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矿业有限公司煤质评价实用手册
矿业有限公司煤质评价实用手册.doc
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上传人:职z****i 编号:1113206 2024-09-07 42页 1,023.73KB
1、煤质评价实用手册二XX年十一月目 录煤的分级1煤炭质量分级 煤炭灰分分级3煤炭质量分级 煤炭发热量分级4煤炭质量分级 煤炭硫分分级5煤的固定碳分级7煤中磷分分级7煤中磷分分级7煤中氯含量分级8煤中砷含量分级8煤中铅含量分级9煤中汞含量分级9煤中锗含量分级9煤的热稳定性分级10烟煤粘结指数分级10煤的着火温度10稀散元素11灰粘度11结渣性11煤炭粒度分级12沾污指数的分级13结渣指数分级13煤炭可选性评定方法14中国煤炭分类17各种工业用煤的质量要求25煤炭分析试验项目专用符号35低位发热量的计算37煤的分级煤炭质量的好坏、煤的性质如何,均需通过不同的煤质标准来评价。因此国家和煤炭行业标准,分2、别依据煤的全水分、灰分、挥发分、固定碳、发热量、硫分、可磨性、煤灰熔融性等主要煤质指标并按全国煤炭资源的实际情况对煤进行了分级。 (一)全水分分级煤中全水分分级(MT/T850-2000)见下表:序号级别分类代号全水分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)挥发分分级煤的干燥无灰基挥发分分级(MT/T849-2000)见下表:序号级别名称代号挥发分分级范围1特低挥发分煤SLV10.002低挥发分煤LV10.0120.03中等挥发分煤MV203、.0128.04中高挥发分煤MHV28.0137.05高挥发分煤HV37.0150.06特高挥发分煤SHV50.0(三)可磨性分级煤的哈氏可磨性指数分级(MT/T852-2000)见下表:序号级别名称代号可磨性指数HGI1难磨煤DG402较难磨煤RDG40603中等可磨煤MG60804易磨煤EG 801005极易磨煤UEG100(四)煤灰熔融性(ST)分级煤灰软化温度(ST)分级(MT/T853.1-2000)见下表:序号级别名称代号软化温度ST/1低软化温度灰LST11002较低软化温度灰RLST1100-12503中等软化温度灰MST1250-13504较高软化温度灰RHST1350-154、005高软化温度灰HST1500煤灰流动温度(FT)分级(MT/T 853.2-2000)见下表:序号级别名称代号分级范围(FT,)试验方法1低流动温度灰LFT1150GB/T 2192较低流动温度灰RLFT115013003中等流动温度灰MFT130014004较高流动温度灰RHFT140015005高流动温度灰HFT1500*煤灰熔融性测定时炉内气氛为弱还原性煤炭质量分级 煤炭灰分分级(GB/T15224.1-xx)(xx年4月30日批准 xx年10月1日起实施)1、主题内容与适用范围本标准规定了煤炭按干燥基灰分(Ad)范围分级及其命名。本标准适用于煤炭勘探、生产、加工利用和煤炭销售中对煤5、炭按灰分分级。2、煤炭灰分分级(1)动力煤的灰分分级见下表:序号级别名称代号灰分(Ad)范围 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:其他用炼焦精煤和原料用煤的灰分分级也可参照上表进行分级。(2)冶炼用炼焦精煤的灰分分级见下表:序号级别名称代号灰分(Ad)范围 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:高炉喷吹用煤的灰分分级可参照上表进行分级。煤炭质量分级 煤炭发热量分级(GB/T15224.3-xx)(xx年4月30日批准 xx年10月1日实施)1、主6、要内容与适用范围本标准规定了煤炭按干燥基高位发热量(Qgr,d)范围分级及其命名。本标准使用于煤炭勘探、生产、加工利用和煤炭销售中对煤炭发热量分级。2、煤炭发热量分级(1)无烟煤和烟煤的发热量分级见下表:序号级别名称代号发热量(Qgr.d)范围/(MJ/kg)1特高热值煤SHQ29.602高热值煤HQ25.5129.603中热值煤MQ22.4125.504低热值煤LQ16.3022.405特低热值煤(低质煤)SLQ18.202中热值褐煤MQL14.9018.203低热值褐煤(低质煤)LQL14.90煤炭质量分级 煤炭硫分分级(GB/T15224.2-xx)(xx年4月30日批准 xx年10月17、日实施)1、主要内容和适用范围本标准规定了煤炭按干燥基硫分(St.d)范围分级及其命名。本标准适用于煤炭勘探、生产、加工利用和煤炭销售中对煤炭按硫分分级。2、煤炭硫分分级 (1)不同煤种的基准发热量值见下表-1:煤种基准发热量(Qgr.d)(MJ/kg)无烟煤、烟煤24.00褐煤21.00(2)无烟煤和烟煤的硫分分级见下表-2:序号级别名称代号干燥基全硫分(St,d)范围1特低硫煤SLS3.00(3)褐煤的硫分分级见下表-3:序号级别名称代号全硫分(St,d)范围1特低硫煤SLS3.00(4)煤炭的实测干燥基高位发热量不等干基准发热量时硫分分级的方法:1、当煤炭的实测干燥基高位发热量不等于基准8、发热量时,要对硫分进行折算,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进行分级。折算后的干燥基全硫基准发热量/实测干燥基高位发热量*实测的干燥基全硫方法:2、当煤炭的实测干燥基高位发热量不等于基准发热量时,也可按上述表2或表3的规定对硫分进行分级。(5)冶炼用炼焦精煤硫分分级见表-4序号级别名称代号干燥基全硫分(St,d)范围/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:其他用炼焦精煤和原料用煤、高炉培吹用煤的硫分分级也可参照冶炼用炼精9、煤进行分级。煤的固定碳分级(MT/T561-1996)(1996年4月18日批准 1996年10月1日实施)1、主要内容与适用范围本标准规定了煤的固定碳分级的级别名称、代号和固定碳范围。本标准适用于煤炭生产和使用中对煤的固定碳分级。序号级别名称代号分级范围(FCd),%试验方法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煤中磷分分级(MT/T966-2005)(2005年9月23日发布 2006年2月1日实施10、)1、主要内容和适用范围本标准规定了煤炭按干燥基氟含量(Fd)范围分级及其命名和代号。本标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用、煤炭销售中对煤炭中氟含量分级。