1、第一部分第一部分 煤的种类和特征煤的种类和特征一、一、煤的种类和特征煤的种类和特征 根据成煤植物种类的不同，煤主要可分根据成煤植物种类的不同，煤主要可分为两大类，即腐殖煤和腐泥煤。为两大类，即腐殖煤和腐泥煤。 1 1、由高等植物形成的煤称为腐殖煤。、由高等植物形成的煤称为腐殖煤。它在自然界分布最广，储量最大。它在自然界分布最广，储量最大。 2 2、由低等植物和少量浮游生物形成的、由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。这种煤数量很少，山西浑源、煤称为腐泥煤。这种煤数量很少，山西浑源、辽宁抚顺、吉林桦甸、广东茂名和山东黄县有辽宁抚顺、吉林桦甸、广东茂名和山东黄县有少量存在。此外还有腐殖煤和腐
2、泥煤的混合体，少量存在。此外还有腐殖煤和腐泥煤的混合体，有时称为腐殖腐泥煤，主要有烛煤和有时称为腐殖腐泥煤，主要有烛煤和煤精煤精，烛，烛煤易燃，用火柴即可点燃，燃烧时火焰明亮好煤易燃，用火柴即可点燃，燃烧时火焰明亮好象蜡烛一样；煤精盛产于我国象蜡烛一样；煤精盛产于我国抚顺抚顺，结构细腻，结构细腻，质轻而有韧性，因能雕刻工艺美术品而驰名。质轻而有韧性，因能雕刻工艺美术品而驰名。二、二、腐殖煤的主要特征和一般特性腐殖煤的主要特征和一般特性 腐殖煤是近代煤炭综合利用的主要物质基础，腐殖煤是近代煤炭综合利用的主要物质基础，也是煤化学的重点研究对象。根据煤化度的不同，它可也是煤化学的重点研究对象。根据煤
3、化度的不同，它可分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤四大类。各类煤具有不分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤四大类。各类煤具有不同的外表特征和特性，其典型的品种，一般肉眼就能区同的外表特征和特性，其典型的品种，一般肉眼就能区分。分。 1 1、泥炭是植物向煤转变的过度产物，外观呈不、泥炭是植物向煤转变的过度产物，外观呈不均匀的棕褐色或黑褐色。它含有大量未分解的植物组织，均匀的棕褐色或黑褐色。它含有大量未分解的植物组织，如根、茎、叶的残留物，有时肉眼就能看出。泥炭含水如根、茎、叶的残留物，有时肉眼就能看出。泥炭含水量很高，一般可达量很高，一般可达85%95%85%95%，开采出的泥炭经自然风干，开采出的泥炭经自然
4、风干后，水分可降至后，水分可降至25%35%25%35%。干泥炭为棕黑色或黑褐色土。干泥炭为棕黑色或黑褐色土状碎块。状碎块。 2 2、褐煤是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机、褐煤是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐煤含水较多，达煤含水较多，达30%60%30%60%，空气干燥后仍有，空气干燥后仍有10%30%10%30%的水的水分，易风化破裂。德国、澳大利亚等国有丰富的褐煤资分，易风化破裂。德国、澳大利亚等国有丰富的褐煤资源，我国主要集中于内蒙古、云南、吉林和黑龙江等省源，我国主要集中于内蒙古、云南、
5、吉林和黑龙江等省区。区。 3 3、烟煤的煤化程度高于褐煤而低于无、烟煤的煤化程度高于褐煤而低于无烟煤的煤，因燃烧时烟多而得名。其特点是挥烟煤的煤，因燃烧时烟多而得名。其特点是挥发分产率范围宽，单独炼焦时从不结焦到强结发分产率范围宽，单独炼焦时从不结焦到强结焦均有，燃烧时有烟。烟煤是自然界最重要，焦均有，燃烧时有烟。烟煤是自然界最重要，分布最广，储量最大，品种最多的煤种。根据分布最广，储量最大，品种最多的煤种。根据煤化度的不同，我国将其划分为长焰煤、不粘煤化度的不同，我国将其划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和贫煤煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和贫煤等。等。 4 4、无烟煤
6、是煤化程度最高的一种腐殖、无烟煤是煤化程度最高的一种腐殖煤，因燃烧时无烟而得名。其特点是挥发分低，煤，因燃烧时无烟而得名。其特点是挥发分低，密度大，燃点高，无黏结性，燃烧时多不冒烟。密度大，燃点高，无黏结性，燃烧时多不冒烟。（曾称白煤）（曾称白煤） 上述褐煤、烟煤和无烟煤的主要特征与上述褐煤、烟煤和无烟煤的主要特征与区分标志如下表所示区分标志如下表所示褐煤、烟煤和无烟煤的主要特征与区分标志特征与标志褐煤烟煤无烟煤颜色褐色、黑褐色黑色灰黑色光泽大多无光泽有一定光泽金属光泽外观无原始植物残体，无明显条带呈条带状无明显条带在沸腾KON中褐色无色无色在稀HON3中红色无色无色自然水分较多较少少密度/g
