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煤炭(tan)化驗用(yong)途(tu)與(yu)技(ji)術經濟指標(biao)

2018-09-19 02:02:36

用途與技術經濟指(zhi)標 

(一(yi)) 煤的(de)工業分類   

1958年,國家(jia)頒(ban)布了以煉(lian)焦用煤為(wei)主(zhu)的分類方案,為工業部(bu)門(men)合(he)理(li)使(shi)用煤炭資源(yuan)創(chuang)造了有利條件,但在(zai)實(shi)踐(jian)中(zhong)也(ye)出現(xian)了一些(xie)問題(ti)。在認真分析(xi)研(yan)究(jiu)和(he)吸收國外先進分類(lei)方法的基(ji)礎(chu)上(shang),為了使各(ge)項(xiang)分類的技術經(jing)濟(ji)指標最(zui)能反(fan)映煤(mei)的質(zhi)量特點,達到更(geng)加合理地(di)利用煤炭資(zi)源的目(mu)的,1986年,國家重新頒布了從(cong)褐煤到無煙煤的全麵(mian)技術分類標準(zhun),將(jiang)自(zi)然(ran)界中的煤劃(hua)分為14大(da)類,其中,褐煤和無(wu)煙(yan)煤又(you)分別(bie)劃分為2個(ge)和3個小(xiao)類(表(biao)2.2.1)。這(zhe)就(jiu)是(shi)我國現行的煤炭分類國家標準。   

(1) 分類指標及其(qi)符號(hao)Vr為幹燥(zao)無灰基揮發分(%);Hr為幹(gan)燥無灰基氫(qing)含(han)量(%);GR.I(簡(jian)記(ji)G)為煙煤的粘結(jie)指數(shu);Y為煙煤的膠質層(ceng)最大厚(hou)度;PM為煤樣的透(tou)光(guang)率(lv)(%);b為煙煤的奧(ao)亞(ya)膨脹度(%);Q-A.GNGW為煤的恒濕(shi)無灰基高位(wei)發熱(re)量(liang)(MJ/kg)。   

(2) 煤類的編(bian)碼各類煤用兩(liang)位阿(a)拉(la)伯(bo)數碼表示(shi)。10位表示煤的揮(hui)發分,個位數在無煙煤及(ji)褐(he)煤表示煤化程度,在煙煤表示結粘(zhan)性。   

(二) 各煤類的主要(yao)特(te)征和用途   

1.褐煤   
它是煤化(hua)程(cheng)度(du)最低的煤。其特點是水(shui)分高、比(bi)重小、揮發分高(gao)、不粘結、化學(xue)反應性強(qiang)、熱穩定(ding)性差、發熱量低,含有不同數量的腐(fu)殖(zhi)酸。多(duo)被(bei)用作(zuo)燃(ran)料、氣(qi)化或(huo)低溫(wen)幹餾的原料,也可(ke)用來(lai)提(ti)取褐煤蠟(la)、腐(fu)殖(zhi)酸,製(zhi)造磺化煤或活(huo)性(xing)炭。一號褐煤還可以(yi)作農(nong)田(tian)、果園(yuan)的有(you)機(ji)肥(fei)料。   

2.長焰(yan)煤   
它(ta)的揮發分含量很高,沒(mei)有或隻(zhi)有很小的粘結性,膠質層厚度不超(chao)過(guo)5mm,易(yi)燃燒,燃燒時(shi)有很(hen)長的火(huo)焰,故得名(ming)長焰煤。可作為氣化和低(di)溫幹餾的原料(liao),也可作民用和動力燃料。   

3.不粘煤   
它水分大,沒有粘結性,加熱時基本(ben)上不產(chan)生膠質體,燃燒(shao)時發(fa)熱量較(jiao)小,含有一定的次生(sheng)腐殖酸。主要用作製造煤氣和民用或動(dong)力燃料。   

4.弱(ruo)粘煤  
水分大,粘結性較弱,揮發分較高,加(jia)熱時能(neng)產生較少的膠(jiao)質體,能單獨(du)結焦,但(dan)結成(cheng)的焦(jiao)塊(kuai)小而(er)易碎,粉焦率高。這種(zhong)煤主要用作氣化原(yuan)料和動力燃料。   