2、煤中氟含量分级见下表:序号级别名称代号氟含量范围(Fd)ug/g试验方法1特低氟煤SLF80GB/T 46332低氟煤LF801303中氟煤MF1312004高氟煤HF200煤中磷分分级A:(MT/T562-1996)(1996年4月18日批准 1996年10月1日实施)1、主要内容和适用范围本标准规定了煤中干燥基磷分分级的级别名称、代号和磷分范围。本标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用中对褐煤、烟煤和无烟煤的磷分分级。2、煤中磷分分级见下11、表:序号级别名称代号磷分范围(Pd),%试验方法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日批准 2007年2月1日实施)1、主要内容和适用范围本标准规定了煤炭按干燥基磷含量(Pd)范围分级及其命名和代号。本标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用、煤炭销售中对煤炭中磷含量分级。2、煤中磷分分级见下表:序号级别名称代号磷含量范围(Pd)试验方法1特低磷煤P-10.010GB/T216或GB/T15742低磷煤P-20.0100.0503中磷煤P-30.012、500.1004高磷煤P-40.100煤中氯含量分级(GB/T20475.2-2006)(2006年9月12日批准 2007年2月1日实施)1、主要内容和范围本标准规定了煤炭按干燥基氯含量(CLd)范围分级及其命名和代号。本标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用、煤炭销售中对煤炭中氯含量分级。2、煤中氯含量分级见下表:序号级别名称代号氯含量分级范围(CLd)/试验方法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煤中砷含量分级(MT/T803-1999)(1999年3月24批准 1999年8月1日实施)13、1、主要内容和范围本标准规定了煤中砷含量的分级名称、代号、和含量范围。本标准适用于褐煤、烟煤和无烟煤中的砷含量分级。2、煤中砷含量分级见下表:序号级别名称代号砷含量Asd()试验方法1一级含砷煤AS4.010-4GB/T30582二级含砷煤AS4.010-48.010-43三级含砷煤AS8.010-425.010-44四级含砷煤AS25.010-4煤中铅含量分级(MT/T964-2005)(2005年9月23发布 2006年2月1日实施)1、主要内容和范围本标准规定了煤炭按干燥基铅含量(Pbd)范围分级及其命名和代号。本标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用、煤炭销售中对煤炭中铅含 量分级。2、煤14、中铅含量分级见下表:序号级别名称代号砷含量范围(Pbd),ug/g试验方法1低铅煤LPb20GB/T166582中铅煤MPb20403高铅煤HPb40煤中汞含量分级(MT/T963-2005)(2005年9月23发布 2006年2月1日实施)1、主要内容和范围本标准规定了煤炭按干燥基汞含量(Pbd)范围分级及其命名和代号。本标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用、煤炭销售中对煤炭中汞含 量分级。2、煤中汞含量分级见下表:序号级别名称代号砷含量范围(Hgd),ug/g试验方法1特低汞煤SLHg5303中粘结煤ZNM30504中强粘结煤ZQN50655强粘结煤QNM65856特强粘结煤TQM85(1)15、包括微粘结煤煤的着火温度煤的着火温度(又叫着火点或燃点)是指煤在有足够的空气供给的情况下,受热升温开始着火的温度。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样测定的结果,分为原煤样、氧化样报出,一般可利用原煤样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=原煤样着火点氧化样着火点),如T40的煤易自燃;T1002大块50003混大块504中块255025805小块13256混中块135013807混块13258混粒煤6259粒煤61310混煤5011末16、煤132512粉煤1002大块501003混大块504中块255025805小块13256末煤13251、其他规定如果用户对煤炭产品的粒度有特殊要求,煤炭生产企业可根据用户的要求生产相应粒度的煤炭产品。各粒级煤炭产品的限下率应按MT/T1-1996的规定测定。煤炭筛分应按GB/T477-1987执行。沾污指数的分级沾污指数(也叫积灰指数)Rf,表达公式如下:式中:灰中碱性氧化物指Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O %灰中酸性氧化物指SiO2+AL2O3+TiO2 %Na2O指灰中Na2O的百分含量沾污指数分为四个等级:Rf值越大,沾污越严重。1. 低度沾污:Rf1.0参考文献:GB/17、T3715-1996 火电厂煤质检测技术一书结渣指数分级结渣指数Rs,表达式如下:式中:灰中碱性氧化物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 %结渣指数分为四个等级,Rs越大,锅炉结渣越严重。1. 低度结渣Rs2.6参考文献:火电厂煤质检测技术一书煤炭可选性评定方法(GB/T16417-1996)(1996年6月14批准 1997年2月1日实施)1. 主要内容和适用范围本标准规定了煤炭可选性评定方法、可选性等级的命名和划分指标。本标准适用于大于0.5mm粒级的煤炭。2. 评定方法(1) 煤炭可选评定采用“分18、选密度0.1含量法”(简称“0.1含量法”,下同)。(2) 所用浮沉试验资料应符合GB478-87或320-93的规定。(3) 0.1含量的计算:a:0.1含量按理论分选密度计算;b:理论分选密度在可选性曲线上按指定精煤灰分确定(精确到小数点后二位);c:理论分选密度小于1.70g/cm时,以扣除沉矸(2.00g/cm)为100计算0.1含量;理论分选密度等于或大于1.70g/cm时,以扣除低密度物(-1,50g/cm)为100计算0.1含量;:0.1含量以百分数表示,计算结果取小数点后一位。3. 等级命名和划分按照分选的难易程度,把煤炭可选性划分为五个等级,各等级的名称及0.1含量指标见下表19、(1):0.1含量可选性等级10.0易选10.120.0中等可选20.130.0较难选30.140.0难选40.0极难选附录A 煤炭可选性评定示例(提示的附录)A1 浮沉试验资料某原煤500.5mm粒级(综合级)浮沉试验资料如表A1所示,该资料符合GB478-87的规定。A2 确定精煤成分用0.1含量法评定原煤可选性,是指在某一精灰分时的可选性。