焦化企业备煤车间工艺技术读本.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除作业指导手册（备煤篇） 编委： 参加编写人员： 审核：生产技术处 审定：总工程师 校核人员名单： 序言太原化工股份有限公司焦化分公司作业指导手册备煤篇是太化集团焦化厂备煤车间在学习专业理论和总结生产实际的基础上编写的一本适用于本车间所有岗位培训学习和职工自学操作技术的专业书籍，内容包括煤焦工业发展、煤焦知识、备煤工艺选择与流程、岗位操作规程、煤焦分析方法和备煤设备常见故障的处理及主要设备的安装、使用和维修说明等。在此，谨向关心支持手册编写的领导和参与编写的全体人员表示诚挚的感谢。另由于编写人员水平有限，编写中难免出现错误，希望读者给予批评指正，以便在以后的修订中予以更正。 作业指导手册编委会 作业指导手册颁布令依据ISO9001：2000标准质量管理体系要求，为规范管理、规范操作，结合我厂各岗位工艺编写了相应的作业指导手册，经审定，现予以颁布。作业指导手册是一本实用性极强的操作手册，意在规范职工操作，提高职工技能，望全体员工认真学习，严格按照标准贯彻执行。该手册备煤篇自2009年7月1日起实施。太原化工股份有限公司焦化分公司厂长： 目录1炼焦化学行业知识1. 1炼焦工业1.2煤与炼焦用煤1.3.焦炭1.4煤焦分析部分1.4.1煤的工业分析1.4.2煤的元素分析1.4.3煤质分析1.4.4煤反射的测定1.4.5冶金焦机械强度的测定1.4.6焦炭的反应性及反应后强度的测定1.4.7煤气分析部分2备煤工艺2.1备煤工艺选择2.1.1备煤工艺2.1.2太化焦化厂备煤车间生产工艺2. 2原料煤的接受2.3原料煤的贮存 2.4煤的解冻与破碎2.3原料煤的配合2.4原料煤的粉碎2.5原料煤和配合煤的输送设备2.6原料煤中杂质的清除2.7入炉煤的预处理技术2.8备煤PLC控制系统3管理制度3.1车间工艺管理制度3.2工艺检查、操作制度3.3.备煤车间岗位记录考核标准3.4化工管理制度3. 5备煤维修工管理制度3.6备煤化验人员管理制度3.7收煤、取样工管理制度3.8备煤润滑及维护保养的标准3.9焦化厂八大制度4操作规程4.1备煤车间集控岗位操作规程4.2备煤车间配煤岗位操作规程4.3备煤车间皮带岗位操作规程4.4备煤车间粉碎机岗位操作规程4.5备煤车间煤仓岗位操作规程4.6备煤车间受煤坑岗位操作规程4.7螺旋卸车机使用规程4.8. 备煤车间捅煤工工作规程4.9. 备煤车间维修工工作规程4.10 备煤车间收煤、取样工工作规程4.11备煤车间化验人员工作规程5备煤车间及管理人员职责5.1备煤车间职责5.2安全员岗位职责5.3备煤车间工艺员岗位职责5.4备煤车间劳资、办事员岗位职责5.5备煤车间机械员岗位职责5.6备煤车间维修段长、组长岗位职责5.7备煤车间化工段长岗位职责5.8备煤车间化工工长岗位职责5.9备煤车间化验室组长岗位职责6焦化厂其它主要车间的生产6.1炼焦6.2炼焦化学产品的回收7备煤生产常见问题的原因及处理7.1皮带输送机运行时皮带跑偏原因及处理7.2皮带输送机撒料的处理7.3输送带打滑原因及问题解决7.4斜齿轮减速电机和蜗轮减速机的一般故障原因及排除方法7.5电动滚筒的检查与故障排除7.6带式输送机的操作维护和安装 7.7驱动电机、减速机的轴断的原因与问题解决7.8电动滚筒的使用与维修8车间主要设备的使用说明书8.1 LX-00型螺旋卸车机8.2外装式摆线滚筒8.3TDY75型 油冷式电动滚筒 ( 简称电动滚筒 )8.4PCFK1616可逆反击锤式破碎机使用说明书8.5电磁除铁器使用说明书8.6FMQD（PPC）型气箱式脉冲袋收尘器8.7YTH型外装式减速滚筒8.8 1618液压系统8.9液压分煤机8.10摇动给料机备件清单附页一配合煤细度的测定配合煤粒度组成的测定附页二中华人民共和国国家标准煤中全水分的测定方法煤的工业分析方法煤的发热量测定方法煤中全硫测定方法煤样的制备方法商品煤样采取方法煤炭筛分试验方法烟煤胶质层指数测定方法煤的结渣性测定方法烟煤粘结指数测定方法烟煤罗加指数测定方法烟煤奥压膨胀计试验1炼焦化学行业知识煤炭在国民经济和人民生活中有着重要的地位，煤炭加工可以分为两个阶段：高温炼焦和化学品回收。