煤炭是人类生产活动中不可缺少的能源,也是冶金、化工等行业的重要资源。中国煤炭资源储量居世界第三位,煤炭在中国一次能源生产和消费中占据主导地位。2015年,中国煤炭产量和消费量均居世界第一。
说到煤,你可能会觉得很熟悉,但是说到煤的分类和用途,很多人一定认为煤并不都是一样的。那样的话,你得努力学习。
煤的分类很有学问。今天,边肖将给你一些关于煤炭的知识。由于研究内容和用途不同,分类方法也有很多种。在早期,煤是根据其元素组成来分类的。这种分类方法被称为科学分类法,因英国煤炭化学家C.A .塞勒于1924年提出的分类法而闻名于世。后来根据煤的形成条件,有了成因分类方法,将煤分为腐殖煤、腐泥煤和残余腐殖煤。这种分类方法在地质学中被广泛使用。最有实际意义的是基于煤变质程度和工艺性质的技术分类,将煤的成因和工业利用结合起来。
以现代煤的变质程度和工艺性质为基础的分类发展迅速,使煤的分类更加科学,具有广泛的实用性。但由于各国煤炭资源特点不同,工业技术发展水平差异较大,各主要产煤国或以煤炭为主要能源的国家根据自身情况采用不同的分类方法。
1989年10月,中国国家标准局发布了中国国家标准《煤的分类》(GB5751-86),根据煤的干无灰挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、澳亚膨胀度B、煤样透光率P、恒湿无灰高热值Qgr、maf六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、瘦煤、瘦煤、无烟煤(见图)。
注:A、G >: 85,则用Y值或B值区分肥煤、气肥煤和其他煤,当Y >: 25.0mm时,应划分为肥煤或气肥煤,如y : 10%为肥煤,vdaf >: 28%,暂定b >: 20%为肥煤或气肥煤。B值和Y值划分的类别如有矛盾,以Y值划分的类别为准。
b、Vdaf & gt37%,G & lt=5,然后通过透光率PM来区分是长焰煤还是褐煤。
c、Vdaf & gt37%,PM & gt30%-50%的煤,再测QGR和MAF,为其值>:2MJ/kg (5739 cal/g),应归为长焰煤。
煤炭根据种类分主要有褐煤、烟煤、无烟煤等几种按煤种分,有褐煤、烟煤、无烟煤等。
(1)褐煤:多呈块状,深褐色,暗光泽,质地疏松;挥发分含量在40%左右,燃点低,容易着火。燃烧时,它很快就发火,火焰很大,冒出黑烟。含碳量和热值较低(因产地煤质不同,热值差异较大),燃烧时间短,需要经常加煤。
褐煤
(2)烟煤:一般呈颗粒状,小而粉状,多为黑色有光泽,质地细腻,挥发分含量30%以上,燃点低,易着火;含碳量和热值高,着火快,火焰长,黑烟多,燃烧时间长;大多数烟煤都很粘,燃烧时容易结渣。
烟煤
(3)无烟煤:有粉状和小块状两种,呈黑色,有金属光泽。杂质少,结构致密,固定碳含量高,可达80%以上;挥发物含量低,10%以下,燃点高,不易着火;但它热值高,燃烧初期火慢,上来后火大,火力强,火焰短,烟少,燃烧时间长,粘结性弱,燃烧时不易结渣。燃烧时应加入适量的煤土,以降低火势。
无烟煤
十四种煤的主要特性和用途
1.无烟煤(WY)
低挥发分,高固定碳,比重高,纯煤真比重可达1.90,燃点高,燃烧时无烟。这种煤可分为:01号为陈化无烟煤;2号是典型的无烟煤;03号为年轻无烟煤,主要用作民用和合成氨生产的造气原料。低灰、低硫、易磨性好的无烟煤,不仅可作为高炉喷吹和铁矿石烧结的燃料,还可用于制造各种炭素材料,如炭素电极、阳极糊和活性炭。部分优质无烟煤可制成航空空用型煤,也可用于飞机发动机和车辆电机的隔热。
2.贫煤(PM)
变质程度最高的一种烟煤,不粘结或弱粘结,在分层炼焦炉中不结焦,燃烧时火焰短,耐燃。主要用作发电燃料,也可作为民用和工业锅炉的混煤。
3.贫煤
烟煤粘结性差,变质程度高,挥发分低,其结焦性比典型的瘦煤差。单独炼焦时,产生的焦粉很少。比如在炼焦配煤中加入一定比例的这种煤也可以起到瘦身的作用,这种煤还可以作为发电、民用、锅炉燃料。
4.贫煤
炼焦用低挥发分中粘结性煤。在焦化过程中会产生大量的焦炭体。单独炼焦时,可获得块度大、裂纹少、抗压强度高的炼焦煤,但这种焦炭耐磨性稍差,但炼焦配煤效果较好。这种煤还可以用作发电、一般锅炉等的燃料。,也可用于铁路机车的混烧。
