原煤,标煤,褐煤.docx

能源的种类很多，所含的热量也各不相同，为了便于相互对比和在总量上进行研究，我国把每公斤含热7000大卡（29306焦耳）的定为标准煤,也称标煤。另外，我国还经常将各种能源折合成标准煤的吨数来表示，如1吨秸秆的能量相当于0.5吨标准煤，1立方米沼气的能量相当于0.7公斤标准煤。标准煤亦称煤当量，具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤。能源折标准煤系数某种能源实际热值（千卡/千克）/7000（千卡/千克）在各种能源折算标准煤之前，首先直测算各种能源的实际平均热值，再折算标准煤。平均热值也称平均发热量是指不同种类或品种的能源实测发热量的加权平均值。计算公式为：平均热值(千卡千克)（某种能源实测低发热量）该能源数量/能源总量（吨）各类能源折算标准煤的参考系数能源名称 平均低位发热量 折标准煤系数原煤 20934千焦公斤 07143公斤标煤公斤洗精煤 26377千焦公斤 09000公斤标煤公斤其他洗煤 8374 千焦公斤 02850公斤标煤公斤焦炭 28470千焦公斤 09714公斤标煤公斤原油 41868千焦公斤 14286公斤标煤公斤燃料油 41868千焦公斤 14286公斤标煤公斤汽油 43124千焦公斤 14714公斤标煤公斤煤油 43124千焦公斤 14714公斤标煤公斤柴油 42705千焦公斤 14571公斤标煤公斤液化石油气 47472千焦公斤 17143公斤标煤公斤炼厂干气 46055千焦/ 公斤 15714公斤标煤公斤天然气 35588千焦/立方米 12143吨/万立方米焦炉煤气 16746千焦/立方米 5714-6.143吨/万立方米其他煤气 35701吨/万立方米热力 0.03412吨百万千焦电力 1.229吨/万千瓦时1、热力 其计算方法是根据锅炉出口蒸汽和热水的温度压力在焓熵图(表)内查得每千克的热焓减去给水(或回水)热焓，乘上锅炉实际产出的蒸汽或热水数量(流量表读出)计算。如果有些企业没有配齐蒸汽或热水的流量表，如没有焓熵图(表)，则可参下列方法估算：(1)报告期内锅炉的给水量减排污等损失量，作为蒸汽或热水的产量。(2)热水在闭路循环供应的情况下，每千克热焓按20千卡计算，如在开路供应时，则每千克热焓按70千卡计算(均系考虑出口温度90，回水温度20)。(3)饱和蒸汽，压力1-2.5千克平方厘米，温度127以上的热焓按620千卡，压力3-7千克平方厘米，温度135-165的热焓按630千卡。压力8千克平方厘米，温度170以上每千克蒸汽按640千卡计算。(4)过热蒸汽，压力150千克平方厘米，每千克热焓：200以下按650千卡计算，220-260按680千卡计算，280-320按700千卡，350-500按700千卡计算。按4.1868焦耳折算成焦耳。2.热力单位“千卡”与标准煤“吨”的折算 能源折算系数中“蒸汽”和“热水”的计算单位为“千卡”，但“基本情况表”中(能源消耗量中)“蒸汽”计算单位为“蒸吨”，在其它能源消耗量(折标煤)其中的“热水”计算单位为“吨”，因此需要进一步折算，才能适合“基本情况表”的填报要求，按国家标准每吨7000千卡折1千克标准煤计算：3.电力的热值 一般有两种计算方法：一种是按理论热值计算，另一种是按火力发电煤耗计算。每种方法各有各的用途。理论热值是按每度电本身的热功当量860大卡即0.1229千克标准煤计算的。按火力发电煤耗计算，每年各不相同，为便于对比，以国家统计局每万度电折0.404千克标准煤，作为今后电力折算标准煤系数。201107051.1褐煤的特点与性质1.1.1褐煤的特点褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的煤种。它是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。褐煤大多数无光泽，真密度在1.101.40g/cm3之间，水分高达30%60%，热值底（原煤2700Kcal/kg左右），燃点低，不粘结，易风化变质，含原生腐植酸，含氧高，化学反应性强，热稳定性差。具有低硫、低磷、高挥发分、高灰熔点的“两高两低”显著特点，是火力发电厂、沸腾炉理想的燃料。1.1.2褐煤的结构从煤化过程来看，褐煤是一种相对年轻的煤种，介于植物和烟煤，无烟煤之间的一种物质。煤样用傅里叶红外光谱、X-射线光电子能谱、电子顺磁共振、碳谱核磁共振和气体等温吸附法进行分析鉴定，发现褐煤内部存在许多毛细孔，并含有较多的脂肪烃类物质和含氧官能团，以及少量的芳香烃类物质。1.1.3褐煤中水分的存在形式含水分高是褐煤的重要特征之一，其水分主要由3部分组成：植物经成煤过程和成煤作用后残留、保存下来的水分，主要存在于褐煤毛细孔中，称为内在水(结合水)，这部分水分基本反映其煤化程度，煤化程度愈浅，水分含量愈高。