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1、第二章第二章 能源矿产加工利用能源矿产加工利用2.1 2.1 煤炭加工与综合利用煤炭加工与综合利用2.2 2.2 石油加工与石化产品石油加工与石化产品2.12.1 煤炭加工与综合利煤炭加工与综合利 用用一、一、煤的形成、分类与用途煤的形成、分类与用途 二、二、选煤选煤 三、三、煤炭脱硫与硫回收煤炭脱硫与硫回收 四、四、煤矸石综合利用煤矸石综合利用 五、五、煤炭深加工煤炭深加工 一、煤的形成、分类与一、煤的形成、分类与 用途用途 （一） 煤的形成 煤是由古代的植物在湖泊、沼泽地带埋没 在水底、泥沙中，经过漫长的地质年代和地壳运动， 在隔绝空气的情况下，在细菌、高温、高压的作用下，经过生物、物理、
2、化学作用，逐步演变而成的。 成煤过程两个阶段：泥炭化阶段泥炭化阶段：植物变成腐泥和泥炭 ；煤化阶段煤化阶段（变质阶段）（变质阶段）：从腐泥、泥炭转化成煤 。根据煤的形成过程，煤可以分为：泥炭 褐煤 烟煤 无烟煤 （二）煤的组成和性质 1.组成煤是不均质的混合物。有机物有机物，可以燃烧，所以也叫可燃体。 C、H、O、N、S、P煤煤无机物无机物，通常不能燃烧，也叫灰分。硅酸盐、石英、FS2等一、煤的形成、分类与用途一、煤的形成、分类与用途化学组成：煤的化学组成包括元素组成和工业分析。 煤的元素组成煤的元素组成： C、H、O、N、S、P ；还含有少量的氟、氯、砷、 硼、铅、汞等。一般说来，煤中有机物
3、质的元素随着煤化程度而有规律地变化。 煤化程度越高，碳的含量越高，而氢和氧的含量越低。 工业分析工业分析：水分、灰份、挥发份和固定碳水分水分指单位质量的煤中水的含量。分为内在水分与外在水分。灰分灰分煤完全燃烧后残留物的产率。挥发分挥发分煤在与空气隔绝的容器中在一定高温下加热一定时间后， 从煤中分解出来的液体（蒸汽状态）和气体减去水分后的产物。也就是煤在 高温下能分解出的小分子的多少。固定碳固定碳煤在隔绝空气的条件下有机物质高温分解后剩下的残余物 质减去其灰分后的产物。一、煤的形成、分类与用途一、煤的形成、分类与用途（二） 煤的组成和性质 2.性质：煤的性质分为物理性质、工艺性能 和燃烧性能等。
4、物理性质物理性质：煤岩组成、颜色、光泽、密度、硬度、导电性、粒度组成、泥化程度等。工艺性能工艺性能：粘结性、发热量、化学活性、热稳定性、可磨性、成浆性等 。燃烧性能燃烧性能：包括着火点、燃烧过程中的开裂、灰熔点等。一、煤的形成、分类与用途一、煤的形成、分类与用途煤的组成分析之 煤岩分析 粘土均质V均质V充填结 构V胞 腔的粘 土煤的组成分析之 煤岩分析 浸染镶嵌状粘土充填结构V胞 腔的粘土煤的组成分析之 煤岩分析 在显微镜下，可以看到煤中许多矿物的独特形状及颜色，并由此计量矿物的体积含量。如， 闪亮的黄铁矿，规则的石英晶体、方解石等。 煤岩分析最早起源于地质学的研究。近年来，被逐渐扩大应用到煤
5、的破碎解离的可行性分析 ，超纯制备的可能性分析，以及炼焦时的配煤研 究中。 之 煤岩分析 煤的组成分析 煤的粘结性煤的粘结性： 煤粒在隔绝空气的条件下加热到一定 温度后，能够熔融、粘结成焦块的性能。（炼焦）（炼焦） 发热量发热量：每单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热 量，用MJ/kg表示。（燃烧）（燃烧） 化学活性化学活性：煤在一定温度下与水蒸气、氧气等相互 作用的反应能力，是评价气化气化用煤和动力用煤的一项 重要指标。 热稳定性热稳定性：煤在高温条件下保持原来块状的能力， 它也是评价气化气化用煤和动力动力用煤的一项重要指标。 可磨性、成浆性可磨性、成浆性: 确定煤被磨成粉状的难易程度和 制成