精煤灰分由客户提出或根据有关资料假定一个或几个精煤灰分值。本例中假定精煤灰分为10.0和13.0,评定中两种条件下的煤炭可选性。A3 绘制可选性曲线按照GB478-87附录A的规定,依据表A1绘制五条可选性曲线(H-R曲线)如图A1。可选性曲线绘制在220、00mm200mm的坐标纸上。A4 计算0.1含量A4.1确定理论分选密度在灰分坐标上分别标出灰分为10.0和13.0的两点(a和b),从d和d点向上引垂线分别交曲线于1和2点。由1和2点引水平线分别交曲线于1和2两点。再由1和2两点向上引垂线分别交密度坐标于a和b两点,交曲线于c和d两点。a和b两点代表的密度值即为精煤灰分分别为10.0%和13.0%时的理论分选密度,即1.53g/cm和2.01 g/cm。A4.2 计算0.1含量A确定0.1含量(初始值)图A1曲线上c和d两点左侧纵坐标的产率值18.3和1.7即为所求0.1含量(未扣除沉矸)。A计算0.1含量(最终值)将上边求得的0.1含量21、按照2.3条的规定扣除沉矸或者低密度物。当精煤灰分为10.0时,理论分选密度为1.53 g/cm,小于1.7g/cm。所以此时求得的0.1含量(18.3)应当扣除沉矸。从表A1可知,沉矸数值为11.6,故0.1含量为;1.53g/cm当精煤灰分为13.0时理论分选密度为2.01 g/cm大于1.70 g/cm。所以求时所求得的0.1含量(1.7%)应当扣除低密度物。从表A1可知,低密度物为77.0,故0.1含量为:A5 确定可选性等级A5.1当精煤灰分为10.0时,扣除沉矸后的0.1含量为20.7,根据表1可选性等级为“较难选”。A5.2当精煤灰分为13.0时,扣除低密度后的0.1含量为7.422、,根据表1可选性等级为“易选”。500.5mm粒级(综合级)原煤浮沉试验资料(表A1)密度级g/cm产率灰分累计0.1浮物沉物密度g/cm产率产率灰分产率灰分2.0011.5579.64100.0020.5011.5579.64合计100.0020.50煤泥1.0118.16总计100.0020.48中华人民共和国煤炭行业标准中国煤炭分类GB/T 5751-2009Chinese classification of coals1 范围本标准规定了基于应用的中国煤炭分类体系。本标准适用于中华人民共和国境内勘查、生产、加工利用和销售的煤炭。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本23、标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 212 煤的工业分析方法(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 fuelsDe24、termination of ash,ISO 562:1998,Hard coal and cokeDetermination of volatile matter,NEQ)GB/T 213 煤的发热量测定方法(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 煤样的制备方法(GB 4742008 ISO 182825、3:2006,Hard coal and cokeManual sampling,MOD)GB 475 商品煤样人工采取方法(GB 4752008 ISO 18283:2006,Hard coal and cokeManual sampling,MOD)GB/T 476 煤中碳和氢的测定方法(GB/T 4762008 ISO 625 Solid mineral fuelsDetermination of carbon and hydrogenLiebig method,MOD)GB/T 479 烟煤胶质层指数测定方法GB/T 482 煤层煤样采取方法GB/T 2566 低煤阶煤的透光率测定方法26、GB/T 4632 煤的最高内在水分测定方法(GB/T 46322008 ISO 1018:1975,Hard coalDetermination of moisture-holding capacity,MOD)GB/T 5447 烟煤粘结指数测定方法GB/T 5450 烟煤奥阿膨胀计试验(GB/T 54501997,eqv ISO 349:1989)GB/T 19494.1 煤炭机械化采样 第1部分:采样方法(GB/T 19494.1xx ISO 13909-1:2001 Hard coal and cokeMechanical samplingPart 1:General introdu27、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 煤炭机械化采样 第2部分:煤样的制备(GB/T 19494.2xx ISO 13909-1:2001 Hard coal and cokeMechanical sampling28、Part 1:General introduction,ISO 13909-4:2001 Hard coal and cokeMechanical samplingPart 4:CoalPreparation of test samples,NEQ)MT/T 998 生产煤样采取方法煤炭资源勘探煤样采取规程(原煤炭部1979年颁布)3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准煤 coal煤炭主要由植物遗体经煤化作用转化而成的富含碳的固体可燃有机沉积岩,含有一定的矿物质,相应的灰分产率小于或等于50%(干基质量分数)。注1:通过在地质煤化作用过程中,当全水分降到75%(质量分数)时,泥炭转化成煤;而29、在正常煤化过程中,无干扰煤层转化为半石墨上限定为镜质体平均随即反射率Rran为6.0%,或者,用镜质体平均最低反射率Rmax为8.0%为其上限更好。对于越变的接触变质的煤层,Rmax的上限可以超过10%。以上注释参见ISO 11760:2005国际煤分类。注2:目前国内用于煤炭储量计算时所统计的煤炭灰分上限为40%。4 分类总则4.1 本标准规定的中国煤炭分类体系是一种应用性的技术分类体系,可以用于说明煤炭的类别;指导煤炭的利用;根据一些重要的煤质指标进行不同煤的煤质比较;指导选取适宜的煤炭分析测试方法等。4.2 对煤炭分类用煤样的要求 判定煤炭类别时要求选用煤样为单种煤(单一煤层煤样或相同煤30、化程度煤组成的煤样),对不同煤化程度的混合煤或配煤不应作煤炭类别的判定。注:对单种煤的判别可参照GB/T 15591,商品煤反射率分布图标准偏差0.1%且无凹口时,为单一煤层煤。煤的镜质体反射率显微镜测定方法参见GB/T 69484.2.2 用于判定煤炭类别的煤样可以是勘查煤样、煤层煤样、生产煤样或商品煤样。 