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1、煤的相关技术【煤的工业分析 】1. 水分 (1) 外在水分(Wwz)外在水分是指煤在开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及大毛细孔（直径10-5厘米）中的水。它以机械方式与煤相连结着，较易蒸发,其蒸汽压与纯水的蒸汽相等.在空气中放置时,外在不分不断蒸发,直至煤中水分的蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡时为止,此时失去的水分就是外在水分.含有外在水分的煤称为应用煤, 失去外在水分的煤称为风干煤.外在水分的多少与煤粒度等有关,而与煤质无直接关系. (2)内在水分(Wnz)吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔（直径10-5厘米中的水,称为内在水分.内在水分指将风干煤加热到105110时所失去的水分,它主要以物
2、理化学方式(吸附等)与煤相连结着,较难蒸发,故蒸气压小于纯水的蒸汽压. 失去内在水分的煤称为绝对干燥或干煤. 2. 分灰 1).灰分的来源和种类 煤灰几呼全部来源于煤中的矿物质,但煤在燃烧时,矿物质大部分被氧化,分解,并失去结晶水,因此,煤灰的组成和含量与煤中矿物质的组成和含量差别很大.我们一般说的煤的灰分实际上就是煤灰产率，煤中矿物质和灰分的来源,一般可分三种. (1)原生矿物质 它是原来存在于成煤植物中的矿物质,质紧密地结合在一起,极难用机械的方法将其分开.它燃烧后形成母体灰分,这部分数量很小 (2)次生矿物质 当死亡植质堆积和菌解时,由风和水带来的细粘土,砂粒或由水中钙,镁,铁等离子生成
3、的腐植酸盐及FeS2等混入而成,在煤中成包裹体存在.用显微镜观察煤的光片或薄片时,如它们均匀分布在煤中,并且颗粒很细,则很难与煤分离;如它们颗粒较大,比重与差很大,并在煤中分布不均, 则把煤破啐后尚可能将它们洗选掉. 煤中的原生矿物质和次生矿物质合称为内在矿物质.来自于内在矿物质的灰分,称为内在灰分.一般次生矿物质在煤中的含量也不多,仅有少数煤层中次生矿物质较多,如迁移堆积抽 形成的煤层即如此.(3)外来矿物质 这种矿物质原来不含于煤层中,它是由在采煤过程中混入煤中的顶,底板和夹矸层中的矸石所形成的. 其数量多少,根据开采条件在很大的范围里波动.它的主要成分为SiO2,A12O3,也有一些Ca
4、SO3，CaSO4，FeS2等。这类矿物质应通过加强质量管理，机智地使用炸药，巩固坑道，合理采煤并通过转筒筛选机筛选和手选的方法予以减少。外来矿物质的块度，比重越大时，越易分离，可用一般选煤方式将它除掉。外来矿物质在煤燃烧时形成的灰分称为外在灰分。 2)煤灰熔融性 煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重要指标.煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点,但严格来讲这是不确切的.因为煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围.开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低.这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能
