3-1 煤的元素组成及分类

合集下载

能源资源科学概论第二章第三节煤炭

2021/8/5
30
2021/8/5
31
（一）我国煤炭资源
1.总括
我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭在能源生产和消费中的比例一直在70％以上，而且这种格局短期内不会根本改变。
据有关专家预测，到2050年，煤炭在能源中的比例仍占50%以上。为节约和保护资源，实现国民经济和社会可持续发展，正确认识我国煤炭资源基本特征是非常必要的。
2021/8/5
9
明代科学家宋应星所著《天工开物》中详细地介绍了当时的采煤技术：
“凡取煤经历久者，从土面能辨有无之色，然后挖掘，深至五丈许，方始得煤。初见煤端时，毒气灼人，有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒烟从竹中透上。人从其下施攫拾取者，或一井而下；炭纵横广有，则随其左右阔取。其上支板，以防压崩耳……”
2021/8/5
28
（3）烟煤
煤化较深的品种，其挥发分含量达10％～15％，容易燃烧；燃烧时会发出较长的火焰和黑烟，故称烟煤。是世界上储量最多，用途最广的煤种。陈供燃烧外，还大量用于焦炭的冶炼、煤气化和化学工业。
（4）无烟煤（又称白煤）
煤化过程的最后产物，其合碳量高达 89% ～ 98%，质硬，色黑，有金属光泽，燃点较高；燃烧火焰呈蓝色。多用于民用和化肥工业。
2021/8/5
36
中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国各省、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。
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％。

3 燃料与燃烧

87.91 5.49 5.49 0.55 0.55 100Car=Cad（100-Mar,f） 100Car=Cdaf（100-Mar-Aar）其转化关系见表5-2（改错）
总量
100% 100% 100% 100%
材料工程基础-lvshuzhen
3.1.4 燃料有哪些热工性质？（掌握）
1、基本热工性质——发热量（简称:热值） 2、其它热工性质
3.1.1 燃料是如何分类的？（掌握） 3.1.2 燃料的组成有哪两种表示方法？其基准内容有哪些？各种基准之间如何换算？（掌握） 3.1.3 燃料有哪些热工性质？（掌握） 3.1.4 如何选择燃料？（了解）
材料工程基础-lvshuzhen
3.1.燃料的种类和组成
3.1.1 燃料是如何分类的？（掌握）气体燃料：天然气、煤气、液化气等液体燃料：汽油、煤油、柴油、重油固体燃料：煤、柴禾等
根据化学反应计算空气量、烟气量、烟气组成根据热平衡原理计算火焰温度计算方法：分析计算法、近似计算法、操作计算法
材料工程基础-lvshuzhen
3.2.2.1 设计计算
分析计算法：已知燃料的种类和元素分析成分，通过化学反应，根据质量守衡进行定量计算。假定：
–气体的体积均以标准状态计算； –气体均为理想气体； –计算的基准温度为0℃； –计算时固体、液体燃料用收到基（ar），气体燃料用湿基 – 均在完全燃烧条件下计算空气量； – 空气由氧气和氮气组成，其体积百分比为21:79。
（2）实际空气量的计算（掌握）
Va Va0 1.2 5.08 6.09(Nm3 Kg)
例题
材料工程基础-lvshuzhen
（3）理论烟气量V0的计算（掌握）
理论烟气由以下两部分组成:

