日期: 2024-11-27 08:56:42图片:未知人气: 66148 +
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(一)水分(Moisture)
水分符号:M,单位:%,是一项重要的煤质指标,煤的水分对其加工利用、贸易、运输和储存都有很大的影响。一般说来,水分高要影响煤的质量。在煤的利用中首先遇到的是煤的破碎问题,水分高的煤就难以破碎;在锅炉燃烧中,水分高就影响燃烧稳定性和热传导;在炼焦时,水分高会降低焦产率;而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期;在煤炭贸易中,水分也是一个定质和定量的主要指标,故在签订销煤合同时,用户一般都会提出煤中水分的限值。
煤的水分简单地说分为:全水分、内在水分、外在水分、结晶水和分解水,在实际测定中只能测煤的全水分、内在水分、外在水分和最高内在水分,而不测定结晶水和分解水。
日常所说的煤的水分是指,在环境温度和湿度下,煤与大气达到接近平衡时所失的那部分水(外在水)和留下来的内在水分,它们的测值随测定环境的温度和湿度改变而发生变化,这也是为什么矿发煤与用户的水分往往有较大差异的原因。
煤炭运销中常用的水分指标有:全水(符号:Mt),全水分包括外在水分和内在水分;一般分析煤样水分(也称空干基水分,符号:Mad ),它是指分析用煤样(<0.2mm)在实验室大气中达到平衡后所保留的水分,也可以认为是内在水分。有时用户也会要求使用收到基水分(符号:Mar),一般可认为Mar=Mt。
(二)灰分(Ash )
煤中灰分符号:A,单位:%,是另一项在煤质特性和利用中起重要作用的指标,它与含碳量、发热量、结渣性、可磨性等有不同程度的依赖关系。在煤燃烧和气化中,根据煤的灰分以及灰熔融性、灰粘度、导电性、化学组成等特性来预测燃烧和气化中可能出现的腐蚀、沾污、结渣等问题并据此进行炉型选择;在炼焦中,要用煤的灰分大小来预测焦炭中灰分的高低。煤的灰分高,有效碳的含量就低,发热量一般也低,在商业上要根据煤的灰分来定级论价(现炼焦煤以灰分论价,动力煤已改为以热值为主论价)。
煤的灰分在煤炭分析中的定义为:煤完全燃烧后留下的残渣,它不是煤中固有的矿物质,而是在高温下经各种化学反应而生成的固体残留物。在煤炭运销中常用的灰分指标有:空干基(又称分析基)灰分(符号:Aad)、干基灰分(符号:Ad)和收到基灰分(符号:Aar)。
(三)挥发分(全称为:挥发分产率,Volatile matter )
煤的挥发分符号:V,单位:%,是煤中的有机物质和一部分矿物加热分解的产物;它不是煤中固有物质;而是在特定温度下的煤热分解产物,所以确切地说挥发分叫挥发分产率。煤的挥发分与煤的变质程度有很大的关系,随煤化程度的增加,挥发分降低;如褐煤的挥发分一般为38%-65%,烟煤的挥发分一般为10%-55%,无烟煤挥发分≤10%。挥发分是决定煤炭利用的重要指标,在燃煤中,根据挥发分来选择适于特定煤源的燃烧设备或适于特定设备的煤源(在锅炉设计时已将挥发分值设定在某一范围,所以用户在购煤时要强调挥发分指标);在炼焦中,要根据挥发分来确定配煤比例,因挥发分适中的烟煤,粘结性好,适于炼焦;在气化和液化工艺的条件选择上,挥发分也有重要的作用;在环境保护中,挥发分还作为一项制定烟雾法令的依据。
煤的挥发分与其它煤质指标如发热量、碳和氢含量都有较好的相关关系。
