动力用商品煤的水分、灰分、挥发分
煤炭的各项技术指标的具体意思

煤炭的各项技术指标的具体意思: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。
水分是燃烧过程中的有害物质之一,它在燃烧过程中吸收大量的热,对燃烧的影响比灰分大得多。
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。
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)。
灰分含量会使火焰传播速度下降,着火时间推迟,燃烧不稳定,炉温下降)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(Var)。
其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。
挥发分,是判明煤炭着火特性的首要指标。
挥发分含量越高,着火越容易。
根据锅炉设计要求,供煤挥发分的值变化不宜太大,否则会影响锅炉的正常运行。
如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后,因火焰中心逼近喷燃器出口,可能因烧坏喷燃器而停炉;若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤,则会因着火过迟使燃烧不完全,甚至造成熄火事故。
煤炭知识1煤炭分类

动力煤知识广义上来讲,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。
火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。
燃料煤的特性包括两个方面:一是煤特性,二是灰特性。
煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。
这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。
灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。
这些特性对燃烧后的清洁程度,对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。
动力用煤就类别来说,主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤;气煤以及少量的无烟煤。
从商品煤来说,主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。
劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分(大于40%)低热值(小于15。
73兆焦/千克)的烟煤、低挥发分(小于10%)的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫(大于2%)煤等。
燃用劣质煤是火电厂对社会的一项贡献。
炼焦煤知识焦碳:一种固体燃料,质硬,多孔,发热量高.用煤高温干馏而成,多用于炼铁。
焦炭的种类:焦炭通常按用途分为冶金焦(包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等)、气化焦和电石用焦等。
由煤粉加压成形煤,在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。
由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。
中国制定的冶金焦质量标准(GB/T1996-94)就是高炉质量标准。
气化焦是专用于生产煤气的焦炭。
主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内,作为气化原料,生产以CO和H2为可燃成分的煤气。
气化过程的主要反应有:C+O2→CO2+408177KJCO2+C→2CO-162142KJC+H2O→CO+H2-118628KJC+2H2O→CO2+2H2-75115KJ因为产生CO和H2的过程均是吸热反应,需要的热量由焦炭的氧化、燃烧提供,因此气化焦也是气化过程的热源。
煤炭的各项指标

煤炭的各项指标第一个指标: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。
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(Var)。
其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。
其他指标:煤炭的固定碳(FC)固定碳含量是指去除水分、灰分和挥发分之后的残留物,它是确定煤炭用途的重要指标。
从100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即为煤的固定碳含量。
根据使用的计算挥发分的基准,可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。
发热量(Q)发热量是指单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量,主要分为高位发热量和低位发热量。
煤的高位发热量减去水的汽化热即是低位发热量。
