煤的生成分类性质用途分析

G
Y/mm
b/%
Hdaf/% ≤2.0 2.0～3.0 >3.0
无烟煤 贫煤 贫瘦煤 瘦煤
WY PM PS SM
焦煤
JM
≤5 5～20 20～50 50～65 >65 50～65 >65 >65
≤25.0
≤150
1/3焦煤
1/3JM
≤25.0
≤220
类别
代 号
数 码 16 26 36 46 34 43 44 45 23 33 22 32 21 31 41 42 51 52
◆ 1/3焦煤（1/3JM） • 1/3焦煤是介于焦煤和气煤之间的 烟煤。单独炼焦可以生成一定块度 和强度的焦炭。1/3焦煤的性质不 完全一样，其中G>75的煤加热能 产生较多的胶质体，结焦性好，可 单独炼出强度较高的焦炭；而 G≤75的1/3焦煤结焦性较差，单独 炼焦时不能得到强度较高的焦炭， 在配合煤中的用量也不宜过多。 ◆ 气肥煤（QF） • 气肥煤是介于气煤和肥煤之间的烟 煤。气肥煤的煤化度低，挥发分特 别高，粘结性强，单独炼焦时产生 大量的气体和液体化学产品。 • 最适用于高温干馏制造煤气，也可 用于配煤炼焦以增加化学产品。
二、腐植煤的生成过程表
成煤序列 植物——— 泥炭—————— 褐煤———烟煤———无烟煤
水 中 、 细 菌 ， 地下（不太深）， 地下（深处）数千万年以上 转变条件 数千年数万年 数百万年
生化作用， 压力（加压失 温度、压力、时间、化学作 影响因素 氧供应状况 水），物化作用 用为主 第一阶段
◆
各种煤发热量的比较：
焦煤 贫煤
36.5
长焰煤 36.8
·
· 37
· 30 · 33 · 25·
褐煤
35
· · 36.3
·
发热量曲线
34
瘦煤
气煤
泥炭 肥煤 无烟煤
◆ 煤岩组成对发热量的影响：当煤化程度相同而煤岩组成不 同时 ，发热量也不同。 ◆ 稳定组的发热量最高，镜质组次之，丝质组最低。
稳定组
◆ 无烟煤（WY） • 无烟煤外观呈灰黑色、有金属光泽 ，固定碳高、挥发分低，密度大， 无粘结性，燃烧时无烟，燃点高达 360～410℃以上。01号为年老无 烟煤，02号为典型无烟煤，03号为 年轻无烟煤。 • 无烟煤主要用于民用和制造合成氨 的原料。 ◆ 贫煤（PM） • 贫煤是煤化度最高的一种烟煤。无 粘结性或有微弱的粘结性。单独炼 焦时，不能结成焦块，为非炼焦煤 。燃烧时火焰短，耐烧。 • 贫煤一般多用作发电的原料，也可 以作为民用以及工业锅炉中的掺烧 煤用。
◆ 焦煤（JM） • 焦煤是中等及低挥发分的中等粘结及 强粘结性的烟煤。加热时能产生热稳 定很好的胶质体，单独炼焦时所得焦 炭块度大，裂纹少，机械强度高。 • 由于膨胀压力大、导致收缩小，在炼 焦配合煤中焦煤可以起到焦炭骨架和 缓和收缩应力的作用，从而提高焦炭 机械强度，是优质的炼焦原料。 ◆ 肥煤（FM） • 肥煤是中等及中高挥发分的强粘结性 烟煤。加热产生大量胶质体，单独炼 焦所得焦炭熔融良好，但焦炭横裂纹 多，气孔率高，焦饼根部有蜂窝状。 • 肥煤是炼焦配煤中的重要组分，配入 肥煤可使焦炭熔融良好，从而提高焦 炭的耐磨强度。
分类指标 Vdaf/% 10.0～20.0 20.0～28.0 28.0～37.0 >37.0 28.0～37.0 >37.0 20.0～28.0 28.0～37.0 20.0～28.0 28.0～37.0 20.0～28.0 28.0～37.0 >37.0 G Y/mm b/% >150 PM/%
ຫໍສະໝຸດ Baidu
0
50 56
66
42 34
26
43 70 53 >40
1.0
67
71 73 77 82 85 88 90 91 93 增加
25
23 17 13 10 5 4 3.8 1.8 2.7 减少
68
22 3
58
1.1 44 45 43 41 33 25 16 15 <10 减少 10 3 1.5 0.9 0.9 1.9 2.3 减少 1.2 10～30
其中二氧化硅、氧化铝的熔点高，而 氧化铁、氧化钙的熔点低。 • 通常用测定灰熔点的方法来判别是否 易于结渣。 5、粒度 • 不同的气化方法对煤料粒度有着不同 的要求。 • 流化床气化炉一般使用3～5mm的原 料煤；气流床气化炉（干法进料）使 用＜0.1mm的粉煤，气流床气化炉对 原料煤粒径的均一性和粒径保持度的 要求最低。 6、粘结性 • 煤的粘结性对气化很不利，在气化过 程中煤粒相互粘结会破坏燃料层的透 气性，影响气化剂的均匀分布。