7、.cm-31.101.401.201.451.351.90硬度 低较高高燃烧现象有烟多烟无烟第二部分第二部分 煤的工业分析与元素分析煤的工业分析与元素分析 煤的工业分析与元素分析是煤质煤的工业分析与元素分析是煤质分析的基本内容。通过工业分析，可以初分析的基本内容。通过工业分析，可以初步判断煤的性质、种类和工业用途。元素步判断煤的性质、种类和工业用途。元素分析主要用于了解煤的元素组成。由于工分析主要用于了解煤的元素组成。由于工业分析方法较为简便，故应用较广泛。业分析方法较为简便，故应用较广泛。 煤的工业分析煤的工业分析 煤的工业分析也称为煤的实用分煤的工业分析也称为煤的实用分析或技术分析，包括煤
8、的析或技术分析，包括煤的水分、灰分、挥水分、灰分、挥发分发分的的测定测定和和固定炭固定炭的的计算计算四项内容。水四项内容。水分和灰分可反映出煤中无机质的数量，而分和灰分可反映出煤中无机质的数量，而挥发分和固定炭则初步表明了煤中有机质挥发分和固定炭则初步表明了煤中有机质的数量与性质。的数量与性质。1 1、煤中的水分煤中的水分 煤中的水分，按其在煤中存在的形态，可以煤中的水分，按其在煤中存在的形态，可以分为外在水分、内在水分和化合水分。简记符号分为外在水分、内在水分和化合水分。简记符号M M。A A 外在水分外在水分 煤的外在水分是指煤在开采、运输、储存煤的外在水分是指煤在开采、运输、储存和洗选过
9、程中，附着在煤的颗粒表面以及直径大于和洗选过程中，附着在煤的颗粒表面以及直径大于10-5cm10-5cm的毛细孔中的水分。也就是当煤在室温下的的毛细孔中的水分。也就是当煤在室温下的空气中放置时，外在水分不断蒸发，直至与空气的空气中放置时，外在水分不断蒸发，直至与空气的相对湿度达到平衡时为止。此时失去的水分就是外相对湿度达到平衡时为止。此时失去的水分就是外在水分。含有外在水分的煤称为在水分。含有外在水分的煤称为收到基收到基，仅失去外，仅失去外在水分的煤则称为在水分的煤则称为空气干燥基空气干燥基。煤质化验通常采用。煤质化验通常采用空气干燥煤样进行。空气干燥煤样进行。 现行国家标准规定现行国家标准规
10、定: :在制备煤样时在制备煤样时, ,若在室温若在室温下连续干燥下连续干燥1 1小时后煤样质量变化小时后煤样质量变化0.1%,0.1%,则为达到则为达到空气干燥状态。空气干燥状态。 B B、内在水分内在水分 煤的内在水分是指在一定条件下煤样达到空气煤的内在水分是指在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分。因此，将空气干燥煤样加干燥状态时所保持的水分。因此，将空气干燥煤样加热至热至105110105110时所失去的水分即为内在水分。失去内时所失去的水分即为内在水分。失去内在水分的煤称为干燥煤。在水分的煤称为干燥煤。 当环境的相对湿度为当环境的相对湿度为96%96%，温度为，温度为3030，
11、且煤样，且煤样内部毛细孔吸附的水分达到平衡（饱和）状态时，内内部毛细孔吸附的水分达到平衡（饱和）状态时，内在水分达到最大值，此时的内在水分即称为最高内在在水分达到最大值，此时的内在水分即称为最高内在水分。水分。 全水分全水分是指煤的内在水分和外在水分的和。是指煤的内在水分和外在水分的和。 C C、化合水、化合水 煤中的化合水是指以化学方式与矿物质结合的、煤中的化合水是指以化学方式与矿物质结合的、除去全水分后仍保留下来的水分。即通常所说的结晶除去全水分后仍保留下来的水分。即通常所说的结晶水和结合水。化合水含量不大，在工业分析中一般不水和结合水。化合水含量不大，在工业分析中一般不考虑。考虑。 此外
12、，煤的有机质中的氢和氧在干馏或燃烧时此外，煤的有机质中的氢和氧在干馏或燃烧时生成的水称为热结水，亦不在工业分析的考虑之列。生成的水称为热结水，亦不在工业分析的考虑之列。D D、水分对煤利用的影响水分对煤利用的影响 一般说来，水分是煤中无利有害的无机物质。一般说来，水分是煤中无利有害的无机物质。这是因为：在运输时，煤的水分增加了运输负荷，这是因为：在运输时，煤的水分增加了运输负荷，在寒冷地带水分易冻结；对煤进行机械加工时，煤在寒冷地带水分易冻结；对煤进行机械加工时，煤中水分过多将造成粉碎、筛分困难，降低生产效率，中水分过多将造成粉碎、筛分困难，降低生产效率，损坏设备；燃烧时降低了煤的有效发热量。
