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礦業有限公司煤質評價實用手冊.doc

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礦業有限公司煤質評價實用手冊.doc

1、煤質評價實用手冊二XX年十一月目 錄煤的分級1煤炭質量分級 煤炭灰分分級3煤炭質量分級 煤炭發熱量分級4煤炭質量分級 煤炭硫分分級5煤的固定碳分級7煤中磷分分級7煤中磷分分級7煤中氯含量分級8煤中砷含量分級8煤中鉛含量分級9煤中汞含量分級9煤中鍺含量分級9煤的熱穩定性分級10煙煤粘結指數分級10煤的著火溫度10稀散元素11灰粘度11結渣性11煤炭粒度分級12沾污指數的分級13結渣指數分級13煤炭可選性評定方法14中國煤炭分類17各種工業用煤的質量要求25煤炭分析試驗項目專用符號35低位發熱量的計算37煤的分級煤炭質量的好壞、煤的性質如何,均需通過不同的煤質標準來評價。因此國家和煤炭行業標準,分

2、別依據煤的全水分、灰分、揮發分、固定碳、發熱量、硫分、可磨性、煤灰熔融性等主要煤質指標并按全國煤炭資源的實際情況對煤進行了分級。 (一)全水分分級煤中全水分分級(MT/T850-2000)見下表:序號級別分類代號全水分Mt/1特低全水分煤SLM6.002低全水分煤LM6.08.03中等全水分煤MM8.012.04中高全水分煤MHM12.020.05高全水分煤HM20.040.06特高全水分煤SHM40.0(二)揮發分分級煤的干燥無灰基揮發分分級(MT/T849-2000)見下表:序號級別名稱代號揮發分分級范圍1特低揮發分煤SLV10.002低揮發分煤LV10.0120.03中等揮發分煤MV20

3、.0128.04中高揮發分煤MHV28.0137.05高揮發分煤HV37.0150.06特高揮發分煤SHV50.0(三)可磨性分級煤的哈氏可磨性指數分級(MT/T852-2000)見下表:序號級別名稱代號可磨性指數HGI1難磨煤DG402較難磨煤RDG40603中等可磨煤MG60804易磨煤EG 801005極易磨煤UEG100(四)煤灰熔融性(ST)分級煤灰軟化溫度(ST)分級(MT/T853.1-2000)見下表:序號級別名稱代號軟化溫度ST/1低軟化溫度灰LST11002較低軟化溫度灰RLST1100-12503中等軟化溫度灰MST1250-13504較高軟化溫度灰RHST1350-15

4、005高軟化溫度灰HST1500煤灰流動溫度(FT)分級(MT/T 853.2-2000)見下表:序號級別名稱代號分級范圍(FT,)試驗方法1低流動溫度灰LFT1150GB/T 2192較低流動溫度灰RLFT115013003中等流動溫度灰MFT130014004較高流動溫度灰RHFT140015005高流動溫度灰HFT1500*煤灰熔融性測定時爐內氣氛為弱還原性煤炭質量分級 煤炭灰分分級(GB/T15224.1-xx)(xx年4月30日批準 xx年10月1日起實施)1、主題內容與適用范圍本標準規定了煤炭按干燥基灰分(Ad)范圍分級及其命名。本標準適用于煤炭勘探、生產、加工利用和煤炭銷售中對煤

5、炭按灰分分級。2、煤炭灰分分級(1)動力煤的灰分分級見下表:序號級別名稱代號灰分(Ad)范圍 1特低灰煤SLA10.002低灰煤LA10.0116.003中灰煤MA16.0129.004高灰煤HA29.00注:其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級也可參照上表進行分級。(2)冶煉用煉焦精煤的灰分分級見下表:序號級別名稱代號灰分(Ad)范圍 1特低灰煤SLA6.002低灰煤LA6.019.003中灰煤MA9.0112.004高灰煤HA12.00注:高爐噴吹用煤的灰分分級可參照上表進行分級。煤炭質量分級 煤炭發熱量分級(GB/T15224.3-xx)(xx年4月30日批準 xx年10月1日實施)1、主

6、要內容與適用范圍本標準規定了煤炭按干燥基高位發熱量(Qgr,d)范圍分級及其命名。本標準使用于煤炭勘探、生產、加工利用和煤炭銷售中對煤炭發熱量分級。2、煤炭發熱量分級(1)無煙煤和煙煤的發熱量分級見下表:序號級別名稱代號發熱量(Qgr.d)范圍/(MJ/kg)1特高熱值煤SHQ29.602高熱值煤HQ25.5129.603中熱值煤MQ22.4125.504低熱值煤LQ16.3022.405特低熱值煤(低質煤)SLQ18.202中熱值褐煤MQL14.9018.203低熱值褐煤(低質煤)LQL14.90煤炭質量分級 煤炭硫分分級(GB/T15224.2-xx)(xx年4月30日批準 xx年10月1

7、日實施)1、主要內容和適用范圍本標準規定了煤炭按干燥基硫分(St.d)范圍分級及其命名。本標準適用于煤炭勘探、生產、加工利用和煤炭銷售中對煤炭按硫分分級。2、煤炭硫分分級 (1)不同煤種的基準發熱量值見下表-1:煤種基準發熱量(Qgr.d)(MJ/kg)無煙煤、煙煤24.00褐煤21.00(2)無煙煤和煙煤的硫分分級見下表-2:序號級別名稱代號干燥基全硫分(St,d)范圍1特低硫煤SLS3.00(3)褐煤的硫分分級見下表-3:序號級別名稱代號全硫分(St,d)范圍1特低硫煤SLS3.00(4)煤炭的實測干燥基高位發熱量不等干基準發熱量時硫分分級的方法:1、當煤炭的實測干燥基高位發熱量不等于基準

8、發熱量時,要對硫分進行折算,得到折算后的干燥基全硫,然后以折算后的干燥基全硫按表-2或表-3進行分級。折算后的干燥基全硫基準發熱量/實測干燥基高位發熱量*實測的干燥基全硫方法:2、當煤炭的實測干燥基高位發熱量不等于基準發熱量時,也可按上述表2或表3的規定對硫分進行分級。(5)冶煉用煉焦精煤硫分分級見表-4序號級別名稱代號干燥基全硫分(St,d)范圍/1特低硫煤SLS0.402低硫分煤LS0.400.703中低硫煤MLS0.710.954中硫分煤MS0.961.205中高硫煤MHS1.211.506高硫分煤HS1.512.50注:其他用煉焦精煤和原料用煤、高爐培吹用煤的硫分分級也可參照冶煉用煉精

9、煤進行分級。煤的固定碳分級(MT/T561-1996)(1996年4月18日批準 1996年10月1日實施)1、主要內容與適用范圍本標準規定了煤的固定碳分級的級別名稱、代號和固定碳范圍。本標準適用于煤炭生產和使用中對煤的固定碳分級。序號級別名稱代號分級范圍(FCd),%試驗方法1特低固定碳煤SLFC45.00GB2122低固定碳煤LFC45.0055.003中等固定碳煤MFC55.0065.004中高固定碳煤MHFC65.0075.005高固定碳煤HFC75.0085.006特高固定碳煤SHFC85.00煤中磷分分級(MT/T966-2005)(2005年9月23日發布 2006年2月1日實施

10、)1、主要內容和適用范圍本標準規定了煤炭按干燥基氟含量(Fd)范圍分級及其命名和代號。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用、煤炭銷售中對煤炭中氟含量分級。2、煤中氟含量分級見下表:序號級別名稱代號氟含量范圍(Fd)ug/g試驗方法1特低氟煤SLF80GB/T 46332低氟煤LF801303中氟煤MF1312004高氟煤HF200煤中磷分分級A:(MT/T562-1996)(1996年4月18日批準 1996年10月1日實施)1、主要內容和適用范圍本標準規定了煤中干燥基磷分分級的級別名稱、代號和磷分范圍。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用中對褐煤、煙煤和無煙煤的磷分分級。2、煤中磷分分級見下