6、水煤浆的可能性。（制水煤浆制水煤浆）不同煤化程度的不同煤化程度的煤炭特征煤炭特征特特 征征泥泥 炭炭褐褐 煤煤烟烟 煤煤无烟煤无烟煤 颜颜颜颜 色色棕褐色、黑色棕褐色、黑色褐至黑褐色褐至黑褐色黑色黑色灰黑色灰黑色光光 泽泽泽泽无无多数暗多数暗有一定光有一定光泽泽泽泽有弱金属光有弱金属光泽泽泽泽 外部条外部条 带带带带有原生植物残体有原生植物残体不明不明显显显显呈条呈条带带带带状状无明无明显显显显条条带带带带燃燃烧现烧现烧现烧现 象象有烟，有烟，发热发热发热发热 量量 很低，不很低，不结块结块结块结块有烟，有烟，发热发热发热发热 量量 低，不低，不结块结块结块结块多烟，多烟，发热发热发热发热 量
7、量较较较较高，高，结结结结 块块块块无烟，无烟，发热发热发热发热 量很高，不量很高，不结结结结 块块块块 内在水分内在水分很高很高高高低低很低很低密密 度度很低很低1.11.41.11.41.21.41.21.41.351.91.351.9以以 上上 硬硬 度度很很软软软软，呈海面，呈海面 状状脆弱，易碎脆弱，易碎较较较较高高高高烃烃烃烃 类类类类有有无无无无无无腐植酸腐植酸有有有有无无无无一、煤的形成、分类与用途一、煤的形成、分类与用途（三）（三） 煤的分类和用途煤的分类和用途 我国以煤化程度煤化程度及煤的工艺性能工艺性能为指标将煤炭分为以下几种： 泥炭：民用及工业燃料，制煤气和化学产品，提
8、取褐煤蜡和腐植酸； 褐煤：民用及工业发电燃料，提取褐煤蜡和腐植酸； 烟煤：长烟煤：民用及工业燃料；不粘煤：民用燃料，工业燃料、制煤气，炼焦配煤；弱粘煤：民用燃料，工业燃料、制煤气，炼焦配煤；气 煤：制煤气，炼焦，发电，燃料；肥 煤：炼焦或工业燃料；焦 煤：炼焦或工业燃料；瘦 煤：炼焦或工业燃料；贫 煤：民用或工业燃料； 无烟煤：制气、电石、碳化硅、电极，高炉喷吹炼钢，民用燃料。 一、煤的形成、分类与用途一、煤的形成、分类与用途1. 1. 选煤的目的选煤的目的 除去煤中杂质，降低灰分，提高煤炭质量，适应 用户要求； 把煤炭分成不同质量、规格的产品，供应用户需 要的产品，以便有效地、合理地利用煤炭
9、，节约用煤； 去除煤中矸石，减少无效运输；同时，为综合利 用煤矸石创造条件； 除煤中黄铁矿，减少燃煤对大气的污染；同时为 回收硫提供条件。 二、选二、选 煤煤 （一）选煤的目的及用户对煤炭质量要求的（一）选煤的目的及用户对煤炭质量要求的 指标指标2. 2. 用户对煤炭加工质量要求的指标用户对煤炭加工质量要求的指标主要有：粒度、灰分、水分、硫分、挥发分等。主要有：粒度、灰分、水分、硫分、挥发分等。 粒粒 度度：煤炭不同产品中，颗粒的大小及其范围不同 灰灰 分分：煤中不可燃杂质的含量，Ad，Aad。 水水 分分：煤中（不可燃）水的含量，Mad，Mt。 硫硫 分分：煤中硫元素的含量。 挥发分挥发分：
10、煤炭可燃体在隔绝空气加热时分解挥发物所占 比例，Vdaf。发热量发热量：单位质量煤炭完全燃烧所释放的热量。二、选二、选 煤煤粒度,mm+100100505025251313660500 命 名特大块块大块块中块块小块块粒煤粉煤混煤（一）选煤的目的及用户对煤炭质量要求的（一）选煤的目的及用户对煤炭质量要求的 指标指标 破破破碎破碎n n分分级分分级n n分分选分分选n n脱脱水脱脱水（二）基本选煤工艺（二）基本选煤工艺二、选二、选 煤煤 破破碎破破碎 n n分分级分分级n n分分选分分选n n脱脱水脱脱水二、选二、选 煤煤 （二）基本选煤工艺（二）基本选煤工艺 将大颗粒变成小颗粒将大颗粒变成小颗
