炼焦煤基础知识

煤 中 水 份
游离水Mt
化合水
结晶水通常要在200℃ 以上才能分解析出 也叫结晶水，是以化合的方式 同煤中矿物质结合的水。如硫酸钙 （NaSO4.2H2O）和高龄土 （AL2O3.2SiO2.2H2O) 中的结晶水

捣固炼焦的煤料水分是煤粒之间的黏结剂，配合煤水分 是否稳定，主要取决于单种煤的水分。水分过小，会恶 化焦炉装煤操作环境，煤饼不易捣固结实，装炉时易造 成塌煤；水分过大，会使煤饼强度明显降低，对捣固、 炭化均不会。通常水分每增加1%，结焦时间约延长1015分钟。另外，装炉煤水分对堆密度也有影响。但水分 增高，水分汽化热大，煤料导热性差，会使结焦时间延 长，炼焦耗热量增高。所以，装炉煤水分不宜过高，水 分过高不仅影响焦炭产量，也影响炼焦速度，同时影响 焦炉寿命。所以，要求使配煤的水分稳定，以利于焦炉 加热制度的稳定。操作时，来煤水分过大时，应尽量避 免直接进配煤罐，应在煤场堆放一定时期，以降低其水 分，来稳定装炉水分。一般情况下，配合煤水分稳定在 10%左右较为合适。
细度过低，配合煤混合不均匀，焦炭内部结构不均一，强度降低。细度过高，不仅粉 碎机动力消耗大，设备生产能力降低，而且装炉煤的堆密度下降，更主要的是过高， 反而使焦炭质量受到影响。因为细度过高，煤料的表面积增大，生成胶质体时，由于 固体颗粒对液相量的吸附作用增强，使胶质体的黏度增大而流动性变差，因为细度过 高不利于黏结，装煤时易产生喷煤冒烟，过细的煤粉易被荒煤气带出，容易造成上升 管和集气管堵塞，并使焦油渣增加，影响回收操作。所以应尽量减少粒度小于0.5mm 的细粉含量。 在具体的配煤操作中，从焦炭质量出发，不同的煤种应有不同的要求。煤料粉碎的过 细，将使煤料的粘结性变差。焦煤、肥煤易粉碎，煤料过细使比表面积增加，胶质体 被过度吸附而减薄，因而不利于粘结。 比如，对于弱黏结煤，细度过低所造成的损害是主要的，应细粉碎；而对强黏结煤， 细度过高所造成的不利是主要的，应粗粉碎。肥煤、焦煤较脆易碎，而气煤硬度较大， 难碎。所以肥煤、焦煤适宜粗粉碎，气煤应细粉碎。 一般小于3mm的煤应控制在90%～93%，其中粒度小于0.5mm的细粉应在40 %～ 50%之间。细度较低，需消耗较高的捣固功才能使煤饼达到一定的稳定性；若细度过 高，会使堆密度和抗压强度均降低，但抗剪强度提高。由于煤饼的稳定性主要取决于 抗剪强度，所以捣固煤料应有较高的细度。 如果煤料细度低，则因存在有较大颗粒的弱粘煤和灰分而使焦炭均匀性变坏，并且裂 纹增多。如果煤料粉碎粒度不均匀，则在运输和堆积过程中容易产生偏析现象，颗粒 大和比重大的煤堆积在一起，而大颗粒的煤往往是硬度较大的煤，因而这种偏析现象 将使不同的煤分开，使煤料均匀性变坏，降低焦炭质量。
元素分析
配合煤的煤化度指标
（五）配合煤的黏结性指标
（六）煤料的细度

煤料必须粉碎才能均匀混合。煤料细度是指粉碎后配合煤中 的小于3mm的煤料量占全部煤料的质量分数。

顶装煤料的细度一般在80%左右，相邻班组细度波动不应大 于1%，捣固炼焦细度一般90%～93%。
细度对生产的影响





原生矿物质 次生矿物质
煤 中 矿 物 质
是在采煤和运输过程中混入 的顶、底板和夹石层的矸石。 外在矿物质形成的灰分叫外 在灰分，外在灰分可用洗选 的方法将其从煤中分离出去