第三章煤的结构

(1)煤分子是由多个基本结构单元构成的高分子
煤不是由均一的单体聚合而成，而是由许多结构相似但又不完全相同的基本结构单元通过桥键连接而成。结构单元由规则的缩合芳香核与不规则的、连
接在核上的侧链和官能团两部分构成。
(2) 结构单元的核心是缩合芳香核
缩合芳香核为缩聚的芳环、氢化芳环或各种杂环，环数随煤化程度的提高而增加。碳含量为70%~83%时，平均环数为2；碳含量为83%~90%时，平均环数为3～5；碳含量为大于90%时，环数急剧增加，碳含量大于95%时，平均环数大于40。煤的芳碳率，烟煤一般小于0.8，无烟煤则趋近于1。
低分子化合物含量随煤化程度增高而降低，通常认为，褐煤和年轻烟煤中含量约为10％-20％。
第三节煤的结构模型
1、化学结构模型 1.1 Wiser模型：被认为是比较全面合理的一个模型，该
模型也是针对年轻烟煤（碳含量82%~83%），它展示了煤结构的大部分现代概念，可以合理解释煤的液化和其他化学反应性质。缺点是没有考虑小分子化合物。 1.2 本田模型：本田模型的特点是考虑了低分子化合物的存在，缩合环以菲为主，它们之间有较长的次甲基键相连接。模型中氧的存在形式比较全面，但没有考虑氮和硫的结构。
（2）芳氢率（fH）：是指煤的基本结构单元中属于芳香
族结构的氢原子数与总氢原子数之比，fa＝Ha/H。
（3）芳环率（fRa）：是指煤的基本结构单元中芳香环数
与总环数之比，fRa＝Ra/R。（4）环缩合度指数为2(R－1)/C：其中R为基本结构单元
中缩合环的数目，C为基本结构单元中的碳原子数。
3. 煤中的低分子化合物
连接在缩合环上的烷基侧链是指甲基、乙基、丙基等基团。烷基侧链的平均长度随煤化程度提高而迅速缩短。

中国的煤炭分类

煤炭分类有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种煤炭。

褐煤多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。

烟煤一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。

无烟煤有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。

杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。

应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。

1986年1月，国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b、煤样透光性P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。

即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。

针对不同的侧重点，煤种划分方法有：1．煤的成因分类：成煤的原始物料和堆积环境分类，称为煤的成因分类。

2．煤的科学分类：煤的元素组成等基本性质分类，称为科学分类。

3．煤的实用分类：煤的实用分类又称煤的工业分类。

按煤的工艺性质和用途分类，称为实用分类。

中国煤分类和各主要工业国的煤炭分类均属于实用分类，以下详细介绍我国煤实用分类的情况。

根据煤的煤化度，将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。

又根据煤化度和工业利用的特点，将褐煤分成2个小类，无烟煤分成3个小类。

烟煤比较复杂，按挥发分分为4个档次，即Vdaf＞10～20%、＞20～28%、＞28～37%和＞37％，分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。

中国煤炭分类分级表

煤质指标的分级中国煤炭分类 (2008-06-19 10:04:30)中国煤炭分类：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%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。

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28%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、气煤与其它煤类的界限，即对Vdaf<28%的煤，暂定b值>150%的为肥煤；对Vdaf>28%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）。

察哈素煤矿3—1煤层采煤工艺的选择与分析

察哈素煤矿3—1煤层采煤工艺的选择与分析作者：马亮来源：《中国科技博览》2014年第31期[摘要]适宜的采煤工艺是是建设现代化高产高效矿井的核心，本文根据察哈素煤矿矿井开拓部署和对3-1煤层地质资料的分析，对其3-1煤层采煤工艺进行了选择与比较，对实现高产高效矿井意义重大。

[关键词]采煤工艺；综采；厚煤层中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0034-01一、工程概况察哈素矿井位于东胜煤田新街矿区，矿井设计能力1000万t/a，采用主斜、副立混合开拓，井口位置位于井田中部。

本井田褶曲宽缓，跨度大，幅度小。

煤层倾角一般在1～3°之间。

根据井口位置和井下开拓巷道布置，矿井首采区选择31和21采区。

其中，31采区主采3-1煤层，3-1煤层全区可采，煤层纯厚度2.05～7.15m，平均为5.25m；煤层倾角平缓，一般1°；煤层结构较简单，在煤层最下部夹有1-2层夹矸，夹矸岩性为泥岩、砂质泥岩。

