煤炭基本知识

　　中国煤炭及其分类用途 一、 煤炭是怎样形成的 煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。虽 然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰 败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用， 煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。 煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳 的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素， 形成的黑色可然化石，这就是煤炭的形成过程。 一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快， 植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤 矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂，有一些煤层埋到地下更深 的地方，有的又被排挤到地表，甚至露出地面，比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄，而 且面积也不大，所以没有开采价值，有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。 (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。 煤的容重是计算煤层储量的重要指标。 褐煤的容重一般为 1.05～1.2， 烟煤为 1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由 1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成 分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加 深而增大。 5.硬度 是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分 为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约 2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近 4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影 响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤 的脆度最小。 7.断口 是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。 1 煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。 8.导电性 是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时，电阻率 剧增。烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导 电性。 (二) 煤的化学组成 煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。 煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中，碳、氢、氧占有机质 的 95%以上。此外，还有极少量的磷和其他元素。煤中有机质的元素组成，随煤化程度的变化而 有规律地变化。一般来讲，煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低，氮的含量也稍有 降低。唯硫的含量则与煤的成因类型有关。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素，氧是 助燃元素，三者构成了有机质的主体。煤炭燃烧时，氮不产生热量，常以游离状态析出，但在高 温条件下，一部分氮转变成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、 氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体，不仅腐蚀金属设备，与 空气中的水反应形成酸雨，污染环境，危害植物生产，而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时， 煤中的硫和磷大部分转入焦炭中，冶炼时又转入钢铁中，严重影响焦炭和钢铁质量，不利于钢铁 的铸造和机械加工。用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时，各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。