煤炭经过加工形成的产品已经达到数百种。高温炼焦的主要产品是焦炭。焦炭主要用于高炉冶炼、铸造、有色金属加工、制造水煤气和制造电石等。化学品回收的产品有：焦油、氨、萘、粗苯、硫化氢、氰化氢和净焦炉煤气等。其中的煤焦油和粗苯经过精制和深度加工后可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、三甲苯、古马隆、酚、萘、蒽、呲啶盐等，这些产品广泛应用于化学工业、医药工业、耐火材料和国防工业等。净焦炉煤气主要用于民用和工业原料。 焦化工业是煤炭加工转化的一个分支产业，其主要任务是为钢铁企业提供炉料和燃料（焦碳和焦炉煤气）。同时焦碳和焦炉煤气及炼焦过程所得的化产品，又为化肥、农药、医药、染料、合成纤维和橡胶工业等提供原料。此外高热植的焦炉气还作为城市煤气，是我国城市煤气的重要气源之一。焦化工业的主要生产过程叫高温炼焦（高温干馏），即将烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050C，经过 干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦碳。由高温炼焦得到的焦碳用于高炉冶炼，铸造和气化，炼焦过程产生的经回收净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机化工原料。近些年来，随着科学技术的发展，人们对煤资源的认识和利用逐步加深，焦化工业的产品种类日趋增多，产品质量也在日趋改善。目前，焦化企业为了有效利用本地区的煤资源，降低生产成本和增加利润，不仅在炼焦工艺上加以改进，同时还采取先进的配煤技术以提高焦碳质量和改善化产品结构。为了让我车间职工进一步认识配煤工序的重要性，本读本将从炼焦化学行业知识讲起。1.1炼焦工业1.1.1炼焦工业发展史1.1.1.1国际：早期的炼铁使用木炭作燃烧和还原剂，随着树木的紧缺，1709年开始用焦碳代替木炭进行炼铁，从此推动了炼焦生产和技术的发展。十九世纪六十年代炼焦的主要手段是成堆干馏，将优质炼焦煤堆成锥形，表面用砖和煤泥密封进行炼焦。当煤的挥发分较高时，焦碳质量疏松，后来改为在堆煤时进行夯实，采用长方形成堆干馏。到了十八世纪中叶，开始出现用耐火砖砌成的能多次使用的焦炉，即蜂窝式焦炉，并于十九世纪六十年代大部分取代了成堆式干馏。十九世纪中叶开始出现炭化室与燃烧室分开，并设蓄热室进行余热回收式焦炉。此时焦炉煤气有了富余，为进行化学产品回收创造了条件。十九世纪末焦炉开始使用硅砖进行砌筑，使结焦时间大为缩短。在十九世纪中期的开始有煤焦油和氨的回收工艺，三十年代由煤焦油蒸馏得到了防腐油，二十世纪初由煤气中的氨生产硫酸铵的技术趋与成熟，煤焦油的加工也得到了发展，其产品有苯、甲苯、萘、酚类等。二十世纪二十年代，焦炉炭化室高度达44.5m，六十年代出现炭化室高6m焦炉，到了八十年代有炭化室高度7.85m的焦炉，2003年在德国斯维尔根焦化厂投资的炭化室高度8.43m的焦炉，是当今世界最大。最高的焦炉。同时炼焦生产的机械化和自动化水平也大大提高。使炼焦化学工艺趋于成熟。1.1.1.2国内：中国生产焦碳和应用焦碳的历史，可以追溯到宋代的1650年，但是工业规模的焦碳生产，始于1898年江西的萍乡和河北的开滦，分别采用圆窑和长方形窑成堆干馏方法，1916年生产焦碳26.6万吨。十九世纪二十年代开始建室式炼焦炉，同时还采用了捣固炼焦技术，并形成了一定的炼焦规模。二十世纪三十年代除继续兴建一批焦炉外，焦炉开始采用复热试，并配备了煤焦油。硫酸 。粗苯等回收装置和煤焦油连续蒸馏装置，四十年代有了用深冷法从焦炉煤气中分离出氢气的装置投入生产。