顶板岩性为砂质泥岩、泥岩，局部为细～中粒砂岩，稳定性较差，易坍塌冒落；直接底主要为泥岩和砂质泥岩，属坚硬性较差底板。

矿井为低瓦斯矿井，各煤层煤尘具有爆炸危险性，各煤层自燃到易自燃。

水文地质条件简单，矿井开采直接含水层为Ⅱ含和Ⅲ含。

二、采煤方法及采煤工艺的选择1、采煤方法选择本矿井开采的为近水平薄、中厚及厚煤层，结合矿井开拓布置，不同采区的工作面采用走向（或倾向）长壁式采煤法，后退式回采，全部冒落法管理顶板。

2、3-1煤层采煤工艺选择根据矿井开拓部署和对3-1煤层地质资料分析，3-1煤层可选用的采煤工艺有大采高综采一次采全高，分层综采和综采放顶煤三个方案。

2.1、大采高综采大采高综采采煤工艺是国外高产工作面采用的主要方法。

我国从1978年起，开始试验厚煤层大采高一次采全厚开采方法，至今已取得了长足进步。

但由于我国的综采设备制造技术尚不完备，使国产设备大采高技术未能在我国广泛推行。

3-1 燃料的概念

低位发热量是燃烧计算中使用的基准。
Qnet,p=高位发热量Qgr,p－水的汽化潜热
根据反应式H2 + 1/2O2 ==H2O , 1千克燃料共计含水量为 (Mar/100 + 9Har/100) kg水/kg Qgr,p=Qnet,p－2450x((Mar/100 + 9Har/100）
对于1千克固体和液体燃料高、低位热值之差为： Qgr,ar－Qnet,ar = 2450(Mar + 9Har) Qgr,d－Qnet,d= 22050Hd kJ/kg kJ/kg
例3
发生炉煤气的干组成如下 CO2d% COd% H2d% O2d% 5.5 28.0 13.4 0.4 CH4d% H2Sd% N2d% 0.5 0.2 52.0
水分含量H２Ov%= 3.13%。试计算该煤气以湿组成表示的低位热值。
解：将干组成换算为湿组成，其换算系数: (100－H2Ov)/100 = (100-3.13)/100= 0.969 CO2v%= 5.5%×0.969= 5.33% COv%= 28%×0.969= 27.13% H2v%= 13.4%×0.969= 12.98% O2v%= 0.4%×0.969= 0.39% CH4v%= 0.5%×0.969= 0.48% H2Sv%= 0.2%×0.969= 0.19% N2v%= 52%×0.969= 50.39% Qnetv=27.13×126+12.98×108+ 0.48×358+0.19×232= 5051kJ/m3
燃烧；流化床燃烧，磁控燃烧；脉动燃烧；催化燃烧；自蔓延燃烧；低温富氧燃烧等等……
本章提纲
1 2 3 4 燃料的概念燃烧计算燃料燃烧理论洁净燃烧技术

中国煤炭分类国家标准

中国煤炭分类国家标准
中国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭资源丰富，种类繁多。

为了规范
煤炭的分类和管理，国家制定了一系列的煤炭分类国家标准，以便于生产、贸易和利用。

这些标准对于保障煤炭质量、提高煤炭利用效率和促进煤炭行业健康发展具有重要意义。

首先，中国的煤炭分类国家标准主要根据煤炭的物理性质、化学性质和利用特
性来进行分类。

按照物理性质，煤炭可分为烟煤、无烟煤、褐煤和其他煤种；按照化学性质，煤炭可分为热值、灰分、挥发分、硫分等不同等级；按照利用特性，煤炭可分为燃煤、焦炭、煤化工原料等不同用途。

