4煤质指标及煤级划分

4.3 煤炭分类
煤的分类是指为了科学地研究和合理地利用煤炭资源，根据
煤的自然性质和煤在热加工过程中所表现出来的特性差异所
4.1 煤质指标—发热量
恒容低位发热量（Qnet,v,ad）：从高位发热量中扣除空气中燃烧 时，水变成水蒸气时所吸收的热量。 其大小最接近与煤作燃料时可以利用的发热量。 表达式为： Qnet,v,ad= Qgr,v,ad-25(Mad+9Had) 25—常数，相当于0.01g水的蒸发热，J。
Mad，Had—分析煤样中H、水分的含量，%
>65.00~75.00
>75.00~85.00 >85.00
4.1 煤质指标—发热量

发热量：单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量。
煤的发热量不但是煤炭分类及煤质分析的重要指标，也 是热工计算的基础。 在煤的燃烧或转化过程中，常用发热量来进行热平衡、热 效率和耗煤量计算，并以此进行设备的选型或燃烧方式选择。 因此，发热量也是确定动力用煤价格的主要依据。
4.1 煤质指标—发热量
发热量分级标准
序 号 1 2 3 4 级 别 名 称 低热值煤 中低热值煤 中热值煤 中高热值煤 代 号 LQ MLQ MQ MHQ 发热量 Qnet,ar／(MJ／kg) 8.50—12.50 12.51~17.00 17.01—21.00 21.0l一24.00
5
6
高热值煤
H2SO4、HNO3等。燃烧产生的热量被内套筒的水所吸收。根据 水温的上升，并进行一系列的温度校正后．可计算出单位质量的
煤燃烧时所产生的热量，即弹筒发热量Qb,ad。
4.1 煤质指标—发热量
煤的发热量的测定： 以氧弹量热法为标准，常用的量热计有恒温式和绝热式。 氧弹：充有压力为4MPa的纯氧和装有可燃物质的燃烧室体。
因为煤在空气中燃烧时，是不会生成硫酸和硝酸的。
Qgr,v,ad= Qb,ad-(95Sb,ad+αQb,ad) Qb,ad—分析煤样的高位发热量，J/g; Sb,ad—由弹简洗液测得的
硫含量(％)，通常用煤的全硫量代替； 95—硫酸生成热校正系
数，为0.01g硫生成硫酸的化学生成热和溶解热之和，J ; α—硝酸生成热校正系数。