分类用煤样的采取.1 勘查煤样的采取应按煤炭资源勘探煤样采取规程的规定执行。.2 煤层煤样的采取应按GB/T 482的规定执行。.3 生产煤样的采取应按MT/T 998的规定执行。.4 商品煤样的采取应按GB/T 475和GB/T 19494.1的规定执行。 分类用煤样的制备分类用煤样的31、制备按GB/T 474和GB/T 19494.2的规定执行。4.2.5 分类用煤样的灰分.1 分类用煤样的干燥基灰分产率应小于等于10%。对于干燥基产率大于10%的煤样,在测试分类参数(4.3)前应采用重液方法进行减灰后再分类,所用重液的密度宜使煤样得到最高的回收率,并使减灰后的煤样的灰分在5%10%之间。减灰的方法可按GB 474中附录B进行。.2 对易泥化的低煤化程度褐煤,可采用灰分尽可能低的原煤。4.3 分类参数 分类参数有两类,即用于表征煤化程度的参数和用于表征煤工艺性能的参数:a) 用于表征煤化程度的参数干燥无灰基挥发份:符号为Vdaf,以质量分数表示,其测定方法参见GB/T 21232、;干燥无灰基氢含量:符号为Hdaf,以质量分数表示,其测定方法参见GB/T 476;恒湿无灰基高位发热量:符号为Qgr,maf,单位为兆焦每千克(MJ/kg),其测定方法参见GB/T 213;低煤阶煤透光率:符号为PM,以百分数表示,其测定方法参见GB/T 2566;b) 用于表征煤工艺性能的参数烟煤的粘结指数:符号为GRI(简记G),其测定方法参见GB/T 5447;烟煤的胶质层最大厚度:符号为Y,单位为毫米(mm),其测定方法参见GB/T 479;烟煤的奥阿膨胀度:符号为b,以百分数表示,其测定方法参见GB/T 5450; 采用煤化程度参数(主要是干燥无灰基挥发份)将煤炭划分为烟煤、无烟煤33、和褐煤。注:褐煤和烟煤的划分,采用透光率作为主要指标,并以恒湿无灰基高位发热量为辅助指标。4.3.3 无烟煤亚类的划分,采用干燥无灰基挥发份和干燥无灰基氢含量作为指标,如果两种结果有矛盾,以按干燥无灰基氢含量划分的结果为准。 烟煤类别的划分,需同时考虑烟煤的煤化程度和工艺性能(主要是粘结性)。烟煤煤化程度的参数采用干燥无灰基挥发份作为指标;烟煤粘结性的参数,以粘结指数作为主要指标,并以胶质层最大厚度(或奥阿膨胀度)作为辅助指标,当两者划分的类别有矛盾时,以按胶质层最大厚度划分的类别为准。 褐煤亚类的划分采用透光率作为指标。5 分类5.1 煤类划分及代号本分类体系中,先根据干燥无灰基挥发份等指标34、,将煤炭分为无烟煤、烟煤和褐煤;再根据干燥无灰基挥发份及粘结指数等指标,将烟煤划分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤和长焰煤。各类煤的名称可用下列汉语拼音字母为代号表示:WY无烟煤;YM烟煤;HM褐煤。PM贫煤;PS贫瘦煤;SM瘦煤;JM焦煤;FM肥煤;1/3JM1/3焦煤;QF气肥煤;QM气煤;1/2ZN1/2中黏煤;RN弱黏煤;BN不黏煤;CY长焰煤。5.2 编码各类煤用两位阿拉伯数码表示。十位数系按煤的挥分分组,无烟煤为0(Vdaf10.0%),烟煤为14(Vdaf10.0%20.0%,20.0%28.0% ,28.0%37.0%,335、7.0%),褐煤为5(Vdaf37.0%)。个位数,无烟煤类为13,表示煤化程度;烟煤类为16,表示粘结性;褐煤类为12,表示煤化程度。5.3 中国煤炭分类体系表 无烟煤、烟煤及褐煤的划分,见表1。表1 无烟煤、烟煤及褐煤分类表类别符号数码分类指标Vdaf (%)PM(%)无烟煤WY01,02,03,10.0烟煤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来区分烟煤36、和褐煤(在地质勘探中,Vdaf 37.0%,在不压饼的条件下测定的焦渣特征为12号的煤,再用PM来区分烟煤和褐煤)。b 凡Vdaf37.0%、PM50%者,为烟煤,PM30%50%的煤,如恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf大于24MJ/kg,则划为长焰煤,否则为褐煤。恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf的计算方法见下式: (1)Qgr,maf煤样的恒湿无灰基高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);Qgr,ad一般分析试验煤样的恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g),其测试方法参见GB/T 213;Mad一般分析试验煤样水分的质量分数,单位为百分数(%),其测试方法参见GB/T 212;MHC煤样37、最高内在水分的质量分数,单位为百分数(%),其测试方法参见GB/T 4632。5.3.2 无烟煤亚类的划分,见表2。表2 无烟煤亚类的划分类别符号数码分类指标Vdaf (%)Hdaf (%)a无烟煤一号WY1013.52.0无烟煤二号WY2023.56.52.03.0无烟煤三号WY3036.510.03.0a 在已确定无烟煤小类的生产矿、厂的日常工作、可以知按Vdaf分类;在地质勘探工作中,为新区确定小类或生产矿、厂和其他单位需要重新核定小类时,应同时测定Vdaf和Hdaf,按上表分小类。如两种结果有矛盾,以按Hdaf划小类的结果为准。5.3.3 烟煤的分类,见表3。表3 烟煤的分类类别符号数38、码分类指标Vdaf (%)GY(mm)b(%)b贫煤PM1110.020.05贫瘦煤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)气肥煤QF4637.0(85) a25.0220气煤QM344344452839、.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长焰煤CY414237.037.05535a 当类煤的粘结指数测值G85时,用干燥无灰基挥发分 Vdaf 和粘结指数G来划分煤类。当粘结指数测值G85时,则用干燥无灰基挥分Vdaf和胶质层最大厚度Y,或用干燥无灰基挥发分Vdaf和奥亚膨胀度b来划分煤类。在G85的情况下,当Y25.0mm时,根据Vdaf的大小可划分为肥煤和40、气肥煤;当Y25.0mm时,则根据Vdaf的大小可划分为焦煤、1/3焦煤和气煤。b 当G85时,用Y和b并列作为分类指标。当Vdaf28.0%时,b150的为肥煤;Vdaf28.0,b220的为肥煤或气肥煤。当b值和Y值有矛盾时,以Y值划分的类别为准。5.3.4 褐煤亚类的划分,见表4。表4 褐煤亚类的划分类别符号编码分类指标PM(%)Qgr,maf (MJ/kg) a褐煤一号HM15130-褐煤二号HM252305024a 凡Vdaf37.0%,PM30%50%的煤,如恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf24MJ/kg,则划为长焰煤。