1949年全国焦碳生产量为52.5万吨。19541975年开始兴建炭化室高度4.3m的IIBP型双联火道。废气循环.复热式焦炉，同期组建煤焦研究室和煤焦专业设计部门，及负责砌炉监督.洪炉开工和焦炉加热调节的加热站。1957年焦炭生产能力为538吨，实际生产焦炭555万吨。19581965年我国开始建设了一批自己设计的58型焦炉，碳化室高为4.3m，双联火道.废气循环.焦炉煤气下喷.复热式焦炉，同时期建起了配煤试验站，研究区域配煤问题，总结出了以地区煤为主的配煤原则。新增焦炭生产能力966万吨。粗苯.煤焦连续加工装置相继建成并投入生产。19661975年开始向焦炉大型化发展，通过实验并设计和投产了碳化室高5.5m的大容积焦炉。捣固炼焦的炭化室高度为3.8m。同时对焦化污水处理和焦炉煤气脱溜脱氰进行了研究，并取得了成果，建成第一座污水生物化学处理装置。1985年炭化室高为6m的焦炉在宝钢建成投产后，炭化室高6m的焦炉已成为我国大型钢铁联合企业建设配套炼焦设施的首先炉型；捣固焦炉炭化室高度已经达到4.3m。2004年，从德国引进的炭化室高7.63m的焦炉在山东济宁和山西太钢开始建设，标志我国焦炉大型化又有新发展。2005年，我国开始研发拥有完全自主知识产权的炭化室高7m捣固焦炉和炭化室高5.5m捣固焦炉。此外，干熄焦技术开始应用于生产并逐步得到发展。煤气净化技术也为提高，焦化污水处理采用三级处理，推焦装煤硝烟除尘装置配套建设，炼焦车辆自动对位，生产过程自动化和监视技术也大量采用。焦化生产装置的设计.研究.制造技术已与国际水平相当，开始打入国际市场。焦化技术的研究机构完备，焦化专业技术人员的培养院校实力雄厚。到2004年焦炭生产量超过两亿吨，中国以成为世界焦炭第一生产大国。1.1.2炼焦过程煤隔绝空气进行加热，分别得到固体产品、液体产品和气体产品的过程，即为煤的干馏过程。根据煤被加热的最终温度，分为地温干馏（500550C），中温干馏（600800C）和高温干馏（9001500C）即炼焦过程。将烟煤隔绝空气进行加热，随温度的升高，烟煤发生错综复杂的变化，大体经历以下几个阶段：I、 干燥和预热（常温200） 该阶段仅发生有限的热作用，主要为缩合作用。水分蒸发吸附在煤气的气孔和表面上的二氧化碳、氮气和甲烷等气体逐渐析出。II、 开始分解（200350）不同变质程度的煤开始分解的温度不同。此阶段以分解反应为主，分解产物主要是化合水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体及少量焦油蒸汽。III、 生成胶质体（350-450）烟煤进一步分解，生成气态、液态和固体产物。此阶段以解聚和分解反应为主，由于气体产物不能立即析出，形成气、液、固三相共存的塑性体（胶质体）的温度，称作煤的软化温度，它随煤的变质程度加深而升高，塑性体有一定粘度，其中气体产物不能自由析出，因此出现膨胀现象。不同的煤生成的塑性体数量 、质量不同，膨胀情况也不同。胶质体的数量和质量决定了煤的粘结性和结焦性。450左右焦油量最大。IV、 塑性体固化与半焦形成（450-550）此阶段以缩聚反应为主。随温度的升高，塑性体中的液态产物逐渐分解呈气态析出（在450-550气体析出量最大，其中焦油量极少，主要为烃类气体，氢气和碳的氧化物），一部分与塑性体中固态产物相互凝聚、固化，生成固体的半焦，塑性体较多，半焦呈块状；不生成塑性体或塑性体很少的，半焦多呈现粉状。固化温度与软化温度之差，称为塑性体温度间隔。它愈宽，处于塑性体的状态愈长，说明塑性体热稳定性愈好，塑性体中气、液、固三相之间的作用愈充分，块状半焦的结合情况愈好。V、 半焦收缩（550-650） 半焦继续一步析出气体而收缩，同时生成裂纹。析出的气体以甲烷和氢气为主。VI、 生成焦炭（650-900）半焦继续析出气体，因而半焦继续收缩，出现的裂纹逐渐扩大、加深 、延长。析出的气体主要是氢气，且数量愈来愈少，最终生成比半焦结构致密的焦炭。