煤炭基础知识

煤炭基础知识煤炭基础知识 1 1 煤炭是世界上最重要的矿产资源 根据国际能源专家估计 世界煤炭 的可采储量约达 6875 亿吨标准煤 煤炭是我国的主要能源 我国煤炭 产量和消耗量每年大体 12 亿吨 煤炭资源的开发和利用 是发展国民 经济和保障人民生活的重要物质基础 2 A t g Y4 r6 2 T 从我国煤炭生产的品种来看 无烟煤约占总产量地 20 烟煤约占 75 褐煤只有 5 煤炭的用途十分广泛 既是燃料 也是重要的 工业原料 把煤炭用化学方法进行分解提炼 综合利用 能够生产 出几百种化工原料 煤炭又是城乡人民生活中的重要生活资料 可 以看出 煤炭对现代化工业和农业 以及人民生活都密切相关 因 此 要搞好煤炭经营 首先要了解煤炭的基础知识 9 N4 c0 o8 R7 d r 一 煤炭的生成 W 0 g1 H3 s m2 h x E 2 阜新矿物局 属于长焰煤 其品种有洗中块 洗粒 洗末 洗粉 原煤等 适用于窑炉 锅炉用煤 5 T y1 l F w b z2 k 3 北票矿物局 属于肥焦煤 其品种为洗精煤 适用于炼钢 煤气专项用煤 4 沈阳矿物局 属于肥焦 无烟 褐煤 沈阳四周皆被沈阳矿 物局各煤矿包围着 其品种很少适用于我市工农业生产和人民生活 用煤 如沈北有四个矿清水矿 大桥矿 蒲河矿 前屯矿 其四个 矿品种皆为褐煤 由于市场经济的形势 以质论价 难以销售 质 量较差的如大桥 清水矿从九四年就已关闭停产 沈南有林盛矿 红菱矿 都属于肥焦煤 原则上经洗加工成为洗精煤 为炼钢 煤 气专项用煤 原煤 副产品可以单烧或搞配煤 在辽阳境内 还有 西马矿属于无烟煤 烟煤 适用于水泥 白灰 民用型煤等用煤 在本溪境内采屯矿 牛心矿等都属于无烟煤 贫瘦煤 计划经济时 期 指标分配我市 100 多万吨 由于计划分配 市场煤价比较便宜 搞型煤有 三阳 其中 两阳 就是沈阳矿物局所生产品种 P8 M s L U g l y I 贫瘦煤 挥发分低 粘结性较差 可以单独用来炼焦 当与其 他适合炼焦的煤种混合时 贫瘦煤的掺入将使焦炭产品的块度增大 贫瘦煤也可用于发电 电站锅炉和民用燃料等方面 典型的贫瘦煤 产于山西省西山煤电公司 0 j3 C1 i v d3 B 瘦煤 中度的挥发分和粘结性 主要用于炼焦 在炼焦过程中 可能会产生一些胶质物 胶质层的厚度为 6 10mm 由瘦煤单独炼 焦产生的焦炭 机械强度较高但耐磨强度相对较差 除了那部分高 灰高硫的瘦煤 瘦煤经常与其他煤种混合炼焦 3 M Z X n4 R6 E7 q5 v L R c d 1 水分 A L N Y1 I7 b 指单位重量的煤中水的含量 煤中的水分有外在水分 内在水 分和结晶水三种存在状态 一般以煤的内在水分作为评定煤质的指 标 煤化程度越低 煤的内部表面积越大 水分含量越高 水分对 煤的加工利用是有害物质 在煤的贮存过程中 它能加速风化 破 裂 甚至自燃 在运输时 会增加运量 浪费运力 增加运费 炼 焦时 消耗热量 降低炉温 延长炼焦时间 降低生产效率 燃烧 时 降低有效发热量 在高寒地区的冬季 还会使煤冻结 造成装 卸困难 只有在压制煤砖和煤球时 需要适量的水分才能成型 i3 r a K s6 M u B H6 S u Z q 1 产品质量 产品质量是企业赖以生存和发展的基础 是企业 各项工作的综合反映 生产适销对路 品种优良的产品 是社会主 义生产企业的重要任务和社会主义生产目的的客观要求 产品质量是指产品 过程或服务满足规定或潜在要求 或需要 的特征或特性的总和 