将含有 砷的煤用于酿造和食品工业作燃料，砷含量过高，会增加产品毒性，危及人民身体健康。 煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数 是煤中的有害成分。 另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等，它 们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。其中某些元素的含量，一旦达到工业品位或可综 合利用时，就是重要的矿产资源。 通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致 判断煤的种类和用途。煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。 1.水分 指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一 般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。 水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃；在运输 时，会增加运量，浪费运力，增加运费；炼焦时，消耗热量，降低炉温，延长炼焦时间，降低生 产效率；燃烧时，降低有效发热量；在高寒地区的冬季，还会使煤冻结，造成装卸困难。只有在 压制煤砖和煤球时，需要适量的水分才能成型。 2.灰分 是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。 灰分对煤的加工利用极为不利。灰分越高，热效率越低；燃烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉 渣，影响煤的气化和燃烧，同时造成排渣困难；炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严 重影响焦炭质量。煤灰成分十分复杂，成分不同直接影响到灰分的熔点。灰熔点低的煤，燃烧和 气化时，会给生产操作带来许多困难。为此，在评价煤的工业用途时，必须分析灰成分，测定灰 熔点。 3.挥发分 指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指标，并被用来初 步确定煤的加工利用性质。煤的挥发分产率与煤化程度有密切关系，煤化程度越低，挥发分越高， 随着煤化程度加深，挥发分逐渐降低。 4.固定碳 测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发 的固体可燃物，可以用计算方法算出。焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系，因此，根据 2 焦渣的外观特征，可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。 (三)煤的工艺性质 为了提高煤的综合利用价值，必须了解、研究煤的工艺性质，以满足各方面对煤质的要求。 煤的工艺性质主要包括：粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度 和可选性等。 1.粘结性和结焦性 粘结性是指煤在干馏过程中，由于煤中有机质分解，熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。 结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。煤的粘结性是结焦性的必要条件，结焦性好的 煤必须具有良好的粘结性，但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。这就是为什么要进 行配煤炼焦的道理。 粘结性是进行煤的工业分类的主要指标，一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的 厚度来表示，常称胶质层厚度。胶质层越厚，粘结性越好。 测定粘结性和结焦性的方法很多，除胶质层测定法外，还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等 等。 粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。煤化程度最高和 最低的煤，一般都没有粘结性，胶质层厚度也很小。 2.发热量 是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量，亦称热值，常用 106J/kg 表示。它是评价煤 炭质量，尤其是评价动力用煤的重要指标。国际市场上动力用煤以热值计价。我国自 1985 年 6 月起，改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化 程度有关。为便于比较耗煤量，在工业生产中，常常将实际 消耗的煤量折合成发热量为 2.930368×107J/kg 的标准煤来进行计算。 3.化学反应性 又称活性。是指煤在一定温度下与二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反应能力。