不同的煤生成的焦炭不同，半焦呈粉状的，焦炭也成粉状。半焦呈块状的，焦炭呈块状。煤化度低的煤炼出的焦炭，裂纹多，焦炭块小抗碎强度差；煤化度高的煤炼出的焦炭，裂纹少，焦块大但不耐磨；只有中等煤化度的煤长成的焦炭，抗碎耐磨，块度适中。1.1.3焦化厂的车间组成和生产过程焦化厂一般有煤准备、炼焦、煤气净化、粗苯精制、水净化等主体车间组成。此外尚有辅助车间如机修、动力、化验车间。备煤车间一般包括收煤、贮煤、配煤、煤粉碎各工序，也有不少厂设有选煤工序。炼焦车间由炼焦、熄焦、焦碳分级工序组成。煤气净化的主要任务是将炼焦生产的粗煤气，脱除其中的煤焦油、氨、氰化物、硫化物及等，使用煤气得以净化，并同时收回其中的粗苯。粗苯和焦油进一步加工，还可以得到苯、甲苯、二甲苯、溶剂油、酚类、萘、蒽类、不同特性沥青等产品。一般焦化厂的生产工艺如下：一般焦化厂生产工艺流程1.1.4焦化产品在国民经济中的作用焦碳是炼铁生产的主要原料，焦炉煤气是钢铁厂的主要燃料，目前高炉大量喷煤，可以取代一部分焦碳作为炼铁的供热、还原剂和增碳的作用，但是不能取代焦碳在高炉中的料住支撑作用，而且随着高炉喷煤量的增加，对焦碳的要求越来越高。焦碳除用于炼铁外，还用于机械工业的铸造，在化学工业强度用于生产电石，合成氨生产中用于制备氢气。在煤气净化过程中，得到的硫酸可以作为农业化肥，也用于有色金属矿的浮选剂。从煤气中回收出来的粗苯，经进一步加工得到的苯、甲苯、二甲笨、溶剂油等，可以作涂料工业的溶剂，也可以作为化工合成的原料。煤焦油的加工产品，用于染料、医药和有机合成的原料，沥青经进一步加工，可以用于铺路、电解、碳纤维的原料，还原氨气的耐高温材料等。焦炉煤气可以作为钢铁联合企业的优质燃料、化工企业的化工合成的原料、也可以用于城市煤气。1.2煤与炼焦用煤1.2.1煤的生成过程煤是由植物残骸经生物化学作用和地质变质作用形成的一种有机生物岩。根据成煤物质及成煤条件不同，可以把煤划分为三大类：腐泥煤、残植煤、及腐植煤。腐泥煤它是由死亡的低等植物和浮游生物在缺氧的条件下转化而成。其特点是无光泽、硬度及韧性大，真密度一般小于，灰分、硫分均高，碳含量低，并经常含有品位较高的钒、钼、镍等伴生矿物。残植煤这种煤在自然界储量很少，但种类较多。它是由高等植物残体中最稳定的部分（如孢子、角质层、树脂、树皮等）所形成。残植煤一般含氢量高，挥发分多，低温焦油产率高。它适于作为低温干馏及加氢液化的原料。腐植煤由高等植物残体经过成煤过程中的泥炭化作用、成岩作用及变质作用生成腐植煤。它是自然界分布最广、蕴藏量最大、用途最多的煤。腐植煤根据煤化程度的不同，分为：泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。泥炭煤化程度最低，无烟煤煤化程度最高。炼焦用煤都是腐植煤。以下讲的煤都是指腐植煤。成煤过程是成煤植物在泥炭沼泽中持续地生长和死亡，其残骸不断堆积，在漫长的过程中经过复杂的生物化学作用和地质作用逐渐演变成泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。成煤过程大致可以分为泥炭化作用和煤化作用两个阶段。成煤第一阶段泥炭化作用阶段随着死亡的高等植物堆积在充满水的沼泽中开始发生植物的转化过程。由于死亡植物被水浸泡或淹没，减少了它与空气中的氧接触，在好氧和厌氧细菌的共同作用下，植物各部分不断分解、相互作用生成了较为稳定的新物质腐植煤、沥青质等。这时就变成了棕黑色或黑褐色的泥炭。成煤第二阶段煤化作用阶段由泥炭转变为褐煤、烟煤、无烟煤的过程为成煤的第二阶段即煤化作用阶段。煤化作用的深浅程度用煤化度表示。煤化作用阶段包括成岩作用和变质作用两个过程。成岩作用泥炭经成岩作用转变为褐煤。由于地壳的升降运动，当地壳下沉的速度超过植物堆积的速度时，则植物残体的堆积停止，而代之以粘土和泥沙的堆积，进入成岩作用阶段。这些粘土和泥沙在长期的地质因素作用下逐渐形成了坚实的顶板，这样，泥炭层就从地表转入地下成为埋覆泥炭，如果泥炭的下沉速度和植物生长的速度相匹配，就会形成很厚的泥炭层。