◆ 弱粘煤（RN） • 弱粘煤为中、低煤化度而粘结性极 弱的烟煤。 • 弱粘煤主要用作工业和民用燃料， 亦可用作气化原料。我国弱粘煤的 灰分和硫分比较低，在炼焦配合煤 中，当有足够量的强粘结肥煤时， 可适量配入弱粘煤，以降低焦炭的 灰分和硫分。 ◆ 不粘煤（BN） • 不粘煤多是一种在成煤初期已经受 到相当程度的丝炭化作用和氧化作 用的低、中煤化度的烟煤。含惰性 组分高，加热时基本上不产生胶质 体。 • 主要可作为气化和发电用煤，也可 作动力及民用燃料。
各类煤的基本特征及主要用途
◆ 贫瘦煤（PS） • 贫瘦煤是煤化度高、挥发分低、粘结 性介于贫煤和瘦煤之间的煤烟。加热 时产生极少量的胶质体，不能单独炼 成块状焦炭。 • 在配煤炼焦中配入一定比例时也能起 到瘦煤的瘦化作用。也可用作发电、 民用及锅炉燃料。 ◆ 瘦煤（SM） • 瘦煤是煤化度较高的烟煤。加热产生 的胶质体少，能单独结焦，所得焦炭 块度大，裂纹少，熔融性差，耐磨强 度不好。 • 炼焦配煤中瘦煤起骨架和缓和收缩应 力从而增大焦炭块度的作用，是配合 煤中的重要组分。高灰高硫者可作为 发电、机车和锅炉的掺烧燃料使用。
2、煤的热稳定性 • 煤的热稳定性，是指煤在气化过程 中对热的稳定程度，也就是当温度 急剧变化时块煤保持其原来粒度的 性质。一般来讲，无烟煤和褐煤的 热稳定性较差。 3、煤的机械强度 • 煤的机械强度是指块煤的抗碎强度 、耐磨强度和抗压强度等。煤的机 械强度取决于煤的岩相组成，矿物 质的含量、分布及煤化程度。 4、灰熔点和成渣性能 • 煤的成渣性能指煤料在气化时灰分 是否烧结成渣。 • 灰分主要有二氧化硅、氧化钙、氧 化铁、氧化铝等组成。
0
0
1.4 1.8 增大
第二节 煤的工业分析和元素组成
2、灰分（A）
灰分为煤样在规定条件下完全燃烧后的固体残留物。它 是煤中矿物质以氧化物的形态存在。 煤中矿物质是由原生矿物质、次生矿物质和外来矿物质三 个部分组成的。 • 原生矿物质量一般不超过1%～2% • 次生矿物质量在10%以下 • 外来矿物质量一般为5%～10%，高的可达20%以上。
肥煤
气肥煤 气煤
FM
QF QM
>85
>85 50～65 35～50 50～65 >65 30～50 5～30 ≤5 ≤5 5～35
>25.0
>25.0 ≤ 25.0 >220 >220 ≤220
½中粘煤 弱粘煤 不粘煤 长焰煤
½ZN RN BN CY
>50
褐煤
HM
>37.0
≤30 30～50
第五节
• 原生矿物质和次生矿物质合称内在矿物质，来自内在矿物 质的灰分称为内在灰分。外来矿物质的灰分称为外在灰分。
原生矿物质
内在矿物质 内在矿物质
内在灰分
煤中矿物质 （灰分）
次生矿物质
外来矿物质
外在灰分
4、固定碳（FC）
• 煤的固定碳是指从煤中除去水分、灰分和挥发分后的残留 物，即：
FCad =（100－Mad －Aad －Vad ）
◆ 气煤（QM） • 气煤是煤化度较低的烟煤。加热产生 的胶质体热稳定性差，气体析出量大 。单独炼焦时焦饼收缩大，焦炭纵裂 纹多且细长而易碎，气孔大而不均匀 ，反应性高。 • 配合煤中配入气煤后，焦炭块度变小 ，机械强度变差；但可降低炼焦的膨 胀压力，增加焦饼收缩度。也可用单 煤高温干馏制造城市煤气。 ◆ ½ 中粘煤（½ZN） • ½ 中粘煤是介于气煤和弱粘煤之间， 挥发分范围较宽的烟煤。其中有一部 分可作为配煤炼焦的原料。粘结性较 弱的一部分煤在单独炼焦时，结成的 焦炭强度差，粉焦率较高，可作为气 化用煤或动力用煤使用。
镜质组 丝质组 发热量曲线
二、煤的元素组成
类别 褐煤 烟煤
W（Cdaf）/%
W（Hdaf）/%
W（Odaf）/%
W（Ndaf）/%
60～77 73～93 89～98
4.5～6.6 4.0～6.8 0.8～4.0
15～30 2～15 1～3
1.0～2.5 0.7～2.2 0.3～1.5
无烟煤
第三节
煤的工艺性质