质量有狭义质量和广义质量之分 狭义质量 是指产品质量和有关的工作质量 广义质量不仅指产品质量和有关 的工作质量 而且还包括产品形成的过程质量和服务质量等 它把 产品质量 过程质量和服务质量三者放在同等重要的地位加以考虑 更加体现了在市场经济条件下 人们对产品质量的高度重视和质量 在竞争中的决定作用 4 N X2 4 Z Y s4 s 从产品质量的定义可以看出 它包含两层涵义 一是指产品自 身所具有的特征和特性 即产品的客观属性 另一是指产品在使用 过程中用户需求的满足程度 即产品的适用性 当二者有机结合时 产品的特征和特性得以充分利用 用户的需求得以充分的满足 社 会的生产目的得以实现 如无烟块煤用于合成氨生产 就便煤炭的 特性与适用性达到了较好的结合 但若将无烟块煤用作普通锅炉燃 料 就失去了其适用性 可见 对产品质量高低的评价是由用户的 不同需 求来确定的 f7 W2 U9 n4 1 产品质量特性 社会主义的生产目的就是为了满足人民日益 增长的物质和文化生活的需要 也就是说 任何产品都是为了满足 一定的用户 或消费者 的需求而生产的 不仅不同的用户对产品 质量的要求不同 而且同一用户在不同的时期对产品质量的要求也 有较大差异 由此可见 产品的质量特性是根据产品的用途来确定 的 如层燃锅炉燃烧用煤 要求粒度更均匀 块度要合适 限下率 要低 发热量要高 而且还要有较高的灰熔点和较低的灰分 冶金 焦生产用煤要求原料煤有较好的粘结性和结焦性 硫分和磷分的含 量要低 灰分含量不宜太高 且成焦率和化产回收率要高 铁路机车 用煤除了要具有合适的粒度和灰分外 还要有较高的发热量 以保 证机车大供气率时作功的需要 另外 在隧道较多的铁路路段 还 要严格控制煤炭的含硫量 以避免因燃用含硫过高的煤而腐蚀隧道 内的设备或造成人员中毒 B K 6 b p U 一般来讲 产品质量特性可概括为性能 使用寿命 可靠性 安全 性 经济性等五个方面 性能是指产品所具有的特性与功能 一般 以一定的性能指标来表示 如煤炭的灰分 挥发分 发热量 硫分 热稳定性等指标就代表煤炭的特性 使用寿命是指产品在一定的使用条件下 完成规定功能的工作 总时间 如日光灯的使用寿命就是在额定的电压下累计发光的总时 数 汽车的使用寿命就是在正常行驶条件下完成一定的运输任务所 总行的总公里数 一般来讲 产品的使用寿命越长越好 可靠性是指产品在规定的条件下和时间内完成既定功能的能力 它一般与产品在使用过程中功能的稳定性和耐久性相联系 是产品 的一个重要质量特性指标 为保证产品使用的可靠性 要求该产品 设计合理 结构简单 维修容易且方便 连续工作时间长 故障率 和差错率低 安全性是指产品在使用过程中保证人身与环境不受侵 害的程度 安全性能是用户选用产品时主要关心的特征指标之一 由于产 品的安全性对使用者人身安全具有很大危胁 因此生产企业在产品 的设计和生产过程中要给予足够的重视 如煤炭生产企业在煤炭销 售之前 要尽量减少各种有害杂质的含量 以减少公害 如煤中硫 磷 砷等有害杂质含量较高时 不仅损害人的健康 引起中毒等事 故 而且还会污染环境 若煤中含有可爆性的雷管等杂质 会引起 用户燃煤设备的爆炸 造成重大的人身伤亡事故和经济损失 经济性是指产品寿命周期内所支付的总费用 它是生产成本与 使用成本之和 对生产成本而言 要求生产成本低廉 增加产品的 竞争能力 使用成本低 是指用户在使用产品过程中支付的费用较 少 如因燃煤设备的结构和性能不同 热效率越高 生产单位数量 的产品所消耗的煤炭数量越少 其使用成本就低 反之 使用成本 