在顶板的压力以及一定温度作用下，泥炭被压实和脱水，并发生分解和缩聚反应逐渐转变成褐煤。这是一个从无定形胶态物质逐渐转变为岩石状物质的过程，故称为成岩阶段。在这一过程中，泥炭中的植物残留成分逐渐消失，腐植酸含量先增加，后减少，从元素组成看，碳含量增加，氧和氢含量逐渐降低。这一过程发生在地下200400m的深度。压力和时间是这个阶段起主导作用的因素。变质作用煤的变质作用使褐煤向烟煤、无烟煤演化。当褐煤继续沉降到较深处时受到不断增高的温度和压力的影响，引起煤的内部分子结构、物理性质和化学性质方面的重大变化，如腐植酸消失，出现粘结性、光泽增强等，褐煤逐渐演变烟煤。影响变质作用的主要因素是温度，其次是时间和压力。温度使煤分子的化学组成结构发生变化，压力促进了，煤分子的空间物理结构的变化。整个成煤过程如表所示：成煤序列植物泥炭褐煤烟煤无烟煤转变条件水中、细菌、数千年到万年地下（不太深，数百万年）地下（深处），数千万年以上主要影响因素生化作用压力（加深失水），物化作用为主温度压力时间，化学作用为主转变阶段第一阶段（泥炭化阶段）第二阶段成岩阶段变质阶段从褐煤转变为烟煤和无烟煤，随着煤化程度的增高，煤中碳含量增高，氢含量氧含量和挥发分减少，煤的反射率增高，密度增大。由上表可以看出，在自然界中，从植物转变成泥炭、煤的过程，是一个从低级到高级的发展过程，也是逐渐有量变到质变的过程。各种煤仅仅是成煤过程中的某一阶段产物，它们彼此之间并没有明确的界限，当其具备一定的地质条件，它们都可以进一步演变。1.2.2煤的组成与性质1.2.2.1煤的元素组成煤是由有机物和无机物组成，但以有机物为主体。而煤的有机质主要由碳、氢、氧及少量的氮、硫、磷等元素构成。通常所说的元素分析是指煤中的碳、氢、氧、氮和硫的测定。这五种元素是组成煤有机制的主体，煤的组成变化与煤的成因类型、煤的岩相组成和煤化度密切相关。煤的元素组成对研究煤的成因、类型、结构、性质和利用等都有十分重要的意义。碳：碳是煤中最重要的元素。煤的碳含量随煤的炭化度的升高而增加，泥炭的碳含量为5060%；褐煤6077%；烟煤为7489%；无烟煤9098%。氢：氢是煤中第二个重要组成元素，在煤的有机结构中，氢结合在碳的链状和环状结构中。煤的氢含量随煤化度的升高而减少。氮：煤中的氮通常是已有机氮的形式存在，主要由成煤植物中的蛋白质转化而来。煤的含氮量约为0.81.8%，氮含量随煤化度的升高而略有下降。在干馏时，煤中的大部分氮转化为氨和吡啶类等氧：氧是煤的主要元素之一。在总个煤的变质过程中，氧含量随煤化度的增加而迅速降低。从泥炭到无烟煤，煤的氧含量从3040%下降为25%。硫：硫分是评价媒质的重要指标之一。在炼焦、气化、燃烧等各种用煤工艺中，硫都是一种有害的杂质。焦炭中的硫在高炉冶炼过程中会转入生铁中，而致使铁热脆，对钢铁的产品极具危害。硫在煤中以有机硫和无机硫两种形式存在。无机硫主要存在与矿物质中，在洗选煤的过程中可除去一部分；有机硫存在于煤的有机质结构中，很难清除，用物理洗选的方法不能脱除。磷：煤中的磷主要是无机磷，也有微量的有机磷。炼焦时，煤中磷全部进入焦碳，炼铁时，焦碳中的磷几乎全部进入生铁，使钢材冷脆。因此，磷是煤中的有害成分。我国的煤源一般含磷都很低，不会超过炼焦用煤的工业要求（0.03）%。因此，通常不测定煤中的磷含量。矿物质：有原生矿物质和次生矿物质之分。原生矿物质是植物生长期间，从土壤中吸收的碱性物质和成煤过程中的泥炭化阶段混入的粘土、沙粒、硫化铁等，用洗选法无法去除，次生矿物质可通过洗选除掉一部分。次生矿物质是指煤在开采过程中混入的顶板、底板和煤夹层中的煤矸石，这部分矿物质密度较大，可用重力洗选法将其除掉。矿物质在煤完全燃烧后以固体形式残留下来，称为灰分。在炼焦过程中，煤的灰分几乎全部残留在焦炭中。煤的灰度不仅降低焦炭的强度，而且该高炉冶炼带来不利。因此，灰分是衡量煤质的重要指标。水分：煤的水分分为内在水分和外在水分。