5.3.5 中国煤炭分类简表,见表5。表5 中国煤炭分类简表41、类别符号包括数码分类指标Vdaf()GY(mm)(%)PM b(%)Qgr,maf c(MJ/kg)无烟煤WY01,02,0310.0贫煤PM1110.020.05瘦贫煤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气肥煤QF4637.085 a25.0220气煤QM3443,44,4528.037.037.050-6535251/2中粘煤1/2ZN23,3320.042、37.030-50弱粘煤RN22,3220.037.05-30不粘煤BN21,3120.037.05长焰煤CY41,4237.03550褐煤HM515237.037.0373030-5024a 当G85的煤,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其他煤类,当Y25.0mm时,根据Vdaf的大小可划分为肥煤或气肥煤;如Y25.0mm,则根据其Vdaf的大小可划分为焦煤1/3焦煤或气煤。按b值划分类别时,Vdaf28.0%时,b150%的为肥煤;Vdaf28.0%时,b220%的为肥煤或气肥煤。如按b值和Y值划分的类别有矛盾时,以Y值划分的类别为准。b 对Vdaf37%,G5的煤,再以透光率PM 来区43、分其为长焰煤或褐煤。b 对Vdaf37%,PM30%50%的煤,再测Qgr,maf,如其值大于24MJ/kg,应划分为长焰煤。否则为褐煤。5.4 中国煤炭分类图,见图1。图1 中国煤炭分类图各种工业用煤的质量要求煤炭既是燃料,也是工业原料,广泛地用于冶金、电力、化工、城市煤气、铁路、建材等国民经济各部门。不同的行业、不同的用煤设备对煤炭的质量均有不同的要求。掌握各种工业用煤对煤炭质量的要求,对于指导我国煤炭的合理利用及综合利用,实现煤炭产品的“对路供应”有着积极的促进作用。第一节 炼焦用煤的质量要求目前世界各国对炼焦用煤的质量要求都很高,我国每年炼焦精煤的产量是8000万吨左右,炼出的焦炭主要44、供炼铁、铸造和化工等部门使用。由于不同用途的焦炭质量要求是不同的,因此对于炼焦精煤的质量要求也就有所不同。如炼制冶金焦的精煤质量就应比炼制化工焦的精煤质量好。就炼焦用煤而言,结焦性和粘结性是最为重要的指标,即炼焦用煤首先要有较好的结焦性和粘结性。在我国新的煤炭分类GB5751-86中,1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤均属炼焦煤范畴,都可作为炼焦(配)煤使用。 我国煤炭资源虽很丰富,但地区及煤种的分布却很不均衡,炼焦煤类还不到我国煤炭总储量的30,且结焦性和粘结性均很好的肥煤和焦煤中又有很大一部分属于高灰、高硫、难选煤。因此,更加合理地利用我国现有的炼焦煤资源是极45、为必要的。今后随着炼焦技术的不断发展,炼焦煤的范畴也将会逐渐扩大。(一)冶金焦用煤的质量要求冶金焦是高炉炼铁必不可少的燃料和原料。在炼铁过程中,焦炭既作为冶炼过程提供热源,又作为主要的还原剂,同时也维护炉内料柱的透气性,使高炉能够正常运行,还需要有一定的块度和强度。随着高炉大型化和强化冶炼技术的发展,对焦炭强度的要求也日益提高。焦炭的强度可分为耐磨强度和抗碎强度。在焦炭受到摩擦力和冲击力作用的情况下,当焦炭外表面承受的摩擦力超过气孔壁强度时,产生表面薄层分离现象,形成碎屑和粉末,焦炭抵抗此种破坏的能力称为耐磨强度。当焦炭承受冲击力时,焦炭沿结构的裂纹或缺陷处碎成小块,焦炭抵抗此种破坏的能力称为46、抗碎强度。耐磨强度和抗碎强度是通过转鼓试验来确定的。在规定的条件下,焦炭在转鼓内破坏到一定程度后,用粒度小于或大于某定值的碎焦数量或碎焦数量占试样总量的百分率表示耐磨强度;而用粒度大于某定值的块焦数量或块焦数量占试样总量的百分率表示抗碎强度。各国的转鼓试验在装置尺寸、鼓内构造、试样粒度和质量、转鼓的转速和转数有依筛孔与表示方法等方面都有所不同。目前,我国采用德国的米贡转鼓试验方法测定焦炭的强度。抗碎强度用M40表示,是指经过转鼓试验之后大于40mm的块焦数量占试样总量的百分率。M40愈大,表明焦炭的抗碎强度愈高。耐磨强度用M10表示,是指转鼓试验之后小于10mm的碎焦数量占试样总量的百分率。M47、10愈小,表明焦炭的耐磨强度越高。焦炭强度的高低主要取决于煤的结焦性和粘结性,因此炼焦用煤要有较好的结焦性和粘结性。此外,对煤的其他指标也有相应的规定。1.灰分Ad()在炼焦过程中,煤中的灰分几乎全部转入焦炭之中。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,熔点较高,在炼铁过程中只能靠加入石灰石等溶剂与它们生成低熔点化合物才能以熔渣形式由高炉排出,因而会使炉渣量增加。焦炭在高炉内被加热到高于炼焦温度时,由于焦炭与灰分的热膨胀性不同,焦炭沿灰分颗粒周围产生裂纹并逐渐扩大,使焦炭碎裂或粉化。此外,焦炭灰分高,则要求适当提高高炉炉渣碱度,高炉气中的钾、钠蒸气含48、量也相应增加,而这些均加速焦炭与CO2反应消耗大量焦炭。一般焦炭灰分每升高1,高炉溶剂消耗量约增加4。炉渣量约增加3,每吨生铁消耗焦炭量增加1.7-2.0,生铁产量约降低2.2-3.0。因此,对炼焦用煤而言,灰分应尽可能低些。炼焦精煤的灰分一般应在10.00以下,最高的不应超过12.5。与某些工业发达国家相比,我国高炉焦的灰分是较高的,这是焦炭质量差的主要原因。若能将焦炭灰分从14.5降至10.5,以年生产铁4000万吨的高炉计,即可节省溶剂130万吨、焦炭220万吨,同时增产生铁580万吨,还可大大减少铁路运输量。炼焦精煤灰分要从煤炭资源特点(如煤的可选性、精煤的回收率)并结合选煤技术,中煤49、和矸石的合理利用等方面进行综合的技术经济分析加以确定。2.硫分St,d(%)焦炭中的硫全部来自于煤,存在的形式主要有以下几种:(1)煤种矿物质转变而来的硫化物,如FeS2、CaS2、以及Fe与s固溶生长的:FenSm;(2)炼焦过程中部分硫化物被氧化生成的少量硫酸盐,如FeSO4、CaSO4;(3)炼焦过程中生成的气态含硫化物在析出过程中与高温焦炭作用而进入焦炭生成碳硫复合物。高炉内由炉料带入的硫分,仅5-200随高炉煤气逸出,其余的参加炉内硫循环,只能靠炉渣排出。焦炭含硫高会使生铁含硫高,增大其热脆性,同时还会增加炉渣碱度,使高炉运行指标下降。通常焦炭硫分每增加0.1,焦炭消耗量增加1.2-50、2.0,生铁产量减少2以上。此外,焦炭中的硫含量高还会使冶炼过程的环境污染加剧。炼焦用精煤的全硫含量一般应在1.50以下,个别稀缺煤种(如肥煤)最高也不超过2.50。3.