13、损坏设备；燃烧时降低了煤的有效发热量。2 2、煤中矿物质和煤的灰分产率煤中矿物质和煤的灰分产率 煤中矿物质是指除水分外所有无机质的总称。煤中矿物质是指除水分外所有无机质的总称。不包括游离水，但包括化合水。主要成分一般有黏不包括游离水，但包括化合水。主要成分一般有黏土、高岭土、黄铁矿和方解石等。矿物类型属硅酸土、高岭土、黄铁矿和方解石等。矿物类型属硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、金属硫化物和硫酸亚铁等。盐、碳酸盐、硫酸盐、金属硫化物和硫酸亚铁等。 煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧时，煤中矿物质在规定条件下完全燃烧后所得的残时，煤中矿物质在规定条件下完全燃烧后所得的
14、残留物，因此称为灰分产率更确切。简记符号留物，因此称为灰分产率更确切。简记符号A A。灰。灰分不是煤中固有的组成之一，与分不是煤中固有的组成之一，与温度和燃烧温度和燃烧条件有条件有关。关。 煤灰分的组成煤灰分的组成 在工业生产中，煤灰是指煤用作锅炉燃料和气化在工业生产中，煤灰是指煤用作锅炉燃料和气化原料时得到的大量灰渣。煤灰依形态不同可分为粉煤灰原料时得到的大量灰渣。煤灰依形态不同可分为粉煤灰和炉渣两种。粉煤灰又称飞灰，是指随同烟道气或煤气和炉渣两种。粉煤灰又称飞灰，是指随同烟道气或煤气一起带出的粒径小于一起带出的粒径小于9090微米的灰尘。炉渣是指呈熔融状微米的灰尘。炉渣是指呈熔融状态或以较
15、大颗粒的不熔状态从炉底排出的底灰。态或以较大颗粒的不熔状态从炉底排出的底灰。 煤灰与煤灰分的化学组成是一致的，其主要成分煤灰与煤灰分的化学组成是一致的，其主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁，它们之和是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁，它们之和占煤灰的占煤灰的95%95%以上。以上。 煤中矿物质和灰分对煤利用的影响煤中矿物质和灰分对煤利用的影响 煤在作为燃料或加工转化的资源时，几乎都是利煤在作为燃料或加工转化的资源时，几乎都是利用煤中的有机质。因此煤中矿物质或灰分一向被认为是用煤中的有机质。因此煤中矿物质或灰分一向被认为是有害的废物。但是煤中矿物质对煤的某些利用过程是有有害的废物
16、。但是煤中矿物质对煤的某些利用过程是有益的。即使是煤灰也得到了越来越广泛的利用。益的。即使是煤灰也得到了越来越广泛的利用。 不利影响主要表现在增加运输负荷；增加煤炭消耗，不利影响主要表现在增加运输负荷；增加煤炭消耗，煤灰外排带走显热及夹带一部分未燃煤，动力煤的灰分煤灰外排带走显热及夹带一部分未燃煤，动力煤的灰分每增加每增加1%1%，大约要多消耗，大约要多消耗2.0%2.5%2.0%2.5%的煤炭；影响操作条的煤炭；影响操作条件，煤中的某些低熔点灰分易造成锅炉的结渣和堵塞；件，煤中的某些低熔点灰分易造成锅炉的结渣和堵塞；腐蚀设备和装置；造成环境污染。腐蚀设备和装置；造成环境污染。 利用途径主要表
17、现在作为煤转化过程的催化剂；生利用途径主要表现在作为煤转化过程的催化剂；生产建筑材料；制成环保制剂与材料；回收稀有金属和其产建筑材料；制成环保制剂与材料；回收稀有金属和其他有用成分；用作化肥和土壤改良剂。他有用成分；用作化肥和土壤改良剂。3 3、煤的挥发分和煤的挥发分和固定炭固定炭A A 挥发分的概念挥发分的概念 煤在煤在规定条件规定条件下隔绝空气加热后挥发出有机物质下隔绝空气加热后挥发出有机物质的产率称为挥发分，简记符号的产率称为挥发分，简记符号V V。事实上，煤在该条件下。事实上，煤在该条件下产生的挥发物既包括了煤的有机质热解气态产物，还包产生的挥发物既包括了煤的有机质热解气态产物，还包括
18、煤中水分产生的水蒸气以及碳酸盐矿物质分解出的二括煤中水分产生的水蒸气以及碳酸盐矿物质分解出的二氧化碳等。因此，挥发分属于煤挥发物的氧化碳等。因此，挥发分属于煤挥发物的一部分一部分，但并，但并不等同于挥发物。因此称为不等同于挥发物。因此称为挥发分产率挥发分产率更确切。更确切。B B、挥发分对电厂生产运行的影响、挥发分对电厂生产运行的影响 挥发分是发电厂用煤的重要指标，挥挥发分是发电厂用煤的重要指标，挥发分的高低对煤的发分的高低对煤的着火和燃烧着火和燃烧有较大影响。挥有较大影响。挥发分高的煤易着火，火焰大，燃烧稳定，但火发分高的煤易着火，火焰大，燃烧稳定，但火焰温度较低。相反，挥发分低的煤，不易点
