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[交流] 煤炭的分类

一、各种煤的分类
煤是由远古死亡植物形成的，植物可分为低等植物和高等植物两大类。自然界存在的煤种类很多，差异很大，因成煤植物和成煤条件不同而不同，一般由低等植物生成的煤称为腐泥煤，这种煤储量很少，由高等植物生成的煤称为腐植煤，这种煤储量多，分布广，用途大，另外还有一种由高等植物中稳定组分富集而形成的残植煤。以下所讲的煤都是指腐植煤。
根据成煤过程中变质程度的不同，可将腐植煤分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤，各类腐植煤的外表特性见表1－1。

表1－1 腐植煤外表特征

泥炭褐煤烟煤无烟煤
颜色棕褐色为主褐色到黑褐黑色灰黑色
光泽不明显大多数暗有一定光泽金属光泽
燃烧现象有烟有烟多烟无烟
水分多较多少较少
比重～ 1.1～1.2 1.2～1.4 1.4～1.8
硬度很低低较高高

它们的一般特性和用途简述如下：
1．泥炭
在自然状态下存在的泥炭是棕褐色为主的不均匀物质，无明显的光泽，水分达到85～95％，硬度很低，燃烧有烟产生。泥炭中有大量的植物残骸，有时用肉眼就可以看出。泥炭真比重为1.29～1.61。
2．褐煤
褐煤，又名柴煤，煤的一类。煤化程度仅高于泥煤的精煤。由于其外表是褐色而得名，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量60％～77％，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40％。无胶质层厚度。热值约为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相对密度1.2～1.45。可划分为土状褐煤、暗褐煤和亮褐煤三种，变质程度逐渐升高，颜色逐渐变深、变暗、无光泽，比重、硬度不断增加，水分减少,在天然状态下水分为30～60％，由于易于风化破裂，不适于长途运输。
主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。通常有两种：（1）土状褐煤（brown coal），质地疏松而较软；（2）暗色褐煤（lignite），质地致密而较硬。可直接用作家庭燃料、工业热源燃料及发电的燃料，也可用作气化、低温干馏等的原料。焦化后的褐煤可制作为煤砖用于炊事和加热；它也作为活性炭的来源，用于水的处理、复原黄金和提取碘。
在世界上的某些地方，把褐煤用作热源燃料和化学制品及气体与液体燃料的原料。
中国褐煤量只有2118亿吨，与世界褐煤资源量约占世界煤炭资源总量的1/3相比，比例也很低，约占全国总资源量的1/20以下，主要分布在内蒙古东部、云南东部、东北和华南也有少量。
3．烟煤
烟煤，煤化程度较大的煤，是自然界中最重要和分布最广、品种最多的煤种。烟煤外观呈灰黑色至黑色，粉末从棕色到黑色，有一定光泽，燃烧时火焰长而多烟，该种煤含碳量为75％～90％，挥发物约10%-40%，比重为1.2～1.45，绝大多数烟煤都是呈条带状，并有亮、暗条相互交替。热值约27170-37200千焦/千克（6500-8900千卡/公斤）。挥发分含量中等的称做中烟煤(metabituminous coal)；较低的称做次烟煤(sub-bituminous coal)。我国根据变质程度不同，将烟煤分为：(长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤) ，用作炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料，也可直接用作燃料。烟煤与泥炭、褐煤的区别是不含有腐植酸。
气煤、肥煤、焦煤、瘦煤具有粘结性，在隔绝空气干馏时能炼成焦炭，故称为炼焦煤，是现代炼焦工业的主要原料。长焰煤、贫煤、褐煤、无烟煤没有粘结性，不能炼焦用，但如采用炼焦新工艺或掺加粘结剂，也可用于炼焦。
烟煤还可用于作燃料、燃料电池、催化剂或载体、土壤改良剂、过滤剂、建筑材料、吸附剂处理废水等。
08年5月6日北京地区烟煤价格行情
地区品名质量标准价格（元/吨）
北京烟煤 ≥5800大卡，水分≤13%，挥发份≥30%，灰分≤10% 320
烟煤 ≥5800大卡，水分≤13%，挥发份≥30%，灰分≤10% 290
烟煤 ≥6000大卡，水分≤13%，挥发份≥30%，灰分≤8% 330

