煤炭基础知识
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业分析。
31
Working Draft
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。
如水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，发热量低， 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， 就可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量。
煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标。
对于合成氨工业，空气干燥基的固定碳含量（FCad） 是评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价
17
Working Draft
关于焦、肥、气、瘦煤的命名
对G>85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、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大 于25mm时，如Vdaf>37%，则划分为气肥煤。如 Vdaf<37%，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其它煤类。如Vdaf>37% ，则应划分为气煤类，如Vdaf>28%-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。
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。
16
Working Draft
按粘结性（G值）烟煤分类
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 Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%（对于Vdaf>28%的烟煤，b>220%）的煤分为特强 粘结煤。
34
5
Working Draft
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氮
氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～3%。
6
Working Draft
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
硫
硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元 素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的 高低无明显关系，其含量从最低的0.1到最 高的10%均有。
煤的结焦性反映烟煤在干馏过程中软化熔融粘结成半焦， 以及半焦进一步热解、收缩最终形成焦炭全过程的难能 力。在炼焦煤中焦煤的结焦性最好。
23
Working Draft
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
29
Working Draft
煤的工业分析法
煤的分析检验，根据目的不同，一般可分为工业分析和元素分析。 1．工业分析 2．元素分析 3．其它分析
30
Working Draft
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 的基本依据。它包括煤的水分、灰分、挥发分产率
和固定碳四个项目的测定。 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半工业分析，再 加上煤的发热量和煤中全硫的测定，则称为全工
氢
氢是煤中第二个重要的组成元素，它占 煤的质量分数为1～6%，越是年轻的煤，
其含量也越高。
4
Working Draft
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氧
氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素， 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
量从1～30%均有。
Working Draft
2
Working Draft
煤的元素组分
即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
碳
碳是组成煤大分子的骨架，在各元素 中最高，一般大于70%。随着煤化程度 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97%。
3
Working Draft
煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
煤炭基础知识
主要内容
一、概述（煤的组成） 二、煤炭的国际、国内分类
三、炼焦工业用煤的要求及相应指标
一、煤的组成 1
Working Draft
1．煤的组成
煤包含有很多种元素，由可燃物和不可燃物两部分 组成。
可燃物主要包括有机质和少量的矿物质，不可燃物
包括水和大部分矿物质，象碱金属、碱土金属、铁 、铝等的盐类。
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6 Soft/Weak/semi coking coal 挥发份大于27,CSN/FSI小于6
21
Working Draft
三、炼焦工业用煤的要求及相应指标
煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为化工 原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质冶金用 焦，对炼焦用煤有以下要求：
18
烟煤分类表 19
Working Draft
Working Draft
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
20
Working Draft
11
Working Draft
2.2中国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法
新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟 煤之间共划分为14个大类和17个小类。
常见的三类：无烟煤、褐煤、烟煤
12
Working Draft
无烟煤
无烟煤分为三个小类： 年老无烟煤、典型无烟煤、年轻无烟煤，主要是按照各小类工艺利用特
值的一个重要指标。 煤的外在水分和全水分，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。
32
Working Draft
煤工业分析常用符号
AD Air dried 空干基 AR As received 收到基 DAF Dry Ash Free 干燥无灰基 CSN Crucible swell number CV Calorific value ddpm Dial divisions per minute FC Fixed carbon HGI Hardgrove grindability index IM Inherent moisture
（1）有较强的结焦性或粘结性 （2）煤的灰分要低 （3）煤的硫分要低
（4）配合煤的挥发分要合适
22
Working Draft
炼焦煤与非炼焦煤基本区别指标在于粘 结性与结焦性
煤的粘结性反应烟煤在干馏过程中能够软化熔融形成胶质 体并固化粘结的能力。煤的粘结性是煤形成焦炭的前提 和必要条件，炼焦煤中肥煤的粘结性最好。
33
Working Draft
煤工业分析常用符号
kcal/kg Kilocalories per kilogram M40 Percentage of sample remaining over 40mm after a rotating drum test M10 Percentage of sample under 10mm in size after a rotating drum test max Maximum mm Millimetres P Phosphorus PCI (Coal for) pulverised coal injection TM Total moisture TS Total sulphur VM Volatile matter A ASH
24
Working Draft
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。