煤开采、堆放和运输过程中，由外部环境吸收或向环境释放部分水分后保留在煤表面的游离状态的水，通常称为外在水（非结合水）；褐煤中矿物质所含有的结晶水。一般来说，脱除褐煤的外在水分比较容易，但要脱除褐煤内在水分和矿物质结晶水则困难得多。褐煤内在水分的脱除性取决于其孔结构的发育程度和状态。1.1.4干燥褐煤的吸潮由于褐煤内部存在许多毛细孔，使褐煤内部的气孔率和比表面积较高，且褐煤含有原生腐植酸，表面具有亲水性，导致褐煤通过表面吸附、毛细管凝聚和界面扩散三种作用吸潮。湿褐煤就像吸足水分的海绵；而干燥后（仅指脱除表面水的情况）的褐煤就像拧干后的海绵。当干燥后的褐煤遇到水或湿空气时，就会吸潮。1.1.5褐煤的自燃褐煤反应性强，孔隙率较高，氧含量较高，一般为15%-30%，是一种化学活性较强的煤种。只要将褐煤暴露在空气中，就会开始其氧化升温，温度愈高，氧化速度愈快。当温度升高至某一值时，不管是在井下还是地面，就会发生自燃。据我国山东龙口矿务局北皂煤矿井下观察，褐煤升温过程是先换后急，从常温20升温到35，至少需要1个月的时间，由35升高到60，一般只需要3-5天，再由60升温到燃点284，时间不超过24小时。因此，褐煤的储存显得很重要。1.1.6褐煤在干燥过程中理化性质的变化褐煤在常压下加热到100度以上时，大部分的自由水能够被蒸发。当褐煤水分低于15%时，若需要继续干燥和脱水，即脱除结合水时，由于褐煤与结合水有较强的结合力，则需要较高的温度和能量才能够进行。当褐煤在常压下继续加热到180度以上时，褐煤结合水（内在水）能够被脱除。当褐煤温度高于150度时，羟基官能团(主要是-COOH)发生分解，析出CO2气体，同时将褐煤的结合水（内在水）排除。进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起褐煤的表面性质改变。在这种干燥温度条件下，由于大量的羟基官能团分解，导致褐煤内部的毛细孔倒坍和产生交联。毛细孔倒坍可以阻止水分进入毛细孔；而交联反应则能够对毛细孔进行密封，阻止倒坍的毛细孔在吸收水分时再膨胀。另外，当褐煤温度被加热到200度以上时，其表面积会大大减少。表面积减少的主要原因是由于在高温干燥条件下引起褐煤内部的焦油的强烈迁移，即焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移。迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中，由于焦油冷凝从而对毛细孔进行密封，从而一起褐煤的表面积减少。由于上述过程，即毛细孔倒塌，交联反应和焦油迁移对毛细孔形成密封，结果褐煤变得越来越疏水，同时也能够观察到褐煤的硬化，这也导致褐煤的刚性结构的形成。其结果就是褐煤能够从软煤转换为硬煤，由亲水性转换为疏水性，从而可以实现褐煤的长途运输。1.1.7干燥褐煤的性质 (1)干燥褐煤的毛细孔的尺寸分布通过压汞法来确定干燥褐煤的毛细孔的尺寸分布。干燥前褐煤的毛细孔的尺寸为小于0.01m，而干燥后褐煤的毛细孔尺寸扩大为1.0-0.01m（而水蒸气中水分子的动力学半径约为2810-4m）。(2)干燥褐煤孔隙率的变化实验结果显示：干燥前褐煤的孔隙率为0.65CM3/G,干燥后褐煤的孔隙率为0.3CM3/G,(3)干燥褐煤表面积的变化通过CO2吸收法来确定干燥褐煤的表面积。褐煤的表面积为280M2/G；在中温干燥条件下，褐煤的表面积为223M2/G；而在高温条件下，褐煤的表面积为180M2/G。引起其表面积变化的主要原因是由于在高温干燥条件引起褐煤内部的焦油的强烈迁移，即焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移。迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中，由于焦油冷凝从而对毛细孔进行密封，从而一起褐煤的表面积减少。(4)化学成分的析出当褐煤温度超过200度时，干燥尾气有焦油析出。当褐煤温度超过150度时，干燥尾气有CO2析出。褐煤中的羧酸和羰化物的分解可降低褐煤的亲水性。另外，褐煤中CO2的形成对于褐煤中毛细孔结构中水分的脱除和焦油的迁移也起到重要作用。羟基官能团(主要是-COOH)分解所产生的气体根据对褐煤干燥尾气成分分析，羟基官能团分解所产生的气体的组分如下：C7H8,C5H10O,C7H8O,C9H12,C6H6O,C8H10O,C8H10O2,C9H10O,C9H10O2,C9H10O3,C6H6O2,C8H10O2,C9H12O2,C10H14O,C8H10O2,C10H14O2,C10H8,C10H8,C11H10,C15H15,C15H18,C15H22,C46-62H92-104O21.2褐煤的综合利用褐煤是重要的能源和化工原料，但由于其水分高、热值低、易自燃等特点，导致销售价格低，销售半径受到限制，所以褐煤的开发利用越来越受到国内外政府和科研机构的重视。褐煤的开发利用大致可以分成以下几个方面：一是煤化工，即