11、表:序號級別名稱代號磷分范圍(Pd),%試驗方法1特低磷煤SLP0.010GB 2162低磷分煤LP0.0100.0503中磷分煤MP0.0500.1004高磷分煤HP0.100B:(GB/T20475.1-2006)(2006年9月12日批準 2007年2月1日實施)1、主要內容和適用范圍本標準規定了煤炭按干燥基磷含量(Pd)范圍分級及其命名和代號。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用、煤炭銷售中對煤炭中磷含量分級。2、煤中磷分分級見下表:序號級別名稱代號磷含量范圍(Pd)試驗方法1特低磷煤P-10.010GB/T216或GB/T15742低磷煤P-20.0100.0503中磷煤P-30.0

12、500.1004高磷煤P-40.100煤中氯含量分級(GB/T20475.2-2006)(2006年9月12日批準 2007年2月1日實施)1、主要內容和范圍本標準規定了煤炭按干燥基氯含量(CLd)范圍分級及其命名和代號。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用、煤炭銷售中對煤炭中氯含量分級。2、煤中氯含量分級見下表:序號級別名稱代號氯含量分級范圍(CLd)/試驗方法1特低氯煤CL-10.050GB/T35582低氯煤CL-20.0500.1503中氯煤CL-30.1500.3004高氯煤CL-40.300煤中砷含量分級(MT/T803-1999)(1999年3月24批準 1999年8月1日實施)

13、1、主要內容和范圍本標準規定了煤中砷含量的分級名稱、代號、和含量范圍。本標準適用于褐煤、煙煤和無煙煤中的砷含量分級。2、煤中砷含量分級見下表:序號級別名稱代號砷含量Asd()試驗方法1一級含砷煤AS4.010-4GB/T30582二級含砷煤AS4.010-48.010-43三級含砷煤AS8.010-425.010-44四級含砷煤AS25.010-4煤中鉛含量分級(MT/T964-2005)(2005年9月23發布 2006年2月1日實施)1、主要內容和范圍本標準規定了煤炭按干燥基鉛含量(Pbd)范圍分級及其命名和代號。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用、煤炭銷售中對煤炭中鉛含 量分級。2、煤

14、中鉛含量分級見下表:序號級別名稱代號砷含量范圍(Pbd),ug/g試驗方法1低鉛煤LPb20GB/T166582中鉛煤MPb20403高鉛煤HPb40煤中汞含量分級(MT/T963-2005)(2005年9月23發布 2006年2月1日實施)1、主要內容和范圍本標準規定了煤炭按干燥基汞含量(Pbd)范圍分級及其命名和代號。本標準適用于煤炭勘探、生產和加工利用、煤炭銷售中對煤炭中汞含 量分級。2、煤中汞含量分級見下表:序號級別名稱代號砷含量范圍(Hgd),ug/g試驗方法1特低汞煤SLHg5303中粘結煤ZNM30504中強粘結煤ZQN50655強粘結煤QNM65856特強粘結煤TQM85(1)

15、包括微粘結煤煤的著火溫度煤的著火溫度(又叫著火點或燃點)是指煤在有足夠的空氣供給的情況下,受熱升溫開始著火的溫度。它是煤的特性之一,煤的著火點與煤的變質程度有很明顯的關系,變質程度低的煤著火點低(即容易著火),變質程度高的煤著火點高。在煤質分析中對同一煤樣測定的結果,分為原煤樣、氧化樣報出,一般可利用原煤樣著火點和氧化樣著火點的差值來推測煤的自燃傾向,著火點低的煤其原煤樣和氧化樣著火點差值大(T=原煤樣著火點氧化樣著火點),如T40的煤易自燃;T1002大塊50003混大塊504中塊255025805小塊13256混中塊135013807混塊13258混粒煤6259粒煤61310混煤5011末

16、煤132512粉煤1002大塊501003混大塊504中塊255025805小塊13256末煤13251、其他規定如果用戶對煤炭產品的粒度有特殊要求,煤炭生產企業可根據用戶的要求生產相應粒度的煤炭產品。各粒級煤炭產品的限下率應按MT/T1-1996的規定測定。煤炭篩分應按GB/T477-1987執行。沾污指數的分級沾污指數(也叫積灰指數)Rf,表達公式如下:式中:灰中堿性氧化物指Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O %灰中酸性氧化物指SiO2+AL2O3+TiO2 %Na2O指灰中Na2O的百分含量沾污指數分為四個等級:Rf值越大,沾污越嚴重。1. 低度沾污:Rf1.0參考文獻:GB/

17、T3715-1996 火電廠煤質檢測技術一書結渣指數分級結渣指數Rs,表達式如下:式中:灰中堿性氧化物Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O %灰中酸性氧化物SiO2+Al2O3+TiO2 %St,d指煤中干基全硫百分含量 %結渣指數分為四個等級,Rs越大,鍋爐結渣越嚴重。1. 低度結渣Rs2.6參考文獻:火電廠煤質檢測技術一書煤炭可選性評定方法(GB/T16417-1996)(1996年6月14批準 1997年2月1日實施)1. 主要內容和適用范圍本標準規定了煤炭可選性評定方法、可選性等級的命名和劃分指標。本標準適用于大于0.5mm粒級的煤炭。2. 評定方法(1) 煤炭可選評定采用“分

18、選密度0.1含量法”(簡稱“0.1含量法”,下同)。(2) 所用浮沉試驗資料應符合GB478-87或320-93的規定。(3) 0.1含量的計算:a:0.1含量按理論分選密度計算;b:理論分選密度在可選性曲線上按指定精煤灰分確定(精確到小數點后二位);c:理論分選密度小于1.70g/cm時,以扣除沉矸(2.00g/cm)為100計算0.1含量;理論分選密度等于或大于1.70g/cm時,以扣除低密度物(-1,50g/cm)為100計算0.1含量;:0.1含量以百分數表示,計算結果取小數點后一位。3. 等級命名和劃分按照分選的難易程度,把煤炭可選性劃分為五個等級,各等級的名稱及0.1含量指標見下表

19、(1):0.1含量可選性等級10.0易選10.120.0中等可選20.130.0較難選30.140.0難選40.0極難選附錄A 煤炭可選性評定示例(提示的附錄)A1 浮沉試驗資料某原煤500.5mm粒級(綜合級)浮沉試驗資料如表A1所示,該資料符合GB478-87的規定。A2 確定精煤成分用0.1含量法評定原煤可選性,是指在某一精灰分時的可選性。精煤灰分由客戶提出或根據有關資料假定一個或幾個精煤灰分值。本例中假定精煤灰分為10.0和13.0,評定中兩種條件下的煤炭可選性。A3 繪制可選性曲線按照GB478-87附錄A的規定,依據表A1繪制五條可選性曲線(H-R曲線)如圖A1。可選性曲線繪制在2

20、00mm200mm的坐標紙上。A4 計算0.1含量A4.1確定理論分選密度在灰分坐標上分別標出灰分為10.0和13.0的兩點(a和b),從d和d點向上引垂線分別交曲線于1和2點。由1和2點引水平線分別交曲線于1和2兩點。再由1和2兩點向上引垂線分別交密度坐標于a和b兩點,交曲線于c和d兩點。a和b兩點代表的密度值即為精煤灰分分別為10.0%和13.0%時的理論分選密度,即1.53g/cm和2.01 g/cm。A4.2 計算0.1含量A確定0.1含量(初始值)圖A1曲線上c和d兩點左側縱坐標的產率值18.3和1.7即為所求0.1含量(未扣除沉矸)。A計算0.1含量(最終值)將上邊求得的0.1含量