发热量的国标单位为百万焦耳/千克(MJ/KG)常用单位大卡/千克,换算关系为:1MJ/KG=239.14Kcal/kg;1J=0.239cal;1cal=4.18J。
煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响

煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿,把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅,或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料,而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计,在我国能源生产和消费构成中,煤炭一直居于主导地位,1995年,生产占75.5%,消费占75.0%。
在国民经济中,工业、农业、交通运输的开展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的开展和新工艺、新方法的应用,煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计,在未来相当长的时期内,煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质与其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口与导电性等。
其中,除了比重和导电性需要在实验室测定外,其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层比照等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤外表的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的外表在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高,光泽越强;矿物质含量越多,光泽越暗;风、氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高,粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
火力发电用电煤的标准要求

热电煤的标准要求火电厂用的燃质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。
燃料煤的特性包括两个方面:一是煤特性,二是灰特性。
煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。
这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。
灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。
这些特性对燃烧后的清洁程度,对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。
电力用煤就类别来说,主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤;气煤以及少量的无烟煤。
从商品煤来说,主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。
劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分(大于40%)低热值(小于15。
73兆焦/千克)的烟煤、低挥发分(小于10%)的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫(大于2%)煤等。
电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广,燃用劣质煤是火电厂对社会的一项贡献。
它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤,也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。
但对一台已安装使用的锅炉来讲,不可能燃用各种挥发分的煤炭,因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。
发电用煤质量指标有:1、挥发分:是判明煤炭着火特性的首要指标。
挥发分含量越高,着火越容易。
根据锅炉设计要求,供煤挥发分的值变化不宜太大,否则会影响锅炉的正常运行。
如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后,因火焰中心逼近喷燃器出口,可能因烧坏喷燃器而停炉;若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤,则会因着火过迟使燃烧不完全,甚至造成熄火事故。
因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。
2、灰分:灰分含量会使火焰传播速度下降,着火时间推迟,燃烧不稳定,炉温下降。
3、水分:水分是燃烧过程中的有害物质之一,它在燃烧过程中吸收大量的热,对燃烧的影响比灰分大得多。
商品煤概念

