针对不同的侧重点,煤的分类方法有:
1.煤的成因分类:成煤的原始物料和堆积环境分类,称为煤的成因分类
2.煤的科学分类:煤的元素组成等基本性质分类,称为科学分类。
3.煤的实用分类:煤的实用分类又称煤的工业分类。按煤的工艺性质和用途分类,称为实用分类。中国煤分类和各主要工业国的煤炭分类均属于实用分类,以下详细介绍我国煤实用分类的情况。
根据煤的煤化度,将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。又根据煤化度和工业利用的特点,将褐煤分成2个小类,无烟煤分成3个小类。烟煤比较复杂,按挥发分分为4个档次,即Vdaf>10~20%、>20~28%、>28~37%和>37%,分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。按粘结性可以分为5个或6个档次,即GR.I.为0~5,称不粘结或弱粘结煤;GR.I.>5~20,称弱粘结煤;GR.I.>20~50,称为中等偏弱粘结煤;GR.I.>50~65,称中等偏强粘结煤;GR.I. >65,称强粘结煤。在强粘结煤中,若y>25mm或b>150%(对于Vdaf>28%,的肥煤,b>220%)的煤,则称为特强粘结煤。参见GB5751-1986。各类煤的基本特征如下:
(1)无烟煤(WY)。无烟煤固定碳含量高,挥发分产率低,密度大,硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟。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。如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。
(2)贫煤(PM)。贫煤是煤化度最高的一种烟煤,不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短,耐烧。
(3)贫瘦煤(PS)。贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差,单独炼焦时,生成的焦粉较多。
(4)瘦煤(SM)。瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭,但焦炭的耐磨性较差。
(5)焦煤(JM)。焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭,其耐磨性也好。但单独炼焦时,产生的膨胀压力大,使推焦困难。
(6)肥煤(FM)。肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭,其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭,横裂纹较多,焦根部分常有蜂焦。
(7)1/3焦煤(1/3JM)。1/3焦煤是新煤种,它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤,又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。
(8)气肥煤(QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类,有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间,单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。
(9)气煤(QM)。气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤,能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎,有较多的纵裂纹,因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。
(10)1/2中粘煤(1/2ZN)。1/2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭,可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时,形成的焦炭强度差,粉焦率高。
(11)弱粘煤(RN)。弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时,产生较少的胶质体。单独炼焦时,有的能结成强度很差的小焦块,有的则只有少部分凝结成碎焦屑,粉焦率很高。
(12)不粘煤(BN)。不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时,基本上不产生胶质体。煤的水分大,有的还含有一定的次生腐植酸,含氧量较多,有的高达10%以上。
(13)长焰煤(CY)。长焰煤是变质程度最低的一种烟煤,从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤,加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭,但强度极差,粉焦率很高。
(14)褐煤(HM)。褐煤分为透光率Pm<30%的年轻褐煤和Pm>30~50%的年老褐煤两小类。褐煤的特点为:含水分大,密度较小,无粘结性,并含有不同数量的腐植酸,煤中氧含量高。常达15~30%左右。化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低,煤灰熔点也低,其灰中含有较多的CaO,而有较少的Al2O3。
各类煤的基本特征如下:
无烟煤(WY):无烟煤固定碳含量高,挥发分产率低,密度大,硬度大,燃点
高,燃烧时不冒烟。
贫煤(PM)贫煤是煤化度最高的一种烟煤,不粘结或微具粘结性。在层状炼
焦炉中不结焦。燃烧时火焰短,耐烧。
贫瘦煤(PS):贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典
型瘦煤差,单独炼焦时,生成的焦粉较多。
瘦煤(SM):瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定
量的胶质体。单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭,但焦炭
的耐磨性较差。
焦煤(JM):焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加
热时能产生热稳定性很高的胶质体。
肥煤(FM):肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的
胶质体。
1/3焦煤(1/3 JM):1/3焦煤它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤,又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。
气肥煤(FQ):气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类,有的称为液肥煤。
气煤(QM):气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。
1/2中粘煤(1/2ZN):1/2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭,可作为炼焦配煤的原料。
弱粘煤(RN):弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时,产生较少的胶质体。