21、按照2.3條的規定扣除沉矸或者低密度物。當精煤灰分為10.0時,理論分選密度為1.53 g/cm,小于1.7g/cm。所以此時求得的0.1含量(18.3)應當扣除沉矸。從表A1可知,沉矸數值為11.6,故0.1含量為;1.53g/cm當精煤灰分為13.0時理論分選密度為2.01 g/cm大于1.70 g/cm。所以求時所求得的0.1含量(1.7%)應當扣除低密度物。從表A1可知,低密度物為77.0,故0.1含量為:A5 確定可選性等級A5.1當精煤灰分為10.0時,扣除沉矸后的0.1含量為20.7,根據表1可選性等級為“較難選”。A5.2當精煤灰分為13.0時,扣除低密度后的0.1含量為7.4

22、,根據表1可選性等級為“易選”。500.5mm粒級(綜合級)原煤浮沉試驗資料(表A1)密度級g/cm產率灰分累計0.1浮物沉物密度g/cm產率產率灰分產率灰分2.0011.5579.64100.0020.5011.5579.64合計100.0020.50煤泥1.0118.16總計100.0020.48中華人民共和國煤炭行業標準中國煤炭分類GB/T 5751-2009Chinese classification of coals1 范圍本標準規定了基于應用的中國煤炭分類體系。本標準適用于中華人民共和國境內勘查、生產、加工利用和銷售的煤炭。2 規范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本

23、標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。GB/T 212 煤的工業分析方法(GB/T 2122008 ISO 11722:1999,Solid mineral fuelsHard coalDetermination of moisture in the general analysis test sample by drying in nitrogen,ISO 1171:1997,Solid mineral fuelsDe

24、termination of ash,ISO 562:1998,Hard coal and cokeDetermination of volatile matter,NEQ)GB/T 213 煤的發熱量測定方法(GB/T 2132008 ISO 1928:1995,Solid mineral fuelsDetermination of gross calorific value by the bomb calorimetric method and calculation of net calorific value,MOD)GB 474 煤樣的制備方法(GB 4742008 ISO 1828

25、3:2006,Hard coal and cokeManual sampling,MOD)GB 475 商品煤樣人工采取方法(GB 4752008 ISO 18283:2006,Hard coal and cokeManual sampling,MOD)GB/T 476 煤中碳和氫的測定方法(GB/T 4762008 ISO 625 Solid mineral fuelsDetermination of carbon and hydrogenLiebig method,MOD)GB/T 479 煙煤膠質層指數測定方法GB/T 482 煤層煤樣采取方法GB/T 2566 低煤階煤的透光率測定方法

26、GB/T 4632 煤的最高內在水分測定方法(GB/T 46322008 ISO 1018:1975,Hard coalDetermination of moisture-holding capacity,MOD)GB/T 5447 煙煤粘結指數測定方法GB/T 5450 煙煤奧阿膨脹計試驗(GB/T 54501997,eqv ISO 349:1989)GB/T 19494.1 煤炭機械化采樣 第1部分:采樣方法(GB/T 19494.1xx ISO 13909-1:2001 Hard coal and cokeMechanical samplingPart 1:General introdu

27、ction,ISO 13909-2:2001 Hard coal and cokeMechanical samplingPart 2:CoalSampling from moving streams,ISO 13909-3:2001 Hard coal and cokeMechanical samplingPart 3:CoalSampling from stationary lost,NEQ)GB/T 19494.2 煤炭機械化采樣 第2部分:煤樣的制備(GB/T 19494.2xx ISO 13909-1:2001 Hard coal and cokeMechanical sampling

28、Part 1:General introduction,ISO 13909-4:2001 Hard coal and cokeMechanical samplingPart 4:CoalPreparation of test samples,NEQ)MT/T 998 生產煤樣采取方法煤炭資源勘探煤樣采取規程(原煤炭部1979年頒布)3 術語和定義下列術語和定義適用于本標準煤 coal煤炭主要由植物遺體經煤化作用轉化而成的富含碳的固體可燃有機沉積巖,含有一定的礦物質,相應的灰分產率小于或等于50%(干基質量分數)。注1:通過在地質煤化作用過程中,當全水分降到75%(質量分數)時,泥炭轉化成煤;而

29、在正常煤化過程中,無干擾煤層轉化為半石墨上限定為鏡質體平均隨即反射率Rran為6.0%,或者,用鏡質體平均最低反射率Rmax為8.0%為其上限更好。對于越變的接觸變質的煤層,Rmax的上限可以超過10%。以上注釋參見ISO 11760:2005國際煤分類。注2:目前國內用于煤炭儲量計算時所統計的煤炭灰分上限為40%。4 分類總則4.1 本標準規定的中國煤炭分類體系是一種應用性的技術分類體系,可以用于說明煤炭的類別;指導煤炭的利用;根據一些重要的煤質指標進行不同煤的煤質比較;指導選取適宜的煤炭分析測試方法等。4.2 對煤炭分類用煤樣的要求 判定煤炭類別時要求選用煤樣為單種煤(單一煤層煤樣或相同煤

30、化程度煤組成的煤樣),對不同煤化程度的混合煤或配煤不應作煤炭類別的判定。注:對單種煤的判別可參照GB/T 15591,商品煤反射率分布圖標準偏差0.1%且無凹口時,為單一煤層煤。煤的鏡質體反射率顯微鏡測定方法參見GB/T 69484.2.2 用于判定煤炭類別的煤樣可以是勘查煤樣、煤層煤樣、生產煤樣或商品煤樣。 分類用煤樣的采取.1 勘查煤樣的采取應按煤炭資源勘探煤樣采取規程的規定執行。.2 煤層煤樣的采取應按GB/T 482的規定執行。.3 生產煤樣的采取應按MT/T 998的規定執行。.4 商品煤樣的采取應按GB/T 475和GB/T 19494.1的規定執行。 分類用煤樣的制備分類用煤樣的

31、制備按GB/T 474和GB/T 19494.2的規定執行。4.2.5 分類用煤樣的灰分.1 分類用煤樣的干燥基灰分產率應小于等于10%。對于干燥基產率大于10%的煤樣,在測試分類參數(4.3)前應采用重液方法進行減灰后再分類,所用重液的密度宜使煤樣得到最高的回收率,并使減灰后的煤樣的灰分在5%10%之間。減灰的方法可按GB 474中附錄B進行。.2 對易泥化的低煤化程度褐煤,可采用灰分盡可能低的原煤。4.3 分類參數 分類參數有兩類,即用于表征煤化程度的參數和用于表征煤工藝性能的參數:a) 用于表征煤化程度的參數干燥無灰基揮發份:符號為Vdaf,以質量分數表示,其測定方法參見GB/T 212

32、;干燥無灰基氫含量:符號為Hdaf,以質量分數表示,其測定方法參見GB/T 476;恒濕無灰基高位發熱量:符號為Qgr,maf,單位為兆焦每千克(MJ/kg),其測定方法參見GB/T 213;低煤階煤透光率:符號為PM,以百分數表示,其測定方法參見GB/T 2566;b) 用于表征煤工藝性能的參數煙煤的粘結指數:符號為GRI(簡記G),其測定方法參見GB/T 5447;煙煤的膠質層最大厚度:符號為Y,單位為毫米(mm),其測定方法參見GB/T 479;煙煤的奧阿膨脹度:符號為b,以百分數表示,其測定方法參見GB/T 5450; 采用煤化程度參數(主要是干燥無灰基揮發份)將煤炭劃分為煙煤、無煙煤