4．无烟煤
无烟煤，俗称白煤或红煤，是腐植煤中变质程度最高的一种煤，无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，灰分不多，水分较少。颜色为灰黑色，有金属光泽，硬度高，比重为1.4～1.8，燃烧时火焰短、无烟，不结焦。一般做为民用燃料、气化原料和高炉喷吹等用。一般含碳量在90%以上，挥发物在10%以下。无胶质层厚度。热值约8000-8500千卡/公斤。有时把挥发物含量特大的称做半无烟煤；特小的称做高无烟煤。
挥发分释出温度较高，其焦炭没有黏着性，着火和燃尽均比较困难，燃烧时无烟，火焰呈青蓝色。以干燥无灰基为分析基，挥发分低于10%的煤称为无烟煤。挥发分大于6.5%小于10%的无烟煤称为无烟煤三号。01号无烟煤为年老无烟煤；02号无烟煤为典型无烟煤；03号无烟煤为年轻无烟煤。
无烟煤块煤主要应用是化肥（氮肥、合成氨）、陶瓷、制造锻造等行业；无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹（高炉喷吹用煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤）。
08年4月22日山西地区无烟煤价格行情
地区品名质量标准价格（元/吨）
山西晋城无烟中块煤 H>7500,灰份<8,硫<0.8,挥发份<20,固定碳>75，粒度>13-25mm 850
山西晋城无烟小块煤 H>6800,灰份<8,硫<0.8,挥发份<20,固定碳>75,粒度>25-80mm 750
山西晋城无烟煤 H:6000,硫:0.3%,挥发分:10% 380
山西阳泉无烟煤(中) 6900-7400大卡,硫:0.6-1%,挥发分:9-10,灰:10-16% 780
山西阳泉无烟煤(小) 6700-7200大卡,硫:0.6-1%,挥发分:9-10,灰:12-17% 700
山西阳泉无烟煤(末) 5600-6400大卡,硫<1.2%,挥发分:9-10,灰:18-26% 460

国标GB 5751-86中采用煤的煤化程度参数来区分无烟煤、烟煤和褐煤。
无烟煤煤化程度的参数采用干燥无灰基挥发分和干燥无灰基氢含量作为指标，以此来区分无烟煤的小类
采用两个参数来确定烟煤的类别，一个是表征烟煤煤化程度的参数，另一个是表征烟煤粘结性的参数
烟煤煤化程度的参数采用干燥无灰基挥发分作为指标。烟煤粘结性的参数.根据粘结性的大小不同选用粘结指数、胶质层最大厚度(或奥亚膨胀度)作为指标，以此来区分烟煤中的类别
褐煤煤化程度的参数，采用透光率作为指标、用以区分褐煤和烟煤，以及褐煤中划分小类。并采用恒湿无灰基高位发热量为辅来区分烟煤和褐煤。

5.动力煤
从广义上来讲，凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。
火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面：一是煤特性，二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量（碳、氢、氧、氮、硫）、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工（例如磨成煤粉）、输送和储存有直接关系。灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度，对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。
动力用煤就类别来说，主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤、气煤以及少量的无烟煤。从商品煤来说，主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分（大于40%）低热值（小于15。73兆焦/千克）的烟煤、低挥发分（小于10%）的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫（大于2%）煤等。燃用劣质煤是火电厂对社会的一项贡献。
08年6月10日黑龙江地区动力煤价格行情
地区品名规格价格（元/吨）
鹤岗动力煤 Q：4500 300
动力煤 Q：5000-5200 340
双鸭山动力煤 Q：5000-5200 340
动力煤 Q：4500 300