25
Working Draft
2.罗加指数（RI/LR）
罗加指数是通过测定烟煤对惰性添加物（无烟煤）的粘结 能力来确定煤粘结性的一种方法 。
9
Working Draft
2.1煤的国际分类（按热值分类）
10
Working Draft
2.1煤的国际分类(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rking Draft
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 < 13％和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。
性的不同而划分。
13
Working Draft
褐煤
褐煤划为2个小类： 年老褐煤和年轻褐煤，也是根据其性质和利用特征不同而划分的。
14
Working Draft
烟煤
贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/3焦煤、1/2中粘煤 、弱粘煤、不粘煤和长焰煤共12个煤类。
15
Working Draft
8
Working Draft
二、煤的分类
煤的种类繁多，质量也相差悬 殊，不同类型的煤有不同的 用途。
如结焦性好或粘结性好的煤是 优质的炼焦用煤，热稳定性 好的无烟块煤是合成氨厂的 主要原料，挥发分和发热量 都高的煤是较好的动力用煤 ，一些低灰、低硫的年轻煤 则是加压气化制造煤气和加 氢液化制取人造液体燃料的 较好原料。
28
Working Draft
5.奥亚膨胀度（最大膨胀度b值）
奥亚膨胀度（b值）为国际上最通用的一种测定煤膨胀性 和结焦性的方法 ，b值是专门用来区分肥煤和其他煤类 的一个重要指标（与胶质层最大厚度Y值并列）。
Vdaf<28%的煤，b值>150%的为肥煤；对Vdaf>28%的煤 ，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。
7
Working Draft
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。
如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有粘结性的年轻煤；碳 含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤，只有碳含量在84～ 88%，氢含量在5%以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。
罗加指数LR越大，煤的粘结性越强。一般而言，LR<5， 煤不具粘结力；LR在5至20之间，煤粘结性很差或不具 有粘结性；LR在20至45之间，煤粘结性比较差；LR在 45至80之间，煤粘结性良好；LR在80至90之间，煤粘 结性很强。
26
Working Draft
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。
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Working Draft
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。
如水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，发热量低， 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， 就可以比较可靠地算出煤的高位发热量和低位发热量。
煤中全硫分是确定炼焦用烟煤的重要指标。
对于合成氨工业，空气干燥基的固定碳含量（FCad） 是评价无烟煤用于制造合成气（半水煤气）时经济价
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Working Draft
关于焦、肥、气、瘦煤的命名
对G>85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、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大 于25mm时，如Vdaf>37%，则划分为气肥煤。如 Vdaf<37%，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其它煤类。如Vdaf>37% ，则应划分为气煤类，如Vdaf>28%-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。
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。
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按粘结性（G值）烟煤分类
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 Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%（对于Vdaf>28%的烟煤，b>220%）的煤分为特强 粘结煤。
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5
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煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氮
氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～3%。
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煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
硫
硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元 素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的 高低无明显关系，其含量从最低的0.1到最 高的10%均有。
煤的结焦性反映烟煤在干馏过程中软化熔融粘结成半焦， 以及半焦进一步热解、收缩最终形成焦炭全过程的难能 力。在炼焦煤中焦煤的结焦性最好。
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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
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Working Draft
煤的工业分析法
煤的分析检验，根据目的不同，一般可分为工业分析和元素分析。 1．工业分析 2．元素分析 3．其它分析
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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 的基本依据。它包括煤的水分、灰分、挥发分产率
和固定碳四个项目的测定。 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半工业分析，再 加上煤的发热量和煤中全硫的测定，则称为全工
氢
氢是煤中第二个重要的组成元素，它占 煤的质量分数为1～6%，越是年轻的煤，
其含量也越高。
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煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
氧
氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素， 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
量从1～30%均有。
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煤的元素组分
即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
碳
碳是组成煤大分子的骨架，在各元素 中最高，一般大于70%。随着煤化程度 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97%。
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煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素.