33、和褐煤。注:褐煤和煙煤的劃分,采用透光率作為主要指標,并以恒濕無灰基高位發熱量為輔助指標。4.3.3 無煙煤亞類的劃分,采用干燥無灰基揮發份和干燥無灰基氫含量作為指標,如果兩種結果有矛盾,以按干燥無灰基氫含量劃分的結果為準。 煙煤類別的劃分,需同時考慮煙煤的煤化程度和工藝性能(主要是粘結性)。煙煤煤化程度的參數采用干燥無灰基揮發份作為指標;煙煤粘結性的參數,以粘結指數作為主要指標,并以膠質層最大厚度(或奧阿膨脹度)作為輔助指標,當兩者劃分的類別有矛盾時,以按膠質層最大厚度劃分的類別為準。 褐煤亞類的劃分采用透光率作為指標。5 分類5.1 煤類劃分及代號本分類體系中,先根據干燥無灰基揮發份等指標

34、,將煤炭分為無煙煤、煙煤和褐煤;再根據干燥無灰基揮發份及粘結指數等指標,將煙煤劃分為貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤和長焰煤。各類煤的名稱可用下列漢語拼音字母為代號表示:WY無煙煤;YM煙煤;HM褐煤。PM貧煤;PS貧瘦煤;SM瘦煤;JM焦煤;FM肥煤;1/3JM1/3焦煤;QF氣肥煤;QM氣煤;1/2ZN1/2中黏煤;RN弱黏煤;BN不黏煤;CY長焰煤。5.2 編碼各類煤用兩位阿拉伯數碼表示。十位數系按煤的揮分分組,無煙煤為0(Vdaf10.0%),煙煤為14(Vdaf10.0%20.0%,20.0%28.0% ,28.0%37.0%,3

35、7.0%),褐煤為5(Vdaf37.0%)。個位數,無煙煤類為13,表示煤化程度;煙煤類為16,表示粘結性;褐煤類為12,表示煤化程度。5.3 中國煤炭分類體系表 無煙煤、煙煤及褐煤的劃分,見表1。表1 無煙煤、煙煤及褐煤分類表類別符號數碼分類指標Vdaf (%)PM(%)無煙煤WY01,02,03,10.0煙煤YM11,12,13,14,15,1610.020.021,22,23,24,25,2620.028.031,32,33,34,35,3628.037.041,42,43,44,45,4637.0褐煤HM51,5237.0a50ba 凡Vdaf37.0%,G5,再用透光率PM來區分煙煤

36、和褐煤(在地質勘探中,Vdaf 37.0%,在不壓餅的條件下測定的焦渣特征為12號的煤,再用PM來區分煙煤和褐煤)。b 凡Vdaf37.0%、PM50%者,為煙煤,PM30%50%的煤,如恒濕無灰基高位發熱量Qgr,maf大于24MJ/kg,則劃為長焰煤,否則為褐煤。恒濕無灰基高位發熱量Qgr,maf的計算方法見下式: (1)Qgr,maf煤樣的恒濕無灰基高位發熱量,單位為焦耳每克(J/g);Qgr,ad一般分析試驗煤樣的恒容高位發熱量,單位為焦耳每克(J/g),其測試方法參見GB/T 213;Mad一般分析試驗煤樣水分的質量分數,單位為百分數(%),其測試方法參見GB/T 212;MHC煤樣

37、最高內在水分的質量分數,單位為百分數(%),其測試方法參見GB/T 4632。5.3.2 無煙煤亞類的劃分,見表2。表2 無煙煤亞類的劃分類別符號數碼分類指標Vdaf (%)Hdaf (%)a無煙煤一號WY1013.52.0無煙煤二號WY2023.56.52.03.0無煙煤三號WY3036.510.03.0a 在已確定無煙煤小類的生產礦、廠的日常工作、可以知按Vdaf分類;在地質勘探工作中,為新區確定小類或生產礦、廠和其他單位需要重新核定小類時,應同時測定Vdaf和Hdaf,按上表分小類。如兩種結果有矛盾,以按Hdaf劃小類的結果為準。5.3.3 煙煤的分類,見表3。表3 煙煤的分類類別符號數

38、碼分類指標Vdaf (%)GY(mm)b(%)b貧煤PM1110.020.05貧瘦煤PS1210.020.0520瘦煤SM131410.020.010.020.020505065焦煤JM15242510.020.020.028.020.028.065 a506565 a25.025.0(150)(150)肥煤FM16263610.020.020.028.028.037.0(85)a(85)a(85)a25.025.025.0(150)(150)(200)1/3焦煤1/3JM3528.037.065 a25.0(220)氣肥煤QF4637.0(85) a25.0220氣煤QM3443444528

39、.037.037.037.037.050653550506565 a25.02201/2中粘煤1/2ZN233320.028.028.037.030503050弱粘煤RN223420.028.028.037.0530530不粘煤BN213120.028.028.037.055長焰煤CY414237.037.05535a 當類煤的粘結指數測值G85時,用干燥無灰基揮發分 Vdaf 和粘結指數G來劃分煤類。當粘結指數測值G85時,則用干燥無灰基揮分Vdaf和膠質層最大厚度Y,或用干燥無灰基揮發分Vdaf和奧亞膨脹度b來劃分煤類。在G85的情況下,當Y25.0mm時,根據Vdaf的大小可劃分為肥煤和

40、氣肥煤;當Y25.0mm時,則根據Vdaf的大小可劃分為焦煤、1/3焦煤和氣煤。b 當G85時,用Y和b并列作為分類指標。當Vdaf28.0%時,b150的為肥煤;Vdaf28.0,b220的為肥煤或氣肥煤。當b值和Y值有矛盾時,以Y值劃分的類別為準。5.3.4 褐煤亞類的劃分,見表4。表4 褐煤亞類的劃分類別符號編碼分類指標PM(%)Qgr,maf (MJ/kg) a褐煤一號HM15130-褐煤二號HM252305024a 凡Vdaf37.0%,PM30%50%的煤,如恒濕無灰基高位發熱量Qgr,maf24MJ/kg,則劃為長焰煤。5.3.5 中國煤炭分類簡表,見表5。表5 中國煤炭分類簡表

41、類別符號包括數碼分類指標Vdaf()GY(mm)(%)PM b(%)Qgr,maf c(MJ/kg)無煙煤WY01,02,0310.0貧煤PM1110.020.05瘦貧煤PS1210.020.05-20瘦煤SM13,1410.20.020-65焦煤JM2415,2520.028.020.028.050-6565 a25150肥煤FM16,26,3610.037.085 a25.02201/3焦煤1/3JM3528.037.065 a25220氣肥煤QF4637.085 a25.0220氣煤QM3443,44,4528.037.037.050-6535251/2中粘煤1/2ZN23,3320.0

42、37.030-50弱粘煤RN22,3220.037.05-30不粘煤BN21,3120.037.05長焰煤CY41,4237.03550褐煤HM515237.037.0373030-5024a 當G85的煤,再用Y值或b值來區分肥煤、氣肥煤與其他煤類,當Y25.0mm時,根據Vdaf的大小可劃分為肥煤或氣肥煤;如Y25.0mm,則根據其Vdaf的大小可劃分為焦煤1/3焦煤或氣煤。按b值劃分類別時,Vdaf28.0%時,b150%的為肥煤;Vdaf28.0%時,b220%的為肥煤或氣肥煤。如按b值和Y值劃分的類別有矛盾時,以Y值劃分的類別為準。b 對Vdaf37%,G5的煤,再以透光率PM 來區

43、分其為長焰煤或褐煤。b 對Vdaf37%,PM30%50%的煤,再測Qgr,maf,如其值大于24MJ/kg,應劃分為長焰煤。否則為褐煤。5.4 中國煤炭分類圖,見圖1。圖1 中國煤炭分類圖各種工業用煤的質量要求煤炭既是燃料,也是工業原料,廣泛地用于冶金、電力、化工、城市煤氣、鐵路、建材等國民經濟各部門。不同的行業、不同的用煤設備對煤炭的質量均有不同的要求。掌握各種工業用煤對煤炭質量的要求,對于指導我國煤炭的合理利用及綜合利用,實現煤炭產品的“對路供應”有著積極的促進作用。第一節 煉焦用煤的質量要求目前世界各國對煉焦用煤的質量要求都很高,我國每年煉焦精煤的產量是8000萬噸左右,煉出的焦炭主要

