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文檔簡介

1、煤炭質量常用指標的含義煤炭質量常用指標的含義工水分符號:M單位:%是一項重要的煤質指標,煤的水分對其加工利用、貿易、運輸和儲存都有很大 的影響。一般說來,水分高要影響煤的質量。在煤的利用中首先遇到的是煤的破碎 問題,水分高的煤就難以破碎;在鍋爐燃燒中,水分高就影響燃燒穩定性和熱傳導; 在煉焦時,水分高會降低焦產率;而且由于水分大量蒸發帶走熱量而延長焦化周期; 在煤炭貿易中,水分也是一個定質和定量的主要指標,故在簽訂銷煤合同時,用戶 一般都會提出煤中水分的限值。煤的水分簡單地說分為:全水分、內在水分內水:由植物變成煤時所含的水分。外水:在開采或運輸等過程中附在煤表面和裂隙中的水分。在煤的變質程度

2、越大,內在水分越低.水分的存在對煤極其不利,在煤作為燃料 時,煤中的水分會成蒸汽,在蒸發時消耗熱量。煤炭運銷中常用的水分指標有:全水(符號: Mt),全水分包括外在水分和內在水分;一般分析煤樣水分(也稱空干基水分,符萬:Mad ),它是指分析用煤樣(0.2mm)在實驗室大氣中達到平衡后所保留的水分,也可以認為是內在水分。有時用戶也會 要求使用收到基水分(符號:Mar), 一般可認為Mar=Mt:、灰分符號:A,單位:%煤在徹底燃燒后所剩下的殘渣。外在灰分通過分選大部分能去掉,內在灰分是1 煤的原始植物本身所含的無機物,內在灰分越高,煤的可選性越差.灰分是有害物質動力煤中灰分增加,發熱量降低,排

3、渣量增加,煤容易結渣。在煤炭運銷中常用的灰分指標有:空干基(又稱分析基)灰分(符號:Aad)干基灰分(符號:Ad)和收到基灰分(符號:Aar)。、揮發分(全稱為:揮發分產率,Volatile matter煤的揮發分符號:V,單位:%是煤中的有機物質和一部分礦物加熱分解的產 物;它不是煤中固有物質;而是在特定溫度下的煤熱分解產物,所以確切地說揮發 分叫揮發分產率。煤的揮發分與煤的變質程度有很大的關系,隨煤化程度的增加, 揮發分降低;煤在高溫和隔絕空氣的條件下加熱時,所排出的氣體和液體狀態的產物揮發分是決定煤炭利用的重要指標,在燃煤中,根據揮發分來選擇適于特定煤 源的燃燒設備或適于特定設備的煤源(

4、在鍋爐設計時已將揮發分值設定在某一范圍, 所以用戶在購煤時要強調揮發分指標);在煉焦中,要根據揮發分來確定配煤比例, 因揮發分適中的煙煤,粘結性好,適于煉焦;在氣化和液化工藝的條件選擇上,揮 發分也有重要的作用;在環境保護中,揮發分還作為一項制定煙霧法令的依據。在煤炭運銷中常用的揮發分指標有:空干基揮發分(符號: Vad )、干基揮發 分(符號:Vd)、收到基揮發分(符號:Var)和干燥無灰基揮發分(符號:Vdaf )四、固定碳含量符號:FC,單位:%指除去水分灰分和揮發分后的殘留物,它是確定煤炭用途的重要指標.從100減去水分 灰分和揮發分后的差值即固定碳含量,FC= 100 (M A+ V

5、)常用的固定碳指標有:干基固定碳(符號:FCQ和收到基固定碳(FCar)等。五、全硫符號:St,單位:%硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有機硫和以黃鐵礦為主的無機硫,一般來 說煤中的無機硫通過洗選可以大部分脫除;而有機硫則很難除去。煤中硫在煤燃燒 中大部轉化為SO2#入大氣,對環境造成嚴重的污染,甚至造成酸雨,因此各用戶 在購買煤時都對煤中硫含量提出較嚴格的限定指標,但煤中硫在某些利用途徑中也 能起到好的作用,如煤液化當中,硫又可以起到催化劑的作用;如高硫煤經洗選后 回收的硫可用來生產硫和硫酸等。直接測出的是空干基全硫(符號:St,ad ) o在煤炭運銷中常用的硫指標有: 空干基全硫、干基全硫

