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煤炭基煤炭基础知知识一、概述（煤的组成）一、概述（煤的组成）二、二、煤炭的国际、国内分类煤炭的国际、国内分类 三、炼焦工业用煤的要求及相应指标三、炼焦工业用煤的要求及相应指标主要内容主要内容 一、煤的一、煤的组成成1 1煤的组成煤的组成 煤煤包包含含有有很很多多种种元元素素，由由可可燃燃物物和和不不可可燃燃物物两两部部分分组组成。成。可可燃燃物物主主要要包包括括有有机机质质和和少少量量的的矿矿物物质质，不不可可燃燃物物包包括括水水和和大大部部分分矿矿物物质质，象象碱碱金金属属、碱碱土土金金属属、铁铁、铝铝等等的盐类。的盐类。煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.碳是组成碳是组成煤大分子的骨架煤大分子的骨架，在各元素，在各元素中最高，一般大于中最高，一般大于70%。随着煤化程度。随着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可超过如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。碳碳煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氢是煤中第二个重要的组成元素，它占氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量分数为煤的质量分数为16%，越是年轻的煤，越是年轻的煤，其含量也越高。其含量也越高。氢氢煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氧元素是组成煤氧元素是组成煤有机质有机质的十分重要的元素，的十分重要的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发热量常随氧元素含量的增高而降低，其含热量常随氧元素含量的增高而降低，其含量从量从130%均有。均有。氧氧煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.氮元素在煤中的比例较少，一般为氮元素在煤中的比例较少，一般为0.53%。氮氮煤的元素组分煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.硫硫元元素素也也是是组组成成煤煤的的有有机机质质的的一一种种常常见见元元素素，它它在在煤煤中中含含量量的的多多少少，与与煤煤化化程程度度的的高高低低无无明明显显关关系系，其其含含量量从从最最低低的的0.1到到最高的最高的10%均有。均有。硫硫煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性质的不同度，而且也直接表征出煤性质的不同。如如碳碳含含量量低低、氧氧含含量量高高的的煤煤，多多是是粘粘结结性性很很差差或或是是没没有有粘粘结结性性的的年年轻轻煤煤；碳碳含含量量高高、氧氧含含量量低低的的煤煤则则常常是是一一些些无无粘粘结结性性的的年年老老煤煤，只只有有碳碳含含量量在在848488%88%，氢氢含含量量在在5%5%以以上上的的中中等等变变质质程程度度的的煤煤，才才是是结结焦焦性性较较好好的炼焦用煤。的炼焦用煤。二、煤的分类二、煤的分类 煤煤煤煤的的的的种种种种类类类类繁繁繁繁多多多多，质质质质量量量量也也也也相相相相差差差差悬悬悬悬殊殊殊殊，不不不不同同同同类类类类型型型型的的的的煤煤煤煤有有有有不同的用途。不同的用途。不同的用途。不同的用途。如如如如结结结结焦焦焦焦性性性性好好好好或或或或粘粘粘粘结结结结性性性性好好好好的的的的煤煤煤煤是是是是优优优优质质质质的的的的炼炼炼炼焦焦焦焦用用用用煤煤煤煤，热热热热稳稳稳稳定定定定性性性性好好好好的的的的无无无无烟烟烟烟块块块块煤煤煤煤是是是是合合合合成成成成氨氨氨氨厂厂厂厂的的的的主主主主要要要要原原原原料料料料，挥挥挥挥发发发发分分分分和和和和发发发发热热热热量量量量都都都都高高高高的的的的煤煤煤煤是是是是较较较较好好好好的的的的动动动动力力力力用用用用煤煤煤煤，一一一一些些些些低低低低灰灰灰灰、低低低低硫硫硫硫的的的的年年年年轻轻轻轻煤煤煤煤则则则则是是是是加加加加压压压压气气气气化化化化制制制制造造造造煤煤煤煤气气气气和和和和加加加加氢氢氢氢液液液液化化化化制制制制取取取取人人人人造造造造液液液液体体体体燃燃燃燃料料料料的的的的较较较较好好好好原原原原料。料。料。料。2.1煤的国际分类（按热值分类）（按热值分类）2.1煤的国际分类(简单分类）简单分类）1.Black coal/Hard coal（黑煤或硬煤）包 括：烟 煤（bituminous）和 无 烟 煤（anthracite）2.Brown coal（褐煤）包括：低热值的Lignite（褐煤）和Peat（泥煤）2.22.2中国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分中国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法类法 新新新新的的的的煤煤煤煤分分分分类类类类国国国国家家家家标标标标准准准准把把把把我我我我国国国国的的的的煤煤煤煤从从从从褐褐褐褐煤煤煤煤到到到到无无无无烟煤之间共划分为烟煤之间共划分为烟煤之间共划分为烟煤之间共划分为14141414个大类和个大类和个大类和个大类和17171717个小类个小类个小类个小类。