44、供煉鐵、鑄造和化工等部門使用。由于不同用途的焦炭質量要求是不同的,因此對于煉焦精煤的質量要求也就有所不同。如煉制冶金焦的精煤質量就應比煉制化工焦的精煤質量好。就煉焦用煤而言,結焦性和粘結性是最為重要的指標,即煉焦用煤首先要有較好的結焦性和粘結性。在我國新的煤炭分類GB5751-86中,1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤均屬煉焦煤范疇,都可作為煉焦(配)煤使用。 我國煤炭資源雖很豐富,但地區及煤種的分布卻很不均衡,煉焦煤類還不到我國煤炭總儲量的30,且結焦性和粘結性均很好的肥煤和焦煤中又有很大一部分屬于高灰、高硫、難選煤。因此,更加合理地利用我國現有的煉焦煤資源是極

45、為必要的。今后隨著煉焦技術的不斷發展,煉焦煤的范疇也將會逐漸擴大。(一)冶金焦用煤的質量要求冶金焦是高爐煉鐵必不可少的燃料和原料。在煉鐵過程中,焦炭既作為冶煉過程提供熱源,又作為主要的還原劑,同時也維護爐內料柱的透氣性,使高爐能夠正常運行,還需要有一定的塊度和強度。隨著高爐大型化和強化冶煉技術的發展,對焦炭強度的要求也日益提高。焦炭的強度可分為耐磨強度和抗碎強度。在焦炭受到摩擦力和沖擊力作用的情況下,當焦炭外表面承受的摩擦力超過氣孔壁強度時,產生表面薄層分離現象,形成碎屑和粉末,焦炭抵抗此種破壞的能力稱為耐磨強度。當焦炭承受沖擊力時,焦炭沿結構的裂紋或缺陷處碎成小塊,焦炭抵抗此種破壞的能力稱為

46、抗碎強度。耐磨強度和抗碎強度是通過轉鼓試驗來確定的。在規定的條件下,焦炭在轉鼓內破壞到一定程度后,用粒度小于或大于某定值的碎焦數量或碎焦數量占試樣總量的百分率表示耐磨強度;而用粒度大于某定值的塊焦數量或塊焦數量占試樣總量的百分率表示抗碎強度。各國的轉鼓試驗在裝置尺寸、鼓內構造、試樣粒度和質量、轉鼓的轉速和轉數有依篩孔與表示方法等方面都有所不同。目前,我國采用德國的米貢轉鼓試驗方法測定焦炭的強度。抗碎強度用M40表示,是指經過轉鼓試驗之后大于40mm的塊焦數量占試樣總量的百分率。M40愈大,表明焦炭的抗碎強度愈高。耐磨強度用M10表示,是指轉鼓試驗之后小于10mm的碎焦數量占試樣總量的百分率。M

47、10愈小,表明焦炭的耐磨強度越高。焦炭強度的高低主要取決于煤的結焦性和粘結性,因此煉焦用煤要有較好的結焦性和粘結性。此外,對煤的其他指標也有相應的規定。1.灰分Ad()在煉焦過程中,煤中的灰分幾乎全部轉入焦炭之中。煤的灰分高焦炭的灰分必然也高。由于灰分的主要成分是SiO2、Al2O3等酸性氧化物,熔點較高,在煉鐵過程中只能靠加入石灰石等溶劑與它們生成低熔點化合物才能以熔渣形式由高爐排出,因而會使爐渣量增加。焦炭在高爐內被加熱到高于煉焦溫度時,由于焦炭與灰分的熱膨脹性不同,焦炭沿灰分顆粒周圍產生裂紋并逐漸擴大,使焦炭碎裂或粉化。此外,焦炭灰分高,則要求適當提高高爐爐渣堿度,高爐氣中的鉀、鈉蒸氣含

48、量也相應增加,而這些均加速焦炭與CO2反應消耗大量焦炭。一般焦炭灰分每升高1,高爐溶劑消耗量約增加4。爐渣量約增加3,每噸生鐵消耗焦炭量增加1.7-2.0,生鐵產量約降低2.2-3.0。因此,對煉焦用煤而言,灰分應盡可能低些。煉焦精煤的灰分一般應在10.00以下,最高的不應超過12.5。與某些工業發達國家相比,我國高爐焦的灰分是較高的,這是焦炭質量差的主要原因。若能將焦炭灰分從14.5降至10.5,以年生產鐵4000萬噸的高爐計,即可節省溶劑130萬噸、焦炭220萬噸,同時增產生鐵580萬噸,還可大大減少鐵路運輸量。煉焦精煤灰分要從煤炭資源特點(如煤的可選性、精煤的回收率)并結合選煤技術,中煤

49、和矸石的合理利用等方面進行綜合的技術經濟分析加以確定。2.硫分St,d(%)焦炭中的硫全部來自于煤,存在的形式主要有以下幾種:(1)煤種礦物質轉變而來的硫化物,如FeS2、CaS2、以及Fe與s固溶生長的:FenSm;(2)煉焦過程中部分硫化物被氧化生成的少量硫酸鹽,如FeSO4、CaSO4;(3)煉焦過程中生成的氣態含硫化物在析出過程中與高溫焦炭作用而進入焦炭生成碳硫復合物。高爐內由爐料帶入的硫分,僅5-200隨高爐煤氣逸出,其余的參加爐內硫循環,只能靠爐渣排出。焦炭含硫高會使生鐵含硫高,增大其熱脆性,同時還會增加爐渣堿度,使高爐運行指標下降。通常焦炭硫分每增加0.1,焦炭消耗量增加1.2-

50、2.0,生鐵產量減少2以上。此外,焦炭中的硫含量高還會使冶煉過程的環境污染加劇。煉焦用精煤的全硫含量一般應在1.50以下,個別稀缺煤種(如肥煤)最高也不超過2.50。3.全水分Mt()煤中水分的高低對于焦炭的質量沒有直接影響,但水分含量過高,除了增加不必要的運輸量之外,還會給實際生產帶來一系列的問題。煉焦精煤的水分含量過高,會使煉焦過程自身的能耗有所增加,也給嚴寒地區裝卸車帶來一定的困難,一般規定煉焦精煤的全水分應在12.0以下。4.磷含量煤中所含的磷幾乎全部殘留在焦炭中,焦炭中的磷又全部轉入生鐵,會增大其冷脆性。轉爐煉鋼不易除磷,要求生鐵含磷量低于0.010.015。我國煉焦精煤的磷含量普遍

51、較低,一般都能滿足要求。(二)鑄造焦用煤的質量要求鑄造焦主要用于沖天爐熔煉。沖天爐的工作原理和生產實踐表明,鑄造焦應具有下列特性。1.塊度較大且反應性較低從天爐內的主要反應有:氧化帶C+O2CO2+熱還原帶C+C2O2CO-熱為提高沖天爐過熱區的溫度,使熔融金屬的過熱溫度足夠高,流動性好,應保持適宜的氧化帶高度。焦炭的粒度小或反應性高均會使氧化帶的高度降低,以及爐氣的最高溫度降低,進而使過熱區溫度降低,影響正常操作。如果焦炭的粒度過大,則會使燃燒區不集中,也會降低爐氣溫度。鑄造焦的粒度以50-150mm為好,并力求均勻。2、硫含量要低硫是鑄鐵中的有害元素,通常應控制在0.1以下。當沖天爐內焦炭