一、商品煤1、电煤——电煤质量标准:发热量5000 —5500大卡,挥发26%,固定碳45%,灰份25%,硫1%,全水份10%。
动力煤从广义上来讲,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。
火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。
燃料煤的特性包括两个方面:一是煤特性,二是灰特性。
煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。
这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。
灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。
这些特性对燃烧后的清洁程度,对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。
动力用煤就类别来说,主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤;气煤以及少量的无烟煤。
从商品煤来说,主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。
劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分(大于40%)低热值(小于15。
73兆焦/千克)的烟煤、低挥发分(小于10%)的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫(大于2%)煤等。
2、兰炭——兰炭(人们也称半焦、焦炭),结构为块状,粒度一般在3mm以上,颜色呈浅黑色,目前,兰炭主要有两种规格:一是土炼兰炭,二是机制兰炭;尽管两种规格的兰炭用的是同一种优质精煤炼制而成,但因生产工艺和设备的不同,其成本和质量也大不一样。
质量:固定碳>82%,挥发份<4%,灰份<6%,硫<0.3%,水份<;10%,比电阻>3500μΩM,粒度:15-25mm、最大不超过30mm。
兰炭可代替焦炭(冶金焦)而广泛用于化工、冶炼、造气等行业,在生产金属硅、铁合金、硅铁、硅锰、化肥、电石等高耗能产品过程中优于焦炭。
与焦炭区别----原料不同一般焦炭产品原料主要以具有较强粘结性的焦煤、肥煤等炼焦煤种为主,焦炭一般以单一煤种生产,在生产过程中不需要配煤。
品质不同相比一般意义的焦炭产品,兰炭具有固定炭高、比电阻率高、化学活性高、灰分低、硫低、磷低、水分低等“三高四低”的优点,但同时兰炭的强度和抗碎性相比较差。
煤炭质量分级煤质评价实用手册

高灰煤
HA
>35.00
注:其他用炼焦精煤和原料用煤的灰分分级也可参照上表进行分级。
⑶冶炼用炼焦精煤的灰分分级见下表:
序号
级别名称
代号
灰分(Ad)范围%
1
特低灰煤
≤6.00
2
低灰煤
LA
6.01~8.00
3
中灰煤
MA
8.01~10.00
4
中高灰煤
MHA
10.01~12.50
5
高灰煤
HA
>12.50
注:高炉喷吹用煤的灰分分级可参照上表进行分级。
序号
级别名称
代号
氟含量范围(Fd)ug/g
试验方法
1
特低氟煤
SLF
<80
GB/T 4633
2
低氟煤
LF
80~130
3
中氟煤
MF
131~200
4
高氟煤
HF
>200
煤中磷分分级
A:(MT/T562-1996)
(1996年4月18日批准1996年10月1日实施)
1、主要内容和适用范围
本标准规定了煤中干燥基磷分分级的级别名称、代号和磷分范围。
HQ
27.21~30.90
3
中高发热量煤
MHQ
24.31~27.20
4
中发热量煤
MQ
21.31~24.30
5
中低发热量煤
MLQ
16.71~21.30
65
低发热量煤
LQ
≤16.70
煤的固定碳分级
(MT/T561-1996)
(1996年4月18日批准1996年10月1日实施)
煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响

煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿,把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅,或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料,而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计,在我国能源生产和消费构成中,煤炭一直居于主导地位,1995年,生产占75.5%,消费占75.0%。
在国民经济中,工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用,煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计,在未来相当长的时期内,煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中,除了比重和导电性需要在实验室测定外,其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高,光泽越强;矿物质含量越多,光泽越暗;风、氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高,粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
