煤炭用途及对产品的技术要求

煤炭用途及对产品的技术要求

合理利用煤炭资源是建设资源节约型和环境友好型社会的要求，是“节能减排”和“保护环境”两项基本国策的重要举措。

煤炭用途基本分两大类

（1）煤炭作为燃料，包括发电用煤，工业窑炉用煤，民用煤等

（2）煤炭作为原料，生产固体、液体、气体和其它化工产品，包括炼焦用煤、喷吹用煤、煤化工用煤、煤基碳素制品和水煤浆等。

不同用途的煤炭要求不同的煤质指标，煤质指标分三大类：

1.基本煤质指标，如挥发分、灰分、粘结指数、发热量

2.工艺性能指标，如全水分、可磨性、燃点、粒度组成、有害元素含量、煤灰熔剂特性温度、煤灰粘度、结渣性及镜质组反射率等。

3.燃煤特性，如碳氢含量、密度、硬度、比热、导热系数、膨胀系数、灰渣强度等。

下面就不同用途对煤质指标的要求分述：

一、发电用煤。

发电用煤占我国煤炭消费量约50%，未来10年仍要增加，约占60%。不同设备的火力发电厂彩用煤炭的煤类和质量规格不同，层状锅炉用块煤，新建的电厂采用粉煤锅炉进行喷吹，一般采用粒度小于25或13mm的末煤，也有用水煤浆发电的。一般来说，其挥发分大于6.5%均可用于发电。大多数发电厂是根据新使用煤炭的挥发分、发热量（或炭分，水分）可磨性灰熔点等指标进行设计的。发电用煤灰分每增加1%，发热量就下降200～360J/g，每度电的标准煤耗增加2～5g，同时影响锅炉的煅烧效率。硫分则对锅炉的管道、设备引起腐铵，同时对烟道气二氧化硫的排放物量起决定性影响。下面是国家1998年颁发的《发电煤粉锅炉用煤技术条件》的国家标准（GB/T7562-1998）

表3-1挥发分技术条件

注：①不宜单独燃用。

②适用于褐煤。

表3-2发热量技术条件

注：*适用于褐煤。

表3-3灰分技术条件

表3-4全水分技术条件

注：*适用于褐煤

表3-6煤灰融融性软化

温度技术条件℃

发电用煤时对灰分的要求一般不超过25%，从环保的角度考虑应该采用选后的动力煤，既节约煤炭，减少无效运输（约18%）、又可减少炉渣、烟尘和二氧化硫等污染物的排放。对水分的要求，烟煤全水分不应高于12%，褐煤不高于40%；硫分不高于1%，超过1%的电厂，国家要求采用脱硫装置。煤的灰熔化温度不低于1150℃，最好高于1350℃，哈氏可磨性指标要求在50以上。

我国电厂用煤平均发热量在21.0MJ/kg，灰分25%，硫分约1%。

二、炼焦用煤

我国炼焦用煤量仅次于发电用煤，每年用量超过3.0多亿。炼焦用煤必须是具有一定粘

结性的洗选过的烟煤精煤，主要是焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤和瘦煤及少量的1/2中粘煤及贫煤。精煤的灰分必须低于12.5%，硫分一般低于1.5%，水分低于12%。冶金部门的资料表明：精煤灰分每降低1%，焦炭灰分可降低1.33%，而焦炭灰分每降低1%，炼铁焦比可降低2%，高炉利用系数可提高3%，同时可以降低石灰石的耗量，提高生铁的质量，因此钢铁厂要求精煤的灰分尽量降低，以便提高焦炭的质量，增加经济效益。但是，我国炼焦煤资源储量相对较少，尤其是肥煤，焦煤和瘦煤，三者只占储量的14%，优质炼焦煤储量更少，因此从充分利用炼焦煤资源考虑，精煤灰分不宜降的太低。

硫分对焦炭质量和炼铁影响更大，它使钢铁变脆，因此炼焦精煤对硫分的要求十分严格。通常硫分每提高0.1%，相当于灰分增加1%。

水分对焦炉寿命有不良影响，而且廷长炼焦时间，消耗热量。冬季东寒冷地区使精煤冻结，影响运输，所以要尽量降低精煤水分。

现在我国炼焦精煤灰分平均9.5%左右，水分平均10%左右。

2009年公布《炼焦用煤技术条件》国家标准（GB/T397-2009）：

表3 -13冶金焦用原料煤技术要求

注：①对于不符合表中灰分、全硫、磷含量、黏结指数和全水分要求的部分原料煤，由供需双方协商解决。

②东北、西北、华北地区冬季有火力干燥设备的选煤厂，冬季全水分(M1)≤10. 0%，冬季一般指11月15日至3月15日，在特殊情况下，由供需双方协商，根据防冻的要求提前或延长。

注：①对于不符合表中灰分、全硫、磷含量、黏结指数和全水分要求的部分原料煤，由供需双方协商解决。

②东北、西北、华北地区冬季有火力干燥设备的选煤厂，冬季全水分（Mt）≤10.0%，冬季一般指11月15日至3月15日，在特殊情况下，由供需双方协商，根据防冻的要求提前或延长。

三、高炉喷吹用煤。

高炉采用喷吹煤可以节约焦炭用量，既保护稀缺的炼焦煤资源，且具有很好的经济效益，一吨高炉喷吹煤可以代替0.75～0.8吨焦炭。现在年用量约3500～4000万吨，今后还将大幅度增加，过去采用无烟煤粉煤，近年来也采用挥发分较低的贫煤、贫瘦煤，甚至气煤，一般采用无烟煤和烟煤的混合喷气煤，其比例为7：3或6：4。

高炉喷吹用煤一般要求灰分低于12%，且越低越好；硫分要求低于1%，最好在0.5%以下；全水分越低越好，一般应低于10%，磷的含量（Pd）应低于0.02%；粒度应小于13mm(或25mm)未煤；煤的可磨性要好，哈氏可磨性指数（HGI）一般应大于45，固定碳（DEd）要大于75%煤灰中的SiO2/CaO的比值越小越好

下面为2008年公布的《高炉喷吹用煤技术条件》国家标准（GB/T18512-2008）

表3 -15 高炉喷吹用无烟煤的技术要求

注：煤中钾和钠总量的计算式为

22[0.830()0.742()]()()100

d

w K O w Na O A w K w Na ++=

式中w(K)+w(Na) —煤中钾和钠的总量，%； 0. 830 —钾占氧化钾的系数；

w(K 2O) 一煤灰中氧化钾的含量，%； 0.742 —钠占氧化钠的系数： w(Na 2O)—煤灰中氧化钠的含量，%； A d —煤的干燥基灰分，%。

表3 - 17 高炉喷吹用其他烟煤的技术要求

注：煤中钾和钠总量的计算方法同表3 -15。