52、燃燒時,焦炭中的硫一部分生成了SO2隨爐氣上升,在上升過程中與固態金屬爐料作用,發生如下反應:3Fe(固)+SO2FeS+2FeO因此,含硫低于0.1的原料鐵,經氣相增硫后,鐵料的含硫量可高達0.45。鐵料熔化成鐵水后,在流經底焦時硫還要進一步增加。焦炭硫分高、粒度小、氣孔率大,則鐵水增硫量大。一般在沖天爐內鐵水增硫量約為焦炭含硫量的30,而在造渣脫硫過程中當爐渣堿度(CaO/SiO2)達1.5-2.0時,脫硫率不超過50。所以鑄造焦的硫分應嚴格控制,這就對鑄造焦用煤的硫含量提出了較高的要求,一般不超過1.00,最高也不應超過1.5.此外,鑄造焦用煤的灰分也應盡可能低,不應超過10.00。全水

53、分亦不應超過12.0。在實際生產中,大多采取配煤煉焦。在保證焦炭質量的前提下,對配煤中的單煤,特別是結焦性和粘結性均較好的焦煤和肥煤的要求可適當放寬些,以解決煉焦煤源不足的問題。由于氣化焦和電石焦的用量不大,且對煤的質量要求較低,此外不再贅述。第二節 發電用煤的質量要求我國發電廠是煤炭的最大用戶,1997年全國發電用煤量近億噸(1996年發電用煤量為4.7億噸),發電量達11350億度,發電裝機總容量為2.5億KW。主要燃煤電廠的單機容量普遍在20-30萬KW以上。到1996年底全國正在運行和建設的裝機容量在100萬KW以上的大型發電廠已分別達36個和35個。隨著環保對燃煤排放SO2和粉塵的要

54、求越來越高,發電用煤對煤質的要求也日益提高,如國務院于1998年頒發的國函字5號文中明確要求:除以熱定電的熱電廠外,禁止在大中城市城區及近郊區新建燃煤火電廠。新建、改造燃煤含硫量大于1的電廠,要在2000年前采取減排二氧化硫的措施,在20xx年前分期分批建成脫硫設施或采取其他具有相應效果的減排二氧化硫的措施。該文同時對煤礦供煤的硫分也提出了很高的要求。即禁止新建煤層含硫分大于3的礦井,建成的生產煤層含硫分大于3的礦井,逐步實行限產或關停。新建、改造含硫分大于1.5的煤礦,應當配套建設相應規模的煤炭洗選設施。發電用煤對煤質的主要要求如下:(一)發熱量合適的發熱量是發電用煤必須首先滿足條件,一般來

55、說,單機容量越大的火力發電廠對燃煤熱值的要求也越高,如以30萬KW的發電機組為例,其燃煤的發熱量(Qnerar)應在5500Kcal/Kg左右,最好在6000Kcal/Kg以上,而對沸騰燃燒的小型坑口電廠來說,其發熱量(Qnerar)在3000Kcal/Kg以上即能滿足要求。一般中小型電廠的燃煤發熱量(Qnerar)多在45005500Kcal/Kg左右。有些燃用褐煤的電廠,燃煤熱值(Qnerar)在2500Kcal/Kg以上的也可以使用。但總的來說,發電用煤的發熱量以符合電廠在鍋爐設計時的要求為好,發熱量過低或過高都會影響電廠的正常運行。(二)揮發分我國的大部分火力發電廠用煤以煙煤為主,因此

56、對供電廠用煤的揮發分(Vdaf)要求一般應在10以上,其中以Vdaf大于20的較好,Vdaf大于3036的則更易于燃燒。至于燃用褐煤的一些電廠(其中不少為坑口電廠)的揮發分一般都在40以上。少數燃用無煙煤的電廠如重慶鉻瑝電廠和陽泉電廠等則多用原煤揮發分介于812之間的年輕無煙煤。但總的來說,電廠用煤的揮發分也應符合各廠在鍋爐設計時的要求為好。如廣西合山電廠在設計時系使用合山的貧煤,揮發分在15左右,因此供該廠煤的揮發分也就不宜過高或過低。(三)灰熔融性對固態排渣的發電廠煤粉鍋爐來說,通常以燃煤的灰熔融性軟化溫度(ST)大于1350為最好,但由于我國晚第三紀的褐煤和華北及西北地區的一些侏羅紀煤(

57、如大同弱粘煤、東勝神府的不粘煤、長焰煤)的灰熔融性軟化溫度(ST)普遍在1250左右或以下,而這些煤目前普遍作為發電用煤,因此實際上發電用煤對灰熔融性軟化溫度也就沒有十分嚴格要求,但總的來說,ST值越高越好。對少數液態排渣的電廠鍋爐來說,則要求燃煤的灰熔融性流動溫度(FT)越低越好,一般以FT小于1200為最好,必要時還可添加助溶劑以降低灰渣的流動溫度。(四)硫分 如單從對燃燒的影響來看,發電用煤對硫分沒有嚴格的要求,但由于硫分會腐蝕鍋爐和管道,影響設備壽命;而更重要的是由于燃煤排放出的SO2會嚴重污染大氣質量,產生酸雨,破壞生態平衡,損壞名勝古跡。因此從環保的角度看,燃煤的硫分以低于1%為最

58、好,而從我過發電用煤的實際情況只要硫分不超過3的均可使用。至于燃燒后排出的大量SO2則可以采用煙氣脫硫的方法予以脫除,一般SO2脫除率可達90左右,但這種方法的不足之處是基建投資大(約占電廠總投資的30左右),運行費用高。此外。電廠也可采用循環流化床鍋爐(CFBC)燃用高硫煤,用石灰石來固定SO2,其SO2和NOX的排放率比一般煤粉鍋爐減少50,且投資又相對較低。(五)可磨性對中小型電廠來說,由于普遍采用煤粉燃燒,若發電用煤的可磨性太差,就會增大其磨煤電耗,從而使發電成本增高。因此,總的來說,發電用煤的哈氏可磨性指數(HGI)越高越好,對煙煤來說,其HGI值以大于50較好,至少也應在45以上。

59、至于褐煤和無煙煤的哈氏可磨性指數則另行考慮。(六)灰分發電用煤的灰分一般不宜太高,否則不僅會增高磨煤電耗(尤其是黃鐵礦的硬度更大),而且還會增加排灰量和增大堆灰場地,同時還增加了入廠原煤的運輸量,從而增大發電的綜合成本。不過,為了充分利用我國的低質煤資源如洗煤廠的洗中煤和部分洗矸,對某些小型坑口電廠來說,也可就近采用灰分不超過46的廉價高灰分煤作為燃料。(七)全水分發電用煤的全水分(Mt)增高不僅會降低其收到基低位發熱量(Qnerar),而且還會影響其可磨性。這是由于水分越大的煤,在磨煤機中會互相粘連而增加磨煤時間,從而增大磨煤電耗。因此,除褐煤以外,一般發電用煤的水分以不超過15為宜,且以不

60、超過10最好,此外,發電用煤的品種以粒度13mm(或25mm)的磨煤或粉煤(37Ad25C/H1.0R0max%惰性組含量10一般宜采用揮發分產率較高的年輕煤(如褐煤、長焰煤和Vdaf大于37的氣煤等)作液化用煤。容易液化的煤巖顯微組分的順序是:殼質組、鏡質組、半鏡質組和半絲質組,絲炭幾乎不能液化。研究工作表明,液化用煤的惰質組含量以低于10為宜,最高也不要超過15,否則由于未反應的煤太多而影響液化效果。鏡質組平均最大反射率小于0.7的煤大多適于液化,但也有某些達到0.9的煤也頗適于液化。從煤的化學成分來看,一般以含碳量Cdaf小于85、碳氫質量比小于16的煤較為適宜。氧含量高的煤,由于煤結構