19、燃，焰温度较低。相反，挥发分低的煤，不易点燃，燃烧不稳定，化学和机械不完全燃烧热损失增燃烧不稳定，化学和机械不完全燃烧热损失增加，严重时还能引起熄火。加，严重时还能引起熄火。煤粉细度、送风方煤粉细度、送风方式式都与挥发分有关，挥发分高的煤易燃烧完全，都与挥发分有关，挥发分高的煤易燃烧完全，煤粉可以磨的粗些，挥发分低的煤不易燃烧完煤粉可以磨的粗些，挥发分低的煤不易燃烧完全，煤粉要磨的细些。全，煤粉要磨的细些。 煤的挥发分对煤粉锅炉燃烧器的结构形煤的挥发分对煤粉锅炉燃烧器的结构形式和一、二次风的选择，炉膛形状及大小燃烧式和一、二次风的选择，炉膛形状及大小燃烧带的铺设，制粉系统的选型和防爆措施的设计
20、带的铺设，制粉系统的选型和防爆措施的设计等都与挥发分有密切关系。所以，在供应煤时，等都与挥发分有密切关系。所以，在供应煤时，应尽可能根据应尽可能根据原设计煤种的挥发分原设计煤种的挥发分供给。供给。 除此之外，煤的挥发分还与煤的存放及除此之外，煤的挥发分还与煤的存放及制粉系统的安全运行有密切关系，煤粉引燃的制粉系统的安全运行有密切关系，煤粉引燃的温度随煤的挥发分含量增高而降低，如温度随煤的挥发分含量增高而降低，如VdafVdaf为为15%30%15%30%的煤的引燃温度为的煤的引燃温度为270300270300，VdafVdaf为为40%40%的煤的引燃温度为的煤的引燃温度为210210，因此当
21、挥发分高，因此当挥发分高时，制粉系统积集时容易使煤粉着火自燃。时，制粉系统积集时容易使煤粉着火自燃。挥发分高的煤在储存时易发生氧化与自燃，因挥发分高的煤在储存时易发生氧化与自燃，因此，高挥发分煤存放时间不易过长，通常以此，高挥发分煤存放时间不易过长，通常以1212个月为宜，组堆不易过高。挥发分高的煤加速个月为宜，组堆不易过高。挥发分高的煤加速了煤的氧化和变质，使发热量降低，灰分增加。了煤的氧化和变质，使发热量降低，灰分增加。由于煤的挥发分与煤的煤化程度关系密切，随由于煤的挥发分与煤的煤化程度关系密切，随着煤化程度加深而降低的规律性十分明显，中着煤化程度加深而降低的规律性十分明显，中国以及国际上
22、都以国以及国际上都以挥发分为煤分类的主要依据挥发分为煤分类的主要依据。C C、焦渣特征焦渣特征 测定挥发分时，坩埚中残留下来的固体测定挥发分时，坩埚中残留下来的固体物称为焦渣。从焦渣的形状、强度和光泽的特物称为焦渣。从焦渣的形状、强度和光泽的特征，可以初步判断煤的征，可以初步判断煤的粘结性、熔融性和膨胀粘结性、熔融性和膨胀性性。焦渣特征可分为以下八大类：。焦渣特征可分为以下八大类： a) a) 粉状粉状(1(1型型)全部是粉末，没有相互全部是粉末，没有相互粘着的颗粒。粘着的颗粒。 b) b) 粘着粘着(2(2型型)用手指轻碰即成粉末或用手指轻碰即成粉末或基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成
23、基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末。粉末。 c) c) 弱粘结弱粘结(3(3型型)用手指轻压即成小块。用手指轻压即成小块。 d) d) 不熔融粘结不熔融粘结(4(4型型)以手指用力压才裂以手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光泽。色光泽。 e) e) 不膨胀熔融粘结不膨胀熔融粘结(5(5型型)焦渣形成扁平的块，焦渣形成扁平的块，煤粒的界线不易分清，焦渣上表面有明显银白色金煤粒的界线不易分清，焦渣上表面有明显银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。属光泽，下表面银白色光泽更明显。 f) f) 微膨胀熔融粘结微膨胀熔融粘结(6(
24、6型型)用手指压不碎，用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表面具有较小的膨胀泡面具有较小的膨胀泡( (或小气泡或小气泡) )。 g) g) 膨胀熔融粘结膨胀熔融粘结(7(7型型)焦渣上、下表面焦渣上、下表面有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm15mm。 h) h) 强膨胀熔融粘结强膨胀熔融粘结(8(8型型)焦渣上、下表焦渣上、下表面有银白色金属光泽，焦渣高度大于面有银白色金属光泽，焦渣高度大于15mm15mm。 为了简便起见，通常用上列为了简便起见，通常用上列序号作为各种焦序号作
25、为各种焦渣特征的代号渣特征的代号。 根据挥发分产率和焦渣特征，可以初步评价根据挥发分产率和焦渣特征，可以初步评价各种煤的加工工艺适宜性。各种煤的加工工艺适宜性。D D、焦渣特征焦渣特征对电力用煤的对电力用煤的意义意义 挥发分逸出后的焦渣特征系表示煤在骤挥发分逸出后的焦渣特征系表示煤在骤热下的粘结结焦性能。它对锅炉用煤的选择有热下的粘结结焦性能。它对锅炉用煤的选择有积极的参考意义。对于链条炉，燃用粉状焦渣积极的参考意义。对于链条炉，燃用粉状焦渣特征的煤，则容易被空气吹走，造成燃烧不完特征的煤，则容易被空气吹走，造成燃烧不完全，燃用粘结性强的煤，焦渣粘附在炉栅上，全，燃用粘结性强的煤，焦渣粘附在炉