就高 煤炭质量的采制化环节 生产管理水平等有关 可见 工作质量是指与产品质量有关的各生 产和管理部门的工作对产品最终质量的保证和影响程度 也是对一 个企业总体效益的综合评价指标 在生产的社会化分工越来越细 各部门 备环节协作关系越来越紧密的今天 提高各部门的工作质 量就显得更为重要 0 c d9 b4 W U2 q o 3 过程质量 它是指在完成产品生产的全过程中 各个环节 工序 阶段的质量 产品的质量是由各个环节和阶段的过程质量决 定的 只有保证了过程质量 才能保证最终的产品质量 全面质量 管理中的全过程管理的意义就在于此 生产实践表明 产品质量能 否符合用户的需求 得到社会的承认 达到设计质量指标 指把反 映产品质量特性的主要技术经济参数明确规定下来 作为衡量产品 质量的尺度 完全取决于生产过程 如果产品生产过程的各个环 节和工序都能严格按设计和操作要求执行 产品质量就能得到很好 的保证 例如煤矿从矿井设计到煤炭销售的全过程中 包括矿井施 工组织设计 矿井施工 煤炭开采 井下运输 洗选加工 商品煤销 售等诸多环节 要使用户得到合乎质量标准的煤炭 必须保证矿井 设计方案合理 煤炭开采工艺先进 井下运输条件良好 并做到分 采分运 洗选加工能力充足 质量稳定 否则 哪个环节出了问 题 商品煤的质量都难以保证 9 b T h t1 p X H P2 R X6 k S L D p6 o T B4 P 在我国财力比较困难的情况下 仅仅依靠增加煤矿基建投人来 增加产量是不现实的 而通过提高煤炭质量和推广节能技术 达到 节约煤炭的目的 不仅投资少 见效快 而且能更好地发挥出煤炭 的经济效益 煤炭消耗的节约 不仅降低了用户的生产成本 提高 了企业的经济效益 而且减轻了因煤炭的利用对环境的污染 我国 是典型的煤烟型污染的国家 造成这一现状的原因 除燃烧方式和 燃烧技术外 我国 80 以上的原煤采用直接燃烧的方式 还与 煤炭质量有直接关系 据测算 我国每年困燃煤而产生的 SOX 和 NOX 硫的氧化物和氮 的氧化物的总量在 1000 万 t 以上 这些有害的酸性气体排入大气后 在一定的条件下与雨水一起再降到地面 相当于从空中降下 2000 多 万 t 强酸 对环境污染很大 特别是烟煤中所含苯并芘对人体危害 最大 其浓度每增加百万分之一 癌发率上升 5 由上可见 提 高煤炭质量 不仅可以达到节约煤炭 降低用户生产成本的目的 而且有利于环境的保护 减轻煤炭利用对环境的污染 2 有利于煤炭企业自身的发展 煤炭企业是实行单独经济核算的经济实体 煤炭质量 是企业生 存与发展的重要前提 是增强企业在市场 经济竞争中的重要支柱 煤炭作为国民经济发展的重要能源产业 随经济体制改革的深化和 完善 其煤炭产品必然要进入市场进行流通和交易 有市场就有竞 争 这是二条普遍的规律 竞争和交易行为越规范 商品竞争能力 的强弱就越来依赖于产品质量 有人说 质量是商品进入市场的通 行证 以质量去开拓市场 占有市场 靠质量赢得竞争的胜利 是 现代企业经营管理的一条重要战略 实践表明 哪个企业生产的煤 炭质量较好 而且供煤质量比较稳定 哪个企业就能占有市场 赢 得用户 煤炭销路就畅通 企业的效益就好 职工的思想觉悟和工 作热情就高 相反 哪个煤炭企业生产的煤炭质量较差 不能满足用户的使用 要求 其煤炭产品就会造成大量积压 不仅企业无利润和效益可言 而且职工工资都难以保证 生活受到很大影响 可见 煤炭的质量 是煤炭企业的生命线 尤其在市场竞争日趋激烈 用户对煤质要求 日益提高的社会主义市场经济条件下 