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 。
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 。
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2.5%~4%;中硫煤,为1.5%~2.5%;低硫煤,为1.0%~1.5%;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 。

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3、无烟煤,烟煤,褐煤如何辨别?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 。无烟煤:高固定碳含量,高着火点(约360~420℃),高真相对密度(1.35~1.90),低挥发分产量和低氢含量 。除了发电外,无烟煤主要作为气化原料(固定床气化发生炉)用于合成氨、民用燃料及型煤的生产等 。一些低灰低硫高HGI的无烟煤也用于高炉喷吹的原料 。贫煤:煤烟中煤级最高的煤,它的特征是:较高的着火点(350―360℃),高发热量,弱粘结性或不粘结 。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料 。使用贫煤时,将其与其他一些高挥发分煤配合使用也不失为一个好的途径 。贫瘦煤:挥发分低,粘结性较差,可以单独用来炼焦 。当与其他适合炼焦的煤种混合时,贫瘦煤的掺入将使焦炭产品的块度增大 。贫瘦煤也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面 。典型的贫瘦煤产于山西省西山煤电公司 。瘦煤:中度的挥发分和粘结性,主要用于炼焦 。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物 , 胶质层的厚度为6―10mm 。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭,机械强度较高但耐磨强度相对较差 。除了那部分高灰高硫的瘦煤 , 瘦煤经常与其他煤种混合炼焦 。焦煤:有很强的炼焦性,中等的挥发分(约16%―28%),焦煤是国内主要用于炼焦的煤种 。由焦煤炼成的焦炭具有非常优良的性质,焦煤主要产于山西省和河北省 。肥煤:中等或较高的挥发分(约25%―35%)和很强的粘结性 , 主要用于炼焦(一些高灰高硫的肥煤用来发电) 。与其他煤级的煤相比,肥煤一般具有较高的硫含量 。1/3焦煤:介于焦煤、气煤和肥煤之间 , 具有较高的挥发分(类似于气煤),较强的粘结性(类似于肥煤)和很好的炼焦性(类似于焦煤) , 这也是它被称为1/3焦煤的原因 。1/3焦煤由于其产量高而主要用于炼焦和发电 。气肥煤:高挥发分(接近于气煤)和强的粘结性(接近于肥煤),它适用于焦化作用产生的城市燃气和与其他煤种混合炼焦以增加煤气、焦油等副产品的产量 。气肥煤的显微组成与其他煤种有很大的差异,壳质组的含量相对较高 。气煤:很高的挥发分和中度的粘结性,主要用于炼焦和发电 。典型的气煤产于辽宁省 。1/2中粘煤:过度煤级的煤 , 在中国它只有很小一部分的储量和产量 。其特征与一些气煤和弱粘煤类似 。弱粘煤:煤化程度较低或中等煤化程度的煤,其粘结性很差,不能单独用于炼焦 。由于其特殊的成因,弱粘煤具有较高的惰性组含量 。典型的弱粘煤产于山西省大同市 。不粘煤:早期煤化阶段曾被氧化过,因此它具有低发热量的特点 。主要用于发电、气化和民用燃料等 。不粘煤主要产于中国的西北部地区 。长焰煤:煤化程度是所有烟煤中最低的 。由于其燃烧时火焰较长而被称为长焰煤 。主要用于发电、电站锅炉燃料等 。辽宁省的长焰煤储量是全国最大的 。褐煤:所有煤中最低级的煤 , 其特征是高水分,高氧含量(约15%―30%),并含有一些腐植酸 。主要用于发电和气化 。
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