5. 1/2中粘煤   
它具(ju)有中等粘結性和中高揮發分。可以作為配煤煉焦的原料,也可以作為氣化用煤和動力燃料。   

6.氣煤   
揮發分高,膠質層較厚,熱穩定性差(cha)。能單(dan)獨結焦,但煉出(chu)的焦炭細(xi)長易碎,收(shou)縮(suo)率大,且縱(zong)裂紋多,抗碎(sui)和耐(nai)磨性較差。故隻能用作配(pei)煤煉焦,還可用來煉油、製造(zao)煤氣、生產氮(dan)肥或作動力(li)燃料。   

7.氣肥煤   
它的揮發分和粘結性都(dou)很高,結焦性介(jie)於(yu)氣煤和肥煤之(zhi)間(jian),單獨煉焦時能產生大量的氣體(ti)和液(ye)體化學物質。最適(shi)合高溫幹餾(liu)製造煤氣,更是配煤煉焦的好原料。   

8.肥煤   
具有很好(hao)的粘結性和中等及中高等(deng)揮發分,加熱時能產生大量的膠質體,形成大於25mm的膠質層,結焦性最強。用這種煤來煉焦,可以煉出熔(rong)融性和耐磨(mo)性都很好的焦炭,但這種焦炭橫(heng)裂(lie)紋(wen)多,且(qie)焦根(gen)部分常有蜂(feng)焦,易碎成小塊。由(you)於粘結性強,因(yin)此(ci),它是配煤煉焦中的主要成分。   

9. 1/3焦煤   
它是介於焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡煤,具有很強的粘結性和中高等揮發分,單獨用來煉焦時,可以形成熔融(rong)性良(liang)好、強度較大的焦炭。因此,它是良好的配煤煉焦的基礎煤。   

10.焦煤   
具有中低等揮發分和中高等粘結性,加熱時可形成穩(wen)定性很好的膠質體,單獨用來煉焦,能形(xing)成結構(gou)致密(mi)、塊度大、強度高、耐磨性好、裂紋少、不易破(po)碎的焦炭。但因其膨(peng)脹(zhang)壓力大,易造成推(tui)焦困難(nan),損壞(huai)爐(lu)體,故一般都作為煉焦配煤使用。   

11.瘦(shou)煤   
具有較低揮發分和中等粘結性。單獨煉焦時,能形成塊度大、裂紋少(shao)、抗碎強度較好,但耐磨性較差的焦炭。因此,用它加入(ru)配煤煉焦,可以增(zeng)加焦炭的塊度和強度。   

12.貧(pin)瘦煤   
揮發分低,粘結性較弱,結焦性較差。單獨煉焦時,生成的焦粉(fen)很多。但它能起到(dao)瘦化劑(ji)的作用。故(gu)可作煉焦配煤使用,同時,也是民(min)用和動力的好燃料。   

13.貧煤   
具有一定的揮發分,加熱時不產生膠質體,沒有粘結性或隻有微(wei)弱的粘結性,燃燒火焰短(duan),煉焦時不結焦。主要用於動力和民用燃料。在缺乏瘦料的地區(qu),也可充(chong)當配煤煉焦的瘦化劑。   

14.無煙煤   
它是煤化程度最高的煤。揮發分低、比重大、硬(ying)度高、燃燒時煙少火苗(miao)短、火力強。通常作民用和動力燃料。質量好的無煙煤可作氣化原料、高爐噴(pen)吹(chui)和燒結鐵(tie)礦(kuang)石的燃料,以及製造電石(shi)、電極(ji)和炭素(su)材料等。   

(三(san)) 工業(ye)用煤的質量要求   

煤的工(gong)業用途非常(chang)廣(guang)泛,歸(gui)納起來主要是冶金(jin)、化工和動力三個方麵。同時,在煉油、醫藥(yao)、精(jing)密鑄(zhu)造和航(hang)空(kong)航天(tian)工業等領域(yu)也有廣闊(kuo)的利用前(qian)景(jing)。各工業部門對所(suo)用的煤都有特定的質量要求和技術標準。簡要介紹(shao)如下:   