这些分类标准既考虑了煤炭的燃烧性能，也考虑了煤炭的加工利用特性，为煤炭的生产和利用提供了科学依据。

其次，煤炭分类国家标准的制定还考虑了国际标准和行业实践。

中国作为世界
上最大的煤炭生产和消费国，需要与国际接轨，以便于开展国际贸易和合作。

因此，中国的煤炭分类国家标准与国际标准保持一致，同时也充分考虑了国内煤炭行业的实际情况，确保了标准的科学性和实用性。

另外，煤炭分类国家标准的实施对于煤炭行业的管理和监管具有重要意义。

通
过严格执行煤炭分类标准，可以有效监控煤炭的质量，保障煤炭的安全生产和利用。

同时，也可以规范煤炭市场秩序，防止不合格煤炭流入市场，保护消费者的利益。

总的来说，中国煤炭分类国家标准的制定和实施，对于推动煤炭行业的转型升级，提高煤炭利用效率，保障能源安全具有重要意义。

在未来，随着煤炭行业的不断发展和变化，煤炭分类国家标准也将不断进行修订和完善，以适应新的形势和需求。

希望通过国家标准的不断完善，能够为中国煤炭行业的可持续发展和绿色发展提供有力支持。

什么是煤的元素分析与工业分析

1.什么是煤的元素分析与工业分析？答：元素分析法就是研究煤的主要组成成分。

煤的主要组成成分包括碳(C)，氢(H)，氧(O)，氮(N)，硫(S)，灰分(A)，水分(M).其中碳、氢、硫是可燃成分。

硫燃烧后生成SO2及少量SO3，是有害成分。

煤中的水分和灰分也都是有害成分。

通过元素分析可以了解煤的特性及实用价值。

但元素分析法较复杂。

发电厂常用较用简便的工业分析法，可以基本了解煤的燃烧特性。

煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分，挥发分，固定碳，灰分的百分组成.2.链条锅炉炉拱的作用是什么？答：链条锅炉的炉拱分为前拱和后拱，与炉排一起构成燃烧空间。

前拱（辐射拱）：位于炉排的前部，主要起引燃作用。

吸收来自火焰和高温烟气的辐射热，并辐射到新煤上，使之升温、着火。

后拱: 位于炉排后部，主要作用是引导高温烟气，属对流型炉拱。

后拱具体作用如下：1）引燃：从引燃看，前拱是主要的；后拱通过前拱起作用，是辅助的。

2）混合：后拱输送富氧的烟气至前拱区，使之与那里的可燃气体相混合。

前拱一般短，后拱的输气路程较长。

后拱烟气的流动速度高，所产生的扰动混合大。

从混合上看，后拱的作用是主要的。

3）保温促燃：后拱可有效地防止炉排面向炉膛上部放热，能有效地提高炉排后部的炉温，起保温促燃作用。

3.什么是自然水循环？自然水循环是怎样形成的？答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差进行的水循环，称为自然水循环。

在自然循环锅炉中，下降管一般在炉外不受热，而上升管是在炉内受热，水在上升管中吸收热量后，逐渐成为汽水混合物，其密度减小。

这样，下降管与上升管工质之间就产生了密度差，密度差所产生的压差作为推动力，推动工质在循环回路中流动。

这种循环流动，没有依靠外力，只靠工质本身状态变化后所产生的密度差，作为推动工质循环流动的动力，所以称为自然水循环。

4.简述自然水循环的工作过程。

答：自然循环回路由上升管、下降管、汽包和下集箱组成。

煤炭知识概述

煤炭知识概述展开全文煤炭概述1.1认识煤炭1.1.1.煤的生成煤炭是古代的有机物（主要是植物）的遗体长期埋藏在地下，处于空气不足条件下，经历复杂的生物化学作用和地质作用，逐步形成的由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体可燃矿物。

煤炭的生成大体可分为两个阶段，第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段。

当植物枯死之后，堆积在充满水的沼泽中，开始是水存在的氧气不足，后来在水面下隔绝空气，并细菌的作用下，知道植物的各部分不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这就是泥炭。

这个过程叫做泥炭化过程。

这个阶段需要漫长的地质历史时期，需要进行千百万年。

第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。

当泥炭层形成后。

有水经常冲刷大陆的低洼地方，带来了大量的上砂、石，在泥潭层逐渐形成岩层（称为顶板）。

被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下，发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时它的化学组成也发生了缓慢的变化，逐步变成比重较大，较致密的黑褐色的褐煤。