26、栅上，增加煤层阻力，妨碍通风。对于煤粉炉，粘结增加煤层阻力，妨碍通风。对于煤粉炉，粘结性强的煤，则在喷入炉膛吸热后立即粘结在一性强的煤，则在喷入炉膛吸热后立即粘结在一起，形成空心的粒子团，未燃尽就被烟气带出起，形成空心的粒子团，未燃尽就被烟气带出炉膛，增加飞灰可燃物。上述这些情况，都会炉膛，增加飞灰可燃物。上述这些情况，都会导致锅炉效率降低，增加一次能源消耗，降低导致锅炉效率降低，增加一次能源消耗，降低电厂经济效益。因此，焦渣特征类型电厂经济效益。因此，焦渣特征类型对锅炉燃对锅炉燃烧用煤的选择和指导都有着实际应用价值。烧用煤的选择和指导都有着实际应用价值。4 4、固定炭固定炭A A、固定炭的概
27、念、固定炭的概念 从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物称为固定炭，简记符号后的残留物称为固定炭，简记符号FCFC。固定炭。固定炭实际上是煤中的有机质在一定加热制度下产生实际上是煤中的有机质在一定加热制度下产生的热解固体产物，属于焦渣的一部分。在元素的热解固体产物，属于焦渣的一部分。在元素组成上，组成上，固定炭不仅含有炭元素，还含有氢、固定炭不仅含有炭元素，还含有氢、氧、氮等元素氧、氮等元素。因此，固定炭含量与煤中有机。因此，固定炭含量与煤中有机质的碳元素含量是不相同的两个概念。一般说质的碳元素含量是不相同的两个概念。一般说来，煤中固定炭含量小于煤中有机
28、质的碳含量，来，煤中固定炭含量小于煤中有机质的碳含量，只有在高煤化度的煤中两者才接近。只有在高煤化度的煤中两者才接近。B B、固定炭的计算、固定炭的计算 按照固定炭的概念和煤的工业分析的基按照固定炭的概念和煤的工业分析的基本思想煤的固定炭应为除去水分、挥发分和灰本思想煤的固定炭应为除去水分、挥发分和灰分后的残余物，其产率可采用减量法计算，即：分后的残余物，其产率可采用减量法计算，即： FCFCadad=100=100(M(Madad+A+Aadad+V+Vadad) ) 式中：式中：FCFCadad空气干燥基煤样的固定碳空气干燥基煤样的固定碳含量，单位为百分数（含量，单位为百分数（% %）；）
29、；M Madad空气干燥煤样的水分含量，空气干燥煤样的水分含量，单位为百分数（单位为百分数（% %）；）；A Aadad空气干燥煤样的灰分产率，空气干燥煤样的灰分产率，单位为百分数（单位为百分数（% %）；）；V Vadad空气干燥基煤样挥发分的产空气干燥基煤样挥发分的产率，单位为百分数（率，单位为百分数（% %）。）。二、二、煤的元素分析煤的元素分析 煤的组成以有机质为主体，煤的工艺用途主要是由煤的组成以有机质为主体，煤的工艺用途主要是由 煤中有机质的性质决定。煤中有机质主要由煤中有机质的性质决定。煤中有机质主要由碳、氢、氧、碳、氢、氧、 氮和硫氮和硫等元素组成。其他种类繁多但含量很少的元素
30、，等元素组成。其他种类繁多但含量很少的元素， 一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素。通常，一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素。通常，碳、氢、氧碳、氢、氧元素之和占煤中有机质的元素之和占煤中有机质的95%95%以上。以上。1 1、碳碳 碳是煤中有机质的主要组成元素。在煤燃烧时，它碳是煤中有机质的主要组成元素。在煤燃烧时，它是发是发热量的主要来源。热量的主要来源。 碳含量随着煤化度升高而有规律的增加。在我国各种煤碳含量随着煤化度升高而有规律的增加。在我国各种煤中，泥炭的干燥无灰基碳含量为中，泥炭的干燥无灰基碳含量为55%62%,55%62%,褐煤为褐煤为60%77%60%77%，
31、烟，烟煤为煤为77%93%77%93%，无烟煤为，无烟煤为88%98%88%98%。煤中的碳一部分与氢、氧、。煤中的碳一部分与氢、氧、硫等结合成具有挥发性的有机物；其余成分则呈游离状态存硫等结合成具有挥发性的有机物；其余成分则呈游离状态存在，称之为固定炭。在，称之为固定炭。 含碳量愈高，其着火及燃烧就愈困难。含碳量愈高，其着火及燃烧就愈困难。1 1千克碳完全千克碳完全燃烧是生成二氧化碳，可放出燃烧是生成二氧化碳，可放出3278332783千焦的热量，千焦的热量，1 1千克碳不千克碳不完全燃烧是生成一氧化碳，仅放出完全燃烧是生成一氧化碳，仅放出92709270千焦的热量。千焦的热量。2 2、氢氢