企业要生存 要发展 必须 注重和提高煤炭质量 以高质量求得高效益 否则 不仅无效益可 言 甚至会造成企业的停产和倒闭 9 E7 g n w 3 有利于提高广大煤炭用户的产品质质量和经济效益 煤炭的 用途多种多样 煤炭用户的行业和地域分布也非常广泛 每个用户 都有其固定的用煤设备 一般来讲 用煤设备的各种经济技术参数 都是按某一特定的代表煤种和媒质指标设计的 在煤炭供应过程中 虽然允许有一定的波动 但煤质指标变化范围不宜过大 不然的话 轻则影响到用煤设备的使用性能和效益的发挥 进而影响到用户生 产的产品质量 重则使用煤设备不能正常工作 甚至造成用户停产 的重大事故 可见 煤质不好 不仅影响到煤炭企业自身的发展 而且还会产生连锁反应 殃及广大的煤炭用户 若供煤质量普遍提 高 并做到按用户的设备要求 实现对路供应 不仅增加了煤炭企 业的经济效益 而且用户的经济效益也得以提高 进而促进整个国 民经济效益的提高 因此 提高煤炭质量 加工和生产适销对路的 产品 具有十分重大的经济意义 4 有利于节约运力 缓解煤炭运能与运量之间的矛盾 煤炭是 大宗笨重堆装货物 不仅运量大 而且装卸比较复杂 再加之用户 分布广泛 产需距离较远 使我国煤炭呈大数量流通态势 我国是 产煤大国 更是煤炭消费大国 且以原煤直接消费为主 由于煤炭 赋存与工业布局上的差异 煤炭产区主要集中在华北 西北 西南 地区 而用户主要集中在华东 东北 华南等地 造成我国北煤 南运 西煤东调 关内煤住关外运的流通态势 据统计 仅铁路系 统每年运输煤炭就高达 5 6 亿 t 左右 平均运输距离在 500km 以上 这给运输任务本来已经十分繁重的铁路带来了很大压力 虽然建国 以来国家投入了大量的人力 物力和财力进行铁路建设 并取得了 很大的成绩 但与经济发展速度和规模的要求相比 还有很大差距 运能与运量之间的矛盾仍十分突出 在许多交通运输条件较差的矿 区 如陕西省的铜川 韩城 蒲白等矿区 贵州的六盘水矿区 运输 能力仍是煤炭生产和销售的重要制约因素 因此 在现有运输条件下 为完成煤炭的运输和销售任务 广 方面要做好煤炭的巧装满载工作 提高货车的平均静载重 减少货 车在矿停留时间 提高车辆的周转速度 另一方面要提高煤炭质量 减少无效运输和不合理运输现象的发生 增加煤炭的实际运量 2 Z 0 G R a 从我国煤炭销售的情况看 因直销原煤比重偏高 故商品煤中 的含肝率 灰分 水分等杂质含量较高 这些杂质随煤炭运输 造 成了大量的运力浪费 I D V0 s 若以铁路每年运煤 5 5 亿 t 平均运距 500km 们 煤炭运价 0 064 元 t km 计算 若所销售煤炭的灰分在现有的基础上下降 1 则每年可节约运力 5 5 亿 t 1 550 万 t t3 e E X0 I X 若每列货车的牵引力定数 或称牵引重量 按 3000t 计算 则每 年可少运煤列车 550 万 t 300 1833 列 平均每年少开行运煤列 车 5 列 因煤炭灰分的降低 可节约运费 5 5 亿 t 1 500km 0 064 元 t km 1 76 亿元 可见 提高煤炭质量 不 仅可以大大节约运力 而且具有显著的经济效益 工业用煤的质量要求工业用煤的质量要求 煤的工业用途非常广泛 归纳起来主要是冶金 化工和动力三个方 面 同时 在炼油 医药 精密铸造和航空航天工业等领域也有广 阔的利用前景 各工业部门对所用的煤都有特定的质量要求和技术 标准 简要介绍如下 1 炼焦用煤 F6 C 9 5 H4 j 炼焦是将煤放在干馏炉中加热 随着温度的升高 