当顶板逐渐加厚，顶板的静压力逐渐增高，煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。

这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。

如果有更高的温度，最终可能变成石墨。

成煤必须具备四个先决条件：（1）植物条件（2）气候条件（3）地理条件（4）地壳运动条件。

1.1.2.煤的化学组成煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95％以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。

碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。

泥炭中碳含量为50％～60％，褐煤为60％～70％，烟煤为74％～92％，无烟煤为90％～98％。

煤中硫是最有害的化学成分。

煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备、污染环境。

煤中硫的含量可分为5级：高硫煤，大于4％；富硫煤，为2.5％～4％；中硫煤，为1.5％～2.5％；低硫煤，为1.0％～1.5％；特低硫煤，小于或等于1％。

煤化学第三章煤的结构

第三章煤的结构煤的结构包括煤有机质的化学结构(大分子结构)和煤的物理空间结构。

研究煤的结构，不仅具有重要的理论意义，而且对于煤炭加工利用具有重要的指导意义。

由于煤炭组成的复杂性、多样性、非晶质性和不均匀性，所以将煤分离成为简单的化合物并研究其结构是一件非常困难的事情。

虽然科学家对煤的结构做了长期、大量的研究工作，并取得了长足进展，但遗憾的是，迄今为止尚未明了煤结构的全貌，只是根据实验结果和分析推测，提出了若干煤的结构模型。

本书重点介绍煤分子结构研究的结论。

第一节煤的大分子结构一、煤大分子结构的基本概念煤的有机质是由大量相对分子质量不同、分子结构相似但又不完全相同的“相似化合物”组成的混合物。

根据实验研究，煤的有机质可以大体分为两部分:一部分是以芳香结构为主的环状化合物，称为大分子化合物;另一部分是以链状结构为主的化合物，称为低分子化合物。

前者是煤有机质的主体，一般占煤有机质的90%以上，后者含量较少，主要存在于低煤化程度的煤中。

煤的分子结构通常是指煤中大分子芳香族化合物的结构。

煤的大分子结构十分复杂，一般认为它具有高分子聚合物的结构，但又不同于一般的聚合物，它没有统一的聚合单体。

研究表明，煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的。

这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分。

规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环(含氮、氧、硫等元素)缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核;不规则部分则是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团;桥键则是连接相邻基本结构单元的原子或原子团。

随着煤化程度的提高，构成核的环数不断增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少。

二、煤大分子基本结构单元的核(一)煤的结构参数煤大分子基本结构单元的核具缩合环结构，称为芳香环或芳香核。

煤的基本结构单元不是一个均匀、确切的结构，但可以通过结构参数评价核的平均结构。

煤的结构参数有芳碳率、芳氢率、芳环率等。

煤质基础知识

煤质基础知识煤质基础知识⼀、煤的概述1、煤的形成亿万年前，古代植物由于地壳的作⽤被埋在地下，植物在隔绝空⽓的情况下由于细菌的作⽤发⽣腐烂分解，其内部组织遭到破坏，⼀部分物质转化为⽓体溢出，残余物质开始变成泥炭，泥炭在地下受地层压⼒和地温的影响，慢慢地被压紧和硬化，继续排出挥发性⽓体和⽔分，使含碳成分⽐例不断增⾼，最终变为我们现在开采出来的煤。