动力用商品煤的水分、灰分、挥发分煤的水分、灰分、挥发分和固体碳4个项目通常称为煤的工业分析。
广义的工业分析还包括煤的发热量、全硫和真相对密度。
煤中水分的赋存状态分为2大类。
一类是与矿物质相结合的水,称为化合水或结晶水。
如石膏(CaSO4。
2H2O)和高岭土(Al2O3。
2SiO2。
2H2O)中的结晶水就是以化合形式与矿物质相结合。
这部分水分通常要在2000C以上的温度下才能分解析出。
如CaSO4。
2H2O中的2个分子结晶水要在5000C以上才能完全脱除,在1700C时能脱除其中1.5份结晶水。
工业分析中的水分则不包括这部分结晶水。
另一类水分是以物理状态与煤的有机物质相联系。
即水分以附着和吸附等形式存在于煤中,这部分水统称为游离水分。
这些游离水分在105-1100C的温度下经过一定时间的蒸发即可全部脱除。
游离水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度深浅,也是决定媒质优劣的重要参数之一。
与有机质相联系的游离水分,还可根据其存在状态而分为外在水分和内在水分2部分。
吸附或凝聚在媒有机质颗粒内部毛细孔(微孔)中的水分称为煤的内在水分。
附着煤粒表面的水分称为外在水分。
由于毛细孔吸附力的作用,煤的内在水分比外在水分较难蒸发除去。
如煤样在空气中放置8-24h后,其外在水分一般就能蒸发除去,而内在水分只有在外在水分除去相当一部分才会缓慢地向外逸散,且在室温下几乎不可能全部脱除。
当煤的内部毛细孔吸附的水分达到饱和状态时,其所含的水分称为煤的最高内在水分。
煤内部毛细孔容积的大小,基本上能表征煤的煤化程度。
尤其是低煤化度煤,毛细孔的内表面积很大,其最高内在水分含量也高。
煤的外在水分和内在水分合称为煤的全水分(Mt)。
由于煤的外在水分随煤矿地质条件、大气的湿度等外界条件的改变而变化,所以煤炭的全水分含量也是经常发生变化的。
至于煤中存在的外在水分和内在水分的确切涵义,与煤的工业分析中测定的外在水分和内在水分的概念有一定差异。
在工业分析中的外在水分,实质上是测定煤样达到空气干燥状态时所损失的水分,这时煤的内在水分也将往外逸散一部分而受到损失,因为当外在水分蒸发到一定程度以后,由于其水蒸气分压的降低而必然导致一部分内在水分往外蒸发逸出。
所以严格地说工业分析中的外在水分应称为“空气干燥时的损失水分”。
按同样原理,工业分析中的内在水分就应称为“空气干燥时的残留水分”(按ISO、ASTM、B.S的定义)。
由于工业分析中的外在水分和内在水分的煤样基准不同,所以全水分的测值不是两者直接相加,而必须通过下列公式计算。
即:100- Mt100 Mt=-Mfz+Minh x式中Mt——煤样的全水分(%);Mfz——煤样的外在水分(%);Minh——煤样的内在水分(%)。
空气干燥煤样水分是指煤样粉碎到0.2mm以下达到空气干燥状态后残留的水分。
亦称分析煤样水分。
由于其粒度比测定内在水分所用煤样的粒度(小于6mm)小得多,所以它的测值必然与内在水分有较大的差异而不能互相替换,尤其是对一些水分高的低煤化度煤的差异更大。
煤的水分高低直接影响煤炭的质量。
对精煤来说,如在寒冷冬季运输,水分大就会发生冻车事故,造成煤炭无法卸车。
全水分大的煤,其收到基低位发热量就大大降低,严重影响商品煤的售价。
分析煤样水分的测定结果除了用来计算干基灰分和干燥无灰基挥发分、元素成分等外,其数值大小在相当程度上也表征了煤化程度的高低。
如煤肥和焦炭的M ad值普遍在0.5%以下,而不粘煤的M ad多在3%-8%以上,褐煤的M ad普遍高达10%-30%以上。
当然,M ad结果还受空气相对湿度而变化。
此外,烟煤的M ad值大小还与其结焦性或粘结性紧密相关,通常粘结性越强的烟煤,其M ad值也越低,这是因为强粘结性烟煤的粘结组分中含较多富氢的脂环族化合物(憎水性强),而各种含氧的极性基团(喜水性强)较少。
煤炭全水分的高低除了与其煤化度有关外,还与矿井地下水的大小有关。
如某些中等变质程度的烟煤,由于矿井水大,其全水分几乎与长焰煤、不粘煤等年轻烟煤接近。
煤的最高内在水分几乎不受空气中相对湿度大小的影响,因而它与煤化程度之间的关系比M ad和M t更好,尤其是低煤化度煤的最高内在水分与煤化程度的关系更为密切。
我国新的煤炭分类国家标准(GB5751—86)中就以含最高内在水分的无灰基高位发热量(Q gr,maf)作为年轻煤的分类指标之一。
即当低阶煤的透光率(P M)大于30%-50%之间时,再用Q gr,maf 来区分褐煤和长焰媒:Q gr,maf大于24.00MJ/kg为长焰媒,否则为褐煤。
煤的灰分是指煤在一定高温下得到充分燃烧后的残留物。
煤的灰分绝大部分是煤中的矿物质燃烧时生成的无机氧化物(SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、P2O5、MnO2、SO3、Na2O和K2O等)。
年轻煤有机质中的金属有机化合物在燃烧后,其金属元素也氧化成金属氧化物而形成煤炭灰分的一部分。
如低煤化度的褐煤类,其腐植酸中的钾、钠、钙、镁等盐类在煤燃烧前就是金属有机化合物,但燃烧后腐植酸中的碳、氢、氮、氧等有机元素形成CO2、H2O和N2等气态物质逸出;钙、镁等金属元素则氧化成CaO和MgO等金属氧化物而成为煤灰的一部分。
在一般情况下,煤的灰分产率约比矿物质含量降低1%-5%左右。