内在水分的含量取决于煤岩的变质程度，一般来说，煤的变质程度越高，内在水分越少；外在水分的多少则取决于开采、破碎、洗选、储运等条件，内在水分和外在水分的和称为总水分。水分波动过大，将直接影响焦炉操作的稳定。1.2.2.2煤的工业分析水分湿煤样置于空气中水分不断蒸发，当与空气的相当湿度达到平衡时，所失去的水分称为“外在水分”。在此条件下仍留于煤样中的另一部分水分，称为“内在水分”，这两者之和称为“全水分”。因此在一定的温度下将煤干燥，失去质量即为全水分。灰分称取一定量的干试样，在一定的温度（81510）下灼烧至恒重，以残留物质量占试样总量的百分数作为干基灰分。挥发分挥发分主要是有机质热分解的产物。其测定方法是：称取1克的风干煤样，放入带盖的瓷坩埚内，在高温（90010）隔绝空气下加热7分钟，煤受热分解，以气体状态析出的部分即为煤的挥发分与内在水分之和。挥发分是评价煤质分类的重要指标，挥发分随煤变质程度的升高而降低的规律十分明显，且其测定方法简单，易标准化，所以几乎所有国家都将无灰基挥发分作为煤工业分类的煤化度指标。固定碳煤样固定碳含量由下列公式计算而来0煤样固定碳含量FC（%）=100-（Vf+Wf+Af）试中：Wf试样分析基水分%Af试样分析基灰分%Vf试样分析基挥发分%1.2.2.3煤的粘结性与结焦性1.2.2.3.1煤的粘结性煤的粘结性就是烟煤在干馏时粘结其本身或外惰性物的能力。它是煤干馏时所形成的胶质体显示的一种塑性。在烟煤中显示软化熔融性质的煤叫粘结煤，不显示软化熔融性质的煤叫非粘结煤，粘结性是评价炼焦用煤的一项主要指标，也是评价低温干馏、气化或动力用煤的一个重要依据。煤的粘结性是煤结焦的必要条件，与煤的结焦性密切相关。炼焦煤中以肥煤的粘结性最好。1.2.2.3.2煤的结焦性 煤的结焦性是烟煤在焦炉或模拟焦炉的炼焦条件下，形成具有一定块度和强度的焦炭的能力。结焦性是评价炼焦煤的主要指标。炼焦煤必须兼有粘结性和结焦性，两者密切相关。煤的粘结性着重反映煤在干馏过程中软化熔融形成塑性体并固化粘结的能力。测定粘结性时，加热速度较快，一般只测到形成半焦为止。煤的结焦性全面反映煤在干馏过程中软化熔融直到固化形成焦炭的能力。测定结焦性时加热速度一般较慢，炼焦的结焦性最好。1.2.2.4煤的岩相组成煤是一种可燃有机岩，因此可以用研究岩石的方法研究煤。有关这一领域的学科称为煤岩学。煤岩学不仅在地质勘探方面起着重要作用，而且在选煤、煤炭分类和炼焦等工艺过程中也得到实际应用。例如，对于炼焦用煤按岩相组成不同进行选择粉碎，可改善煤料的粘结性及结焦性。煤的岩相分析分为宏观法和显微法两种。宏观法是根据煤的颜色、光泽、断口、硬度、构造结构等外表特征来判断煤的性质和组成。将煤制成薄片或光片，用显微镜在透射光或反射光下来观察煤的组成称为显微法。1.2.2.4.1宏观煤岩成分用肉眼或放大镜观察煤，可将煤分为镜煤、亮煤、暗煤、丝炭四种煤岩成分。其中镜煤和丝炭是简单的宏观煤岩成分，亮煤和暗煤是复杂的煤岩成分。它们夜色、光泽 、断口都各具特征，性质也不同。镜煤镜煤呈黑色 、光泽强 、结构均匀、性脆具有贝壳状断口，其形态多呈透镜体或层状。显微镜下观察，镜煤的轮廓清晰，它是由成煤植物的木质纤维组织经过凝胶化作用而形成的。镜煤的挥发分、氢含量较高，粘结性及结焦性好，反应活性大，灰分低，含镜煤多的煤是优质的炼焦及气化原料。丝炭丝炭呈绒黑色，有丝绢光泽外观和明显的纤维结构，它是有煤植物的木质纤维组织经丝炭化作用而形成。丝炭外观象木炭、性脆易碎能染手。在显微镜下观察是有清晰的格状细胞结构。丝炭含炭量高的煤，含氢量低，没有粘结性，由于丝炭孔隙率高，易于吸氧而发生氧化和自然。亮煤 亮煤呈黑色，光泽仅次于镜煤，具有贝壳状断口，硬度低且性脆，易破碎。在显微镜下观察亮煤是一种复杂的非均一的宏观煤岩成分。亮煤的挥发分及氢含量高，粘结性较好。暗煤暗煤呈灰黑色，光泽暗淡，断口平整光滑，结构致密或呈粒状，坚硬且具有韧性，不易破碎。