它是评价气 化用煤和动力用煤的一项重要指标。反应性强弱直接影响到耗煤量和煤气的有效成分。煤的活性 一般随煤化程度加深而减弱。 4.热稳定性 又称耐热性。是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。它是评价气化用煤和动力用煤的又 一项重要指标。热稳定性的好坏，直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。 5.透光率 指低煤化程度的煤(褐煤、长焰煤等)，在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后，所得溶液 对光的透过率称为透光率。随着煤化程度加深，透光率逐渐加大。因此，它是区别褐煤、长焰煤 和气煤的重要指标。 6.机械强度 是指块煤受外力作用而破碎的难易程度。机械强度低的煤投入气化炉时，容易碎成小块和粉 末，影响气化炉正常操作。因此，气化用煤必须具备较高的机械强度。 7.可选性 是指煤通过洗选，除去其中的夹矸和矿物质的难易程度。我国现行的主要选煤方法有跳汰、 重介、浮选。 二、 中国煤炭资源分布 据中国第二次煤田预测资料，埋深在 1000m 以浅的煤炭总资源量为 2.6 万亿 t。其中大别山-秦岭昆仑山一线 万亿 t，占全国总资源量的 94%；以南的广大地区仅占 6%左右。 中国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占 75%、无烟煤占 12%、褐煤占 13%。其 中，原料煤占 27%，动力煤占 73%。动力煤储量主要分布在华北和西北，分别占全国的 46%和 38%， 炼焦煤主要集中在华北，无烟煤主要集中在山西和贵州两省。 中国煤炭质量，总的来看较好。已探明的储量中，灰分小于 10%的特低灰煤占 20%以上；硫分小 3 于 1%的低硫煤约占 65%-70%；硫分 1%-2%的约占 15%-20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华 东和华北地区上部煤层多低硫煤，下部多高硫煤。 中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分 布与消费区分布极不协调。从各大行政区内部看，煤炭资源分布也不平衡，如华东地区的煤炭资源储 量的 87％集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区煤炭资源 的 72％集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；西南煤炭资源的 67％集中在贵州，而工业主 要在四川；东北地区相对好一些，但也有 52％的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。 各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。中国炼焦煤在地区上分布不平衡，四种主要炼 焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西，而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区， 炼焦煤很少。在东北地区，钢铁工业在辽宁，炼焦煤大多在黑龙江；西南地区，钢铁工业在四川，而 炼焦煤主要集中在贵州。 中国在地质历史上的成煤期共有 14 个， 其中有 4 个最主要的成煤期， 即广泛分布在华北一带的晚 炭纪——早二叠纪，广泛分布在南方各省的晚二叠纪，分布在华北北部、东北南部和西北地区的早中 侏罗纪以及分布在东北地区、内蒙东部的晚侏罗纪—早白垩纪等四个时期。它们所赋存的煤炭资源量 分别占中国煤炭资源总量的 26％、5％、60％和 7％，合计占总资源量的 98％。上述四个最主要的成 煤期中，晚二叠纪主要在中国南方形成了有工业价值的煤炭资源，其他三个成煤期分别在中国华北、 西北和东北地区形成极为丰富的煤炭资源。 中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国 30 个省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。在全 国 2100 多个县中，1200 多个有预测储量，已有煤矿进行开采的县就有 1100 多个，占 60％左右。从煤 炭资源的分布区域看，华北地区最多，占全国保有储量 的 49．25％，其次为西北地区，占全国的 30．39％，依次为西南 地区，占 8．64％，华东地区，占 5．7％，中南地区，占 3．06％， 东北地 区，占 2．97％。按省、市、自治区计算，山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏 6 省区最多，这 6 省的保有储量约占全国的 81．6％。 中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。