全水分Mt()煤中水分的高低对于焦炭的质量没有直接影响,但水分含量过高,除了增加不必要的运输量之外,还会给实际生产带来一系列的问题。炼焦精煤的水分含量过高,会使炼焦过程自身的能耗有所增加,也给严寒地区装卸车带来一定的困难,一般规定炼焦精煤的全水分应在12.0以下。4.磷含量煤中所含的磷几乎全部残留在焦炭中,焦炭中的磷又全部转入生铁,会增大其冷脆性。转炉炼钢不易除磷,要求生铁含磷量低于0.010.015。我国炼焦精煤的磷含量普遍51、较低,一般都能满足要求。(二)铸造焦用煤的质量要求铸造焦主要用于冲天炉熔炼。冲天炉的工作原理和生产实践表明,铸造焦应具有下列特性。1.块度较大且反应性较低从天炉内的主要反应有:氧化带C+O2CO2+热还原带C+C2O2CO-热为提高冲天炉过热区的温度,使熔融金属的过热温度足够高,流动性好,应保持适宜的氧化带高度。焦炭的粒度小或反应性高均会使氧化带的高度降低,以及炉气的最高温度降低,进而使过热区温度降低,影响正常操作。如果焦炭的粒度过大,则会使燃烧区不集中,也会降低炉气温度。铸造焦的粒度以50-150mm为好,并力求均匀。2、硫含量要低硫是铸铁中的有害元素,通常应控制在0.1以下。当冲天炉内焦炭52、燃烧时,焦炭中的硫一部分生成了SO2随炉气上升,在上升过程中与固态金属炉料作用,发生如下反应:3Fe(固)+SO2FeS+2FeO因此,含硫低于0.1的原料铁,经气相增硫后,铁料的含硫量可高达0.45。铁料熔化成铁水后,在流经底焦时硫还要进一步增加。焦炭硫分高、粒度小、气孔率大,则铁水增硫量大。一般在冲天炉内铁水增硫量约为焦炭含硫量的30,而在造渣脱硫过程中当炉渣碱度(CaO/SiO2)达1.5-2.0时,脱硫率不超过50。所以铸造焦的硫分应严格控制,这就对铸造焦用煤的硫含量提出了较高的要求,一般不超过1.00,最高也不应超过1.5.此外,铸造焦用煤的灰分也应尽可能低,不应超过10.00。全水53、分亦不应超过12.0。在实际生产中,大多采取配煤炼焦。在保证焦炭质量的前提下,对配煤中的单煤,特别是结焦性和粘结性均较好的焦煤和肥煤的要求可适当放宽些,以解决炼焦煤源不足的问题。由于气化焦和电石焦的用量不大,且对煤的质量要求较低,此外不再赘述。第二节 发电用煤的质量要求我国发电厂是煤炭的最大用户,1997年全国发电用煤量近亿吨(1996年发电用煤量为4.7亿吨),发电量达11350亿度,发电装机总容量为2.5亿KW。主要燃煤电厂的单机容量普遍在20-30万KW以上。到1996年底全国正在运行和建设的装机容量在100万KW以上的大型发电厂已分别达36个和35个。随着环保对燃煤排放SO2和粉尘的要54、求越来越高,发电用煤对煤质的要求也日益提高,如国务院于1998年颁发的国函字5号文中明确要求:除以热定电的热电厂外,禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤火电厂。新建、改造燃煤含硫量大于1的电厂,要在2000年前采取减排二氧化硫的措施,在20xx年前分期分批建成脱硫设施或采取其他具有相应效果的减排二氧化硫的措施。该文同时对煤矿供煤的硫分也提出了很高的要求。即禁止新建煤层含硫分大于3的矿井,建成的生产煤层含硫分大于3的矿井,逐步实行限产或关停。新建、改造含硫分大于1.5的煤矿,应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施。发电用煤对煤质的主要要求如下:(一)发热量合适的发热量是发电用煤必须首先满足条件,一般来55、说,单机容量越大的火力发电厂对燃煤热值的要求也越高,如以30万KW的发电机组为例,其燃煤的发热量(Qnerar)应在5500Kcal/Kg左右,最好在6000Kcal/Kg以上,而对沸腾燃烧的小型坑口电厂来说,其发热量(Qnerar)在3000Kcal/Kg以上即能满足要求。一般中小型电厂的燃煤发热量(Qnerar)多在45005500Kcal/Kg左右。有些燃用褐煤的电厂,燃煤热值(Qnerar)在2500Kcal/Kg以上的也可以使用。但总的来说,发电用煤的发热量以符合电厂在锅炉设计时的要求为好,发热量过低或过高都会影响电厂的正常运行。(二)挥发分我国的大部分火力发电厂用煤以烟煤为主,因此56、对供电厂用煤的挥发分(Vdaf)要求一般应在10以上,其中以Vdaf大于20的较好,Vdaf大于3036的则更易于燃烧。至于燃用褐煤的一些电厂(其中不少为坑口电厂)的挥发分一般都在40以上。少数燃用无烟煤的电厂如重庆铬瑝电厂和阳泉电厂等则多用原煤挥发分介于812之间的年轻无烟煤。但总的来说,电厂用煤的挥发分也应符合各厂在锅炉设计时的要求为好。如广西合山电厂在设计时系使用合山的贫煤,挥发分在15左右,因此供该厂煤的挥发分也就不宜过高或过低。(三)灰熔融性对固态排渣的发电厂煤粉锅炉来说,通常以燃煤的灰熔融性软化温度(ST)大于1350为最好,但由于我国晚第三纪的褐煤和华北及西北地区的一些侏罗纪煤(57、如大同弱粘煤、东胜神府的不粘煤、长焰煤)的灰熔融性软化温度(ST)普遍在1250左右或以下,而这些煤目前普遍作为发电用煤,因此实际上发电用煤对灰熔融性软化温度也就没有十分严格要求,但总的来说,ST值越高越好。对少数液态排渣的电厂锅炉来说,则要求燃煤的灰熔融性流动温度(FT)越低越好,一般以FT小于1200为最好,必要时还可添加助溶剂以降低灰渣的流动温度。(四)硫分 如单从对燃烧的影响来看,发电用煤对硫分没有严格的要求,但由于硫分会腐蚀锅炉和管道,影响设备寿命;而更重要的是由于燃煤排放出的SO2会严重污染大气质量,产生酸雨,破坏生态平衡,损坏名胜古迹。因此从环保的角度看,燃煤的硫分以低于1%为最58、好,而从我过发电用煤的实际情况只要硫分不超过3的均可使用。至于燃烧后排出的大量SO2则可以采用烟气脱硫的方法予以脱除,一般SO2脱除率可达90左右,但这种方法的不足之处是基建投资大(约占电厂总投资的30左右),运行费用高。此外。电厂也可采用循环流化床锅炉(CFBC)燃用高硫煤,用石灰石来固定SO2,其SO2和NOX的排放率比一般煤粉锅炉减少50,且投资又相对较低。(五)可磨性对中小型电厂来说,由于普遍采用煤粉燃烧,若发电用煤的可磨性太差,就会增大其磨煤电耗,从而使发电成本增高。因此,总的来说,发电用煤的哈氏可磨性指数(HGI)越高越好,对烟煤来说,其HGI值以大于50较好,至少也应在45以上。59、至于褐煤和无烟煤的哈氏可磨性指数则另行考虑。(六)灰分发电用煤的灰分一般不宜太高,否则不仅会增高磨煤电耗(尤其是黄铁矿的硬度更大),而且还会增加排灰量和增大堆灰场地,同时还增加了入厂原煤的运输量,从而增大发电的综合成本。不过,为了充分利用我国的低质煤资源如洗煤厂的洗中煤和部分洗矸,对某些小型坑口电厂来说,也可就近采用灰分不超过46的廉价高灰分煤作为燃料。(七)全水分发电用煤的全水分(Mt)增高不仅会降低其收到基低位发热量(Qnerar),而且还会影响其可磨性。