6、(St,d )和收到基全硫(St,ar )。六、發熱量 符號:Q,單位:J/g (焦耳/克)、MJ/kg (兆 焦耳/千克),習慣上也使用 cal/g (卡/克)、kcal/kg(千卡/千克);單位質量的煤完全燃燒時所產生的熱量。發熱量換算(百萬焦耳二千克):1MJ/KG=239.14KCAL/KG 1卡=4.1816焦耳煤的發熱量(Qgr,daf)與煤的變質程度有很大關系,一般是隨變質程度的加深 而增高,如褐煤的發熱量較低,煙煤中到焦煤和肥煤熱值最高,焦煤以后隨煤的變 質程度加深而略有降低。煤炭運銷中常用的發熱量指標有:空干基彈筒發熱量(符號:Qd,ad),空干基高位發熱量(符號:Qgr,a

7、d ),干基高位發熱量(符號:Qgr,d )和收到基(原稱 應用基)低位發熱量(符號:Qnet,ar ),有時也用到干燥無灰基高位發熱量(符號: Qgr,daf )。在目前的國內貿易煤炭購銷合同中,用戶一般用收到基低位發熱量 (Qnet,ar)。國際貿易常用發熱量標準為空氣干燥基高位發熱量,在同等水分和灰分等情況 下,空氣干燥基高位發熱量比收到基低位發熱量高1.25MJ/KG(300 KCAL/KG)左右.七、膠質層最大厚度(Y)煙煤在加熱到一定溫度后,所形成的膠質層最大厚度是煙煤膠質層厚度指數測 定中利用探針測出的膠質體上 下層面差的最大值,動力煤膠質層厚度大,容易結焦八、粘結指數(G)在規

8、定條件下發煙煤在加熱后粘結專用無煙煤的能力,粘結指數越高,結焦性越強.九、煤灰熔融性溫度(灰熔點)(C)包括四個特征溫度:變形溫度,符號 DT,原稱T1;軟化溫度,符號:ST, 原稱T2;半球溫度,符號HT;流動溫度,符號:FT,原稱T3。在灰熔融性的 四個指標中,最常用的是軟化溫度,即ST(T2)。灰熔融性溫度越高,煤灰不容易結渣.灰熔融性是動力用煤和氣化用煤的重要指標,主要用于固態排渣鍋爐和氣化爐 的設計,并能指導實際生產操作;它也可以作為液態排渣爐設計中的參考依據。一 股固態排渣爐,要求煤灰熔點愈高愈好,以免造成爐內結渣而難以排出。熔點低的 煤,由于熔渣會包裹住煤而造成燃燒不完全,從而增

9、加灰渣含碳量,嚴重時會堵塞 爐柵,造成排渣困難,甚至造成停爐事故。熔渣還會腐蝕、共熔爐襯耐火材料,特 別是當灰渣為酸性渣而爐襯耐火磚為堿性磚或灰渣為堿性(神華煤灰渣呈堿性)而 爐襯耐火磚為酸性磚時,共熔情況將更為嚴重。對于鏈條爐需要灰熔點較低一些, 這樣可以保留適當的熔渣以起到保護爐柵的作用。而液態排渣爐則要求灰熔點愈低 越好。神華煤由于煤中CaO和Fe2O3含量高,使得灰熔點較低,這是國外及國內不 少用戶挑剔神華煤的原因之一。十、哈氏可磨系數(HGI)表示煤被磨碎的難易程度,煤的可磨性指數越大,則這種煤越易磨碎,反之則作為動力用煤,如電力、水泥廠等在設計與改進制粉系統并估計磨煤機的產量 和耗