1949 年仅产煤炭 3243 万 t，1950 年 4292 万 t；1960 年达到 3.97 亿 t，1970 年 3.54 亿 t，1980 年 6.20 亿 t，1990 年突破 10 亿 t，1995 年达到 13.61 亿 t，1996 年增加到 13.96 亿 t，创历史最高年产量记录，占世界总产煤量 46.07 亿 t 的 30%。1997 年 由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响， 煤炭产量下降到 13.73 亿 t。 中国煤炭产量分布很不均衡。 根据 2007 年的《大型煤炭基地煤炭资源、水资源和生态环境综合评价》 ，我国 13 个大型煤炭基 地煤质优良，煤类齐全，约占全国保有资源储量的 85%。13 个基地中有 10 个基地分布在干旱、半干 旱地区，生态环境先天不足，煤炭开发将可能加速土地沙漠化、水土流失和破坏地下水系统，并造成 环境污染。13 个大型煤炭基地规划总需水量 296 万立方米/日，现有供水能力 152 万立方米/日，缺水 144 万立方米/日。除云贵、两淮基地水资源丰富以外，其余 11 个基地均缺水，到 2020 年，年需水约 26 亿立方米(日需水 700 万立方米、年缺水约 12 亿立方米、日缺水 330 万立方米） 。 环境容量小的基 地有 4 个，即晋北、晋中、神东、陕北煤炭基地；环境容量较小的基地有 8 个，即晋东、两淮、蒙东(东 北)、河南、鲁西、宁东、冀中、黄陇煤炭基地；环境容量大的基地有 1 个，即云贵煤炭基地。13 个 煤炭基地 1500 米以浅的预测资源总量为 7819.40 亿吨。 其中， 小于 1000 米预测资源量为 4106.77 亿吨， 占基地预测资源总量的 52.52％；1000 米～1500 米预测资源量为 3712.63 亿吨，占基地预测资源总量 的 47.48％。神东、云贵、晋中基地位居前 3 位，均超过千亿吨，其次是陕北 751.17 亿吨、晋东 532.79 亿吨、宁东 377.70 亿吨，其余 7 个基地均小于 300 亿吨。 三、 中国煤炭分类 1958 年， 国家颁布了以炼焦用煤为主的分类方案， 为工业部门合理使用煤炭资源创造了有利条件， 但在实践中也出现了一些问题。在认真分析研究和吸收国外先进分类方法的基础上，为了使各项分类 的技术经济指标最能反映煤的质量特点，达到更加合理地利用煤炭资源的目的，1986 年，国家重新颁 布了从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准，将自然界中的煤划分为 14 大类。这就是我国现行的煤炭 分类国家标准。 首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程 度和工业利用的特点分为 2 个和 3 个小类； 烟煤部分按挥发分10%~20%、 20%~28%、 28%~37 和37% 4 的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性，则按粘结指数 G 区分：0~5 为不粘 结和微粘结煤；5~20 为弱粘结煤；20~50 为中等偏弱粘结煤；50~65 为中等偏强粘结煤；65 则为 强粘结煤。 对于强粘结煤， 又把其中胶质层最大厚度 Y25mm 或奥亚膨胀度 b150% （对于 Vdaf28% 的烟煤，b220%）的煤分为特强粘结煤。在煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性，仍保留气煤、 肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤 8 个煤类。 在烟煤类中，对 G85 的煤需再测定胶质层最大厚度 Y 值或奥亚膨胀度 B 值来区分肥煤、气肥煤 与烟煤类的界限。当 Y 值大于 25mm 时，如 Vdaf37%，则划分为气肥煤。如 Vdaf37%，则划 分为肥煤。如 Y 值25mm，则按其 Vdaf 值的大小而划分为相应的煤类。如 Vdaf37%，则应划分 为气煤类，如 Vdaf28%--37%，则应划分为 1/3 焦煤，如 Vdaf 在于 8%以下，则应划分为焦煤类。 这里需要指出的是，对 G 值大于 100 的煤来说，尤其是矿井或煤层若干样品的平均 G 值在 100 以上时，则一般可不测 Y 值而确定为肥煤或气肥煤类。 在我国的煤类分类国标中还规定，对 G 值大于 85 的烟煤，如果不测 Y 值，也可用奥亚膨胀度 B 值（%）来确定肥煤、气煤与煤类的界限，即对 Vdaf28%的煤，暂定 b 值150%的为肥煤；对 Vdaf28%的煤，暂定 b 值220%的为肥煤（当 Vdaf 值37%时）或气肥煤（当 Vdaf 值37%时） 。当 按 b 值划分的煤类与按 Y 值划分的煤类有矛盾时， 则以 Y 值确定的煤类为准。 因而在确定新分类的强 粘结性煤的牌号时，可只测 Y 值而暂不测 b 值。 