61、中的氧大都以羰基形態存在,液化加氫時會消耗大量的氫變成水。高硫分煤在液化時也會消耗大量的氫生成硫化氫析出。含氮量高的煤在液化變成氨,因而也使氫耗量增大。如采用含氧量較低的年輕煙煤進行液化,雖然氫的消耗量較小,但反映速度要比含氧量高的褐煤慢。從上述分析可以看出,在液化用煤的一系列煤質要求中,有許多是互相矛盾的,看來液化用煤也可以采用配煤的方法較為合適。第五節 蒸汽機車用煤的質量要求蒸汽機車鍋爐的構造比較特殊,對煤質要求較高,一般須使用Vdaf大于20的長焰煤、弱粘煤、氣煤、1/3焦煤和不適于煉焦的肥煤,以便于點燃。這些煤的火焰長,能使鍋爐在短時間內達到額定產氣量,保證機車的行駛速度和牽引力。蒸汽

62、機車用煤的灰分Ad應小于24.00,Qnerar就大于20.91MJ/Kg,由于蒸汽機車鍋爐的通風力強,煤粉易被吹跑或從爐條間隙漏掉,所以必須使用粒度大于6-50mm之間的塊煤。此外,ST要大于1200,略有粘結性,硫分Std以不超過1為宜。蒸汽機車用煤對煤質的要求詳見GB4063蒸汽機車用煤質量。第六節 水泥回轉窯用煤的質量要求水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、石灰等建筑材料都要經過各種窯焙燒、煅燒甚至熔化等高溫處理。而煤炭是主要燃料。其中水泥工業用煤要求較高。水泥生產的方法不同,對煤炭品種和質量的要求也不同。回轉窯要求灰分Ad小于27、發熱量(Qnerar)大于21.00MJ/Kg的揮發分較高的煙煤

63、煤粉作燃料,而立窯則要求發熱量(Qnerar)大于25.09MJ/Kg的無煙塊煤作燃料。為減輕對水泥配方的影響,水泥用煤的質量保持穩定。燒磚瓦、石類窯(土窯)用煤的質量要求不高,甚至煤矸石、石煤亦可使用。水泥回轉窯用煤對煤炭質量的要求詳見GB7563水泥回轉窯用煤質量。第七節 高爐噴吹用煤的質量要求(一)高爐噴吹無煙煤粉技術近年來,為降低焦炭消耗,增加生鐵產量,改善生鐵質量,將無煙煤粉或重油從風口隨熱風噴入高爐的噴吹技術得到了大力發展。采用噴吹技術后,焦炭作為熱源和還原劑的作用可在一定程度上由噴吹燃料所取代(但噴吹燃料無法取代焦炭的疏松骨架作用)。但隨著石油資源的日益短缺、價格不斷上漲,噴吹重

64、油受到一定的限制,噴吹無煙煤粉技術得到了發展。我國自20世紀60年代起開始對高爐噴吹無煙煤粉技術進行研究,現在這方面已達到國際先進水平。寶鋼、鞍鋼、本鋼、首鋼、寶鋼、武鋼、馬鋼、湘鋼、太鋼、梅山冶金公司、宣化鋼鐵公司和攀枝花鋼鐵公司都已采用了這一技術,并取得了顯著的成效。此外,像杭州鋼廠等、邯鄲鋼廠、石家莊鋼廠、遼寧北臺鋼廠、甘肅酒泉鋼鐵公司等一些中小型鋼鐵企業也采用或擬采用這一技術。現在我國高爐噴吹年用煤量已達400萬噸,按置換比0.8計,每年便可節約冶金焦320萬噸,節約資金1億多元。高爐噴吹無煙煤粉后,在節約焦炭的同時,還會使高爐的有效容積相對有所增加,從而增加生鐵的產量并可改善高爐的冶

65、煉狀況和操作條件,便于高爐順利運行,使生鐵的質量也有所提高。噴吹設備遠比煉焦設備簡單,其投資只相當于同等能力焦爐投資的20-25,加工煤粉的能耗也遠比煉焦工藝低得多,因而噴吹煤粉在設備投資、成本、運行、維護及節能等方面的效益都很顯著。國外對噴吹煤粉技術也比較重視,英、法、美等國家已先后采用了這一技術。在日本,已有16座高爐采用了噴吹煤粉技術。除了將煤粉直接噴入高爐外,還可以將其與油混合制成“油煤漿”或與焦油混合抽制“焦油煤漿”噴入高爐,目前這項技術在日本已得到了應用。高爐噴吹無煙煤粉工藝過程如下所述:原料煤經給料斗通過膠帶傳送到煤倉,再經喂料器送入球磨機進行研磨。粒度達到要求的煤粉(小于160

66、目或小于200目)通過慣力傳送到旋風除塵器,粒度達不到要求的煤粉再重新進入球磨機進行研磨,粒度的大小是通過風力的大小來控制的。在球磨的同時,用鼓風機向球磨機內吹入熱風以除去煤中的水分。煤粉從旋風除塵器的下部依次進入貯料倉和給料倉。從旋風除塵器上部跑出的煤粉再進入布袋塵器進行除塵,收集下來的煤粉從布袋除塵器的下部依次進入貯料倉和給料倉。最后用壓縮空氣(或氮氣)將煤粉從高爐的風口直接噴入高爐回旋區。噴入的煤粉在回旋區內劇烈燃燒,產生的熱能是高爐冶煉過程的主要熱源,燃燒反應后生成的CO是高爐冶煉過程的主要還原劑。隨著噴吹技術的不斷提高,目前國內有些大型鋼鐵公司已開始采用單獨噴吹煙煤粉或無煙煤粉的混合

67、噴吹技術,進一步擴大了噴吹用煤的資源。(二)高爐噴吹用煤對煤炭質量的要求高爐噴吹用煤對煤的質量要求較高,煤質的好壞對噴吹的經濟效益和高爐的正常操作都有直接影響,一般認為,高爐噴吹用煤的質量要求如下:1. 灰分要低灰分高,噴入的有效成分的量就相對地降低。煤的發熱量和固定碳含量也有所下降,噴入的煤粉作為高爐冶煉的熱源和還原劑的作用將會減弱,節焦效果變差。其次,灰分高還會使高爐的渣量增加,酸性物質的含量增高,影響造渣。因為為了保持爐渣的脫硫能力,必須維持一定的爐渣堿度(CaO/SiO2),而煤灰帶入的SiO2要靠堿性物質CaO來平衡,因而做成渣量增加。這不僅多消耗了熱量,而且影響高爐內料柱的透氣性,

68、使生鐵的產量下降,質量降低。生產實踐表明,燃料(包括焦炭和煤粉)灰分每升高1,燃料消耗增加2,生鐵產量下降2。高爐噴吹用煤的灰分一般不應超過12,最高不應超過17。2. 硫含量要低高爐噴吹用煤的硫含量應盡可能低。高爐內由爐料帶入的硫分僅有5-20隨高爐煤氣逸出,其余的均參加爐內硫循環,只能靠爐渣排出。入爐煤粉含量高導致生鐵硫含量增高,降低生鐵質量,使高爐操作指標下降,同時降低生鐵產量。硫分每增加0.1,生鐵產量降低2,燃料比升高1.5。高爐噴吹用煤的硫含量以小于0.7為宜,最高不應超過1.10。3. 水分含量要低水分含量不但會使煤的發熱量有所降低,還會使干燥系統的能耗增高,給球磨帶來困難,使球