因此，测试的外在水分和内在水分，除与煤中不同结构状态下的 外在水分和内在水分有关外，还与测试时的空气湿度和温度有关。
4.1 煤质指标—水分
化合水(结晶水)：煤中矿物质内以分子或离子形式参加矿物晶
格构造的水分，失水温度较高。
如CaSO4· 2O、Al2O32SiO2· 2O的失水温度均为163˚C。 2H 2H 结晶水和化合水在煤的工业分析中，一般不作测定。 水分对煤的工业利用的影响： 储存时，水分随空气湿度改变，使煤容易破裂氧化； 运输时，高寒地带由于水分的冻结，造成装卸困难； 炼焦时，水分消耗能量，延长炼焦时间，降低焦炉生产率。
4.1 煤质指标—固定碳
固定碳分级标准
序 号 1 2 3 级 别 名 称 特低固定碳煤 低固定碳煤 中等固定碳煤 代 号 SLFC LFC MFC 固定碳FCd／％ ≤45.00 >45.00~55.00 >45.00~55.00
4
5 6
中高固定碳煤
高固定碳煤 特高固定碳煤
MHFC
HFC SHFC
记作Ad。
100 Ad A 100 W f
f
Af—分析煤样灰分,（%）; Wf—分析煤样水分,（%）
4.1 煤质指标—灰分
灰分对煤质的影响： 某些地方煤的结焦性较好，但因矿物质含量高，且不易 选，因而不能用于炼焦；
高灰煤作工业燃料和原料时，因排灰量的增大，增加堆灰
场地面积和城市垃圾运量，同时增加三废污染。 低灰熔点的煤燃烧时容易结渣，会引起排渣困难和通气不
良，强烈结渣会降低煤气产量和质量。
煤的灰分越高，其发热量越低，经济价值也越低。 另外，矿物质越多，煤的吸附气体能力下降。
4.1 煤质指标—灰分
灰分分级标准
序 号 1 2 级别名称 特低灰煤 低灰分煤 代 号 SLA LA 灰分 Ad／％ ≤5.00 5.0l~10.00
3
4 5 6
低中灰煤
中灰分煤 中高灰煤 高灰分煤
常用的表示方式有：弹筒发热量、恒压发热量、恒容发热 量、高位发热量、低位发热量。
4.1 煤质指标—发热量
能量单位的表示 卡（cal）： 由Calorie音译而来，指将1克水在1大气压下提升1℃所需 要的热量。国际标准的能量单位是焦耳（joule），1卡=4.185焦。 大卡：大卡就是千卡/公斤。 用来评价燃料的品质，一公斤燃料能使X千克水升高1摄 氏度就是这种燃料的热值是X大卡。 中国惯用的热量单位卡20℃，即1克纯水从19.5℃升高到 20.5℃所需要的热量。与焦耳的关系为： 1卡20℃=4.1816J 欧美的国家常用卡15℃。与焦耳的关系为： 1卡15℃=4.1855J 有些国家使用国际蒸汽表卡IT。与焦耳的关系为： 1卡IT=4.1868J
Vdaf
Af—分析基灰分
100 V 100 W f A f
f
Vf—分析煤样挥发分,（%）; Wf—分析煤样水分,（%），
4.1 煤质指标—挥发分
挥发分含量与煤化程度、煤岩成分、矿物质含量有关：
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一般来说，随着煤化程度增加，挥发分含量减小；
煤化程度相同的煤中，壳质组的挥发分最高，镜质组次 之，而丝质组最低，但随着煤化程度增加，挥发分受煤岩组 成的影响变小。 挥发分分级标准
收到基—以收到状态的煤为基准。符号为ar(as received)。
干燥无灰基—以假想无水、无灰状态的煤为基准。符号为daf (dry ash free)。
4.2 煤质分析—煤质指标的表达
各种基准的换算关系：
干燥基的换算： Xd=100Xad/(100-Mad)% Xad—分析基的化验结果；Mad—分析基水分； Xd—换算干燥基的化验结果。 收到基的换算： Xar=(100-Mar)/(100-Mad)% Mar—收到基水分；Xar—换算为收到基的化验结果。 无水无灰基的换算： Xdaf=100Xad/(100-Mad-Aad)% Aad—分析基灰分；Xdaf—换算为干燥无灰基的化验结果。 当煤中碳酸盐含量大于2%时，上式的分母中还要减去碳酸盐 中CO2含量。
4.1 煤质指标—水分
水分
根据水在煤中的存在状态，可分为游离水和化合水。
游离水：外在水分和内在水分
外在水分：附着在煤颗粒表面和裂隙中的水分。 将煤放在空气中风干，外在水分即不断蒸发，直到与空气 的相对湿度达到平衡为止，此时失去的水分，即外在水分
影响因素：
与煤所处的外界条件有关。水采原煤、洗选后的外在水分大 于旱采原煤和洗选前的；矿井地下水越丰富，外在水分也越大。
4. 煤质指标及煤级划分
4. 煤质指标及煤级划分
1.煤质指标 2.煤质指标的表达
内 容 提 要
2.煤级划分
4.1 煤质指标—煤的工业分析
煤的工业分析是水分、灰分、挥发分和固定
碳四个项目煤质分析的总称 。 其中，水分（W）、挥发分（V）、灰分（A） 可以测定，固定碳（FC）=100-W-V-A。 W、A → V、FC → 无机质 有机质
LMA
MA MHA HA
10.01—20.00
20.01~30.00 30.01—40.00 40.01—50.00
4.1 煤质指标—挥发分

挥发分：
把煤放在与空气隔绝的容器中，在一定高温（900˚C）条件下 加热到一定时间（7分钟）以后，从煤中分解出的液体（蒸汽状态） 和气体产物，减去煤中所含的水分，即为挥发分。 由于挥发分主要是煤中有机质热分解的产物，评价时应排除水 分、灰分变化的影响，须将分析煤样的挥发分换算成以可燃基为基 准的挥发分，即：
特高热值煤
HQ
SHQ
24.01—27.00
>27.00
注：煤田地质勘探系统在按发热量分级时，可采用全水分（Mt）进行计算。
主要煤质指标与煤化程度的关系
4.2 煤质分析—煤质指标的表达
在煤质分析中得到的煤质指标，根据不同需要，可采用不同的 基准来表示。 基：表示化验结果是以什么状态下的煤样为基础而得出的。 空气干燥基—以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准。符号为 ad(air dry basis)。又称分析基。 干燥基—以假想无水状态的煤为基准。符号为d (dry basis)
4.1 煤质指标—灰分