中国煤炭分类国家标准表 分类指标 类别 无烟煤 贫煤 贫瘦煤 瘦煤 焦煤 肥煤 1/3 焦煤 气肥煤 气煤 1/2 中粘煤 弱粘煤 不粘煤 长焰煤 褐煤 缩写 Vdaf% WY PM PS SM JM FM 1/3JM QF QM 1/2ZN RN BN CY HM ≤10 10.0-20.O 10.O-20.O 10.0-20.0 20.0-28.0 10.0-20.0 10.0-37.0 28.0-37.0 37.0 28.0-37.0 37.0 20.0-37.0 20.0-37.0 20.0-37.0 37.0 37.0 G ≤5 5-20 20-65 50-60 65 (85) 65 (85) 50-65 35 30-50 5-30 ≤5 ≤35 5 Ymm ≤25.0 25 25.0 25.0 ≤25.0 - b% (≤150) a (220) 220 (≤220) - PM% 50 ≤30 Qgr,maf ≤24 37.0 30-50 注：a、G85,再用 Y 值或 b 值来区分肥煤、气肥煤与煤炭，当 Y25.0mm 时，应划分为肥煤或气肥 煤， 如 Y=25mm,则根据其 Vdaf 的大小而划分为相应的煤类。 按 b 值分类时， Vdaf=28%,暂定 b150% 的为肥煤，Vdaf28%,暂定 b220%的为肥煤或气肥煤，如按 b 值和 Y 值划分的类别有矛盾时，以 Y 值 划分的为准。 b、Vdaf37%,G=5 的煤，再以透光率 PM 来区分其为长焰煤或褐煤。 c、Vdaf37%，PM30%-50%的煤，再测 Qgr,maf，如其值24MJ/kg(5739cal/g)，应划分为长焰煤。 煤炭分类总表 分类指标 类别 无烟煤 烟煤 褐煤 无烟煤分类表 分类指标 类 别 符 号 MY1 MY2 MY3 烟煤的分类表 分类指标 类 别 贫煤 贫瘦煤 瘦煤 符 号 PM PS SM 数 码 Vdaf% 11 12 13 14 15 24 25 10.0-20.0 10.0-20.0 10.0-20.0 10.0-20.0 10.0-20.0 20.0-28.0 20.0-28.0 G ≤5 5-20 20-50 50-65 65 50-65 65 Ymm b% 数 01 02 03 码 Vdaf% 无烟煤一号 无烟煤二号 无烟煤三号 0-3.5 3.5-6.5 6.5-10.0 H*% 0-2.0 2.0-3.0 3.0 符号 Vdaf% WY YM HM ≤10.0 10.0 37.O PM% ≤50 ≤25.0 ≤25.0 (≤150) (≤150) 焦煤 JM 6 肥煤 FM 16 26 36 35 46 34 43 44 45 23 33 22 32 21 31 41 42 10.0-20.0 20.0-28.0 28.0-37.0 28.0-37.0 37.0 28.0-37.0 37.0 37.0 37.0 20.0-28.0 28.0-37.0 20.0-28.0 28.0-37.0 20.0-28.0 28.0-37.0 37.0 37.0 (85) (85) (85) 65 (85) 50-65 35-50 50-65 65 30-50 30-50 5-30 5-30 ≤5 ≤5 ≤5 5-35 25 25 25 ≤25.0 25.0 (150) (150) (220) (≤220) 220 1/3 焦煤 气肥煤 1/3JM QF 气煤 QM ≤25.0 (≤220) 1/2 中粘煤 1/2ZN - - 弱粘煤 RN - - 不粘煤 BN - - 长焰煤 CY - - 褐煤的分类表 分类指标 类 别 褐煤一号 褐煤二号 符 号 数 码 PM% HM1 HM2 51 52 0-30 30-50 Qgr,maf*(MJ/kg) ≤24 注：1、*凡 Vdaf37.0%、PM30%-50%的为煤，如 Qgr,maf 大于 MJ/kg(5739cal/g),则划分为长焰煤。 2、数码中的十位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度高；个位数表示黏结性，数字大表示黏 结性强。 各种煤的特征及用途： 1．褐煤 它是煤化程度最低的煤。其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化学反应性强、热稳定 性差、发热量低，含有不同数量的腐殖酸。多被用作燃料、气化或低温干馏的原料，也可用来提取褐 煤蜡、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。一号褐煤还可以作农田、果园的有机肥料。 2.长焰煤 7 它的挥发分含量很高，没有或只有很小的粘结性，胶质层厚度不超过 5mm,易燃烧，燃烧时有很 长的火焰，故得名长焰煤。可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。 3.不粘煤 它水分大，没有粘结性，加热时基本上不产生胶质体，燃烧时发热量较小，含有一定的次生腐殖 酸。主要用作制造煤气和民用或动力燃料。 4.弱粘煤 水分大，粘结性较弱，挥发分较高，加热时能产生较少的胶质体，能单独结焦，但结成的焦块小 而易碎，粉焦率高。这种煤主要用作气化原料和动力燃料。 5. 1/2 中粘煤 它具有中等粘结性和中高挥发分。可以作为配煤炼焦的原料，也可以作为气化用煤和动力燃料。 6.气煤 挥发分高，胶质层较厚，热稳定性差。能单独结焦，但炼出的焦炭细长易碎，收缩率大，且纵裂 纹多，抗碎和耐磨性较差。故只能用作配煤炼焦，还可用来炼油、制造煤气、生产氮肥或作动力燃料。 7.气肥煤 它的挥发分和粘结性都很高，结焦性介于气煤和肥煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体 化学物质。最适合高温干馏制造煤气，更是配煤炼焦的好原料。 8.