5.炼焦煤(JM)
中低挥发份、中强粘结性的烟煤,加热时会产生热稳定性高的胶体。如果单独用于炼焦,可以获得大块、少裂纹、高抗碎强度的炼焦煤。这种炼焦煤还具有高耐磨性。但单独炼焦时,由于膨胀压力高,容易推焦,一般作为炼焦配煤使用,效果较好。
6.1/3焦煤(1/3JM)
中高挥发分强粘结性煤是介于炼焦煤、肥煤和气煤之间的一种过渡煤。一次炼焦可生产出熔融性好、强度高的炼焦煤。在炼焦过程中,这种煤的量可以在很宽的范围内波动,但是可以获得高强度的焦炭。三分之一焦煤也是很好的炼焦配煤基础煤。
7.肥煤
中高挥发分、粘结性强的烟煤,加热时会产生大量的胶体。煤单独炼焦时,可生产出熔化性好、强度高的焦炭,其耐磨性优于炼焦煤制成的焦炭,因此是炼焦配煤中的基础煤。但单独炼焦时,焦炭上有许多横向裂纹,焦炭根部常呈蜂窝状。
8.气肥煤
一种高挥发分、高胶体厚度的肥煤,称为& ldquo液态肥煤& rdquo。这种煤的炼焦性能介于肥煤和气煤之间。单独炼焦时会产生大量的气体和液体化工产品。肥煤最适合高温干馏制气,也可用于配煤炼焦,增加化工产品产量。
9.气煤
一种低变质程度的炼焦煤。加热会产生更多的挥发性物质和焦油。胶质的热稳定性比肥煤低,可以单独炼焦,但焦炭的抗压强度和耐磨性比其他炼焦煤稍差,焦炭长而脆,纵向裂纹较多。配煤炼焦时,多加气煤可以提高气化率和化工产品回收率,气煤还可以高温蒸馏制成城市煤气。
10、1/2中粘结性煤(1/2ZN)
一种粘结性中等、挥发分含量高的烟煤。这种煤的一部分在单种煤炼焦时可以生成具有一定强度的焦炭,可以作为配煤炼焦;粘结性弱的另一部分单独炼焦时,生产的焦炭强度差,焦粉率高。因此,1/2中块煤可作为气化煤或动力煤,也可在配煤炼焦中适量掺入。
1、弱粘煤(RN)
粘结性弱、低至中等变质程度的烟煤,加热时产生的胶质较少。炼焦时,有的能产生强度差的小块焦炭,有的只有一小部分能形成碎焦,所以碎焦率很高。因此,这种煤大多适用于发电厂、机车和锅炉的气化原料和燃料煤。
12.不粘煤(BN)
多为成煤初期已受到相当程度氧化的低变质至中等变质的烟煤,受热基本不产生胶质。这种煤含水量大,有的还含有一定量的次生腐植酸;有的含氧量超过10%。不粘煤主要用于气化和发电,以及电力和民用燃料。
13.长焰煤
变质程度最低的烟煤从无粘结性到弱粘结性。最年轻的长焰煤还含有一定量的腐植酸,在储存过程中容易风化开裂。煤化程度高的长焰煤在加热时也能产生一定量的胶体,形成细小的长焦,但焦炭强度很差,粉焦率相当高。因此,长焰煤一般用作气化、发电和机车的燃料煤。
14.褐煤(公顷)
可分为透光率PM大于30-50%的老褐煤和PM小于等于30%的年轻褐煤两个亚类。褐煤的特点是含水量高,比重低,不结块,含有不同量的腐植酸。中煤的氧含量往往高达15-30%左右,化学反应性强,热稳定性差。块煤受热破碎严重,存放在空气体中容易风化变质,破碎成小块甚至粉末。发热量低,煤灰熔点大多较低。煤灰通常含有较多的氧化钙和较少的氧化铝。因此,褐煤主要用作发电燃料,以及气化原料和锅炉燃料。有些褐煤可用于制造磺化煤或活性炭,有些可用作提取褐煤蜡的原料。此外,年轻褐煤还适合制作腐植酸铵等有机肥,用于农田和果园增产。
煤的用途很广,按用途可归纳为两种主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
动力煤在中国的主要用途是:
1)发电用煤:我国约1/3的煤炭用于发电,平均发电煤耗370g/(kW & middot;h)左和右。电厂利用煤的热值,将热能转化为电能。
2)蒸汽机车用煤:约占动力煤的2%,蒸汽机车锅炉平均煤耗指标为100kg/(万吨& middotKm)左右。
3)建材用煤:动力煤占比10%以上,水泥煤最大,其次是玻璃、砖瓦。
4)一般工业锅炉用煤:除火电厂和大型供热锅炉外,一般企业和供热用的工业锅炉种类较多,用煤量大且分散,约占动力用煤的30%。5)国产煤:国产煤的量也很大,约占燃料煤的20%。
6)冶金动力煤:冶金动力煤主要是烧结和高炉喷吹用无烟煤,用量不到动力煤的1%。