下氧氣初始?jí)毫?.63.0MPa（2630atm），燃燒單位質(zhì)量的試樣所產(chǎn)生的熱量稱(chēng)為彈筒發(fā)熱量。燃燒產(chǎn)物為二氧化碳、硫酸、

12、硝酸、呈液態(tài)的水和固態(tài)的灰。注：任何物質(zhì)（包括煤）的燃燒熱，隨燃燒產(chǎn)物的最終溫度而改變，溫度越高，燃燒熱越低。因此，一個(gè)嚴(yán)密的發(fā)熱量定義，應(yīng)對(duì)燒燒產(chǎn)物的溫度有所規(guī)定。但在實(shí)際測(cè)定發(fā)熱量時(shí)，由于具體條件的限制，把終點(diǎn)溫度限定在一個(gè)特定的溫度或一個(gè)很窄的范圍內(nèi)都是不現(xiàn)實(shí)的。溫度每升高1K,煤和苯甲酸的燃燒熱約降低0.41.3J/g。當(dāng)按規(guī)定在相近的溫度下標(biāo)定熱容量和測(cè)定發(fā)熱量時(shí)，溫度對(duì)燃燒熱的影響可近于完全抵銷(xiāo)，而無(wú)需加以考慮。恒容高位發(fā)熱量：煤在工業(yè)裝置的實(shí)際燃燒中，硫只生成二氧化硫，氮?jiǎng)t成為游離氮，這是同氧彈中的情況不同的。由彈筒發(fā)熱量減掉稀硫酸生成熱和二氧化硫生成熱之差以及稀硝酸的生成熱，得出的就是高位發(fā)熱量。因?yàn)閺椡舶l(fā)熱量的測(cè)定是在恒定