2、煤的分类根据成煤的原始植物及其煤化程度的不同，煤的化学组成与其特性各有差异，依其煤化程度可分为⽆烟煤、烟煤、褐煤三⼤类。

⽆烟煤：碳化程度最⾼，挥发分低，着⽕点⾼，质地坚硬，⽆粘结性，燃烧时多不冒烟。

烟煤：碳化程度低于⽆烟煤，挥发分范围很⼤，燃烧时多冒烟。

褐煤：没有或很少经过变质作⽤形成的煤，光泽暗淡，呈褐⾊，含数量不同的腐植酸，⾼⽔分、挥发分、低发热量。

3、煤的成分及特性指标3．1 煤是⼀种混合物，主要由C、H、O、N、S五种元素组成，对煤中这五种元素含量的分析称之为煤的元素分析，是煤燃烧性能的⼀种分析⽅法。

⽔分煤灰分、H、O、N、S碳：煤的主要组成元素，其含量在70%以上，决定煤发热量的⾼低，碳完全燃烧⽣成⼆氧化碳。

氢：煤的重要组成元素，随煤的碳化程度加深⽽减少，所以⽆烟煤中含量最低，烟煤次之，褐煤最⾼，含量在2%—6%内。

氧：在煤中呈化合态存在，含量随煤化程度的加深⽽减少，褐煤中有的要⾼达40%，⽆烟煤中有的低到1%。

氮：煤燃烧中的⽆⽤成分，⼀般含量为1%。

硫：煤燃烧中的有害物质，对⼤⽓污染严重，受环保部门监测，含量1%以下的煤为低硫煤，含量3%以上为⾼硫煤，含量在1%—3%的为中含硫量煤。

3．2⼯业分析组成从煤的组成成分来分，煤是由⽔分、灰分、挥发分和固定碳组成。

\外在⽔分⽔分⽆机物内在⽔分煤灰分挥发分有机物固定碳⽔分：属于不可燃成分，⽤符号M表⽰。

挥发分：代表易挥发的有机物含量，主要是碳氢化合物等，属于可燃成分，⽤符号V表⽰。

固定碳：代表不挥发的有机物含量，属于可燃成分，⽤符号FC表⽰。

煤矿的基本知识

年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
产量(亿t) 9、99 11、06 13、93 16、4 18、6 >21 23、25 25、5
中国煤炭资源分布
除上海外,各省和自治区均有, 北部占探明储量得86% ,南部占探明储量得14%
储量超过了5000亿t得省:
新疆、内蒙、山西
储量超过1千亿t得省:
陕西、宁夏、甘肃、贵州、河北、山东、安徽
煤炭开采
煤层介绍
煤层分类
a.按厚度分
b.按倾角分
0.3-0.5m 极薄煤层
0.5-1.3m 薄煤层
1.3-3.5m 中厚煤层
3.5-8.0m 厚煤层
>8m
巨厚煤层
<5°
近水平煤层
5° - 25° 缓倾斜煤层
25° -45°倾斜煤层
• 第一次科技革命(工业革命)18世纪60年代蒸汽机得发明
• 第二次科技革命(19世纪70年代) 电力得广泛应用
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
煤炭得重要地位
衡量生活水平统一度量
人均能耗:每人每年得能源平均消耗量 t (人·年),就是衡量国家经济发展
和人民生活水平得综合指标。
例如:最大经济合理剥采比:褐煤 6 m3/t
烟煤 8 m3/t
矿井开采
• 煤田、矿区、井田 1、煤田:由含炭物质沉积形成得大面积含煤地带称～ (自然形成)。 2、矿区:开发煤田形成得社会组合称矿区 3、井田:划分给一个矿井开采得那一部分煤田称为井田。
• 煤田,面积大,储量多,大到数百、数千平方公里,多到数亿、数百亿吨。小得,可以由一个矿区开发,大得可以由几个矿区开发,有时,一个矿区还可以开发多个煤田。

煤种的分类

煤种的分类一、煤种的大致分类从大类上分，煤炭分为褐煤，烟煤，无烟煤共3大类。

中国最集中分布煤炭的就是山西全省，陕西和内蒙交接一带。

对于这个地区，有个趋势就是从内蒙到山西，从北往南，煤炭的煤化程度越来越高，挥发分越来越低。

内蒙一带褐煤居多，煤化程度低，易于露天开采，挥发分高，对煤炭液化有利。

到了山西北部和西部，就是以烟煤为主，煤化程度和挥发分都是中等，到了山西东部阳泉，长治，晋城一带就是煤化程度最高，挥发分很低的无烟煤为主了。

二、具体分类从大类上分，煤炭分为褐煤，烟煤，无烟煤共3大类。

类别符号分类指标Vdaf%（挥发分，干燥无灰基）PM%（透光率）无烟煤WY<10.0烟煤YM>10.0-褐煤HM>37.0<50烟煤又可继续分为12类（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）。