灰分：指煤完全燃烧后剩下的残渣，几乎全部来自于矿物质。 由于残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质（除水分外
所有的无机质）在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反 应后的产物。因此，可以称为灰分产率。
测定方法：
将1g分析煤样在815±10˚C条件下完全燃烧，剩下残渣即 为试样的灰分。通常水分是以无水干燥基煤样为基准来计算，
作燃料时，水分的蒸发要消耗部分热量，降低有效发热量。
4.1 煤质指标—水分
煤中全水分含量的高低是评价煤质的一个重要指标，它 对煤的加工利用等均有重要影响。在有关工业用煤质量标准 中对煤中全水分含量均有一定的要求。
序 号 1 2 3 4 5 6 级 别 名 称 特低全水分煤 低全水分煤 中等全水分煤 中高全水分煤 高全水分煤 特高全水分煤 代 号 SLM LM MM MHM HM SHM 全水分 Mt/% ≤6.0 >6.0~8.0 >8.0—12.0 >12.0~20.0 >20.0~40.00 >40.0
4.1 煤质指标—发热量
煤的发热量的测定： 以氧弹量热法为标准，常用的量热计有恒温式和绝热式。 两种方式的量热计的基本结构相似，其区别在于热交换的 控制方式不同。
测定方法：
称取1~1.1g分析煤祥放在氧弹中，从氧气钢瓶充氧气至初压 2.6—3.0MPa；利用电流加热弹筒内的金属丝使煤样着火。完全
燃烧，其产物有C02、H20和灰以及燃烧后被水吸收形成的产物
4.1 煤质指标—固定碳
固定碳：固定碳的高低是评价动力用煤和气化用煤质量的一 个重要指标。

煤中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＝100一(Mad十Aad十Vad) 说明： 固定碳和挥发分一样不是煤中的固有成分，而是热分解产物。 固定碳与煤中碳元素含量是不同的概念，决不可混淆。 FCad随煤化程度增加而增加，褐煤≤60％，烟煤50~90％， 无烟煤＞90％，因此，可以以FCad作为煤分类指标。
序 号 1 2 3 4 级 别 名 称 特低挥发分煤 低挥发分煤 中等挥发分煤 中高挥发分煤 代 号 SLV LV MV MHV 挥发分 Vdaf/% ≤10.00 10.0l~20.00 20.0l~28.00 28.0l~37.00
5 6
高挥发分煤 特高挥发分煤
HV SHV
37.01~50.00 >50.0

4.1 煤质指标—水分
实验室内测得的内在水分与外在水分，属于游离水，两者之和 称为全水分。 注：全水分是煤炭按灰分计加中的一个辅助指标。实验室测试煤 的全水分时得到的外在水分和内在水分，与煤中不同结构状态下的 外在水分和内在水分是不同的： 实验室测得的外在水分是煤样在空气中并同空气湿度达到平衡时 失去的水分（包括吸附在煤毛细孔中的部分内在水分，大小随空气 湿度的降低和温度的升高而增大），而残留在煤中的水分，则为内 在水分。
与测试时的空气湿度有关。
4.1 煤质指标—水分
内在水分：吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔内表面的水分。
由于孔隙特别是微孔吸附力的作用，内在水分比外在水分
难以蒸发，温度达到100˚C以上时，才能把内在水分全蒸发去。 当煤样在温度0 ˚C 、相对湿度96%下，煤颗粒吸附的水分 达到饱和时，内在水分达到最高值，即最高内在水分。 煤的孔隙度同煤化程度之间有一定的规律关系，因而最高内 在水分一定程度上反映煤化程度。年轻褐煤的最高内在水分多 在25%以上，少数如云南弥勒褐煤可达31%。最高内在水分小于 2%的烟煤，几乎都是强粘性和高发热量的肥煤和主焦煤。无烟 煤的比烟煤有所增加，因为无烟煤的孔隙度比烟煤要大些。
工作原理：
将一定量的煤样放入充有过量氧气的氧弹 内燃烧，放出的热量被一定量的水吸收，根据 水温的变化计算得到煤样的发热量。
氧弹
4.1 煤质指标—发热量
因弹筒发热量是在恒定体积下测定的，所以称其恒容发热量。 恒容高位发热量(Qgr,v,ad)： 弹筒发热量中扣除由于生成硫酸和硝酸所产生的热量(包括 化学生成热和溶解热)后，即得到煤的恒容高位发热量。