不粘煤(BN):不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。
长焰煤(CY):长焰煤是变质程度最低的一种烟煤,从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。
褐煤(HM):褐煤分为透光率Pm<30%的年轻褐煤和Pm>30~50%的年老褐煤两小类。褐煤的特点为:含水分大,密度较小,无粘结性,并含有不同数量的腐植酸,煤中氧含量高。
主要是碳 C
别称:煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品 ,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭 。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ,其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质,由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。
煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高,标准煤的发热量为 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。
煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外,更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油,即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工,从煤炭中能制造出成千上万种化学产品,所以它又是一种非常重要的化工原料,如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设,对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。
此外,煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等,这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。
煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业;无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。
我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,不仅储量大,分布广,而且种类齐全,煤质优良,为我国工业现代化提供了极为有利的条件。
煤的生成
在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后 , 由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤;当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。
用途
煤是重要能源,也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源,任何煤都可作为工业和民用燃料。②炼焦。把煤置于干馏炉中,隔绝空气加热,煤中有机质随温度升高逐渐被分解,其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出,成为焦炉煤气和煤焦油,而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料,也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造,也可用来制造氮肥、电石。电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。③气化。气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。④低温干馏。把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气,低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。⑤加氢液化。将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化为低分子液态和气态产物,进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。
综合、合理、有效开发利用煤炭资源,并着重把煤转变为洁净燃料,是人们努力的方向。
产地
在各大陆、大洋岛屿都有煤分布,但煤在全球的分布很不均衡,各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家,也是世界上主要产煤国,其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列,仅次于美国和俄罗斯。
煤的开采
煤的开采是一项最艰苦的工作,当前正在花较大的力量来改善工作条件由于煤炭资源的埋藏深度不同,开采方式一般相应地也有矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)之分其中,可露天开采的资源量在总资源中的比重大小,是衡量开采条件优劣的重要指标,中国可露天开采的储量仅占75%,美国为32%,澳大利亚为35%;矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比,中国煤矿中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上中国采煤以矿井开采为主,如山西\山东\徐州及东北地区大数采用这一开采方式,也有露天开采,如朔州平朔煤矿——全国最大的露天煤矿
煤可以创造沥青、煤气、煤焦油和焦炭
煤当原料使用煤在1200℃的密闭炉(称为炼焦炉)中干馏,可得固定碳很高含量之煤焦,俗称焦炭
煤的分类
煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。煤的种类不同,其成分组成与质量不同,发热量也不相同(表4-15)。单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量,人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤,并以此标准折算耗煤量。
(1)褐煤:多为块状,呈黑褐色,光泽暗,质地疏松;含挥发分40%左右,燃点低,容易着火,燃烧时上火快,火焰大,冒黑烟;含碳量与发热量较低(因产地煤级不同,发热量差异很大),燃烧时间短,需经常加煤。
(2)烟煤:一般为粒状、小块状,也有粉状的,多呈黑色而有光泽,质地细致,含挥发分30%以上,燃点不太高,较易点燃;含碳量与发热量较高,燃烧时上火快,火焰长,有大量黑烟,燃烧时间较长;大多数烟煤有粘性,燃烧时易结渣。
(3)无烟煤:有粉状和小块状两种,呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少,质地紧密,固定碳含量高,可达80%以上;挥发分含量低,在10%以下,燃点高,不易着火;但发热量高,刚燃烧时上火慢,火上来后比较大,火力强,火焰短,冒烟少,燃烧时间长,粘结性弱,燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用,以减轻火力强度。