32、 氢在煤中的重要性仅次于碳。氢元素占氢在煤中的重要性仅次于碳。氢元素占腐殖煤有机质的质量一般小于腐殖煤有机质的质量一般小于7%7%。但因其相对。但因其相对原子量最小，故原子百分数与碳在同一数量级，原子量最小，故原子百分数与碳在同一数量级，甚至可能比碳还多。与碳相比，氢元素具有较甚至可能比碳还多。与碳相比，氢元素具有较大的反应能力，单位质量的燃烧热更大。大的反应能力，单位质量的燃烧热更大。1 1千克千克氢完全燃烧时可放出氢完全燃烧时可放出120370120370千焦的热量。氢含千焦的热量。氢含量与煤的煤化度也密切相关，随着煤化度增高，量与煤的煤化度也密切相关，随着煤化度增高，氢含量逐渐下降。在气
33、煤、气肥煤阶段，氢含氢含量逐渐下降。在气煤、气肥煤阶段，氢含量能高达量能高达6.5%6.5%；到高变质烟煤阶段，氢含量甚；到高变质烟煤阶段，氢含量甚至可下降到至可下降到1%1%以下。因次，氢的含量多少，以下。因次，氢的含量多少，直直接影响煤的发热量、着火温度以及燃烧的难易接影响煤的发热量、着火温度以及燃烧的难易程度。程度。 3 3、氧氧 氧是煤中第三个重要组成氧是煤中第三个重要组成元素，反应能力最强，燃烧时元素，反应能力最强，燃烧时不能不能产生热量产生热量，并能与氢生成水，使燃，并能与氢生成水，使燃烧热量降低，是燃烧不利因素。氧烧热量降低，是燃烧不利因素。氧含量与煤的煤化度也密切相关，随含量与
34、煤的煤化度也密切相关，随着煤化度增高，氧含量逐渐下降。着煤化度增高，氧含量逐渐下降。4 4、氮、氮 煤中氮含量很少一般约为煤中氮含量很少一般约为0.5%3.0%0.5%3.0%，燃烧，燃烧时不能产生热量。时不能产生热量。 5 5、硫、硫 燃料中的硫一般以三种形式存在，即含于硫燃料中的硫一般以三种形式存在，即含于硫化铁中的硫化铁硫、含于有机物中的有机硫以及含化铁中的硫化铁硫、含于有机物中的有机硫以及含于硫酸根中的硫酸盐硫。前两种硫均能燃烧放出热于硫酸根中的硫酸盐硫。前两种硫均能燃烧放出热量，称为可燃硫。但硫发热量很低，每公斤硫燃烧量，称为可燃硫。但硫发热量很低，每公斤硫燃烧后仅产生后仅产生904
35、09040千焦热量。硫酸盐硫不能燃烧是灰分千焦热量。硫酸盐硫不能燃烧是灰分的一部分。的一部分。硫是一种有害元素，应采取脱硫措施硫是一种有害元素，应采取脱硫措施。有机硫有机硫：与煤的有机质相结合的硫。：与煤的有机质相结合的硫。无机硫无机硫：煤中矿物质内的硫化物硫、：煤中矿物质内的硫化物硫、硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称。硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称。全硫全硫：煤中无机硫和有机硫的总和。：煤中无机硫和有机硫的总和。固定硫固定硫：煤热分解后残渣中的硫：煤热分解后残渣中的硫。第三部分第三部分 煤质指标及基准表示方法煤质指标及基准表示方法为了统一名称，便于使用,煤质分析项目的术语名称与符号规范如下
36、：水分M灰分A挥发分V固定炭FC发热量Q项目细划分符号如下：外在或游离f恒容高位gr , v内在inh恒压低位net , p有机o恒容低位net , v硫铁矿p全t硫酸盐s弹筒b 基准名称与符号基准名称与符号 由于煤中由于煤中水分和灰分水分和灰分变化很大，同一变化很大，同一种煤在不同条件下会表现出不同的状态。种煤在不同条件下会表现出不同的状态。在这些不同状态下，同一个分析项目的结在这些不同状态下，同一个分析项目的结果将出现很大的差异。为了使果将出现很大的差异。为了使不同来源的不同来源的分析数据具有可比性分析数据具有可比性，在报告分析结果时，在报告分析结果时，不仅要用标准规定的统一符号来表示这些
37、不仅要用标准规定的统一符号来表示这些分析项目，而且还必须分析项目，而且还必须给出实际分析煤样给出实际分析煤样或理论换算煤样的基本状态或理论换算煤样的基本状态。用以表征煤。用以表征煤样基本状态的统一尺度，即为样基本状态的统一尺度，即为基准基准。收到基ar干燥无灰基daf空气干燥基ad干燥无矿物质基dmmf干燥基d基准名称与符号如下： 书写方法：书写方法： 在我国现行国家标准中，采用英在我国现行国家标准中，采用英文字母表示将其标注在文字母表示将其标注在项目项目符号的符号的右下角右下角。当该处有项目细划分符号时，则将基准的当该处有项目细划分符号时，则将基准的符号标注在符号标注在项目细划分符号的后面项