常常见的三的三类：无烟煤、褐煤、烟煤：无烟煤、褐煤、烟煤 无烟煤无烟煤无烟煤分为三个小类：无烟煤分为三个小类：年年老老无无烟烟煤煤、典典型型无无烟烟煤煤、年年轻轻无无烟烟煤煤，主主要要是是按按照照各各小小类类工工艺艺利利用用特特性性的的不同而划分。不同而划分。褐煤褐煤褐煤划为褐煤划为2 2个小类：个小类：年年老老褐褐煤煤和和年年轻轻褐褐煤煤，也也是是根根据据其其性性质质和和利用特征不同而划分的。利用特征不同而划分的。贫贫煤煤、贫贫瘦瘦煤煤、瘦瘦煤煤、焦焦煤煤、肥肥煤煤、气气肥肥煤煤、气气煤煤、1/31/3焦焦煤煤、1/21/2中中粘粘煤煤、弱弱粘煤、不粘煤和长焰煤共粘煤、不粘煤和长焰煤共1212个煤类。个煤类。烟煤烟煤 按挥发份烟煤分类烟煤按挥发分10%20%、20%28%、28%37和37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。按粘结性（G值）烟煤分类05为不粘结和微粘结煤；520为弱粘结煤；2050为中等偏弱粘结煤；5065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。关于焦、肥、气、瘦煤的命名对对G85G85的的煤煤需需再再测测定定胶胶质质层层最最大大厚厚度度Y Y值值或或奥奥亚亚膨膨胀胀度度B B值值来来区区分分肥肥煤煤、气气肥肥煤煤与与其其它它烟烟煤煤类类的的界界限限。当当Y Y值值大大于于25mm25mm时时，如如Vdaf37%Vdaf37%，则则划划分分为为气气肥肥煤煤。如如Vdaf37%Vdaf37%，则则划划分分为为肥肥煤煤。如如Y Y值值25mm37%Vdaf37%，则则应应划划分分为为气气煤煤类类，如如Vdaf28%-37%Vdaf28%-37%，则则应应划划分分为为1/31/3焦焦煤煤，如如VdafVdaf在在于于8%8%以下，则应划分为焦煤类。以下，则应划分为焦煤类。烟煤分类表国外焦煤分类（美、澳、加）Hard coking coal 硬焦煤Soft coking coal 软焦煤Weak/semi coking coal 弱/半软焦煤 PCI coal 喷吹煤国外焦煤分类（美、澳、加）Hard coking coal 硬焦煤灰份小于10,挥发份小于27,CSN/FSI大于6Soft/Weak/semi coking coal挥发份大于27,CSN/FSI小于6三、三、炼焦工业用煤的要求及相应指标炼焦工业用煤的要求及相应指标煤煤煤煤炭炭炭炭的的的的主主主主要要要要用用用用途途途途是是是是燃燃燃燃烧烧烧烧、炼炼炼炼焦焦焦焦和和和和造造造造气气气气等等等等，也也也也可可可可作作作作为为为为化化化化工工工工原原原原料料料料。为为为为了了了了得得得得到到到到强强强强度度度度高高高高，灰灰灰灰分分分分、硫硫硫硫分分分分低低低低的的的的优优优优质质质质冶金用焦，对冶金用焦，对冶金用焦，对冶金用焦，对炼焦用煤炼焦用煤炼焦用煤炼焦用煤有以下要求：有以下要求：有以下要求：有以下要求：（1）有较强的结焦性或粘结性）有较强的结焦性或粘结性（2）煤的灰分要低）煤的灰分要低（3）煤的硫分要低）煤的硫分要低（4）配合煤的挥发分要合适）配合煤的挥发分要合适炼焦煤与非炼焦煤基本区别指标在于粘结性与结焦性煤煤的的粘粘结结性性反反应应烟烟煤煤在在干干馏馏过过程程中中能能够够软软化化熔熔融融形形成成胶胶质质体体并并固固化化粘粘结结的的能能力力。煤煤的的粘粘结结性性是是煤煤形形成成焦焦炭炭的的前前提提和和必必要要条条件件，炼炼焦焦煤煤中中肥肥煤煤的的粘粘结性最好。结性最好。煤煤的的结结焦焦性性反反映映烟烟煤煤在在干干馏馏过过程程中中软软化化熔熔融融粘粘结结成成半半焦焦，以以及及半半焦焦进进一一步步热热解解、收收缩缩最最终终形形成成焦焦炭炭全全过过程程的的难难能能力力。在在炼炼焦焦煤煤中中焦焦煤煤的的结结焦焦性性最最好。好。炼焦煤粘结性与结焦性的测定方法测定煤粘结性和结焦性的实验常用方法有：坩埚膨胀序数，罗加指数、粘结指数、基氏流动度、胶质层指数、奥压膨胀度和葛金焦型等七种 1.坩埚膨胀序数（CSN）/自由膨胀序数（FSI）坩埚膨胀序数（CSN）又称自由膨胀序数（FSI)，它是表征煤的膨胀性和粘结性的指标之一，序数越大表示煤的粘结性越强，主焦煤CSN一般在6以上。2.罗加指数（RI/LR）罗罗加加指指数数是是通通过过测测定定烟烟煤煤对对惰惰性性添添加加物物（无无烟烟煤煤）的粘结能力来确定煤粘结性的一种方法的粘结能力来确定煤粘结性的一种方法 。罗罗加加指指数数LRLR越越大大，煤煤的的粘粘结结性性越越强强。一一般般而而言言，LR5LR5，煤煤不不具具粘粘结结力力；LRLR在在5 5至至2020之之间间，煤煤粘粘结结性性很很差差或或不不具具有有粘粘结结性性；LRLR在在2020至至4545之之间间，煤煤粘粘结结性性比比较较差差；LRLR在在4545至至8080之之间间，煤煤粘粘结结性性良良好好；LRLR在在 8080至至 9090之之 间间，煤煤 粘粘 结结 性性 很很 强强。3.粘结指数（G值）粘结指数（G值）的测定原理与罗加指数的测定原理相似，不单能较好表征煤的粘结性，而且可用作指导炼焦配煤、预测焦炭强度以及作为煤分类等的较好指标。一般主焦煤的G值在80以上。4.胶质层指数（Y值）胶质层指数（Y值）的大小是表征煤粘结性的好坏。一般煤的Y值越大粘结性越好，并且，当煤的Vdaf为30左右时，Y值出现最大值，Vdaf 50的煤Y值都几乎为零，Y值对中等粘结性和较强粘结性烟煤都有较好的区分能力。5.奥亚膨胀度（最大膨胀度b值）奥奥亚亚膨膨胀胀度度（b b值值）为为国国际际上上最最通通用用的的一一种种测测定定煤煤膨膨胀胀性性和和结结焦焦性性的的方方法法 ，b b值值是是专专门门用用来来区区分分肥肥煤煤和和其其他他煤煤类类的的一一个个重重要要指指标标（与与胶胶质质层层最最大大厚厚度度Y Y值并列）。