煤炭基础知识
主要内容
一、概述（煤的组成） 二、煤炭的国际、国内分类
三、炼焦工业用煤的要求及相应指标
一、煤的组成 1
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1．煤的组成
煤包含有很多种元素，由可燃物和不可燃物两部分 组成。
可燃物主要包括有机质和少量的矿物质，不可燃物
包括水和大部分矿物质，象碱金属、碱土金属、铁 、铝等的盐类。
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6 Soft/Weak/semi coking coal 挥发份大于27,CSN/FSI小于6
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三、炼焦工业用煤的要求及相应指标
煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为化工 原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质冶金用 焦，对炼焦用煤有以下要求：
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烟煤分类表 19
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Working Draft
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
20
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Working Draft
2.2中国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法
新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟 煤之间共划分为14个大类和17个小类。
常见的三类：无烟煤、褐煤、烟煤
12
Working Draft
无烟煤
无烟煤分为三个小类： 年老无烟煤、典型无烟煤、年轻无烟煤，主要是按照各小类工艺利用特
值的一个重要指标。 煤的外在水分和全水分，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。
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Working Draft
煤工业分析常用符号
AD Air dried 空干基 AR As received 收到基 DAF Dry Ash Free 干燥无灰基 CSN Crucible swell number CV Calorific value ddpm Dial divisions per minute FC Fixed carbon HGI Hardgrove grindability index IM Inherent moisture
（1）有较强的结焦性或粘结性 （2）煤的灰分要低 （3）煤的硫分要低
（4）配合煤的挥发分要合适
22
Working Draft
炼焦煤与非炼焦煤基本区别指标在于粘 结性与结焦性
煤的粘结性反应烟煤在干馏过程中能够软化熔融形成胶质 体并固化粘结的能力。煤的粘结性是煤形成焦炭的前提 和必要条件，炼焦煤中肥煤的粘结性最好。
33
Working Draft
煤工业分析常用符号
kcal/kg Kilocalories per kilogram M40 Percentage of sample remaining over 40mm after a rotating drum test M10 Percentage of sample under 10mm in size after a rotating drum test max Maximum mm Millimetres P Phosphorus PCI (Coal for) pulverised coal injection TM Total moisture TS Total sulphur VM Volatile matter A ASH
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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。
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2.罗加指数（RI/LR）
罗加指数是通过测定烟煤对惰性添加物（无烟煤）的粘结 能力来确定煤粘结性的一种方法 。
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2.1煤的国际分类（按热值分类）
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Working Draft
2.1煤的国际分类(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rking Draft
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 < 13％和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。
性的不同而划分。
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褐煤
褐煤划为2个小类： 年老褐煤和年轻褐煤，也是根据其性质和利用特征不同而划分的。
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烟煤
贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/3焦煤、1/2中粘煤 、弱粘煤、不粘煤和长焰煤共12个煤类。
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二、煤的分类
煤的种类繁多，质量也相差悬 殊，不同类型的煤有不同的 用途。
如结焦性好或粘结性好的煤是 优质的炼焦用煤，热稳定性 好的无烟块煤是合成氨厂的 主要原料，挥发分和发热量 都高的煤是较好的动力用煤 ，一些低灰、低硫的年轻煤 则是加压气化制造煤气和加 氢液化制取人造液体燃料的 较好原料。
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5.奥亚膨胀度（最大膨胀度b值）
奥亚膨胀度（b值）为国际上最通用的一种测定煤膨胀性 和结焦性的方法 ，b值是专门用来区分肥煤和其他煤类 的一个重要指标（与胶质层最大厚度Y值并列）。
Vdaf<28%的煤，b值>150%的为肥煤；对Vdaf>28%的煤 ，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。
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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。
如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有粘结性的年轻煤；碳 含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤，只有碳含量在84～ 88%，氢含量在5%以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。
罗加指数LR越大，煤的粘结性越强。一般而言，LR<5， 煤不具粘结力；LR在5至20之间，煤粘结性很差或不具 有粘结性；LR在20至45之间，煤粘结性比较差；LR在 45至80之间，煤粘结性良好；LR在80至90之间，煤粘 结性很强。
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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。