38、目细划分符号的后面，并用，并用逗号逗号分开。例如分开。例如M Mad ad 、A Ad d 、V Vdafdaf 、S St,adt,ad等等等。等。THANK YOUSUCCESS2022-5-14可编辑样品名称二矿混煤采样日期采样者制样者分析日期采样地点储煤场报告日期分析项目水分灰分挥发分全硫弹筒发热量低位发热量Mt%Mad%Aad%Vad%Stad%QbadJ/gQnetarJ/g卡备注：St , ad Qb , ad Qnet , ar 卡的符号 cal Ad Vdaf某电厂煤质化验报告表如下： 分析基准概念及换算分析基准概念及换算 1 1、收到基：以收到状态的煤为基准。、收到基：以收
39、到状态的煤为基准。 2 2、空气干燥基、空气干燥基( (理解为分析基理解为分析基) )：与：与空气湿度的达到平衡状态的煤为基准。空气湿度的达到平衡状态的煤为基准。 3 3、干燥基：以假想无水状态的煤为、干燥基：以假想无水状态的煤为基准。基准。 4 4、干燥无灰基：以假想无水、无灰、干燥无灰基：以假想无水、无灰状态的煤为基准。状态的煤为基准。 5 5、干燥无矿物质基：以假想无水、干燥无矿物质基：以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。无矿物质状态的煤为基准。在各种基准下元素和工业分析组成分述如下：在各种基准下元素和工业分析组成分述如下：在收到基基准下：在收到基基准下：V Varar+ FC+ FCa
40、rar+ A+ Aarar+ M+ Marar = 100 = 100C Carar +H +Harar + O + Oarar + N + Narar +S +Sarar + A + Aarar + M + Marar = 100 = 100在空气干燥基基准下：在空气干燥基基准下：V Vadad + FC + FCadad + A + Aadad + M + Madad= 100= 100C Cadad +H +Hadad + O + Oadad+ N+ Nadad +S +Sadad + A + Aadad + M + Madad = 100 = 100在干燥无灰基基准下：在干燥无灰基基准
41、下：V Vdafdaf+ FC+ FCdafdaf = 100 = 100C Cdafdaf +H +Hdafdaf+ O+ Odafdaf+ N+ Ndafdaf +S +Sdaf daf = 100= 100在干燥基基准下：在干燥基基准下：V Vd d + FC + FCd d + A + Ad d = 100 = 100C Cd d + H + Hd d + O + Od d + N + Nd d + S + Sd d + A + Ad d = 100 = 100 一般说来，上述四种基准试验室一般说来，上述四种基准试验室用空气干燥基，热力计算用收到基，灰分用空气干燥基，热力计算用收到基，
42、灰分用干燥基，挥发分用干燥无灰基。用干燥基，挥发分用干燥无灰基。 由于不同基准之间存在如此关系，由于不同基准之间存在如此关系，因此可以对煤质分析数据进行常用因此可以对煤质分析数据进行常用基准的基准的换算换算，这些公式列于下表中。应用表中的，这些公式列于下表中。应用表中的公式，可以对工业分析、元素分析的组分公式，可以对工业分析、元素分析的组分和低位发热量等进行换基计算。和低位发热量等进行换基计算。 第四部分第四部分 煤的发煤的发热量热量 1 1、煤的发热量是单位质量的煤完全燃烧、煤的发热量是单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量。时所放出的热量。 2 2、弹筒发热量弹筒发热量：在氧弹中，在有过剩：在
43、氧弹中，在有过剩氧的情况下燃烧单位质量试样所产生的氧的情况下燃烧单位质量试样所产生的 热量。在热量。在氧弹中，试样在压力和过量氧气中完全燃烧，产生氧弹中，试样在压力和过量氧气中完全燃烧，产生二氧化碳和水，灰和燃烧产物被水吸收后生成硫酸二氧化碳和水，灰和燃烧产物被水吸收后生成硫酸和硝酸。根据水温的上升计算热量。和硝酸。根据水温的上升计算热量。 3 3、恒容高位发热量恒容高位发热量：由于弹筒发热量是：由于弹筒发热量是在恒定容积下测定的，所以它称为恒容发热量。若在恒定容积下测定的，所以它称为恒容发热量。若试样是在空气中燃烧，其中的氮则成为游离氮逸出，试样是在空气中燃烧，其中的氮则成为游离氮逸出，煤中