10、電量時,可磨性指數是一個很重要的指標。在以非煉焦煤為主的型煤工業中, 為了知道所用煤料的粉碎性,以便確定粉碎系統的級數及粉碎機的類型,也要預先 測定煤的可磨性。由于煤的復雜性,不同的煤往往具有不同的可磨性,即使同一礦 區、同一煤層的煤,由于所含礦物質的性質、數量不同和煤的結構、揮發分以及水 分的差異,也得不到相同的可磨性測值。鑒此,目前用戶在購煤時也要求煤的可磨 性指標。H一、地鍋膨脹序數(CSN)規定條件下發煤在地鍋中加熱所得焦塊膨脹程度的序號表征煤的膨脹性和塑性 指標。十二、焦渣特征煤炭熱分解以后剩余物質的形狀。十三、煤炭工業分析指標的常用基準(1)空氣干燥基(簡稱:空干基,原稱:分析基)

11、空氣干燥基符號:ad ,是指:以與空氣濕度達到平衡狀態的煤為基準,由實驗 室直接測定出的結果一般都是分析基結果,如Mad Aad Vad等。(2)干燥基(簡稱:干基)干燥基符號:d,是指以假想無水狀態的煤為基準,干基結果是換算出來的。(3)收到基(原習慣稱:應用基)收到基符號:ar,是指以收到狀態的煤為基準。(4)干燥無灰基(原習慣稱:可燃基)干燥無灰基符號:daf,是指以假想無水、無灰狀態的煤為基準。煤質分析結果表示方法分析項目符號基準符號水分M空氣干燥基Ad灰分A收到基ar拄發萬_V干燥基d硫分S干燥無灰基daf發熱里Q二干燥無礦物質基dmmf膠質層厚度Y粘結指數G哈氏可磨性指HGI根據建

12、設單位提供資料要求,結合二段式煤氣發生爐對氣化用煤之要求,本工程選 用神木煤、大同煤、內蒙包頭煤、作為氣化用原料煤。本設計以大同煤為基準。煤質分析如下:水份:4.9%揮發份:28%煤氣爐用煤的主要質量指標粒度最大粒度與最小粒度之比塊煤限下率(% )含肝率(%)干基揮發分Vd (%)干基灰分Ad (%)干基全硫分Std (%)灰熔融性軟化溫度ST (C)熱穩定性TS+6 (%)抗碎強度(> 25mm) (%)膠質層厚度羅加指數R.I自由膨脹系數F.S.I發熱量(應用基低位):灰份:8%固定碳:43.820 40; 25 50; 30 60mm<2<10<2>20&l

13、t;18<2>1250>60>60< 12mm<20<2> 27MJ/kg(三)工業用煤的質量要求煤的工業用途非常廣泛,歸納起來主要是冶金、化工和動力三個方面。同時, 在煉油、醫藥、精密鑄造和航空航天工業等領域也有廣闊的利用前景。各工業部門 對所用的煤都有特定的質量要求和技術標準。簡要介紹如下:1.煉焦用煤煉焦是將煤放在干儲爐中加熱,隨著溫度的升高 (最終達到1 000 c左右),煤 有機質逐漸分解,其中,揮發性物質呈氣態或蒸汽狀態逸出,成為煤氣和煤焦油, 殘留下的不揮發性產物就是焦炭。焦炭在煉鐵爐中起著還原、熔化礦石,提供熱能 和支撐爐料,保持

14、爐料透氣性能良好的作用。因此,煉焦用煤的質量要求,是以能 得到機械強度高、塊度均勻、灰分和硫分低的優質冶金焦為目的。國家對冶金焦用 煤有專門的質量標準,見表2.2.2。表2.2.2冶金焦用煤質量標準 (GB397-65)見上圖2氣化用煤煤的氣化是以氧、水、二氧化碳、氫等為氣體介質,經過熱化學處理過程,把 煤轉變為各種用途的煤氣。煤氣化所得的氣體產物可作工業和民用燃料以及化工合 成原料。常用的制氣方法有兩種:固定床氣化法。目前國內主要用無煙煤和焦炭 作氣化原料,制造合成氨原料氣。要求作為原料煤的固定碳80% ,灰分(Ag) < 25% , 硫分(SgQ)02%,要求粒度要均勻,2575mm