6.电煤
发电用煤的质量要求:
电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广，它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤，也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。但对一台已安装使用的锅炉来讲，不可能燃用各种挥发分的煤炭，因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。发电用煤质量指标有：
①挥发分。是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计要求，供煤挥发分的值变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃器出口，可能因烧坏喷燃器而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。
②灰分。灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。
③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。
④发热量。为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强，因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。
⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。
⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超过2.5%。

7.标准煤
标准煤只是一个概念，其实是不存在的。标准煤又叫标准燃料，是计算能源总量和折合各种能源的综合指标。由于不同的能源所含热量不同，故须用一个统一标准加以计算和比较。我国规定每公斤标准煤的含热量为7000 Cal，以此可把其他能源的折合成标准煤计算，如石油每公斤发热量为10000 Cal，天然气每立方米发热量为9312 Cal，则相当标准煤的比率分别为1.429和1.33。

二、炼焦用煤
我们所说的炼焦用煤主要是指气煤、肥煤、焦煤、瘦煤，其它一些煤种很少使用，即使在配煤中使用也是做为瘦化剂或主要用于非常规炼焦方法。
1．气煤
气煤变质程度较高，热解产物多呈气态，因此，典型气煤胶质体的数量少，热稳定性差，故粘结性差。形成半焦后收缩大，生产的焦炭裂纹多而宽，气煤焦炭细长、易碎。在配煤中使用气煤可以增加炼焦化学产品的收率，并可使焦饼收缩，容易从炭化室中推出，有利于保护炉体。
增加副产品的收率，全焦耗洗煤变大，易从炭化室中推出。M40降低，M10变大。加大炼焦成本。
2．肥煤
肥煤的变质程度比气煤高，加热时能产生大量胶质体，其流动性较大，热稳定性高，故其粘结性好。但在半焦收缩时，因收缩较大，产生许多横裂纹，使焦炭易碎成小块。由于肥煤有很强的粘结能力，可以粘结一些弱粘结性煤，炼成强度较好的冶金焦炭，因此肥煤是配煤中的主要成分，是配煤中的基础煤。
收缩大，强度变差，焦炭易产生横裂纹。
3．焦煤
焦煤的变质程度比肥煤高，热分解时液态产物比肥煤少些，但热稳定性更高，半焦收缩比肥煤少，所以能炼成耐磨性好、块度大而裂纹少的焦炭。但如焦煤单独炼焦时，由于产生较大的膨胀压力，造成推焦困难，损坏炉体。
强度好，产生较大的膨胀压力，造成推焦困难，损坏炉体。
4．瘦煤
瘦煤的变质程度较高，不同瘦煤单独炼焦时，焦炭的耐磨和强度可有很大差别。一般瘦煤能结焦，加热时能产生少量胶质体，但粘结性差，瘦煤挥发份低，在半焦收缩时收缩较小，故焦炭裂纹少、块大，但强度不高，在配煤中加入适量瘦煤可提高焦炭的块度。
强度下降，容易推焦，块大强度不高，容易造成焦炭纵裂纹增加。

三、煤的氧化
煤的氧化对于煤的性质有重大的影响，它是造成煤风化和自燃的内在原因。
1．煤的氧化阶段
在常温～100℃时，贮存时间较长的煤堆与空气接触的表层煤逐渐失去光泽，大块碎裂成小块，这是轻度氧化，又称风化。
在100℃～300℃时，煤在氧化剂的作用下生成有机酸，在高温下，煤燃烧生成二氧化碳、水等，这是深度氧化。
2. 煤风化和自燃的机理
煤在堆积过程中，受大气、温度等物理和化学长时间作用，使煤的物理、化学、工艺性质发生一系列变化，称煤的风化。
风化后放出的热量如果不及时释放，就会逐渐积聚，煤的温度一旦达到着火点就会燃烧，称煤的自燃。
3. 轻度氧化（煤风化）对煤质的影响
（1）工艺性质：煤的粘结性降低，结焦性变坏，从而降低焦炭强度。
（2）化学组分：碳和氢含量减少，氧含量增加，
（3）化学性质：煤的着火点降低，发热量减少，灰分增加。
（4）物理性质：煤的硬度、强度下降，易碎。
4. 煤风化和自燃的影响因素
1）散热和通风条件
煤堆自然堆放时，比较疏松，与空气接触面大，容易风化和自燃。
2）煤化程度
气煤＞肥煤＞焦煤＞瘦煤