在显微镜下观察，暗煤也是一种复杂的非均一的宏观煤岩成分，暗煤粘结性差，灰分高，故含暗煤的煤不适宜炼焦。1.2.2.5煤的显微组成1.2.2.5.1煤的显微组分一般在显微镜下才能识别的煤的成分，叫显微成分。由植物转变成的是有机显微成分，而矿物质是无机物显微成分。镜质组 它是腐植煤中最主要的显微组分，有植物茎、叶、的木质纤维组织经煤化作用形成的各种胶体。国内绝大多数的煤都以镜质组为主，且其性质与变质程度呈有规律变化，故可用镜质组作为煤的代表组分。丝质组 其原始材料与镜质组相同，只是它经过丝炭化作用而成。半镜质组 在镜质组与丝质组之间存在的一种过渡组分。其性质大约1/3近似于镜质组，2/3近似于丝质组。稳定组 植物残骸中的角质、孢子、树脂等，因有角质或树脂保护，能抵抗细菌生化作用而在泥炭中保持原有状态，所以称作稳定组。矿物质 是煤中的惰性组分，由各种矿石如粘土矿、黄铁矿等组成。 宏观煤岩成分的镜煤中主要是镜质组，丝炭主要是丝质组。亮煤和暗煤是各种组分的混合体，但亮煤的主体是镜质组，暗煤的主体是丝质组。1.2.2.5.2煤岩显微组分的工艺性质I. 各显微组分的工艺性质和元素分析 对同一种煤的不同显微组分而言，一般挥发分产率以稳定组最高，镜质组其次，丝质组最低。碳含量则以丝质组最高，稳定组其次，镜质组销低于稳定组。II. 干馏后的变化 焦炭或半焦炭中以骨架形式存在的丝质组，没有粘结性，称为惰性组分。在热分解时基本没有液态产物，也不熔融，故和灰分一样，都称为不可熔组分。以颗粒状粘结物形试存在的镜质组粘结性最好，半镜质组及稳定组形成的胶质体易于挥发，粘结性次于镜质组。它们称为活性组分，也称为可熔组分。III. 干馏产物的收率 焦炭产率一以丝质组最高，镜质组其次，稳定组最低，稳定组的焦油收率最高，丝质组焦油最低。IV. 氧化 一般稳定组比镜质组和丝质组较难氧化。1.2.3煤的分类1.2.3.1煤的分类标准煤的分类标准是指导煤炭资源合理利用的基本法则，是统计资源储量、计划、供应和评价煤炭资源利用合理的基本依据。分类标准的制定也反映了我国在煤炭加工利用方面的科学技术发展。1958年国家技术委员会推荐的煤分类方案，以华北地区、东北地区的煤样为依据，煤的可燃基挥发分产率和胶质层的最大厚度为分类指标。把各种工业用途的煤从褐煤到无烟煤之间的所以煤种划分成10个大类，24个小类。该方案使用了近30年。随着煤炭工业、焦化工业发展，新煤田发现，炼焦用煤基地不断增加，以及原方案中烟煤部分大类类别过少，烟煤与褐煤划分界线不清等缺陷。于1986年采用新的分类标准。其中烟煤的分类如表2-2。表2-2 烟煤的分类（GB5751-86）类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb，%贫煤PM1110.020.05贫瘦煤PS1210.020.05-20瘦煤SM1310.0-20.020-501410.0-20.050-65焦煤JM1510.0-20.06525.0（150）2420.0-28.050-652520.0-28.06525.0（150）肥煤FM1610.0-20.08525.0（150）2620.0-28.08525.0（150）3628.0-37.08525.0（220）1/3焦煤1/3JM3528.0-37.06525.0（220）气肥煤QF4628.0-37.08525.0（220）气煤QM3428.0-37.050-6525.0（220）4337.035-504437.050-654537.0651/2中粘煤1/2ZN2320.0-28.030-503328.0-37.030-50弱粘煤RN2220.0-28.05-303228.0-37.05-30不粘煤BN2120.0-28.053128.0-37.05长焰煤CY4120.0-28.054228.0-37.05-30分类说明：当烟煤的粘结指数测定值G85时，用干燥无灰基挥发分Vdaf，%和粘结指数G来划分煤类；当烟煤的粘结指数测定值G85时，用干燥无灰基挥发分Vdaf，%和胶质层厚度y，mm或用燥无灰基挥发分Vdaf，%和奥亚膨胀度b，%来划分煤类。