1989年10月 ,国家标准局发布《 中国煤炭分类国家标准 》(GB5751-86),依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf等6项分类指标,将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
化学组成
煤中有机质是复杂的高分子有机化合物,主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成,而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上;煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分,其含量随煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量为50%~60%,褐煤为60%~70%,烟煤为74%~92%,无烟煤为 90%~98%。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时,其中硫生成SO2,腐蚀金属设备,污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级:高硫煤,大于4%;富硫煤,为25%~4%;中硫煤,为15%~25%;低硫煤,为10%~15%;特低硫煤 ,小于或等于1%。煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。
工业分析
通过工业分析可大致了解煤的性质。又称技术分析。是指煤的水分、挥发分、灰分的测定以及固定碳的计算。水分可分为外在水分、内在水分以及与煤中矿物质结合的结晶水、化合水。外在水分为煤炭在开采、运输、储存及洗选过程中,附着在煤颗粒表面和大毛细孔中的水分。内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水分,温度超过100℃时可将煤中内在水分完全蒸发出来 。灰分是指煤完全燃烧后残留的残渣量。灰分来自煤的矿物质。挥发分是指煤中有机质可挥发的热分解产物。挥发分随煤化程度增高而降低,可用于初步估测煤种。固定碳是指煤中有机质经隔绝空气加热分解的残余物。固定碳随变质程度的加深而增高,可作为鉴定煤变质程度的指标。
工艺性质
煤的工艺性质是工业评价合 理 用 煤的依据,主要包括粘结性、结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等。粘结性是指煤在高温干馏中产生胶质体,使煤粒相互粘结成块的性能。粘结性是评价炼焦用煤的主要指标。结焦性是指在炼焦炉中能炼出适合高炉用的有足够强度的冶金焦炭的性质。发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量。煤的发热量是煤质的重要指标,是计算热平衡、耗煤量、热效率等的依据。
煤中伴生元素
指以有机或无机形态富集于煤层及其围岩中的元素。有些元素在煤中富集程度很高,可以形成工业性矿床,如富锗煤、富铀煤、富钒石煤等,其价值远高于煤本身。
根据煤中伴生元素的性质和用途,可分为有益元素、有害元素和指相元素3类。有益元素主要 有锗、镓、铀、钒等,可被利用。有害元素 主要有硫 、磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等。硫是煤中常见的有害成分,其他有害元素在煤中含量一般不高,但危害极大,如砷是一种有毒元素。煤在燃烧中,硫是造成城镇环境污染的主要物质源。当然,对有害元素如果收集、处理得当也可变成对人有用的财富。煤中伴生元素,有各自的地球化学性质,形成于不同的沉积环境中。因此,可根据元素的相对含量、元素的共生组合关系及元素的比值,来判断相和沉积环境。
中国煤炭分类,首先按煤的挥发分,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤;对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类;烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性,则按粘结指数G区分:0~5为不粘结和微粘结煤;>5~20为弱粘结煤;>20~50为中等偏弱粘结煤;>50~65为中等偏强粘结煤;>65则为强粘结煤。对于强粘结煤,又把其中胶质层最大厚度Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%(对于Vdaf>28%的烟煤,b>220%)的煤分为特强粘结煤。在煤类的命名上,考虑到新旧分类的延续性,仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
在烟煤类中,对G>85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大于25mm时,如Vdaf>37%,则划分为气肥煤。如Vdaf<37%,则划分为肥煤。如Y值<25mm,则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。如Vdaf>37%,则应划分为气煤类,如Vdaf>28%-37%,则应划分为1/3焦煤,如Vdaf在于8%以下,则应划分为焦煤类。
这里需要指出的是,对G值大于100的煤来说,尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时,则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。
在我国的煤类分类国标中还规定,对G值大于85的烟煤,如果不测Y值,也可用奥亚膨胀度B值(%)来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限,即对Vdaf<28%的煤,暂定b值>150%的为肥煤;对Vdaf>28%的煤,暂定b值>220%的为肥煤(当Vdaf值<37%时)或气肥煤(当Vdaf值>37%时)。当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时,则以Y值确定的煤类为准。因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时,可只测Y值而暂不测b值。
(中国煤煤分类国家标准表)
类别 缩写 分类指标
Vdaf% G Ymm b% PM% Qgr,maf
无烟煤 WY <=10 - - - - -
贫煤 PM >100-20O <=5 - - - -
贫瘦煤 PS >10O-20O >5-20 - - - -
瘦煤 SM >100-200 >20-65 - - - -
焦煤 JM >200-280
>100-200 >50-60
>65a <=250 (<=150) - -
肥煤 FM >100-370 (>85a) >25 a - -
1/3焦煤 1/3JM >280-370 >65a <250 (<220) - -
气肥煤 QF >370 (>85) >250 >220 - -
气煤 QM >280-370
>370 >50-65
>35 <=250 (<=220) - -
1/2中粘煤 1/2ZN >200-370 >30-50 - - - -
弱粘煤 RN >200-370 >5-30 - - - -