11、粒 ；使矿物结合体解离；使矿物结合体解离, , 为后续作业作准备为后续作业作准备。 破破碎破破碎n n分分级分分级 n n分分选分分选n n脱脱水脱脱水二、选二、选 煤煤 （二）基本选煤工艺（二）基本选煤工艺 按粒径大小分离。按粒径大小分离。 筛分：通过筛孔实现筛分：通过筛孔实现 粒群按粒径大小分离。粒群按粒径大小分离。 水力分级、气力分级水力分级、气力分级 ：按流体对颗粒作用力：按流体对颗粒作用力 的差异分离。的差异分离。（二）基本选煤工艺（二）基本选煤工艺二、选二、选 煤煤 破破碎破破碎n n分分级分分级n n分分选分分选 n n脱脱水脱脱水 使不同品质颗粒分离，获得不同产品。使不同品质颗
12、粒分离，获得不同产品。 重选重选：按密度差异实现矿物粒群的分离。：按密度差异实现矿物粒群的分离。 浮选浮选：按表面性质差异实现矿物粒群的分离：按表面性质差异实现矿物粒群的分离 。 其它分选方法：按其它差异实现矿物粒群的其它分选方法：按其它差异实现矿物粒群的 分离。如：分离。如： 手选：手选：根据外形、色泽的差异对块状物根据外形、色泽的差异对块状物 料进行人工分选。料进行人工分选。 拣选拣选：用机械设备代替人工根据外形、用机械设备代替人工根据外形、 色泽、密度的差异对块状物料进行人工分色泽、密度的差异对块状物料进行人工分 选。选。 破破碎破破碎n n分分级分分级n n分分选分分选n n脱脱水脱脱
13、水 二、选二、选 煤煤 （二）基本选煤工艺（二）基本选煤工艺n n固液分离，脱除分选介质水。固液分离，脱除分选介质水。 破碎破碎：将大颗粒变成小颗粒；使矿物结合体解离。：将大颗粒变成小颗粒；使矿物结合体解离。n n分级分级：按粒径大小分离。：按粒径大小分离。 筛分：通过筛孔实现粒群按粒径大小分离。筛分：通过筛孔实现粒群按粒径大小分离。 水力分级、气力分级：按流体对颗粒作用力的差异分水力分级、气力分级：按流体对颗粒作用力的差异分 离。离。n n分选分选：使不同品质颗粒分离，获得不同产品。：使不同品质颗粒分离，获得不同产品。 重选重选：按密度差异实现矿物粒群的分离。：按密度差异实现矿物粒群的分离。
14、 浮选浮选：按表面性质差异实现矿物粒群的分离。：按表面性质差异实现矿物粒群的分离。 其它分选方法：按其它差异实现矿物粒群的分离。如：其它分选方法：按其它差异实现矿物粒群的分离。如： 手选：手选：根据外形、色泽的差异对块状物料进行人工分选。根据外形、色泽的差异对块状物料进行人工分选。 拣选拣选：用机械设备代替人工根据外形、色泽、密度的差异对用机械设备代替人工根据外形、色泽、密度的差异对 块状物料进行人工分选。块状物料进行人工分选。n n脱水脱水：固液分离，脱除分选介质：固液分离，脱除分选介质水。水。二、选二、选 煤煤 （二）基本选煤工艺（二）基本选煤工艺1 1. .原理：煤和杂质（矸石）主要按原
15、理：煤和杂质（矸石）主要按密度差异密度差异进行分选的进行分选的 方法。方法。 在煤系矿物中，煤的密度小，石头（矸石）密度大在煤系矿物中，煤的密度小，石头（矸石）密度大 。煤炭具有这种特性，即同一种煤炭，其灰分高，密度也高，灰。煤炭具有这种特性，即同一种煤炭，其灰分高，密度也高，灰 分和密度呈近似正比例关系（密度组成）。将煤按照密度的高低分和密度呈近似正比例关系（密度组成）。将煤按照密度的高低 分选就可以达到按灰分高低进行分选的目的。分选就可以达到按灰分高低进行分选的目的。但是不同的煤炭，地质成因不同，密度与灰分的关系各不相但是不同的煤炭，地质成因不同，密度与灰分的关系各不相 同，分选工艺的选取取决于原煤固有特性同，分选工艺的选取取决于原煤固有特性可选性。因此，了可选性。因此，了 解原煤的可选性十分重要。解原煤的可选性十分重要。2. 2. 原煤的可选性原煤的可