这是由于水分越大的煤,在磨煤机中会互相粘连而增加磨煤时间,从而增大磨煤电耗。因此,除褐煤以外,一般发电用煤的水分以不超过15为宜,且以不60、超过10最好,此外,发电用煤的品种以粒度13mm(或25mm)的磨煤或粉煤(37Ad25C/H1.0R0max%惰性组含量10一般宜采用挥发分产率较高的年轻煤(如褐煤、长焰煤和Vdaf大于37的气煤等)作液化用煤。容易液化的煤岩显微组分的顺序是:壳质组、镜质组、半镜质组和半丝质组,丝炭几乎不能液化。研究工作表明,液化用煤的惰质组含量以低于10为宜,最高也不要超过15,否则由于未反应的煤太多而影响液化效果。镜质组平均最大反射率小于0.7的煤大多适于液化,但也有某些达到0.9的煤也颇适于液化。从煤的化学成分来看,一般以含碳量Cdaf小于85、碳氢质量比小于16的煤较为适宜。氧含量高的煤,由于煤结构61、中的氧大都以羰基形态存在,液化加氢时会消耗大量的氢变成水。高硫分煤在液化时也会消耗大量的氢生成硫化氢析出。含氮量高的煤在液化变成氨,因而也使氢耗量增大。如采用含氧量较低的年轻烟煤进行液化,虽然氢的消耗量较小,但反映速度要比含氧量高的褐煤慢。从上述分析可以看出,在液化用煤的一系列煤质要求中,有许多是互相矛盾的,看来液化用煤也可以采用配煤的方法较为合适。第五节 蒸汽机车用煤的质量要求蒸汽机车锅炉的构造比较特殊,对煤质要求较高,一般须使用Vdaf大于20的长焰煤、弱粘煤、气煤、1/3焦煤和不适于炼焦的肥煤,以便于点燃。这些煤的火焰长,能使锅炉在短时间内达到额定产气量,保证机车的行驶速度和牵引力。蒸汽62、机车用煤的灰分Ad应小于24.00,Qnerar就大于20.91MJ/Kg,由于蒸汽机车锅炉的通风力强,煤粉易被吹跑或从炉条间隙漏掉,所以必须使用粒度大于6-50mm之间的块煤。此外,ST要大于1200,略有粘结性,硫分Std以不超过1为宜。蒸汽机车用煤对煤质的要求详见GB4063蒸汽机车用煤质量。第六节 水泥回转窑用煤的质量要求水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石灰等建筑材料都要经过各种窑焙烧、煅烧甚至熔化等高温处理。而煤炭是主要燃料。其中水泥工业用煤要求较高。水泥生产的方法不同,对煤炭品种和质量的要求也不同。回转窑要求灰分Ad小于27、发热量(Qnerar)大于21.00MJ/Kg的挥发分较高的烟煤63、煤粉作燃料,而立窑则要求发热量(Qnerar)大于25.09MJ/Kg的无烟块煤作燃料。为减轻对水泥配方的影响,水泥用煤的质量保持稳定。烧砖瓦、石类窑(土窑)用煤的质量要求不高,甚至煤矸石、石煤亦可使用。水泥回转窑用煤对煤炭质量的要求详见GB7563水泥回转窑用煤质量。第七节 高炉喷吹用煤的质量要求(一)高炉喷吹无烟煤粉技术近年来,为降低焦炭消耗,增加生铁产量,改善生铁质量,将无烟煤粉或重油从风口随热风喷入高炉的喷吹技术得到了大力发展。采用喷吹技术后,焦炭作为热源和还原剂的作用可在一定程度上由喷吹燃料所取代(但喷吹燃料无法取代焦炭的疏松骨架作用)。但随着石油资源的日益短缺、价格不断上涨,喷吹重64、油受到一定的限制,喷吹无烟煤粉技术得到了发展。我国自20世纪60年代起开始对高炉喷吹无烟煤粉技术进行研究,现在这方面已达到国际先进水平。宝钢、鞍钢、本钢、首钢、宝钢、武钢、马钢、湘钢、太钢、梅山冶金公司、宣化钢铁公司和攀枝花钢铁公司都已采用了这一技术,并取得了显著的成效。此外,像杭州钢厂等、邯郸钢厂、石家庄钢厂、辽宁北台钢厂、甘肃酒泉钢铁公司等一些中小型钢铁企业也采用或拟采用这一技术。现在我国高炉喷吹年用煤量已达400万吨,按置换比0.8计,每年便可节约冶金焦320万吨,节约资金1亿多元。高炉喷吹无烟煤粉后,在节约焦炭的同时,还会使高炉的有效容积相对有所增加,从而增加生铁的产量并可改善高炉的冶65、炼状况和操作条件,便于高炉顺利运行,使生铁的质量也有所提高。喷吹设备远比炼焦设备简单,其投资只相当于同等能力焦炉投资的20-25,加工煤粉的能耗也远比炼焦工艺低得多,因而喷吹煤粉在设备投资、成本、运行、维护及节能等方面的效益都很显著。国外对喷吹煤粉技术也比较重视,英、法、美等国家已先后采用了这一技术。在日本,已有16座高炉采用了喷吹煤粉技术。除了将煤粉直接喷入高炉外,还可以将其与油混合制成“油煤浆”或与焦油混合抽制“焦油煤浆”喷入高炉,目前这项技术在日本已得到了应用。高炉喷吹无烟煤粉工艺过程如下所述:原料煤经给料斗通过胶带传送到煤仓,再经喂料器送入球磨机进行研磨。粒度达到要求的煤粉(小于16066、目或小于200目)通过惯力传送到旋风除尘器,粒度达不到要求的煤粉再重新进入球磨机进行研磨,粒度的大小是通过风力的大小来控制的。在球磨的同时,用鼓风机向球磨机内吹入热风以除去煤中的水分。煤粉从旋风除尘器的下部依次进入贮料仓和给料仓。从旋风除尘器上部跑出的煤粉再进入布袋尘器进行除尘,收集下来的煤粉从布袋除尘器的下部依次进入贮料仓和给料仓。最后用压缩空气(或氮气)将煤粉从高炉的风口直接喷入高炉回旋区。喷入的煤粉在回旋区内剧烈燃烧,产生的热能是高炉冶炼过程的主要热源,燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的主要还原剂。随着喷吹技术的不断提高,目前国内有些大型钢铁公司已开始采用单独喷吹烟煤粉或无烟煤粉的混合67、喷吹技术,进一步扩大了喷吹用煤的资源。(二)高炉喷吹用煤对煤炭质量的要求高炉喷吹用煤对煤的质量要求较高,煤质的好坏对喷吹的经济效益和高炉的正常操作都有直接影响,一般认为,高炉喷吹用煤的质量要求如下:1. 灰分要低灰分高,喷入的有效成分的量就相对地降低。煤的发热量和固定碳含量也有所下降,喷入的煤粉作为高炉冶炼的热源和还原剂的作用将会减弱,节焦效果变差。其次,灰分高还会使高炉的渣量增加,酸性物质的含量增高,影响造渣。因为为了保持炉渣的脱硫能力,必须维持一定的炉渣碱度(CaO/SiO2),而煤灰带入的SiO2要靠碱性物质CaO来平衡,因而做成渣量增加。这不仅多消耗了热量,而且影响高炉内料柱的透气性,68、使生铁的产量下降,质量降低。生产实践表明,燃料(包括焦炭和煤粉)灰分每升高1,燃料消耗增加2,生铁产量下降2。高炉喷吹用煤的灰分一般不应超过12,最高不应超过17。2. 硫含量要低高炉喷吹用煤的硫含量应尽可能低。高炉内由炉料带入的硫分仅有5-20随高炉煤气逸出,其余的均参加炉内硫循环,只能靠炉渣排出。入炉煤粉含量高导致生铁硫含量增高,降低生铁质量,使高炉操作指标下降,同时降低生铁产量。硫分每增加0.1,生铁产量降低2,燃料比升高1.5。高炉喷吹用煤的硫含量以小于0.7为宜,最高不应超过1.10。3. 水分含量要低水分含量不但会使煤的发热量有所降低,还会使干燥系统的能耗增高,给球磨带来困难,使球69、磨机不能正常工作。高炉喷吹用煤的水分一般以小于8为宜,最高不应超过12。4. 