如果在细分的话，褐煤可分为2小类，无烟煤分为3小类。

所以总共是3大类，14类，17小类。

如果把各种煤种再细分，是29类。

按照国标就是下图，里面的指标具体见下一篇的学习笔记。

中国煤炭分类国家标准（GB5751-86）类别缩写分类指标Vdaf%（挥发分，干燥无灰基）GRL（粘结指数）Ymm（胶质层厚度）b%（奥亚膨胀度）PM%（透光率）Qgr，maf（恒湿无灰基高位发热量）无烟煤WY10贫煤PM>10.0-20.0<5贫瘦煤PS>10.0-20.05月20日瘦煤SM>10.0-20.0>20-65焦煤JM>20.0-28.0>10.0-20.0>50-65>65①<25.0（<150）肥煤FM>10.0-37.0(>85)①>25①1/3焦煤1/3JM>28.0-37.0>65①<25.0（<220）气肥煤QF>37.0(>85)①>25.0〉220气煤QM>28.0-37.0>37.0>50-65>35-65<25.0（<220）1/2中粘煤1/2ZN>20.0-37.0>30-50弱粘煤RN>20.0-37.0>5-30不粘煤BN>20.0-37.0<5长焰煤CY>37.0<5-35〉50褐煤HM>37.0>37.0<30>30-50<242.1无烟煤无烟煤是煤化程度最高的一类煤。

煤的化学组成与分类

煤的化学组成与分类1．煤的化学组成◆各种化合形式的有机物质。

这些有机物的组成元素有C、H、O、N和一部分S。

◆灰分。

煤中不能燃烧的矿物质统称为灰分，由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O等矿物质组成。

根据灰分的来源，煤中的灰分分为原生灰分和再生灰分◆水分。

煤中的水分是有害成分。

煤中的水分以外部水分、吸附水分和结晶水三种形式存在2．煤的化学成分表示方法煤的成分通常用各组成物的质量百分含量来表示。

通常要用下述几种表示方法：◆应用成分。

将碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分在应用基中的质量百分含量定义为煤的应用成分，表示方法为在对应组成的右上角加标y，即：Cy+Hy+Oy+Ny+Sy+Ay+Wy=100％◆干燥成分。

用不含水分的干燥基中的各组分百分含量来表示煤的化学组成，用这种方法表示的成分称为煤的干燥成分，表示方法为在相应组成的右上角加标g，即：Cg+Hg+Og+Ng+Sg+Ag=100％◆可燃成分。

用C、H、O、N、S在可燃基中的百分含量来表示，称为可燃成分，表示方法为在对应组成的右上角加标r，即：Cr+Hr+ Or +Nr+Sr=100％上述用各种方法表示的成分之间是可以进行换算的，换算系数列于表4—25。

表4—25 煤的各种成分换算系数◆煤的工业分析成分。

将一定重量的煤加热到110℃，使其水分蒸发以测出水分的百分含量w，，再在隔绝空气的条件下，将煤样加热到850℃，并测出挥发分的百分含量V，，然后再将煤样通以空气，使固定碳全部燃烧，以便测出灰分的百分含量A，最后可确定出煤的固定碳百分含量为：Cy=(100－(Wy+Ay+Vy))×100％3．煤的分类煤的分类主要是按使用上的要求、煤的质量特性、煤的变质特性等划分。

◆按挥发分固定碳含量要求分类(见表4—26)。

表4—26 按挥发分(Vr)固定碳(c)含量要求分类◆按煤的挥发分、胶质厚度分类(见表4—27)。

表4—27 按挥发分(Vr)胶质层厚度(Y)分类◆按煤的质量特性分类按煤中灰分(A)含量分类：A≤15％，为低灰分煤；A=15％～25％，为中灰分煤；A= 25％～40％，为高灰分煤。

中国煤炭分类标准

中国煤炭分类国家标准新制定的中国煤炭分类国家标准，首先根据煤的煤化程度，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。

烟煤部分按挥发分大于10～20％、大于20～28％、大于28～37％和大于37％的4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。