成焦过程中，煤料中的灰分几乎全部转入焦炭中， 因此要严 格控制配煤灰分。一般配煤的成焦率为70%—80%（冶金 焦），气煤焦的成焦率为63%，焦炭的灰分即为配煤灰分的 1.3～1.4倍。 灰分高则黏结性降低。灰分的颗粒较大，硬度比煤大，它与 焦炭物质之间有明显的分界面，当半焦收缩时，灰分颗粒成 为裂纹中心，灰分颗粒越大则裂纹越宽、越深、越长，所以 配合煤的灰分高，则焦炭强度降低。 中国规定：一级冶金焦的灰分不大于12%，按成焦率75%计 算，配合煤灰分应不大于12%×75%=9%，若焦炭灰分小于 13%，按成焦率78%计算，配合煤灰分应不大于 13%×78%=10.14%。 降低配合煤的灰分有利于降低焦炭的灰分，但是降低灰分会 使洗精煤产率降低，提高洗煤成本。从中国的煤炭资源来看， 多数的焦煤和肥煤含灰分高，属于难洗煤，而高发分弱黏结 性气煤则储量较多，且低灰、易洗，所以将灰分较高的焦煤、 肥煤和灰分较低的气煤相配合。
类 别 分 类 指 标 Vdaf/% 无烟煤一号 0～ 3.5 Hdaf/% 0～ 2.0
无烟煤二号 无烟煤三号
＞3.5～ 6.5 ＞6.5～ 10
＞2.0～ 3.0 ห้องสมุดไป่ตู้3.0
当G≤85时，用Vdaf和 G来划分； 当G＞85时，用Vdaf或y值、或b值来划分；当 Vdaf ≤28.0时，b暂定为150； 当 Vdaf ＞28.0时， b暂定为220；当b值与y值相矛盾时，以y值为准。

1.1煤的种类和特征
1.2 腐殖煤的主要特征
1.3.1 煤炭成因类型
1.3.2 成煤的环境和条件
1.3.3 成煤作用过程
1.3.4 泥炭化作用
1.3.5 煤化作用
二、煤的分类
我国的煤分类与其它 国家一样，也是以炼 焦用煤为主的分类方 法，分为十大类。其 中“焦、肥、气、瘦” 为炼焦用煤。 无烟煤


7.气肥煤 它的挥发分和粘结性都很高，结焦性介于气煤和肥煤之间，单独炼 焦时能产生大量的气体和液体化学物质。最适合高温干馏制造煤气， 更是配煤炼焦的好原料。 8.肥煤 挥发分Vdaf＞20-40%，典型肥煤挥发分多为28-35%，胶质层最大 厚度Y ＞25mm，具有很好的粘结性，加热时能产生大量的胶质体， 结焦性最强。用这种煤来炼焦，可以炼出熔融性和耐磨性都很好的 焦炭，但这种焦炭横裂纹多，气孔率较高，且焦根部分常有蜂焦， 易碎成小块，因此肥煤很少单独炼焦，多与粘结性较弱的瘦煤、弱 粘煤配合炼焦。肥煤主要用于炼焦，除洗选后硫分很难降低的作为 动力煤外，很少用于其它方面。 9. 1/3焦煤 它是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤，具有很强的粘结性和中 高等挥发分，单独用来炼焦时，可以形成熔融性良好、强度较大的 焦炭。因此，它是良好的配煤炼焦的基础煤。

4.弱粘煤 弱粘煤是界于炼焦煤和非炼焦煤之间的煤种，在炼焦配煤时如有 足够的强粘煤，就可掺入30-40%左右的弱粘煤，以降低硫分灰， 提高化学产品产率，降低装炉煤成本。这种煤主要用作气化原料 和动力燃料。
5. 1/2中粘煤 它具有中等粘结性和中高挥发分。可以作为配煤炼焦的原料，也 可以作为气化用煤和动力燃料。 6.气煤 挥发分Vdaf＞30%，胶质层最大厚度Y ＞5-25mm，炼焦时能产生 大量煤气和较多的焦油。能单独结焦，但结焦过程中收缩大，炼 出的焦炭细长易碎，且纵裂纹多，抗碎和耐磨性较差。在炼焦时 多配入这种煤，可以降低焦炉的膨胀压力，增大焦饼的收缩，增 加化工产品产率。采用捣固装煤，多用气煤也能炼出高强度的冶 金焦。气煤除主要供炼焦外，一些高灰高硫或粘结性较差的气煤， 也可用来作动力煤、气化煤。



10.焦煤 一般挥发分Vdaf＞18-30%，胶质层最大厚度Y ＞12-25mm， 加热时可形成稳定性很好的胶质体，单独用来炼焦，能形 成结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易 破碎的焦炭。但因其膨胀压力大，易造成推焦困难，损坏 炉体，而更重要的是这种煤储量少，故只宜在配煤中适当 配入一部分使用。 11.瘦煤 具有较低挥发分和中等粘结性，挥发分Vdaf＞10-20% 。 单独炼焦时，能形成块度大、裂纹少、抗碎强度较好，但 熔融性较差，有时在焦块中有颗粒物存在，因此耐磨性较 差。用它加入配煤炼焦，可以增加焦炭的块度和强度。 12.贫瘦煤 挥发分低，粘结性较弱，结焦性较差。单独炼焦时，生成 的焦粉很多。但它能起到瘦化剂的作用。故可作炼焦配煤 使用，同时，也是民用和动力的好燃料。
物理指 标
（1）细度： 90 %～93% （2）粒度组 成；主要控 制粒度分布
工艺指 标
（1）G值： 原则上要求 G＞75 （2）y值： 一般要求y ＞15 （3）配煤准 确性：要求 大于95%
（一）水分
以物理状态附着在煤颗粒表面 的水分。很容易在常温下的干 燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒 表面的水蒸气压与空气的湿度 平衡时就不再蒸发了 外在水 以物理状态吸附在煤颗 粒内部毛细管中的水分。 需在105～110℃的 温度下经过1～2小时 可蒸发掉
（二）灰分
内在矿物质所形成的灰分 叫内在灰分，内在灰分只 能用化学的方法才能将其 从煤中分离出去
内 在 矿 物 质 外 在 矿 物 质
是成煤植物本身 所含的矿物质， 其含量一般不超过 1～2%； 是成煤过程中泥炭沼泽液 中的矿物质与成煤植物遗 体混在一起成煤而留在煤 中的。次生矿物质的含量 一般也不高，但变化较大
（三）硫分