5、,从而改变了熔体的成及其熔化温度. 煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成.煤灰成分十分复杂,主要有:SiO2,A12O3, Fe23,CaO,MgO,SO3等,如下表所示: 我国煤灰成分的分析灰分成分 SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O 含量(%) 1560 1540 135 120 15 15 煤灰成分及其含量与层聚积环境有关。我国很多煤层的矿物质以粘土为主，煤灰成分则为SiO2，A12O3为主，两者总和一般可达5080%。在滨海沼泽中形成的煤层，如华北晚石纪煤层黄铁矿含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦较高；在内陆湖盆地中形成的某些第三纪褐煤的煤灰中C
6、aO含量较高。 大量试验资料表明，SiO2含量在4560%时，灰熔点随SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量45%或60%时，与灰熔点的关系不够明显。A12O3在煤灰中始终起增高灰熔点的作用。煤灰中A12O3的含量超过期30%时，灰熔点在1500。灰成分中Fe2O3，CaO，MgO均为较易熔组分，这些组分含量越高，灰熔点就越低。灰熔点也可根据其组成用经验公式进行计算。 3. 挥发分和固定碳 挥发分主要是煤中有机质热分解的产物，评价煤质时为了排除水分，灰分，变化的影响，须将分析煤样挥发分换算为以可燃物为基准的挥发分，以符号VR表示。换算分式为： Vr=Vf 100 100-WF-AF 式中：V
7、r可燃基（无水无灰基）挥发分，%； Vf分析基挥发分，%； Wf分析煤样水分，%； Af分析煤样灰分，%。 挥发分随煤化程度升高而降低的规律性十分明显，可以初步估计煤的种类和化学工艺性质，而且挥发分的测定简单，快速，易于标几乎世界各国都采用可燃基挥发分（Vr）作为煤炭工业分类的第一分灯指标。挥发分的分析结果常受煤中矿物质的影响。所以当煤中碳酸盐含量较高，矿物质在高温下分解出来的CO2，结果水等也包括在挥发分内。所以当煤中碳酸盐含量较高，分解出来的CO2产率大于2%时，需要对煤的挥发进行正。也可在测定挥发分之前，用盐酸处理分析煤样，使煤中碳中碳酸盐事先分解。在我国大我数煤中，粘土矿物，高岭土在5
8、60析出的结果水也算入挥发分，因此粘土矿物含量高的煤所测出的挥发分通常偏高。 固定碳就是测定挥发分后残留下来的机物质的产率，可按下式算出： Cgd=1000-（Wf+Af+Vf） 焦渣按其形状，特征的不同可分为八种类型，用来初步表不同煤种的粘性，熔融性及膨胀性。根据挥发分测定后的焦渣可知，泥炭，褐煤，烟煤中长焰煤，贫煤及无烟煤没有粘结性；烟煤中气，肥，焦，瘦煤都有粘结性，可作为炼焦煤，而其中肥煤和焦煤没有粘结性最好，其坩埚焦熔融，粘结良好且具有膨胀性。【发电煤粉锅炉用煤质量标准 （GB 7562-87）】发电煤粉锅炉用煤质量标准 （GB 7562-87） 分类指标煤种名称等级代号主分类指标界限
9、值辅助分类指标界限值挥发分 （注一）Vdaf(低挥发分无烟煤）（注二） 无烟煤 贫煤 中挥发分烟煤 中高挥发分烟煤 高挥发分烟褐煤 1级 2级 3级 4级 5级V0 V1 V2 V3 V4 V5Vdaf6.5% 6.5%Vdaf9% 9%Vdaf19% 19%Vdaf27% 27%23.0MJ/kg Qnet,ar21.0MJ/kg Qnet,ar18.5MJ/kg Qnet,ar16.5MJ/kg Qnet,ar15.5MJ/kg Qnet,ar11.5MJ/kg灰分 Ad常灰分煤 中灰分煤 高灰分煤 超高灰分煤）1级 2级 3级 A1 A2 A3 Ad24% 24%Vdaf34% 34%4
10、6水分 Mf常水分煤 高水分煤1级 2级M1 M2Mf8% 8% MfVdaf40%水分 Mt常水分高挥发分煤 高水分高挥发分煤 (超高水分褐煤）1级 2级 M1 M2 (M3)Mt22% 22%40%Vdaf40%硫分 St,d低硫煤 中高硫煤 特高硫煤）1级 2级 S1 S2 (S3)St,d1% 1%3%灰熔融性 ST不易结渣煤1级ST1ST11350Qnet,ar12.5MJ/kg不限Qnet,ar12.5MJ/kg易结渣煤）ST2STQnet,ar12.5MJ/kg 注1：燃煤的Qnet,ar低于相应数值时，则该煤种应归入Vdaf低一级的等级内。 注2：括号内的内容都是GB 7562