在煤炭运销中常用的挥发分指标有:空干基挥发分(符号:Vad )、干基挥发分(符号:Vd)、收到基挥发分(符号: Var)和干燥无灰基挥发分(符号:Vdaf )。
(四)固定碳(Fixed carbon )
固定碳符号:FC,单位:%,也是有些用户经常要求的一个煤质指标,该指标不同于煤的元素分析中的碳(由实际测定得出),它是根据煤的水分、灰分和挥发分计算出来的, FC=100-(M+A+V)。常用的固定碳指标有:干基固定碳(符号:FCd)和收到基固定碳(FCar)等。
(五)全硫(total sulfur )
一般说煤中硫含量就是指全硫含量符号:St,单位:%,而直接测出的是空干基全硫(符号:St,ad )。在煤炭运销中常用的硫指标有:空干基全硫、干基全硫( St,d )和收到基全硫( St,ar)。
硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有机硫和以黄铁矿为主的无机硫,一般来说煤中的无机硫通过洗选可以大部分脱除;而有机硫则很难除去。煤中硫在煤燃烧中大部转化为SO2排入大气,对环境造成严重的污染,甚至造成酸雨,据统计1998年全国二氧化硫排放量为2090万吨,其中因燃煤而排放大气的SO2约占80%-90%。在全社会日益重视生存环境的大气候下,国家已对生产和使用高硫煤做出了限制,如北京市区燃煤含硫要
在0.5%以下,上海等沿海大城市燃煤含硫均要求小于0.6%或0.8%,因此各用户在购买煤时都对煤中硫含量提出较严格的限定指标,神华煤之所以销售情况良好,含硫较低(一般小于0.5%)也是主要的原因之一。但煤中硫在某些利用途径中也能起到好的作用,如煤液化当中,硫又可以起到催化剂的作用;如高硫煤经洗选后回收的硫可用来生产硫和硫酸等。
(六)发热量(calorific value)
煤的发热量符号:Q,单位:J/g(焦耳/克)、MJ/kg(兆焦耳/千克),习惯上也使用cal/g(卡/克)、kcal/kg(千卡/千克);换算关系: 1卡=4.1816 焦耳,是表征煤质的一个重要指标。一则它是燃烧设备热工计算的基础;燃煤工艺过程中的热平衡、耗煤量及热效率等的计算都是以所用煤的热值为依据的,在设计时也是根据煤的平均收到基来考虑锅炉的种类、型号及燃烧方式;二则是是表征煤的各种特征的综合指标。(Qgr,daf)与煤的变质程度有很大关系,一般是随变质程度的加深而增高,如褐煤的发热量较低,烟煤中到焦煤和肥煤热值最高,焦煤以后随煤的变质程度加深而略有降低,这就是为什么的热值比烟煤热值低的原因。
由于煤的发热量指标的重要性,用户购煤时首先考虑的是热值的高低,能否符合燃煤设备对热值的要求,在动力煤的计价中也是以发热量作为结算依据。
煤炭运销中常用的发热量指标有:空干基弹筒发热量(符号:Qd,ad),空干基(符号:Qgr,ad),干基(符号:Qgr,d )和收到基(原称应用基)(符号:Qnet,ar),有时也用到(符号:Qgr,daf)。在目前的煤炭购销合同中,国内北方用户一般用收到基(Qnet,ar),而南方用户(如广东)和国外客户一般用空干基高位发热量(Qgr,ad),对于神华煤来说,两种热值表示方法相差较大(600kcal/kg-1000kcal/kg),签订合同时一定要明确热值的表示基准,而更不能只写发热量多少,以免造成商务纠纷。
(七)可磨性(grindability)
煤炭运销中常说的可磨性是指“哈氏可磨性指数”,符号:HGI。