69、磨機不能正常工作。高爐噴吹用煤的水分一般以小于8為宜,最高不應超過12。4. 揮發分要合適目前我國除太原鋼鐵公司用Vdaf為14左右的貧瘦煤外,其他鋼鐵廠多用無煙煤或將高變質煙煤與無煙煤配合使用。一般說來,揮發分的高低對高爐噴吹的影響不是很大,但當Vdaf較高時,在制粉及噴吹過程中容易引起爆炸。我國目前基本上是以無煙煤作為噴吹的原料煤,揮發分均在10以下。煙煤也可以作為噴吹的原料煤,但由于其爆炸的危險性較大,噴吹需在惰性氣體(一般為氮氣)中進行,設備相當復雜些,成本也略有增高,盡管近年來國內外煙煤噴吹技術已有了很大的發展,但從我國的實際情況及煤炭資源特點來考慮,將無煙煤作為高爐噴吹用煤是比較適

70、宜的。5. 其他方面的質量要求高爐噴吹用煤的固定碳含量應高些,一般以大于75為宜。哈氏可磨性指數HGI也應高些,雖然HGI的大小對高爐噴吹的效果沒有直接影響,但HGI過小,表明煤的硬度大,會給制粉工藝帶來一定的困難,增加動力消耗,同時使噴吹設備(特別是噴槍)的壽命降低。煤灰成分對高爐噴吹也有一定的影響,釩和鈦的含量越低越好,因為中兩種元素會增加煉鐵過程中灰渣的粘度,致使鐵水和爐渣較難分離。煤灰中二氧化硅與氧化鈣之比(SiO2/CaO2)小越好,因為CaO含量的增高有助于降低酸性爐渣的粘度。另外,如煤灰中的氧化鐵含量高,相當在高爐中增多了礦石中鐵的成分。我國無煙煤資源比較豐富,其儲量約占全國煤炭

71、總儲量的13左右(截止1996年底),其絕對儲量達千億噸以上。在我國除新疆、青海等少數省(直轄市、自治區)尚未發現無煙煤資源外,其余各省(區)均或多或少的有無煙煤資源。河南省的鄭州礦務局,永夏礦區、焦作礦務局,山西省的陽泉礦務局、晉城礦務局,北京礦務局,寧夏的石炭井礦務局等其他一些地方礦基本上都能提供一定數量的滿足上述質量要求的高爐噴吹無煙煤。因此,發展高爐噴吹無煙煤粉技術在我國有廣闊的前景。近年來,由于煤炭開采方式的改變和機械化水平的提高,煤炭的質量受到較大影響,特別是灰分和硫分上升的較多,這給鋼鐵企業的經濟效益帶來了極不利的影響。若各礦都能將原煤入選,向用戶提供優質的無煙洗精煤,則供需雙方

72、都能獲得較好的經濟效益。隨著鋼鐵工業的發展,噴吹用煤量將會逐年增加。將優質無煙粉煤作為高爐噴吹的原料必將是無煙煤利用的有效途徑之一。第八節 其他工業用煤質量要求(一)燒結礦用無煙煤的質量要求我國的鐵礦石有許多是貧礦。如果把貧礦直接作為高爐冶煉的原料,不僅高爐的利用系數降低,生產能力下降,煉鐵時的焦比也會大幅度上升,所以這種貧礦通常都要進行精選。但選后的精鐵粉不能直接送入高爐冶煉,必須把它在高溫下燒結(熔融)成塊。燒結時,過去多用焦粉作燃料,因此對燒結燃料的要求也是低灰、低硫和高發熱量。為了節約焦炭,目前已多用無煙煤粉來代替。燒結用無煙煤的灰分應小于15,硫分小于0.7(最高也不應超過1),否則

73、會增高生鐵的含硫量而影響燒結質量。此外,小于0.5mm的煤粉量要少。(二)電石爐用無煙煤的質量要求電石爐可以用焦炭,也可以用無煙煤作原料。開啟式電爐可全部用無煙煤,但在密閉式電石爐中需要焦炭和無煙煤摻混使用。這兩種電石爐對煙煤的質量要求如下表:煤質指標開啟式爐密閉式爐Ad76Vdaf810Mt52Pd0.040.04Std1.51.451.6粒度/mm3-403-40煤炭分析試驗項目專用符號GB/T483-1998本標準采用各分析試驗項目的英文名詞第一個字母或縮略字,以及各化學成分的元素符號或分子式作為它們的代表符號。下列符號為煤炭分析試驗項目專用符號:a收縮度,;A灰分,;AI磨損指數,mg

74、/Kg;ARD視相對密度;b膨脹度,Clin結渣率,CR半焦產率,CSN坩鍋膨脹序數;DT灰熔融性變形溫度,EB苯萃取物產率,FC固定碳,FT灰熔融性流動溫度,GRI粘結指數;HA腐植酸產率,HGI哈氏可磨性指數;HT灰熔融性半球溫度,M水分,MHC最高內在水分,MM礦物質,PM透光率,Q發熱量,J/g或MJ/kgRI羅加指數;SS抗碎強度,ST灰熔融性軟化溫度,Tar焦油產率,TRD真相對密度;TS熱穩定性,V揮發分,Water干餾總水產率,x焦塊最終收縮度,mm;y膠質層最大厚度,mma二氧化碳轉化率,對各分析試驗項目的進一步劃分,采用相同的英文名詞的第一個字母或縮略字,標在有關符號的右下

75、角。本標準所涉及的分析試驗項目中采用的下標有下列幾種:f外在或游離;inh內在;o有機;p硫化鐵;s硫酸鹽;gr,p恒壓高位;gr,v恒容高位;net,p恒壓低位;net,v恒容低位;b彈筒;t全。為了區別以下不同基表示的煤炭分析結果,采用下列英文字母,標在有關符號的右下角、項目細劃分符號后面,并用逗號分開。本標準涉及的常用基的符號有下列幾種:ad空氣干燥基;ar收到基;d干燥基;daf干燥無灰基;dmmf干燥無礦物基。舉例:如空氣煩躁基全硫,以St,ad表示。低位發熱量的計算(GB/T213-2003)1.恒容低位發熱量工業上是根據煤的收到基低位發熱量進行計算和設計。煤的收到基恒容低位發熱量

76、的計算方法如下式:Qnet,v,ar煤的收到基恒容低位發熱量,單位為焦耳每克(J/g);Qgr,v,ad煤的空氣干燥基恒容高位發熱量,單位為焦耳每克(J/g);Mt煤的收到基全水分(按GB/T211測定),單位為百分數();Mad煤的空氣干燥基水分(按GB/T211測定),單位為百分數();Had煤的空氣干燥基氫含量(按GB/T476或GB/T15460測定),單位為百分數()。2.恒壓低位發熱量由彈筒發熱量算出的高位發熱量和低位發熱量都屬恒容狀態,在實際工業燃燒中則是恒壓狀態,嚴格地講,工業計算中應使用恒壓低位發熱量,如有必要,恒壓低位發熱量可按下式計算:式中:Qad煤的空氣干燥基氧含量(按

77、GB/T475計算),單位為百分數();Nad煤的空氣干燥基氮含量(按GB/T475計算),單位為百分數();其余符號意義同前注:(QadNad)100-Mad-Aad-Cad-Had-St,ad各種不同基的煤的發熱量換算高位發熱量基的換算煤的各種不同基的發熱量的高位發熱量依次按下式換算:式中:Qgr高位發熱量,單位為焦耳每克(J/g);Aad空氣干燥基煤樣的灰分,單位百分數();Ar,ad,d,daf分別代表收到基、空氣干燥基、干燥基、和干燥無灰基,其余符號意義同前。低位發熱量基的換算煤的各種不同水分的恒容低位發熱量按下式換算:式中:Qnet,v,m水分為M的煤的恒容低位發熱量,單位為焦耳每克(J/g);M煤樣的水分,單位為百分數();干燥基時M=0,空氣煩躁基時M=Mad,收到基時M=Mt,其余符號同前。


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