11、-87标准未列入的。【煤矸石热电厂的利弊及对策 】1 新矿集团煤矸石热电厂建设情况2 建设煤矸石热电厂的好处 从新矿集团的实践浅谈煤炭企业建设东野广磊 李丛峰(山东新汶矿业集团公司) 煤矸石是煤炭生产过程中产生的固体废物，是我国最大的工业固定排放废物，全国现有煤矸石山1500多座，累计堆存34亿吨，占地20万亩以上“九五”期间，我国煤矸石的综合利用工作成效显著，5年累计利用煤矸石31亿吨，节约能源折合标准煤3300万吨，节约土地1万亩。其中煤矸石用于热电厂发电、供热是利用量最多的途径，全国建有煤矸石、煤泥等低热值燃料电厂120多座，总装机容量184万千瓦，年发电87亿千瓦时。山东新汶矿业集团公
12、司是一个具有四十多年历史的老矿区，年产原煤已连续14年保持在1000万吨以上。与此同时，也产生了煤炭的伴生物煤矸石，整个矿区年排放煤矸石总量约300多万吨，矿区内现有矸石山20多座，对环境保护带来很大被动。为化害为利，变废为宝，新汶矿业集团公司将煤矸石综合利用纳入企业一项重要工作，煤矸石综合利用从无到有，从七十年代矸石回填铺路，八十年代利用矸石生产建材产品、再洗加工，到目前已发展到矸石炉渣水泥、发电供热、建材生产等煤矸石综合利用厂网点30余个，年销售利用煤矸石100多万吨，利用煤矸石制砖能力1亿块，建成煤矸石发电机组137MW。1 新矿集团煤矸石热电厂建设情况(1)1994年4月，新矿集团在协
13、庄煤矿、华丰煤矿兴建了两座煤矸石热电厂，规模均为三炉两机(3台35th循环流化床锅炉、2台6MW机组)，年发电能力7200万Kwh，供热369万GJ。两个电厂分别于1995年12月和1996年6月建成投运。1998年7月协庄电厂二期工程开工建设，工程设计一炉一机(1台75th循环流化床锅炉，1台12MW机组)，国家经贸委以资源函(1998)06号文批示，将二期工程列人环境治理示范项目，程于2000年12月基本完成，2001年5月31日通过了山东省发展计划委员会组织的竣工验收。华丰煤矸石热电厂二期技改工程，于2000年4月24日由山东省经贸委批准，新增一台130th循环流化床锅炉、一台25MW机
14、组，工程于2001年3月7日开始施工，2002年5月交付试运行。 (2)张庄煤矸石热电厂于1998年经山东省计委批准立项，设计总规模100MW(5台 130t/h循环流化床锅炉，4台25MW机组)，其中一期工程50MW，于2000年9月份开工建设，现两台机组均在试运。(3)潘西煤矿矸石热电厂于2001年6月由山东省发展计划委员会以鲁计基础2001304号文件批复立项，总装机容量为24MW，2X12MW抽凝机组，2台75th循环流化床锅炉。预计2003年投产发电。(4)良庄煤泥热电厂由山东省发展计划委员会以鲁计基础2001号1050号文件批复立项，总装机容量为30MW，2X15MW抽凝机组，3X
15、75th循环流化床锅炉(煤泥、矸石混烧)，预计2003年上半年投产发电。至此，新汶矿业集团公司已建成机组容量137MW，在建机组容量39MW。以上煤矸石热电厂全部建成投用后，装机容量可达176MW，年消耗煤矸石200多万吨，加之其他的煤矸石综合利用项目，基本可将新汶矿区所有煤矸石全部利用，彻底消除煤矸石对环境的污染，变废为宝，化害为利，形成新汶矿业集团新的经济增长点，为国家节约大量的资源。2 建设煤矸石热电厂的好处(1)有效利用煤矸石资源，节约大量能源。传统煤矿都是集生产、生活于一体的社会型企业，职工要洗澡，居民区要供暖，建设锅炉房是必不可少的。如果建设煤矸石热电厂，将生活、生产用汽全部改由电厂供给，可以拆除耗煤量大、污染大的热水锅炉、蒸汽锅炉，节省大量能源。新汶矿业集团认真贯彻执行国家有关法律法规，积极开展煤炭