通常含硫铁矿较多的煤,其灰分与矿物质间的差值小,而含碳酸盐矿物较多的煤,其灰分与矿物质间的差值就大。
这是因为碳酸盐矿物在高温下分解成CO2和金属氧化物两部分,前者呈气态逸出而只剩下金属氧化物变成了灰分。
又如粘土类矿物,经高温燃烧后,其结晶水也成水蒸气逸出。
至于硫化铁类矿物燃烧后形成的残留物Fe2O3,分子量也有所降低。
其燃烧反应式如下:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2351.40(分子量) 319.4(分子量)总之,煤中矿物质变成灰分后,其重量的降低幅度约占矿物质的10%-15%左右。
但腐植酸钙(镁)等含量较高的低灰分褐煤类,也有灰分比其矿物质含量稍有增高的可能。
煤的灰分高低对煤炭质量的影响更直接。
如高水分煤经过一定时期的堆成或采取人工干燥后可使煤的发热量明显提高,而高灰分煤尤其是内在灰分高的煤,一经采出很难用简单方法提高媒质。
灰分是煤中的主要有害物质。
它是我国商品煤尤其是炼焦精煤计价的主要依据。
煤层灰分大于40%时,地质勘探部门就作为尚难利用储量(即过去的表外储量)进行计算。
许多用煤工业部门都以一定的灰分界线作为能否使用的依据,如水泥回转窑用煤的灰分Ad必须在27%以下;炼焦精煤的灰分要求低于12.5%,否则就作为非冶炼精煤计价。
煤的灰分与水分一样还是计算干燥无灰基挥发分和元素成分等化验结果时的必要指标。
根据煤的灰分高低,可以大致估算出煤中原有矿物质的含量。
如美国的派尔(PARR)曾提出过计算煤中矿物质的经验公式如下:MMd=1.08Ad+0.55Sp.d或MMd=1.1Ad+0.1St,d(简化式)。
此外,灰分的高低将直接影响发热量的大小,对同一矿井的煤来说,两者成很规律的反比关系。
煤的灰分高低还直接影响粘结性的强弱和焦油产率(Tar,d及Tar,dar),因为这些矿物组分不但是惰性组分,而且还会促使胶质体的分解,导致焦油组分分解成煤气。
另外,人们根据灰分的颜色可大致判断煤灰熔融性特征温度的高低。
如灰呈红色的煤表示其Fe2O3高,软化温度ST低;呈白色的煤灰如含CaO高,则ST也低。
煤的挥发分是指煤在一定温度下(如900oC或950oC)隔绝空气受热时裂解反应所逸出物的质量(不包括逸出的水分)占试验煤样的质量百分率。
挥发物的组成颇为复杂,且与其煤化程度有密切关系。
如含氧高的褐煤类,其挥发分中除一部分低分子量的碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4)等可燃成分外,还有相当部分的CO2和H2O等非可燃成分,以及CO、H2S、COS等可燃气体。
此外,也有一些以苯、酚类芳香族化合物形态逸出。
烟煤挥发分组成中含氧化合物(CO2、H2O、CO、COS)比褐煤的少,而低分子量的碳氢化合物和苯类化合物的含量比褐煤多,酚类化合物的量也比褐煤少。
无烟煤挥发分组成中的含氧化合物比例更少,其苯类和酚类化合物比烟煤的还少,但C2H4、C2H2等不饱和碳氢化合物的比例比烟煤多。
不同煤类的挥发分组成有明显差异,其挥发分热值差别也很大,通常以粘结性越强的烟煤挥发分热值越高,褐煤挥发分的热值最低,无烟煤因挥发分太少,故总的热值也不高。
挥发分是确定煤化程度最简易快速的指标,与其焦渣特征相结合,可以初步确定煤的大类别。
另外,它还可以用来计算干燥无灰基煤发热量的大小。
挥发分与其焦渣特征和Mad、Aad值结合,可以计算出各种烟煤的Qgr,ad及Qnet,ad结果。
此外,许多用煤工业都以挥发分的大小作为能否使用的依据。
如工业锅炉用煤,要求以Vdaf大于或等于20%为最低限度;水泥回转窑用煤的标准中规定,Vdaf大于25%的煤才能使用;发电用煤的挥发分Vdaf下限为大于6.5%;合成氨用无烟煤Vdaf应低于10%;配煤炼焦中以Vdaf28%-34%为最佳。
根据挥发分中的大小,可估算出低温焦油产率和Cdaf、Hdaf、Odaf等元素含量以及煤的着火点高低。
此外,根据测定挥发分后的焦渣特征,还可粗略推断煤的粘结性强弱。
总之,挥发分Vdaf的测定很方便,是媒质分析中使用价值最大的一个指标。
煤中固定碳是指除去分析煤样水分、灰分和挥发分后的残留物。
它的组成以元素碳为主。
固定碳和元素碳两者之间,存在有规律的正比相关。
固定碳中仍然有少部分氢、氧(多在芳香核环上形成氧键)、氮、硫等元素存在。
煤中固定碳的高低除了与水分、灰分等杂质多少直接有关外,它还与煤化程度成正比。
即煤化程度高的煤,其挥发分低,固定碳高。
固定碳的数值与挥发分相似,其值随计算基准而异。
如:FCad=100-Mad-Aad-VadFCar=100-Mar-Aar-Var固定碳与挥发分的比值(FC/V)叫做燃料比,它也是表征煤化程度的有效指标。
燃料比值越大的煤,煤化程度也越高。
日本和美国的煤炭分类中,多用燃料比作为分类指标。
煤中固定碳是由差减法计算出的,有重要的使用价值。
首先,由于煤的发热量与固定碳成正比,因而工业部门常把固定碳作为媒质分析的重要指标。
如化肥用煤规定,固定碳必须大于65%。
因为煤的挥发分受热后很快析出,很难得到充分燃烧,而固定碳高的煤则能在锅炉中得到较长时间燃烧,其热量利用率高。
因此,工业锅炉用煤也要考虑其固定碳的大小。
固定碳也可作为煤炭分类的指标。
二、动力用商品煤的灰分分布情况及其变化规律1997年全国生产原煤13.25亿t,当年入选22343万t,其中入选炼焦原煤13813万t、动力用煤8530万t,生产洗动力用煤6742万t,动力煤的入选比重只占全国原煤产量的6.5%弱,而工业发达国家的动力煤入选比重达80%-100%。