措施：定期测温（热电偶或红外测温），煤堆旁应布置足够的水喷淋装置，以便煤堆自燃或表面温度异常上升时降温。应该强调，采用水喷淋降温是防止煤堆自燃的下策，如果喷水量不足，可能起到适得其反的作用。另外，有条件的话，应在煤场煤堆中布置测温元件，以便及时控制煤堆的自燃问题。

四、煤的贮存
由于煤长期存放易发生氧化的原因，就要规定各单种煤的贮存期限，以避免因煤氧化而造成煤质下降。煤在露天贮存期见表1－2，煤在储槽内贮存期见表1－3。
表1－2  煤在露天贮存期       单位：天
煤种一、四季度二、三季度
气煤 60 50
肥煤 120 80
焦煤 130 100
瘦煤 150 120
1/3焦 90 70
表1－3  煤在储槽内贮存期       单位：天
煤种一、四季度二、三季度
气煤 150 90
肥煤 180 120
焦煤 180 120
瘦煤 180 150
1/3焦 180 120

五、炼焦精煤的质量指标
由于各单种煤性质不同，按照不同比例配合后，焦炭质量基本就确定了，因此，各种来煤指标要符合规定要求，否则会造成配煤质量的波动，直接影响焦炭的质量波动。常用配煤炼焦精煤的质量指标要求见表3－1：
表3－1       配煤炼焦精煤的质量指标
牌号品名级别灰分，％硫分，％全水分，％
气煤老万 2 5.51－6.00 0.80 10.01－11.00
气煤七星 2 5.51－6.00 0.50 －
瘦煤太瘦 11 10.01－0.50 1.00 12.01－13.00
瘦煤红阳瘦 10 9.51－10.00 1.00 －
瘦煤五阳 9 9.01－9.50 1.00 －
焦煤红阳 10 9.51－10.00 1.00 12.01－13.00
焦煤桃山 10 9.51－10.00 0.50 －
焦煤铁东 10 9.51－10.00 0.50 －
焦煤西曲 10 9.51－10.00 1.00 －
焦煤屯兰 10 9.51－10.00 1.00 －
焦煤介休 10 9.51－10.00 0.80 12.01－13.00
焦煤滴道 10 9.51－10.00 0.50 冬9.01－10.00
夏12.01－13.00
焦煤地方 9 9.01－9.50 0.80 －
肥煤范各庄 10 9.51－10.00 1.00 13.01－13.50
肥煤赵各庄 10 9.51－10.00 1.00 13.01－13.50
肥煤马兰 10 9.51－10.00 1.00 －
肥煤镇城底 10 9.51－10.00 1.00 －
肥煤辛置 9 9.01－9.50 1.00 －
肥煤红阳肥 10 9.51－10.00 1.00 －
肥煤龙湖 10 9.51－10.00 0.50 －
肥煤阳泉曲 9 9.01－9.50 0.80 －
1/3焦鹤岗 8 8.51－9.00 0.50 －
1/3焦杏花 8 8.51－9.00 0.50 －
1/3焦新兴 8 8.51－9.00 0.50 －
1/3焦双鸭山 8 8.51－9.00 0.50 冬9.01－10.00
夏12.01－13.00
1/3焦地方 8 8.51－9.00 0.50 －
1/3焦七台河 10 9.51－10.00 0.50 冬9.01－10.00
夏12.01－13.00

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