肥煤 具有很好的粘结性和中等及中高等挥发分，加热时能产生大量的胶质体，形成大于 25mm 的胶 质层，结焦性最强。用这种煤来炼焦，可以炼出熔融性和耐磨性都很好的焦炭，但这种焦炭横裂纹多， 且焦根部分常有蜂焦，易碎成小块。由于粘结性强，因此，它是配煤炼焦中的主要成分。 9. 1/3 焦煤 它是介于焦煤、 肥煤和气煤之间的过渡煤， 具有很强的粘结性和中高等挥发分， 单独用来炼焦时， 可以形成熔融性良好、强度较大的焦炭。因此，它是良好的配煤炼焦的基础煤。 10.焦煤 具有中低等挥发分和中高等粘结性，加热时可形成稳定性很好的胶质体，单独用来炼焦，能形成 结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易破碎的焦炭。但因其膨胀压力大，易造成推焦 困难，损坏炉体，故一般都作为炼焦配煤使用。 11.瘦煤 具有较低挥发分和中等粘结性。单独炼焦时，能形成块度大、裂纹少、抗碎强度较好，但耐磨性 较差的焦炭。因此，用它加入配煤炼焦，可以增加焦炭的块度和强度。 12.贫瘦煤 挥发分低，粘结性较弱，结焦性较差。单独炼焦时，生成的焦粉很多。但它能起到瘦化剂的作用。 故可作炼焦配煤使用，同时，也是民用和动力的好燃料。 13.贫煤 具有一定的挥发分，加热时不产生胶质体，没有粘结性或只有微弱的粘结性，燃烧火焰短，炼焦 时不结焦。主要用于动力和民用燃料。在缺乏瘦料的地区，也可充当配煤炼焦的瘦化剂。 14.无烟煤 它是煤化程度最高的煤。挥发分低、比重大、硬度高、燃烧时烟少火苗短、火力强。通常作民用 和动力燃料。质量好的无烟煤可作气化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料，以及制造电石、电极和 炭素材料等。 一号无烟煤可作为生产碳素等高碳材料的原材料； 二号无烟煤可作为生产合成煤气的主 要原料；三号无烟煤可作为高炉喷吹燃料。 四、煤炭粒度分级 （一） 、无烟煤和烟煤粒度分级 序 号 粒度名称 粒度 /mm 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （二） 、褐煤粒度分级 序 号 1 2 3 4 5 6 五、煤炭质量分级 （一） 、煤炭灰分的分级 级别名称 特低灰煤 低灰分煤 低中灰煤 代号 SLA LA LMA 特大块 大块 混大块 中块 小块 混中块 混块 混粒煤 粒煤 混煤 末煤 粉煤 ＞100 ＞50～100 ＞50 ＞25～50, ＞25～80 ＞13～25 ＞13～25, ＞13～80 ＞13, ＞25 ＞6～25 ＞6～13 ＜13, ＜25 ＜6 粒度名称 特大块 大块 混大块 中块 小块 末煤 粒度 /mm ＞100 ＞50～100 ＞50 ＞25～50, ＞25～80 ＞13～25 ＜13, ＜25 Ad 范围/% ≤5.00 ＞5.00～10.00 ＞10.00～20.00 级别名称 中灰分煤 中高灰煤 高灰分煤 代号 MA MHA HA Ad 范围/% ＞20.00～30.00 ＞30.00～40.00 ＞40.00～50.00 （二） 、煤炭硫分的分级 级别名称 特低硫煤 代号 SLS St 范围/% ≤0.50 9 级别名称 中分硫煤 代号 MS St 范围/% ＞1.50～2.00 低硫分煤 低中煤硫 LS LMS ＞0.50～1.00 ＞1.00～1.50 中高硫煤 高硫分煤 MHS HS ＞2.00～3.00 ＞3.00 （三） 、煤炭发热量的分级 级别名称 低热值煤 中低热值煤 中热值煤 代号 LQ MLQ MQ Qnet,ar (MJ/kg) 8.50～12.50 ＞12.50～17.00 ＞17.00～21.00 级别名称 中高热值煤 高热值煤 特高热值煤 代号 MHQ HQ SHQ Qnet,ar (MJ/kg) ＞21.00.～24.00 ＞24.00～27.00 ＞27.00 （四） 、煤的挥发分的分级 名 称 Vdaf /% 低挥发分 ≤20.00 中挥发分 20.01～28.00 中高挥发分 28.01～37.00 高挥发分 ＞37.00 （五） 、煤的粘结指数的分级 名 称 GR·I 范围 不粘结 ≤5 弱粘结 ＞5～20 中粘结 ＞20～50 强粘结 ＞50～85 特强粘结 ＞85 六、工业用煤的质量要求 各工业部门对所用的煤都煤的工业用途非常广泛，归纳起来主要是冶金、化工和动力三个方面。 同时，在炼油、医药、精密铸造和航空航天工业等领域也有广阔的利用前景有特定的质量要求和技术 标准。简要介绍如下： 1、发电厂煤粉炉用煤的质量标准 任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。蒸汽 机车用煤要求较高， 国家规定是： 挥发分(Vr)≥20%， 灰分(Ag)≤24%， 灰熔点(T2)≥1 200℃， 硫分(SgQ) 长隧道及隧道群区段≤1%，低位发热量 2.09312×107～2.51174×107J/kg 以上。发电厂一般应尽量用 灰分(Ag)＞30%的劣质煤，少数大型锅炉可用灰分(Ag)20%左右的煤。为了将优质煤用于发展冶金和 化学工业，近年来，我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展，不少发热量仅有 8372.5J/ kg 左右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂，有的发电厂已掺烧煤矸石达 30%。 （1）对挥发分的要求 技 符 号 Vdaf /% V1＞6.5～10.0 V V2＞10.0～19.0 V3＞19.0～27.0 V4＞27.0～40.0 10 术 要 求 Qnet,ar (MJ/kg) ＞20.93 ＞18.42 ＞16.33 ＞15.49 V5＞40.0 （2）对灰分的要求 符 号 Ad /% A1≤24 A A2＜24～34 A3＞34～46 （3）对水分的要求 技 符 号 Mt % M1 M M2 M1≤8 M2＞8～12 M1≤22 M2＞22～40 术 要 求 ＞11.72 Vdaf % ≤40 ＞40 （4）对硫分的要求 符 号 S St % S1≤1.0 S2＞1.0～3.0 （4）对煤灰熔融性的要求 符 号 ST /°C I ＞1350 技 术 要 求 Qnet,ar (MJ/kg) ＞12.558 2、冶金焦用煤的质量标准 炼焦是将煤放在干馏炉中加热， 随着温度的升高(最终达到 1 000℃左右)，煤中有机质逐渐分 解，其中，挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出，成为煤气和煤焦油，残留下的不挥发性产物就是焦炭。 焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石，提供热能和支撑炉料，保持炉料透气性能良好的作用。因此， 炼焦用煤的质量要求，是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。 （1）煤炭类别：焦煤、肥煤、瘦煤、1/3 焦煤、贫煤、气肥煤、气煤、1/2 中粘煤。 （2）技术要求: 冶金焦用煤的质量要求 名 称 灰分 Ad % 质 量 要 求 一级≤1.0.00 二级 10.01～12.50 11 名 称 质 量 要 求 一级≤1.50 二级 1.50～2.50 全硫 St % 全水分 Mt % 冶金焦用煤的质量等级：主要以灰分为主进行分级。 指 标 质量等级 十五级精煤 十四级精煤 十精煤 十二级精煤 十一级精煤 十级精煤 灰分 Ad % 九级精煤 八级精煤 七级精煤 六级精煤 五级精煤 四级精煤 精煤 质量指标要求 12.01～12.50 11.51～12.00 11.01～11.50 10.51～11.00 10.01～10.50 9.51～10.00 9.01～9.50 8.51～9.00 8..01～8.50 7.51～8.00 7.01～7.50 6.51～7.00 6.01～6.50 ≤12.0 3、铸造焦用煤的质量标准 （1）煤炭类别：焦煤、肥煤、瘦煤、1/3 焦煤、贫煤、气肥煤、气煤、1/2 中粘煤。 （2）技术要求: 铸造焦用煤的质量要求 名 称 质量要求 灰分 Ad % ≤10.00 全硫 St % ≤1.00 1.01～1.50 全水分 Mt % ≤12.0 4、常压固定床煤气发生炉用煤的质量标准 煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质，经过热化学处理过程，把煤转变为各种用途 的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种：① 固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料，制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固 定碳＞80%，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)≤2%，要求粒度要均匀，25～75mm,或 19～50mm,或 13～ 25mm，机械强度＞65%，热稳定性 S+13＞60%，灰熔点(T2)＞1 250℃，挥发分不高于 9%，化学反 应性愈强愈好。②沸腾层气化法。对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于 60%，不粘结或弱粘结， 灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水分(WQ)＜10%，灰熔点(T2)＞1 200℃，粒度＜10mm，主要 使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。 （1）煤炭类别：长烟煤、不粘煤、弱粘煤、1/3 焦煤、贫煤、气煤、1/2 中粘煤、无烟煤。 （2）技术要求: 12 名 称 质 量 要 求 烟煤：13—25，25—50，50—100，25—80 无烟煤：6—13，13—25，25--50 50—100mm 粒度级≤15% 25—50mm 及 25—80mm 粒度级均≤18% 一级＜2.0%；二级 2.0%～3.0% 一级≤18.0%；二级＞18.0%～24.0% ≤2.0% ST≥1250°C(但当 Ad≤18.0%时，ST≤1150°C) ＞60.0% ＞60.0% 发生炉无搅拌装置 Y＜12mm, 有搅拌装置 Y＜16mm 无烟煤＞23.0 MJ/kg 烟煤＞21.0 MJ/kg 粒度分级 /mm 块煤限下率 含矸率 灰分 Ad % 全硫 S t % 煤灰软化温度 ST/°C 热稳定性 TS+6 抗碎强度 （＞25mm） 胶质层厚度 Y /mm 发热量 Qnet,ar (MJ/kg) 5、炼油用煤 一般以褐煤、长焰煤为主，弱粘煤和气煤也可以使用，其要求取决于炼油方法。