值并列）。Vdaf28%Vdaf150%150%的的 为为 肥肥 煤煤；对对Vdaf28%Vdaf28%的的煤煤，b b值值220%220%的的为为肥肥煤煤（当当VdafVdaf值值37%37%37%时时）。当当按按b b值值划划分分的的煤煤类类与与按按Y Y值值划划分分的的煤煤类类有有矛矛盾盾时时，则则以以Y Y值确定的煤类为准。值确定的煤类为准。煤的工业分析法煤的工业分析法煤煤的的分分析析检检验验，根根据据目目的的不不同同，一一般般可可分分为工业分析和元素分析。为工业分析和元素分析。1 1工业分析工业分析2 2元素分析元素分析3 3其它分析其它分析煤的工业分析法煤的工业分析法煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤的基本依据。的基本依据。它包括煤的水分、灰分它包括煤的水分、灰分、挥发分产率挥发分产率和固定碳和固定碳四个项目的测定。四个项目的测定。通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。有时也将上述四个测定项目叫做有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析半工业分析，再加，再加上煤的上煤的发热量发热量和煤中全硫的测定，和煤中全硫的测定，则称为全工业分则称为全工业分析。析。煤的工业分析法煤的工业分析法煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。如如水分和灰分高水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，的煤，它的有机质含量就少，发热量发热量低，低，经济价值就小经济价值就小。根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标，就根据煤的水分、灰分、挥发分及其焦渣特征等指标，就可以比较可靠地算出煤的可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量高位发热量和低位发热量。煤中全硫煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标分是确定炼焦用烟煤的重要指标。对于合成氨工业，空气干燥基的对于合成氨工业，空气干燥基的固定碳含量固定碳含量（FCad）是）是评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价值的评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价值的一个重要指标。一个重要指标。煤的煤的外在水分和全水分外在水分和全水分，不仅影响动力用煤的低位发热量，不仅影响动力用煤的低位发热量，而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。而且还与煤的运输与贮存等都有着十分密切的关系。煤工煤工业分析常用符号分析常用符号AD Air dried AD Air dried 空干基空干基AR As received AR As received 收到基收到基DAF Dry Ash Free DAF Dry Ash Free 干燥无灰基干燥无灰基CSN Crucible swell number CSN Crucible swell number CV Calorific value CV Calorific value ddpm Dial divisions per minute ddpm Dial divisions per minute FC Fixed carbon FC Fixed carbon HGI Hardgrove grindability index HGI Hardgrove grindability index IM Inherent moisture IM Inherent moisture 煤工煤工业分析常用符号分析常用符号kcal/kg Kilocalories per kilogram kcal/kg Kilocalories per kilogram M40 Percentage of sample remaining over 40mm after a rotating M40 Percentage of sample remaining over 40mm after a rotating drum test drum test M10 Percentage of sample under 10mm in size after a rotating M10 Percentage of sample under 10mm in size after a rotating drum test drum test max Maximum max Maximum mm Millimetres mm Millimetres P Phosphorus P Phosphorus PCI (Coal for)pulverised coal injection PCI (Coal for)pulverised coal injection TM Total moisture TM Total moisture TS Total sulphur TS Total sulphur VM Volatile matter VM Volatile matter A ASHA ASH