煤炭指标及煤种讲课教案

煤炭指标及煤种焦炭：烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。

精煤：原煤经过洗煤，除去煤炭中矸石，即为精煤。

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。

从广义上来讲，凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。

1)无烟煤(WY)。

无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。

01号无烟煤为年老无烟煤；02号无烟煤为典型无烟煤；03号无烟煤为年轻无烟煤。

如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。

2)贫煤(PM)。

贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。

在层状炼焦炉中不结焦。

燃烧时火焰短，耐烧。

3)贫瘦煤(PS)。

贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。

结焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。

4)瘦煤(SM)。

瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。

在炼焦时能产生一定量的胶质体。

单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但焦炭的耐磨性较差。

5)焦煤(JM)。

焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。

加热时能产生热稳定性很高的胶质体。

单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。

但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。

6)肥煤(FM)。

肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。

加热时能产生大量的胶质体。

单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。

缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。

7)1／3焦煤(1／3JM)。

1／3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。

单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。

8)气肥煤(QF)。

气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。

炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。

9)气煤(QM)。

气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。

加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。

胶质体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。

但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。

10)1／2中粘煤(1／2ZN)。

1／2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。

其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。

粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时，形成的焦炭强度差，粉焦率高。

11)弱粘煤(RN)。

弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。

加热时，产生较少的胶质体。

单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。

12)不粘煤(BN)。

不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。

加热时，基本上不产生胶质体。

煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达10%以上。

13)长焰煤(CY)。

长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。

其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。

贮存时易风化碎裂。

煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。

单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。

14)褐煤(HM)。

褐煤分为透光率Pm＜30％的年轻褐煤和Pm＞30～50％的年老褐煤两小类。

褐煤的特点为：含水分大，密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。

常达15～30%左右。

化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。

存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。

发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al2O3。

15) 肥精煤：中等或较高的挥发分（约25%—35%）和很强的粘结性，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。

16) 中煤是从原煤中分离出来的煤矸石和精煤的混合物，是原煤洗煤中灰分值介于精煤和矸石之间的混合物。

17) 主焦煤主要用于冶炼钢铁。

主焦煤跟1/3焦煤最大的区别是挥发份，主焦煤按国标划分挥发份18-28。

1/3 挥发份 32-36 主焦煤G值一般在65-75之间Y值15 1/3 G值60-70之间 Y值基本上无要求。

洗煤是煤炭深加工的一个不可缺少的工序，从矿井中直接开采出来的煤炭叫原煤，原煤在开采过程中混入了许多杂质，而且煤炭的品质也不同，内在灰分小和内在灰分大的煤混杂在一起。

洗煤就是将原煤中的杂质剔除，或将优质煤和劣质煤炭进行分门别类的一种工业工艺。

洗煤过程后所产生的产品一般分为有矸石、中煤、乙级精煤、甲级精煤，经过洗煤过程后的成品煤通常叫精煤，通过洗煤，可以降低煤炭运输成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，烟煤的精煤一般主要用于炼焦，它要去硫，去杂质等工业过程，以达到炼焦用的标准。

洗煤是煤炭加工中不可少的一个环节，洗煤后的煤叫精煤，通过洗煤除了能达到环保的目的还能提高煤炭的利用率等等。

Y值为胶质层最大厚度；单位是mm，y值越大，煤炭所产生的胶质体就越厚，一般情况是炼焦性能越好另外补充下煤炭知识：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。

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。

平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。

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(Var)。

其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。

第四个指标: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-Vd FCdaf=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)。

煤炭G值是指煤炭的粘结指数，该指数会影响到炼焦过程中焦炭的结合程度。

经常应用的焦炭质量指标：a. 焦炭的化学组成水分（主要与熄焦工艺有关）、灰分（来源于炼焦用煤）、挥发分（与焦炭的成熟度有关）、以及硫、磷、氯（来源于炼焦用煤）等有害元素。

b. 焦炭的机械性能耐磨强度：抵抗磨擦力破坏的能力，用M10表示。

抗碎强度：在外力冲击下抵抗破碎的能力，用M40（或M25）表示。

其它强度指标，如落下强度等。

c. 焦炭的粒度组成及粒度均匀系数。

d. 焦炭的热性质反应性（CRI）：1100℃与CO2反应的能力。

反应后强度（CSR）：与CO2反应后焦炭的机械强度。

随着高炉大型化和强化冶炼技术的发展以及对焦炭在高炉冶炼过程中的行为作用、焦炭降解机理等研究的深入，对焦炭的热性质关心程度日益增加。

e. 其它如：焦炭的显微结构、焦炭气孔率等。

焦炭的质量主要取决与炼焦用煤，如焦炭的灰、硫、磷等几乎全部来源于煤；焦炭的机械性能、粒度、热性质主要取决于炼焦用煤的性质，此外还和备煤工艺、炼焦条件以及生产操作等因素有关。

焦炭的质量指标焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。

裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。

衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。

不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在 40 ～45% ，铸造焦要求在 35 ～ 40% ，出口焦要求在 30% 左右。

焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。

焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。

焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用 M40 值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用 M10 值表示。

焦炭的裂纹度影响其抗碎强度 M40 值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度 M10 值。

M40 和 M10 值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。

焦炭质量的评价1 、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。

在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。

由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石； 3.5% 来自石灰石； 82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。

焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。