①低温干馏法， 是将煤置于 550℃左右的温度下进行干馏，以制取低温焦油，同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。 煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是：焦油产率(Tf)＞7%，胶质层 厚度＜9mm，热稳定性 S+13＞40%，粒度 6～13mm,最好为 20～80mm 。②加氢液化法，是将煤、 催化剂和重油混合在一起， 在高温高压下使煤中有机质破坏， 与氢作用转化成低分子液态或气态产物， 进一步加工可得到汽油、 柴油等燃料。 原料煤主要为褐煤、 长焰煤及气煤。 要求煤的碳氢化(C/H)＜16， 挥发分＞35%，灰分(Ag)＜5%，煤岩的丝炭含量＜2%。 煤的其他用途还很多。 如， 褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类肥料； 从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、 印刷、精密铸造、化工等部门使用；用优质无烟煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、 电极、电石和供高炉喷吹或作铸造燃料；用煤沥青制成的碳素纤维，其抗拉强度比钢材大千倍，且重 量轻、耐高温，是发展太空技术的重要材料；用煤沥青还可以制成针状焦，生产新型的电炉电极，可 提高电炉炼钢的生产效率等等。总之，随着现代科学技术的不断进步，煤炭的综合利用技术也在迅速 发展，煤炭的综合利用领域必将继续扩大。 销售人员应知的化验基本知识： 一、 常规化验： （一） 动力用煤：一般分析指标有：水分（Mt） 、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)、发热量(Qnet,ar)、 全硫（St,d） 、固定碳（FC） 。 （二） 炼焦用煤：一般分析指标有：水分（ Mt） 、灰分(Ad)、挥发分(Vdaf)、全硫（St,d） 、粘 结指数(G)、胶质层厚度(Ymm)。 二、 化验结果基准： 基准定义： 1、空气干燥基：以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。表示符号为 ad (air dry basis)。 2、干燥基：以假想无水状态的煤为基准。表示符号为 d (dry basis)。 13 3、收到基：以收到的煤为基准。表示符号为 ar (as received)。 4、干燥无灰基：以假想无水、无灰状态的煤为基准。表示符号为 daf (dry ash free)。灰 5、干燥无矿物质基：以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。表示符号为 dmmf (dry mineral matter free)。 新旧标准中各种基采用的符号对照表 新基的名称 空气干燥基 干燥基 收到基 干燥无灰基 干燥无矿物质基 三、 要求 新基符号 ad d ar daf dmmf 旧基的名称 分析基 干燥基 应用基 可燃基 有机基 旧基符号 f g y r j 基之间的换算：注：低位发热量的换算例外。 空气干燥基 ad 收到基 ar 100-Mar∕100Mad 100-Mad∕ 100- Mar 100-Mad∕100 100-(Mad+Aad) ∕100 100(Mad-MMad) ∕100 100-Mar∕100 100-(Mar+Aar) ∕100 100-(Mar-MMar) ∕100 100-Ad∕100 100-MMd∕ 100 100-MMd∕ 100-Ad 干燥基 d 100∕100-Mad 100∕100-Mar 干燥无灰基 daf 100∕ 100-(Mad+Aad) 100∕ 100-(Mar+Aar) 100∕100-Ad 干燥无矿物质基 dmmf 100∕ 100-(Mad-MMad) 100∕ 100-(Mar-MMar) 100∕100-MMd 100-Ad∕ 100-MMd ad ar d daf dmmf 四、 常规化验指标的基准： 1、 水分：要求为全水分，表示符号 Mt；一般化验结果有 Mad、Mt； 2、 灰分：要求为干燥基灰分，表示符号 Ad；一般化验结果有 Aad，Ad； 3、 挥发分： 要求为干燥无灰基挥发分； 表示符号 Vdaf； 一般化验结果有 Vad、 Vd、 Vdaf； 4、 硫分：要求为全硫，表示符号为 St,d；一般化验结果有 Sad、Sd、St,d； 5、 发 热 量 ： 要 求 为 低 位 发 热 量 ； 表 示 符 号 有 Qnet,ar ； 一 般 化 验 结 果 有 Qb,d 、 Qgr,ad、Qnet,ad、Qnet,ar； 6、 煤灰熔融性：变形温度（DT） 、软化温度（ST） 、半球温度（HT） 、流动温度（FT） 。 五、 其他要求： 1、 计量水分：国内规定 5%； 2、 硫分等级：0.1%； 3、 灰分等级：0.5%；4、化验指标表示的基准。 14