44、的硫在空气中燃烧只生成二氧化硫逸出。上述煤中的硫在空气中燃烧只生成二氧化硫逸出。上述硫酸和硝酸的生成及溶解于弹筒内的水均为放热反硫酸和硝酸的生成及溶解于弹筒内的水均为放热反应。从上述弹筒发热量中减去硫酸和硝酸的生成热应。从上述弹筒发热量中减去硫酸和硝酸的生成热及溶解热后即得到煤的恒容高位发热量。计算式如及溶解热后即得到煤的恒容高位发热量。计算式如下：下： Qgr,v,ad=Qb,ad-(95Sb,ad+& Qb,ad) Qgr,v,ad=Qb,ad-(95Sb,ad+& Qb,ad)式中：式中： Qgr,v,ad-Qgr,v,ad-煤的空气干燥基恒容高位发热煤的空气干燥基恒容高位发热量，量，J
45、/gJ/g；Sb,ad-Sb,ad-由弹筒洗液测的煤的空气干燥基硫含量，由弹筒洗液测的煤的空气干燥基硫含量，% %；Qb,ad-Qb,ad-煤的空气干燥基高位发热量，煤的空气干燥基高位发热量，J/gJ/g；95-95-煤中每煤中每1%1%的硫的校正值，的硫的校正值，J J；&-&-硝酸生成热的校正系数，无烟煤为硝酸生成热的校正系数，无烟煤为0.00100.0010，对其，对其他煤为他煤为0.00150.0015。 4 4、恒容低位发热量恒容低位发热量：由于煤在常规燃烧时水：由于煤在常规燃烧时水呈蒸汽状态随燃烧废气排出，因此从煤的恒容高位发呈蒸汽状态随燃烧废气排出，因此从煤的恒容高位发热量减去煤
46、样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值，得出恒容低位发热量，计算式如下：热值，得出恒容低位发热量，计算式如下： 测定发热量注意事项 测定发热量的基本原理是取一定量的燃料试样，置于充 有过量氧气的氧弹中燃烧，用一定量的水吸收释放出的热量，同时，准确测定水的温升值，而后依据预先确定好的量热体系的热容量和水的温升值计算。从基本原理可以看出发热量的精密度取决于以下几点：1、苯甲酸使用前应在6070的干燥箱中干燥34个小时； 2、热容量标定正确，用标煤试验；3、室内温度1530 ，标定热容量和测定发热量时内筒温度相差不超过5 ；4、读取温度准确；5、氧弹不
47、漏气；6、对不易完全燃烧的低热值煤和高变质的无烟煤采用浅金属燃烧皿，皿的质量最好不超过67克，把试样磨细到粒度小于0.1毫米，减少试样量。7、氢含量（客户和自测）和全水分发热量测定的重复性和再现性要求用高位发热量并折算到同一水分基,再现性重复性300J/g（72cal/g）。 第五部分第五部分 煤炭产品品煤炭产品品种种 品种的划分品种的划分 煤炭产品按其用途、加煤炭产品按其用途、加工方法和技术要求划分为五大类，工方法和技术要求划分为五大类，2828个品种。煤炭产品的类别、品个品种。煤炭产品的类别、品种名称和种名称和 技术要求应符合表技术要求应符合表1 1的的规定。规定。表1 煤炭产品的类别、品
48、种和技术要求产品类别品种名称技术要求粒度mm发热量(Qnet,ar)KJ/kg灰分 (Ad)% 1 精煤冶炼用炼焦精煤50,100 12.50其他用炼焦精煤50,13，25混块13,25洗小块1320,1325小块1325洗混小块620混小块620洗粒煤613粒煤6133 洗选煤洗原煤300 无烟煤、烟煤：14.50 褐煤11.0无洗混煤50,80或100混煤050洗末煤013,020,025末煤013,020,025洗粉煤06粉煤064 原煤原煤,水采原煤5 低质煤 原煤_无烟煤、烟煤： 40煤泥,水采煤泥01.0,00.516.5049备注:当发热量数据和灰分数据不能同时达到规定时,以灰分
49、为准。产品类别品种名称技术要求粒度mm发热量(Qnet,ar)KJ/kg灰分 (Ad)%、发电1、煤炭灰分等级划分 序号 级别名称 灰分范围% 1 特级 5 2 低灰 5.0110 3 低中 10.0120 4 中灰 20.0130 5 中高 30.0140 6 高灰 40.01502、煤炭硫分等级划分 序号 级别名称硫分范围% 1特级0.5 2低硫0.511.00 3低中1.011.50 4中硫1.512.00 5中高2.013.00 6高硫3.013、煤炭发热量等级划分序号级别名称发热量（(Qnet,ar)MJ/kg1低热值8.5012.52中低热值12.5117.03中热值17.0121
50、.004中高热值21.01245高热值24.01276特高热值27.00第六部分第六部分 采采 制制 化化 一、一、采样和制样采样和制样1 1、确定煤源、批量。、确定煤源、批量。2 2、确定预测定煤的标称最大粒度（参考发货单、目视估、确定预测定煤的标称最大粒度（参考发货单、目视估计或筛分试验）。计或筛分试验）。3 3、确定采样单元数和采样单元的子样数及子样最小质量。、确定采样单元数和采样单元的子样数及子样最小质量。4 4、确定采样方式和采样方法：系统采样、随机采样或分、确定采样方式和采样方法：系统采样、随机采样或分层随机采样；时间基采样或质量基采样，并确定采样间层随机采样；时间基采样或质量基采