大于50～65为中等偏强粘结煤，大于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 值大于25mm或奥亚膨胀度b大于150％（对于Vdaf大于28％的烟煤，b大于220％）的煤定为特强粘结煤。

这样，在烟煤部分，可分为24个单元，并用相应的数码表示。

编号的十位数中，1～4代表煤的煤化程度，编号的个位数中，1～6表示煤的粘结性。

在这24个单元中，再按同类煤性质基本相似，不同煤性质有较大差异的分类原则将部分单元合并为12个类别。

再煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性和习惯叫法，仍保留气煤、肥美、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。

为使同一类煤性质基本一致，新的煤炭分类国家标准增加了4个过度性煤类：贫瘦煤、1/2中粘煤、1/3焦煤和气肥煤。

贫瘦煤是指粘结性较差的瘦煤，以区别于典型的瘦煤。

1/2粘结煤是由原分类中一部分粘结性较好的弱粘煤和一部分粘结性较差的飞焦煤和肥气煤组成。

1/3焦煤是由原分类中一部分粘结性较好的肥气煤和肥焦煤组成。

这类煤是焦煤、肥美和气煤中间的过渡煤类，也具有这3类煤的一部分性质，但结焦性较好是公认的。

气肥煤再原分类中属肥煤大类，但它的结焦性比典型肥煤要差得多，故新得煤炭分类国家标准将它单独列为一类。

这样就克服类原分类方案中同类煤性质差异较大得缺陷。

如气煤一号和肥气煤二号再性质上由明显差异，将它们为同一类别很不合理。

新得分类国家标准将这些具有过渡性质得煤单独列为一类，从而有利于煤得合理使用。

新的分类国家标准对各类煤的若干特征表述如下：1、无烟煤（WY）挥发分低，固定碳高，比重大，纯煤真比重最高可达1.90，燃点高，燃烧时不冒烟。

煤炭分类

煤炭分类煤的种类1 烟煤(末) 6000大卡,硫:0.8,挥发分:27,灰分:182 动力煤7000大卡,硫:1,挥发分:13-15左右3 无烟煤7000大卡,硫:0.34 主焦精煤硫:0.6,挥发分18-23,粘结指数>855 肥精煤硫:0.6,挥发分:32,粘结指数>856 1/3焦精煤硫:0.6,挥发分:28,粘结指数>807 无烟煤(中) 6800-7200大卡,硫:0.6-1,挥发分:9-108 无烟煤(小) 6800-7200大卡,硫:0.6-1,挥发分:9-109 无烟煤(末) 5500-6200大卡,硫:0.6-1.2,挥发分:9-1210 电煤5500大卡,硫:1,挥发分:28=======================煤炭分类按中国煤炭分类标准：1.坑口价：是在煤炭生产的地方交货的价格。

2.含税车板价：是指在火车车厢交货、含增值税的价格。

3.不含税车板价：是指在火车车厢交货、不含增值税的价格，也就是说，没有在煤价上加13%的税。

4.场地价：是指在某个堆放场地交货的价格，一般是不包括税的。

5.船板价：是指把煤装到船上，未经过平整（不包括这项费用）的交货价。

6.平仓价：是指把煤装到船上，经过平整以后，包括这项费用的交货价。

7.含税价和不含税价：是指价格里包括不包括增值税（13%），比如，不含税价是100，含税价就是113。

8.含税包干价、不含税包干价是指，把煤运到用户指定的地点的价格，一般是用火车或者船、或者汽车运输。

含税和不含税是说用户需要不需要发票，如果需要发票，是以煤价和运费为基础，加上税。

9.含税车板基价：（和2.含税车板价一样），不包括火车运费的价格。

10.到站价：和含税包干价、不含税包干价一样。

----------------煤炭的分类煤被称为工业的“粮食”，其种类多种多样，以我国为例，一般来说煤炭资源分为烟煤、无烟煤和褐煤。

工业用煤主要是烟煤，烟煤的种类也较多，主要有以下的各种类型。