硫在煤中是一种有害物质，在配煤炼焦中， 可通过控制配煤比以调节配合煤的硫分含量。 而且在确定配比时，必须同时兼顾对焦炭灰 分、硫分、强度的要求。降低配合煤硫分的 根本途径是降低洗精煤的硫分或配用低硫洗 精煤。
（四）挥发分




煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体） 中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有 的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。 挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分 由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%，褐煤一 般为40～60%，烟煤一般为10～50%，高变质的无烟煤则小于10%。 世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。配煤的挥 发分的高低，决定煤气和化学产品的产率，同时对焦炭强度也有影响。 在常规炼焦时，配合煤料适宜的Vdaf=26%～28%，此时焦炭的气孔率 和比表面积最小，焦炭的强度最好。若挥发分过高，焦炭的平均粒度小， 抗碎强度低，而且焦炭的气孔率高，对焦炭质量不利。若挥发分过低， 煤料的黏结性变差，熔融性变差，耐磨强度降低，可能导致推焦困难。 煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标，也是动力用煤的一个 重要指标，是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。


13.贫煤 具有一定的挥发分，加热时不产生胶质体，没有粘 结性或只有微弱的粘结性，燃烧火焰短，炼焦时不 结焦。主要用于动力和民用燃料。在缺乏瘦料的地 区，也可充当配煤炼焦的瘦化剂。 14.无烟煤 它是煤化程度最高的煤。挥发分低、比重大、反应 性弱、硬度高、燃烧时烟少火苗短、火力强。通常 作民用和动力燃料。质量好的无烟煤可作气化原料、 高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料，以及制造电石、电 极和炭素材料等。
煤焦基础知识
授课人：李 婷
前 言
新疆的煤炭资源

新疆煤炭预测储量：2.19万亿吨，其中吐哈煤田7000亿吨， 准东煤田7300亿吨，伊犁煤田6260亿吨，库拜煤田1370亿 吨 内蒙古煤炭预测储量：7016亿吨 山西省煤炭预测储量：3000亿吨 准东盆地探明煤炭储量2136亿吨。 伊犁河谷探明煤炭储量为292亿吨 库拜地区探明储量超过１００亿吨， 吐哈地区探明煤炭储量388.44亿吨，
中 国 煤 炭 分 类 简 表
中 国 煤 分 类 图
三、各类煤的主要特征和用途



1.褐煤 褐煤与烟煤的本质区别是褐煤含有原生腐植酸（含芳香结构和羧 基的大分子物质），而烟煤不含或只含有少量的再生腐植酸。褐 煤是煤化程度最低的煤。其特点是水分高（Mad=8-18%）、比重 小、挥发分高（Vdaf=40-60%）、不粘结、化学反应性强、热稳 定性差、发热量低，元素组分中碳含量低（C＜77%），氧含量 高（O=15-30%），含有不同数量的腐殖酸。多被用作燃料、气 化或低温干馏的原料。 2.长焰煤 它的挥发分含量很高（ Vdaf＞37% ），没有或只有很小的粘结性， 胶质层厚度不超过5mm,易燃烧，燃烧时有很长的火焰，故得名长 焰煤。可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。 3.不粘煤 不粘煤煤是一种比较特殊的煤种，因为它的挥发分（Vdaf值＞2037%）与肥煤（Vdaf ＞10-37%） 、气煤（Vdaf ＞28-37%）相 当，但几乎无粘性（粘结指数G＜5），C、H、N含量低，而O含 量高，认为是在成煤初期受到了相当程度的氧化。不粘煤主要用 作制造煤气和民用或动力燃料。
四、配煤的意义
五、配煤的一般原则
六、配合煤的质量指标及工业分析



（一）水分 （二）灰分 （三）硫分 （四）挥发分 （五）配合煤的黏结性指标 （六）煤料细度
化学指标
（1）水分： 10%左右 （2）灰分： 越小越好 （3）挥发分： 20% ～28%， 根据工艺条件 及需求控制 （4）硫分： 越低越好