不粘煤 BN >200-370 <=5 - - - -
长焰煤 CY >370 <=35 - - >50 -
褐煤 HM >370
>370 - - - <=30
>30-50 <=24
注:a、G>85,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其它煤炭,当Y>250mm时,应划分为肥煤或气肥煤,如Y<=25mm,则根据其Vdaf的大小而划分为相应的其它煤类。
按b值分类时,Vdaf<=28%,暂定b>150%的为肥煤,Vdaf>28%,暂定b>220%的为肥煤或气肥煤,如按b值和Y值划分的类别有矛盾时,以Y值划分的为准。
b、Vdaf>37%,G<=5的煤,再以透光率PM来区分其为长焰煤或褐煤。
c、Vdaf>37%,PM>30%-50%的煤,再测Qgr,maf,如其值>24MJ/kg(5739cal/g),应划分为长焰煤。
煤炭分类总表
类别 符号 分类指标
Vdaf% PM%
无烟煤 WY <=100 -
烟煤 YM >100 -
褐煤 HM >37O <=50
无烟煤分类表
类别 符号 分类指标
Vdaf% H%
无烟煤一号 MY1 0-35 0-20
无烟煤二号 MY2 >35-65 >20-30
无烟煤三号 MY3 >65-100 >30
烟煤的分类表
类别 缩写 分类指标
Vdaf% G Ymm b%
贫煤 PM >100-200 <=5 - -
贫瘦煤 PS >100-200 5-20 - -
瘦煤 SM >100-200
>100-200 >20-50
>50-65 - -
焦煤 JM >100-200
>200-280
>200-280 >65
>50-65
>65 <=250
<=250 (<=150)
(<=150)
肥煤 FM >100-200
>200-280
>280-370 (>85)
(>85)
(>85) >25
>25
>25 (>150)
(>150)
(>220)
1/3焦煤 1/3JM >280-370 >65 <=250 (<=220)
气肥煤 QF >370 (>85) >250 >220
气煤 QM >280-370
>370
>370 >50-65
>35-50
>50-65
>65 <=250 (<=220)
1/2中粘煤 1/2ZN >200-280
>280-370 >30-50
>30-50 - -
弱粘煤 RN >200-280
>280-370 >5-30
>5-30 - -
不粘煤 BN >200-280
>280-370 <=5
<=5 - -
长焰煤 CY >370
>370 <=5
>5-35 - -
褐煤的分类表
类别 符号 分类指标
PM% Qgr,maf(MJ/kg)
褐煤一号 HM1 >0-30 -
褐煤二号 HM2 >30-50 <=24
注:凡Vdaf>370%、PM>30%-50%的为煤,如Qgr,maf大于MJ/kg(5739cal/g),则划分为长焰煤。
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依据煤的工业用途、工艺性质和质量要求进行的分类,又称煤的工业分类。同一类煤有近似的特性,不同类煤的性质则有显著差异。工业分类是为了合理地使用煤炭资源以及统一使用规格。理想的分类方法应当既有充分的科学依据,又有实用意义。
煤的分类方案简介 由于研究内容和使用的不同,分类方法也有多种。早期,多根据煤的元素组成分类,这种分类方法称科学分类法,以1924年英国煤化学家CA赛勒提出的分类法比较著名。以后又有根据煤的生成条件提出的成因分类法,将煤分为腐殖煤、腐泥煤和残殖煤,这种分类法在地质上用的较多。而最有实用意义的是将煤的成因与工业利用结合起来,以煤的变质程度和工艺性质为依据的技术分类法。
各种以煤为燃料或原料的工业对煤都有其特定的技术要求,只有恰当地使用煤种才能保证产品质量,合理地利用煤炭资源。近代以煤的变质程度和工艺性质为参数的分类法发展较快,使煤分类具有更严格的科学性和广泛的实用性。但由于各国煤炭资源特点不同,以及工业技术发展水平的差异,各主要产煤国或以煤为主要能源的国家都根据本国情况,采用不同的分类方法。1956年,联合国欧洲经济委员会(ECE)煤炭委员会在国际煤分类会议上提出了国际硬煤分类表,其分类方法是以挥发分为划分类别的指标,将硬煤(烟煤和无烟煤)分成10个级别;以粘结性指标(自由膨胀序数或罗加指数)将硬煤分成4个类别;又以结焦性指标(奥亚膨胀度或葛金焦型)将硬煤分成6个亚类型,表中每个煤种均以3位阿拉伯数字表示,将硬煤分为62个煤类。为便于贸易上的交往,表中又将62个煤类归为Ⅰ~Ⅶ共11个统计组。对于褐煤,1974年国际标准化组织 (ISO)第27技术委员会(TC27)以ISO2950号标准颁布实施,该标准以水分和焦油产率为指标,将褐煤分为30个小类,每一小类用两位阿拉伯数字表示。但这两个分类方案并未在国际上得到全面推广。1985年2月,联合国欧洲经济委员会的国际煤分类会议上确定,以高位发热量小于24×106焦耳/千克、镜质组平均随机反射率小于06%作为区分褐煤和硬煤的分界线。对中等煤化程度和高煤化程度的硬煤则选用镜质组随机反射率、自由膨胀序数、挥发分产率、惰性组含量、高位发热量和反射率分布特征等6个指标和8位阿拉伯数字编号,将所有硬煤进行编码分类。但因划分太细,不便于使用,难以推广。
中国煤炭分类 20世纪50年代以来,中国煤产量和消耗量迅速增加,为了合理利用煤炭资源,1952~1953年提出东北区和华北区两个炼焦煤分类方案。1956年又制订了统一的中国煤(以炼焦煤为主)分类方案,以大致代表煤的变质程度的挥发分(%)和表征煤的结焦性的胶质层最大厚度Y(mm)两个指标为参数,将中国煤分为10大类24小类。该方案于1958年经国家技术委员会向全国推荐试行,起了统一中国煤分类的作用。
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
我国动力煤的主要用途有:
1) 发电用煤:我国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
2) 蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
3) 建材用煤:约占动力用煤的l0%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
4) 一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。
5) 生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。
6) 冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
(2)炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量2765%。
炼焦煤类包括气煤(占1375%),肥煤(占353%),主焦煤(占 581%),瘦煤(占401%),其它为未分牌号的煤(占 055%);非炼焦煤类包括无烟煤(占1093%),贫煤(占555 % ), 弱碱煤(占174%),不缴煤(占138%),长焰煤(占1252%),褐煤(占1276%),天然焦(占019%),未分牌号的煤(占1380%)和牌号不清的煤(占106%)。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般13 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
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