挥发分要合适目前我国除太原钢铁公司用Vdaf为14左右的贫瘦煤外,其他钢铁厂多用无烟煤或将高变质烟煤与无烟煤配合使用。一般说来,挥发分的高低对高炉喷吹的影响不是很大,但当Vdaf较高时,在制粉及喷吹过程中容易引起爆炸。我国目前基本上是以无烟煤作为喷吹的原料煤,挥发分均在10以下。烟煤也可以作为喷吹的原料煤,但由于其爆炸的危险性较大,喷吹需在惰性气体(一般为氮气)中进行,设备相当复杂些,成本也略有增高,尽管近年来国内外烟煤喷吹技术已有了很大的发展,但从我国的实际情况及煤炭资源特点来考虑,将无烟煤作为高炉喷吹用煤是比较适70、宜的。5. 其他方面的质量要求高炉喷吹用煤的固定碳含量应高些,一般以大于75为宜。哈氏可磨性指数HGI也应高些,虽然HGI的大小对高炉喷吹的效果没有直接影响,但HGI过小,表明煤的硬度大,会给制粉工艺带来一定的困难,增加动力消耗,同时使喷吹设备(特别是喷枪)的寿命降低。煤灰成分对高炉喷吹也有一定的影响,钒和钛的含量越低越好,因为中两种元素会增加炼铁过程中灰渣的粘度,致使铁水和炉渣较难分离。煤灰中二氧化硅与氧化钙之比(SiO2/CaO2)小越好,因为CaO含量的增高有助于降低酸性炉渣的粘度。另外,如煤灰中的氧化铁含量高,相当在高炉中增多了矿石中铁的成分。我国无烟煤资源比较丰富,其储量约占全国煤炭71、总储量的13左右(截止1996年底),其绝对储量达千亿吨以上。在我国除新疆、青海等少数省(直辖市、自治区)尚未发现无烟煤资源外,其余各省(区)均或多或少的有无烟煤资源。河南省的郑州矿务局,永夏矿区、焦作矿务局,山西省的阳泉矿务局、晋城矿务局,北京矿务局,宁夏的石炭井矿务局等其他一些地方矿基本上都能提供一定数量的满足上述质量要求的高炉喷吹无烟煤。因此,发展高炉喷吹无烟煤粉技术在我国有广阔的前景。近年来,由于煤炭开采方式的改变和机械化水平的提高,煤炭的质量受到较大影响,特别是灰分和硫分上升的较多,这给钢铁企业的经济效益带来了极不利的影响。若各矿都能将原煤入选,向用户提供优质的无烟洗精煤,则供需双方72、都能获得较好的经济效益。随着钢铁工业的发展,喷吹用煤量将会逐年增加。将优质无烟粉煤作为高炉喷吹的原料必将是无烟煤利用的有效途径之一。第八节 其他工业用煤质量要求(一)烧结矿用无烟煤的质量要求我国的铁矿石有许多是贫矿。如果把贫矿直接作为高炉冶炼的原料,不仅高炉的利用系数降低,生产能力下降,炼铁时的焦比也会大幅度上升,所以这种贫矿通常都要进行精选。但选后的精铁粉不能直接送入高炉冶炼,必须把它在高温下烧结(熔融)成块。烧结时,过去多用焦粉作燃料,因此对烧结燃料的要求也是低灰、低硫和高发热量。为了节约焦炭,目前已多用无烟煤粉来代替。烧结用无烟煤的灰分应小于15,硫分小于0.7(最高也不应超过1),否则73、会增高生铁的含硫量而影响烧结质量。此外,小于0.5mm的煤粉量要少。(二)电石炉用无烟煤的质量要求电石炉可以用焦炭,也可以用无烟煤作原料。开启式电炉可全部用无烟煤,但在密闭式电石炉中需要焦炭和无烟煤掺混使用。这两种电石炉对烟煤的质量要求如下表:煤质指标开启式炉密闭式炉Ad76Vdaf810Mt52Pd0.040.04Std1.51.451.6粒度/mm3-403-40煤炭分析试验项目专用符号GB/T483-1998本标准采用各分析试验项目的英文名词第一个字母或缩略字,以及各化学成分的元素符号或分子式作为它们的代表符号。下列符号为煤炭分析试验项目专用符号:a收缩度,;A灰分,;AI磨损指数,mg74、/Kg;ARD视相对密度;b膨胀度,Clin结渣率,CR半焦产率,CSN坩锅膨胀序数;DT灰熔融性变形温度,EB苯萃取物产率,FC固定碳,FT灰熔融性流动温度,GRI粘结指数;HA腐植酸产率,HGI哈氏可磨性指数;HT灰熔融性半球温度,M水分,MHC最高内在水分,MM矿物质,PM透光率,Q发热量,J/g或MJ/kgRI罗加指数;SS抗碎强度,ST灰熔融性软化温度,Tar焦油产率,TRD真相对密度;TS热稳定性,V挥发分,Water干馏总水产率,x焦块最终收缩度,mm;y胶质层最大厚度,mma二氧化碳转化率,对各分析试验项目的进一步划分,采用相同的英文名词的第一个字母或缩略字,标在有关符号的右下75、角。本标准所涉及的分析试验项目中采用的下标有下列几种:f外在或游离;inh内在;o有机;p硫化铁;s硫酸盐;gr,p恒压高位;gr,v恒容高位;net,p恒压低位;net,v恒容低位;b弹筒;t全。为了区别以下不同基表示的煤炭分析结果,采用下列英文字母,标在有关符号的右下角、项目细划分符号后面,并用逗号分开。本标准涉及的常用基的符号有下列几种:ad空气干燥基;ar收到基;d干燥基;daf干燥无灰基;dmmf干燥无矿物基。举例:如空气烦躁基全硫,以St,ad表示。低位发热量的计算(GB/T213-2003)1.恒容低位发热量工业上是根据煤的收到基低位发热量进行计算和设计。煤的收到基恒容低位发热量76、的计算方法如下式:Qnet,v,ar煤的收到基恒容低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);Qgr,v,ad煤的空气干燥基恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);Mt煤的收到基全水分(按GB/T211测定),单位为百分数();Mad煤的空气干燥基水分(按GB/T211测定),单位为百分数();Had煤的空气干燥基氢含量(按GB/T476或GB/T15460测定),单位为百分数()。2.恒压低位发热量由弹筒发热量算出的高位发热量和低位发热量都属恒容状态,在实际工业燃烧中则是恒压状态,严格地讲,工业计算中应使用恒压低位发热量,如有必要,恒压低位发热量可按下式计算:式中:Qad煤的空气干燥基氧含量(按77、GB/T475计算),单位为百分数();Nad煤的空气干燥基氮含量(按GB/T475计算),单位为百分数();其余符号意义同前注:(QadNad)100-Mad-Aad-Cad-Had-St,ad各种不同基的煤的发热量换算高位发热量基的换算煤的各种不同基的发热量的高位发热量依次按下式换算:式中:Qgr高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);Aad空气干燥基煤样的灰分,单位百分数();Ar,ad,d,daf分别代表收到基、空气干燥基、干燥基、和干燥无灰基,其余符号意义同前。低位发热量基的换算煤的各种不同水分的恒容低位发热量按下式换算:式中:Qnet,v,m水分为M的煤的恒容低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);M煤样的水分,单位为百分数();干燥基时M=0,空气烦躁基时M=Mad,收到基时M=Mt,其余符号同前。
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