15、,或1950mm,或1325mm ,機械強度65% ,熱穩定性S+13 >60% ,灰熔點(T2) >1 250 C ,揮發分不高于9% , 學反應性愈強愈好。沸騰層氣化法。對原料煤的質量要求是:化學反應性要大于 60%,不粘結或弱粘結,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)<2%,水分(WQ)<10%, 熔點(T2)>1 200 C,粒度< 10mm ,主要使用褐煤、長焰煤和弱粘煤等。3 .煉油用煤一般以褐煤、長焰煤為主,弱粘煤和氣煤也可以使用,其要求取決于煉油方法。低溫干儲法,是將煤置于550 c左右的溫度下進行干儲,以制取低溫焦油,同時 可以得到半

16、焦和低溫焦爐煤氣。煤種為褐煤、長焰煤、不粘煤或弱粘煤、氣煤。對 原料煤的質量要求是:焦油產率(Tf) >7%,膠質層厚度< 9mm,熱穩定性S+13> 40%,粒度613mm,最好為2080mm 。加氫液化法,是將煤、催化劑和重油 混合在一起,在高溫高壓下使煤中有機質破壞,與氫作用轉化成低分子液態或氣態 產物,進一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要為褐煤、長焰煤及氣煤。要求煤的碳氫化(C/H) <16,揮發分> 35% ,灰分(Ag) <5% ,煤巖的絲炭含量< 2%4 .燃料用煤任何一種煤都可以作為工業和民用的燃料。不同工業部門對燃料用煤的質量

17、要求不一樣。蒸汽機車用煤要求較高,國家規定是:揮發分(Vr) >20%灰分(Ag)024% 灰熔點(T2) > 1 208 ,硫分(SgQ)長隧道及隧道群區段0 1%低位發熱量2.09312 M072.51174 M07J/kg以上。發電廠一般應盡量用灰分(Ag)>30%的劣質 煤,少數大型鍋爐可用灰分(Ag)20%左右的煤。為了將優質煤用于發展冶金和化學 工業,近年來,我國在開展低熱值煤的應用方面取得了較快的進展,不少發熱量僅有8 372.5J/ kg左右的劣質煤和煤什石也能用于一般工廠,有的發電廠已摻燒煤什 石達30% 。煤的其他用途還很多。如,褐煤和氧化煤可以生產腐殖酸

18、類肥料;從褐煤中可 以提取褐煤蠟供電氣、印刷、精密鑄造、化工等部門使用;用優質無煙煤可以制造 碳化硅、碳粒砂、人造剛玉、人造石墨、電極、電石和供高爐噴吹或作鑄造燃料; 用煤瀝青制成的碳素纖維,其抗拉強度比鋼材大千倍,且重量輕、耐高溫,是發展 太空技術的重要材料;用煤瀝青還可以制成針狀焦,生產新型的電爐電極,可提高 電爐煉鋼的生產效率等等。總之,隨著現代科學技術的不斷進步,煤炭的綜合利用 技術也在迅速發展,煤炭的綜合利用領域必將繼續擴大。動力煤的質量指標時間:2010-10-8 10:34:201、發熱量動力煤的發熱量是最重要的指標。因為作為動力用煤,就是要用它的發熱量, 因此一般以較高發熱量的

19、煤為宜。但煤發熱量的高低只代表它的理論燃燒熱量的大 小,并不代表熱能利用率的高低。煤的發熱量過高或過低均會給鍋爐的運行帶來不 利影響,因此煤的發熱量應與鍋爐爐型相適應,以提高鍋爐熱效率,充分利用其熱 能。發熱量是鍋爐設計的一個重要依據。由于電廠煤粉對煤種適應性較強,因此只 要煤的發熱量與鍋爐設計要求大體相符即可。2、揮發分煤在高溫和隔絕空氣的條件下加熱時, 排出的氣體和液體狀態的產物稱為揮發 分。揮發份是煤中的可燃、易燃成分,是判明煤炭著火特性的首要指標。一般來說, 煤的揮發份越高,煤越易燃,固定碳也越易燃盡,在發熱量相同的情況下,燃用揮 發分高的煤,鍋爐的的熱效率也會較高。根據鍋爐設計要求,