一、炼焦用煤的工艺性质 ★ 煤的粘结性 • 煤的粘结性是指粉煤在隔绝空气条件下加热，经过胶质状态生成 块状半焦的能力。 ★ 煤的结焦性 • 煤的结焦性是指在工业炼焦条件下单种煤（或配煤）炼制成合格 冶金焦的性能。 二、气化用煤的工艺性质 1、煤的反应性 • 煤的反应性又称煤的化学活性。是指在一定温度条件下煤与不同 气化介质（如CO2、O2、空气和水蒸汽等）发生化学反应的能力 ，它是气化用煤的重要工艺性质。 • 煤的反应性的表示方法：CO2的还原率（ α%）
第六节
各种工业用煤的质量要求
一、炼焦用煤的质量要求 不同用途的焦炭，对配煤的质量指标要求不同。在进行炼焦配 煤操作时，对配合煤的主要质量指标要求见下表： 指标 灰分 硫分 磷含量 挥发分 黏结性 水分 细度 堆密度 要求 ＜10%（冶金焦和铸造焦）；＜15%（气化焦） ＜1.1 ≤0.05% 25%～28% ≤10% ＞85
第四节
类别
代 号 数 码 01 02 03 11 12 13 14 15 24 25 35
煤的分类
分类指标
Vdaf/% ≤3.5 3.5～6.5 6.5～10.0 10.0～20.0 10.0～20.0 10.0～20.0 10.0～20.0 10.0～20.0 20.0～28.0 20.0～28.0 28.0～37.0
转变阶段 泥炭化阶段 成岩阶段 -------------------------变质阶段
第二阶段（煤化阶段）
类 植 物
别
(C)%
48
(O) %
39
(腐殖酸)%
（挥发 分）%
（H2O） %
容重
泥 炭
褐 煤
烟 煤
草本植物 （莎草） 木本植物 草本泥炭 （黑龙江） 木本泥炭 （广东） 煤化程度低 （云南） 煤化程度中等 （内蒙古） 煤化程度较高 （广西） 长焰煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤
• • • • FCad——分析煤样的固定碳，% Mad ——分析煤样的水分，% Aad ——分析煤样的灰分，% Vad ——分析煤样的挥发分，%
……………
5、燃料比 • 固定碳和挥发分之比（FC/V）称为燃料比，其值的大小可用 来初步判断煤的种类及工业用途。
6、煤的发热量 ◆ 煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧时释放出的全 部热量,用kJ/g或MJ/kg表示。 ◆ 各种煤的发热量介绍：
燃气工程
原料煤介绍
目
录
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节
煤的生成
煤的工业分析和元素组成 煤的工艺性质 煤的分类 各类煤的基本特征及主要用途
第六节
各种工业用煤的质量要求
第一节 一、煤的种类
煤的生成
10年内
• 煤是由植物残骸经生物化学作用和地质变质作用形成的一种 有机生物岩。 • 根据成煤物质及成煤条件不同，可以把煤划分成三大类：腐 植煤、残植煤及腐泥煤。 ◆腐植煤类 是由高等植物残体经过成煤过程中的泥炭化作用 5年内 、成岩作用及变质作用而生成。 • 腐植煤类根据煤化程度的不同可区分为泥炭、褐煤、烟煤和 无烟煤四大类。泥炭煤化程度最低，无烟煤煤化程度最高。 • 根据煤化程度的不同，烟煤又可分为：长焰煤、气煤、肥煤 、焦煤、瘦煤和贫煤。 • 其中长焰煤、气煤为年轻烟煤，而瘦煤和贫煤为年老烟煤。
◆ 长焰煤（CY） • 长焰煤是煤化度最低的烟煤。它 的挥发分特别高，燃烧时火焰长 。 • 其粘结性从无粘结性到弱粘结性 的均有。煤化度较高者加热时能 产生一定数量的胶质体，也能结 成细小的长条形焦炭，但焦炭强 度很差，粉焦率很高。 • 因此长焰煤一般作为气化、发电 和机车等的燃料。
◆ 褐煤（HM） • 褐煤是煤化度比烟煤低的煤。外 形多呈褐色，含有较高的内在水 分和数量不等的腐殖酸，挥发分 高，加热时不软化，不熔融，没 有粘结性。在空气中极易风化破 裂成小块，属于非炼焦用煤。 • 褐煤多作为发电燃料，也可用于 加压气化的原料及锅炉燃料。有 的可制造磺化煤或活性炭，有的 还可作为提取褐煤蜡的原料。年 轻褐煤也适于作腐殖酸等有机肥 料，用于农田和果园，能起增产 作用。