煤的可磨性表示煤被磨碎的难易程度,煤的可磨性指数越大,则这种煤越易磨碎,反之则难。作为动力用煤,如电力、水泥厂等在设计与改进制粉系统并估计磨煤机的产量和耗电量时,可磨性指数是一个很重要的指标。在以非炼焦煤为主的型煤工业中,为了知道所用煤料的粉碎性,以便确定粉碎系统的级数及粉碎机的类型,也要预先测定煤的可磨性。由于煤的复杂性,不同的煤往往具有不同的可磨性,即使同一矿区、同一煤层的煤,由于所含矿物质的性质、数量不同和煤的结构、挥发分以及水分的差异,也得不到相同的可磨性测值。鉴此,目前用户在购煤时也要求煤的可磨性指标。
(八)煤灰熔融性(习惯称灰熔点,ash fusibility)
煤灰熔融性,单位℃。它包括四个特征温度:①变形温度,符号DT,原称T1; ②软化温度,符号:ST,原称T2; ③半球温度,符号HT; ④流动温度,符号:FT,原称T3。在灰熔融性的四个指标中,最常用的是软化温度,即ST(T2)。
灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要指标,主要用于固态排渣锅炉和的设计,并能指导实际生产操作;它也可以作为液态排渣炉设计中的参考依据。一般固态排渣炉,要求煤灰熔点愈高愈好,以免造成炉内结渣而难以排出。熔点低的煤,由于熔渣会包裹住煤而造成燃烧不完全,从而增加灰渣含碳量,严重时会堵塞炉栅,造成排渣困难,甚至造成停炉事故。熔渣还会腐蚀、共熔炉衬耐火材料,特别是当灰渣为酸性渣而炉衬耐火砖为碱性砖或灰渣为碱性(神华煤灰渣呈碱性)而炉衬耐火砖为酸性砖时,共熔情况将更为严重。对于链条炉需要灰熔点较低一些,这样可以保留适当的熔渣以起到保护炉栅的作用。而液态排渣炉则要求灰熔点愈低越好。神华煤由于煤中CaO和Fe2O3含量高,使得灰熔点较低,这是国外及国内不少用户挑剔神华煤的原因之一,目前集团和公司已采取一些措施,如通过配煤及加添加剂等方式来提高灰熔点,但在销售中如用户要求灰熔点较高(大于1350℃)就需慎重考虑,即使能想法达到,其经济效益也会有所损失。
(九)煤的着火点(也称燃点)
将煤加热到开始燃烧的温度叫做煤的着火点,单位:℃,无代表符号。它是煤的特性之一。煤的着火点与煤的变质程度有很明显的关系,变质程度低的煤着火点低(即容易着火),变质程度高的煤着火点高。在煤质分析中对同一煤档测定的结果,分为原煤样、还原样和氧化样报出,一般可利用原煤着火点和氧化样着火点的差值来推测煤的自燃倾向,着火点低的煤其原煤样和氧化样着火点差值大(△T=原煤样着火点一氧化样着火点),如△T>40℃的煤易自燃,△T<20℃ 的煤除褐煤和长焰煤外都是不易自燃的煤。
神华煤由于本身的性质所决定,属着火点较低( <300℃,为易自燃的煤,神华煤的这一缺陷为集团和公司煤炭生产、运输、贮存及销售都带来了不少困难,用户对此反映也较多,但目前对于解决煤自燃问题尚没有较好的办法。现集团要求控制上站煤及外运煤的温度,贮存煤及时清仓等还是较有效的措施,神华煤虽易自燃,但在良好的堆存条件下(一般堆高<0.5m,通风较好),2-3个月的时间一般不会自燃着火。
(十)煤的密度
煤的密度分为:真相对密度(原称真比重),符号:TRD;视相对密度(原称容重),符号: ARD,无单位;堆密度,单位:t/m3(吨/米3)。
煤的真相对密度是计算煤层平均质量与研究煤炭性质的一项指标。煤的视相对密度在计算煤的储量及运输、粉碎、燃烧和设计贮煤仓等时需用此指标。煤的堆密度在设计煤仓、估算炼焦炉装煤量等情况下使用。
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