1.煉焦用煤   
煉焦是將煤放在幹餾爐中加熱,隨(sui)著(zhu)溫度的升高(最終(zhong)達(da)到1 000℃左(zuo)右),煤中有機質逐(zhu)漸(jian)分解(jie),其中,揮發性物(wu)質呈(cheng)氣態(tai)或蒸(zheng)汽狀態逸(yi)出,成為煤氣和煤焦油(you),殘(can)留下的不揮發性產物就是焦炭。焦炭在煉鐵爐中起(qi)著還原、熔化礦石,提供(gong)熱能和支撐(cheng)爐料,保(bao)持(chi)爐料透氣性能良好的作用。因此,煉焦用煤的質量要求(qiu),是以能得(de)到機械(xie)強度高、塊度均勻(yun)、灰(hui)分和硫(liu)分低的優(you)質冶(ye)金焦為目的。國家對(dui)冶金焦用煤有專(zhuan)門的質量標準,見(jian)表2.2.2。   
表 2.2.2冶金焦用煤質量標準 (GB397-65)見上圖(tu)   

2氣化用煤   
煤的氣化是以氧(yang)、水、二(er)氧化碳、氫等為氣體介質,經過熱化學處理過程,把(ba)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。常用的製氣方法(fa)有兩種:①固定床(chuang)氣化法。目前國內主要用無煙煤和焦炭作氣化原料,製造合成氨(an)原料氣。要求作為原料煤的固(gu)定碳>80%,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)≤2%,要求粒度要均(jun)勻,25~75mm,或19~50mm,或13~25mm,機械強度>65%,熱穩定性S+13>60%,灰熔點(T2)>1 250℃,揮發分不高於9%,化學反應性愈(yu)強愈好。②沸騰(teng)層氣化法。對原料煤的質量要求是:化學反應(ying)性要大於60%,不粘結或弱粘結,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)<2%,水分(WQ)<10%,灰熔點(T2)>1 200℃,粒度<10mm,主要使用褐煤、長焰煤和弱粘煤等。   

3.煉油用煤   
一般(ban)以褐煤、長(zhang)焰煤為主,弱粘煤和氣煤也可以使用,其要求取決(jue)於煉油方法。①低溫幹餾法,是將煤置(zhi)於550℃左右(you)的溫度下進(jin)行幹餾,以製取(qu)低溫焦油,同時還可以得到半焦和低溫焦爐煤氣。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6~13mm,最好為20~80mm 。②加氫液化法,是將煤、催(cui)化劑和重油混(hun)合在一起,在高溫高壓(ya)下使煤中有機質破壞,與氫作用轉(zhuan)化成低分子液態或氣態產物,進一步(bu)加工可得到汽(qi)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(tan)氫化(C/H)<16,揮發分>35%,灰分(Ag)<5%,煤岩(yan)的絲(si)炭含量<2%。   

4.燃料用煤   
任(ren)何(he)一種煤都可以作為工業和民用的燃料。不同(tong)工業部門對燃料用煤的質量要求不一樣。蒸汽機車(che)用煤要求較高,國家規(gui)定是:揮發分(Vr)≥20%,灰分(Ag)≤24%,灰熔點(dian)(T2)≥1 200℃,硫分(SgQ)長隧道(dao)及隧(sui)道群(qun)區段(duan)≤1%,低位發熱量2.09312×107~2.51174×107J/kg以上。發電廠(chang)一般應盡量用灰分(Ag)>30%的劣質煤,少數大型(xing)鍋(guo)爐可用灰分(Ag)20%左右的煤。為了將優質煤用於發展(zhan)冶金和化學工業,近(jin)年(nian)來,我國在開展低熱值煤的應用方麵取得了較快(kuai)的進展,不少發熱量僅(jin)有8 372.5J/ kg左右的劣(lie)質煤和煤矸(gan)石也能用於一般工廠,有的發電廠已摻燒煤矸石達30%。   
煤的其他(ta)用途還很多。如(ru),褐煤和氧化煤可以生產腐殖酸(suan)類肥料;從褐煤中可以提取褐煤蠟供電氣、印(yin)刷、精密鑄造、化工等部門使用;用優質無煙煤可以製造碳化矽(xi)、碳粒砂(sha)、人造剛玉(yu)、人(ren)造石墨、電極、電石和供高爐噴吹或作鑄造燃料;用煤瀝(li)青製成的碳素纖(xian)維,其抗(kang)拉強度比鋼(gang)材大千(qian)倍,且重(zhong)量輕(qing)、耐高溫,是發展太空技術的重要材料;用煤瀝青(qing)還(hai)可以製成針(zhen)狀焦,生產新(xin)型的電爐電極,可提高電爐煉鋼的生產效(xiao)率等等。總(zong)之,隨著現代科(ke)學技術(shu)的不斷(duan)進步,煤炭的綜(zong)合利用技術也在迅速(su)發展,煤炭的綜合利用領域必(bi)將繼續擴大。  

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