20、供煤揮發分的值變化 不宜太大,否則會影響鍋爐的正常運行。如原設計燃用低揮發分的煤而改燒高揮發 分的煤后,因火焰中心逼近噴燃氣出口,可能因燒壞噴燃氣而停爐;若原設計燃用 高揮發分的煤種而改燒低揮發分的煤,則會因著火過遲而不能充分燃燒,甚至造成 熄火事故。因此供煤時要盡量按原設計的揮發分煤種或接近的煤種。揮發份是評價 動力煤的重要指標,其測定方法比較簡單可靠。3、灰分灰分是煤在徹底燃燒后所剩下的殘渣, 也就是煤中的不可燃成分,在煤燃燒時 會分解吸熱。灰分含量會使火焰傳播速度下降,著火時間推遲,使煤著火困難,燃 燒不穩定,燃用高灰煤時爐溫會大大降低。灰分在煤燃燒時還會形成灰殼,使固定 碳難以燃盡,降

21、低鍋爐的熱效率。止匕外,灰分的大量排放對環境會造成很大的壓力, 所以對動力煤的灰分必須加以限制。灰分的測定簡單、直行且能夠實現在線監測, 可在標準中對動力煤的灰分做出規定并采用干燥基灰分。4、硫分硫是煤中的有害成分,是燃煤過程中最重要的污染源。雖對燃燒本身沒有影響, 但它的含量太高,對設備的腐蝕和環境的污染都相當嚴重。因此,電廠燃用煤的硫分不能太高,一般要求最高不能超過 2.5%5、水分煤的水分也是評價動力煤質量的基本指標。煤中的水分蒸發后,煤層變疏松, 可均勻通風,有利于煤的燃燒。但水分過高,煤的發熱量必然會降低,且水分蒸發 還要吸熱,降低爐溫,使煤不易著火,同時還會加大排煙損失,降低鍋爐熱

22、效率。 綜合來講,水分是燃燒過程中的有害物質之一,它在燃燒過程中吸收大量的熱,對 燃燒的影響比灰分大得多。6、灰融點是評價煤灰是否容易結渣的一個重要指標, 一般較常用的是軟化溫度。煤灰 化溫度實際上是煤灰開始熔融的溫度,當爐膛溫度達到或超過這一溫度時,煤灰就 會結成渣塊,影響通風和排渣,使爐渣含碳量升高,有時還會粘在爐墻、管壁或爐排上,影響鍋爐正常運行。煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在1500c以上,在這樣高溫下,煤灰大多呈軟化或流體狀態。在動力煤煤種中,灰分最低的是不粘煤,平均 13.48%,灰分最高的是貧煤, 平均19.51%。全國動力煤資源平均灰分為 17.06%,屬于中等灰分。全國動力煤的

23、平均硫分為0.86%,低于煉焦煤的平均硫分(1.06%),屬中等硫分。動力煤的空氣 干燥基高位發熱量(Qgr, ad)平均為25.52 MJ/kg ,以褐煤為最低,平均還不到 20MJ/kg 。煤化程度通常說來,隨煤化程度提高,揮發分會減少,因為變質加深之后諸如酯類,芳香姓之類的會脫掉變油或氣而逸散,使得煤含碳量增大,揮發分減少,而碳大分子結構 比較復雜,有專家提出過定性描述的模型,但各有缺憾,煤在進入三號無煙煤后會 進行分子重組導致其性質突變。規律性變化,隨著煤化程度的加深,揮發分由高逐漸變小,其主要原因是因為隨 著煤化程度的增加,煤的成巖趨勢增加,孔隙率減小,碳含量增加,可揮發物質減 少。固定碳煤中去掉水分、灰分、揮發分,剩下的就是固定碳.固定碳是煤的發熱量的重要來 源,所以有的國家以固定碳作為煤發熱量計算的主要參數 .固定碳也是合成氨用煤的 一個重要指標.對同一礦井的煤來說,固定碳越高的煤,甚發熱量也越高,因為煤的固定碳主要 由元素碳組成、另外還有一些可燃的氫和硫等元素以及極少量的氧和氮等非可燃元 素。對同一礦井的煤來說,還可以根據其 固定碳來計算其發熱量。由此可知,灰分 越高的煤,其固定碳就越低;在相同灰分的條件下,揮發分越低的煤,固定碳就越高。如無煙煤的揮發分最低、所以其

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