最终达到 1 000 左右 煤中有机质逐渐分解 其中 挥发性物质呈气态或蒸 汽状态逸出 成为煤气和煤焦油 残留下的不挥发性产物就是焦炭 焦炭在炼铁炉中起着还原 熔化矿石 提供热能和支撑炉料 保持 炉料透气性能良好的作用 因此 炼焦用煤的质量要求 是以能得 到机械强度高 块度均匀 灰分和硫分低的优质冶金焦为目的 国 家对冶金焦用煤有专门的质量标准 N 3 炼油用煤 R1 d m0 U d c H 一般以褐煤 长焰煤为主 弱粘煤和气煤也可以使用 其要 求取决于炼油方法 低温干馏法 是将煤置于 550 左右的温度 下进行干馏 以制取低温焦油 同时还可以得到半焦和低温焦炉煤 气 煤种为褐煤 长焰煤 不粘煤或弱粘煤 气煤 对原料煤的质 量要求是 焦油产率 Tf 7 胶质层厚度 9mm 热稳定性 S 13 40 粒度 6 13mm 最好为 20 80mm 加氢液化法 是将 煤 催化剂和重油混合在一起 在高温高压下使煤中有机质破坏 与氢作用转化成低分子液态或气态产物 进一步加工可得到汽油 柴油等燃料 原料煤主要为褐煤 长焰煤及气煤 要求煤的碳氢化 C H 16 挥发分 35 灰分 Ag 5 煤岩的丝炭含量 2 4 燃料用煤 任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料 不同工业部门对 燃料用煤的质量要求不一样 蒸汽机车用煤要求较高 国家规定是 挥发分 Vr 20 灰分 Ag 24 灰熔点 T2 1 200 硫分 SgQ 长隧道及隧道群区段 1 低位发热量 2 09312 107 2 51174 107J kg 以上 发电厂一般应尽量用灰分 Ag 30 的劣质煤 少数大型锅炉可用灰分 Ag 20 左右的煤 为 了将优质煤用于发展冶金和化学工业 近年来 我国在开展低热值 煤的应用方面取得了较快的进展 不少发热量仅有 8 372 5J kg 左 右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂 有的发电厂已掺烧煤矸石 达 30 煤的其他用途还很多 如 褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类 肥料 从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气 印刷 精密铸造 化工等 部门使用 用优质无烟煤可以制造碳化硅 碳粒砂 人造刚玉 人 造石墨 电极 电石和供高炉喷吹或作铸造燃料 用煤沥青制成的 碳素纤维 其抗拉强度比钢材大千倍 且重量轻 耐高温 是发展 太空技术的重要材料 用煤沥青还可以制成针状焦 生产新型的电 炉电极 可提高电炉炼钢的生产效率等等 总之 随着现代科学技 术的不断进步 煤炭的综合利用技术也在迅速发展 煤炭的综合利 用领域必将继续扩大 2 灰份 1 灰份的来源和种类 煤灰几乎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份 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 在矿物质的灰份 称为内在灰份 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 5 f8 Z 2 U0 O m q1 f 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 CaSO3 CaSO4 Fe