当烟煤的粘结指数测定值G85时，用胶质层厚度y，mm和奥亚膨胀度b，%来并列划分煤类。当Vdaf28.0%时，b暂定为150%；当Vdaf28.0%时，b暂定为220%。当胶质层厚度y，mm和奥亚膨胀度b，%有矛盾时，以胶质层厚度y，mm来划分。16肥煤（FM）26肥煤（FM）36肥煤（FM）46气肥煤（QF）Y=2515焦煤（JM）25焦煤（JM）35 1/3焦煤（1/3JM）45气煤（JM）黏结指数 G856514瘦煤（SM）24焦煤（JM）34气煤（JM）44气煤（JM）5013瘦煤（SM）23 1/2中粘煤（1/2ZN ）33 1/2中粘煤 （1/2ZN ）43气煤（JM）3542长焰煤3022弱粘煤（RN）32弱粘煤（RN）2012贫瘦煤（PS）023.0 511贫煤（PM）21不粘煤（BN）31不粘煤（BN）41长焰煤（CY）无烟煤01无烟煤02无烟煤0310202837Vdaf，%1.2.3.1.1新的煤分类标准特点：I. 在半工业和实验室的试验基础上，对无烟煤、烟煤、褐煤、进行了全面分类。除无烟煤和褐煤二大类外，烟煤部分分为12大类。新增加了贫瘦煤，1/3焦煤，1/2中粘煤和气肥煤。II. 采用数码组合与原有牌号相结合的原则，构成新的分类系统。这种编码系统有利于国际上相互交流和对比。III. 采用烟煤粘结指数为主，胶质层最大厚度或奥牙膨胀度为辅的分类指标，这样发挥了指标各自的优点。1.2.3.2炼焦用煤我国新的煤分布方案中的14种煤，除了无烟煤、不粘煤、长焰煤、褐煤等4种以外，其他10种煤均可以配煤炼焦。一般都是以气煤（QM）、肥煤（FM）、焦煤（JM）、瘦煤（SM）、1/3焦煤（1/3JM）、气肥煤（QF）等为主。其它几种只能少量配入。各种煤的性质不同，在配煤中的作用也不同。1.2.3.2.1炼焦用煤的种类与性质1.2.3.2.1气煤（QM）（gas coal） 中国煤炭分类国家标准中，对煤化度较低的烟煤的称谓。类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb，%气煤QM3428.0-37.050-6525.0（220）4337.035-504437.050-654537.065按标准规定气煤由两部分组成：第一类气煤（按粘结指数不同又分为三类）的干燥无灰基挥发分Vdaf 37%，粘结指数G35，胶质层最大厚度y25mm的煤。这类煤的特点是，挥发分特别高，粘结性强弱不等。第二类气煤的干燥无灰基挥发分Vdaf 2837%，粘结指数G5065的煤。这类煤的特点是，挥发分特别高，粘结性中等。气煤变质程度低（煤化度比长焰煤高），挥发分含量较高，粘结性低，在加热时，产生的胶质体热稳定性差，气体析出量大，单独炼焦时能生成焦炭，故属炼焦煤。气煤的煤化程度比长焰煤高，煤的分子结构中侧链多且长，含氧量高。在炼焦热解过程中，不仅侧链从缩合芳环上断裂，而且侧链本身又在氧键处断裂，所以生成了较多的胶质体，但粘度小，流动性大，其热稳定性差，容易分解。在生成半焦时，分解出大量的挥发性气体，能够固化的部分较少。当半焦转化成焦炭时，焦饼收缩性大，形成大量的垂直炉墙的纵裂纹多，焦块细长而易碎，气孔大而不均匀，反应性高。在配合煤中配入气煤后，焦炭块度变小，机械强度变差；但配以适当的气煤可以降低炼焦过程中的膨胀压力，增加焦饼收缩度，可使推焦容易，保护炉体，并能增加煤气和炼焦化学产品的产率，是炼焦配合煤中的组分之一。由于中国气煤储存量大，为了合理的利用炼焦煤的资源，在炼焦时应尽量多配气煤。气煤还可以作为动力用煤、气化用煤和化工用煤等。第一类气煤的典型煤种有山东的新汶煤、辽宁抚顺的老虎台煤和江苏徐州的夹河煤。第二类气煤的典型煤种有黑龙江鹤岗的兴安煤。1.2.3.2.2肥煤（FM）（fat coal）中国煤炭分类国家标准中，对煤化度中等、粘结性极强的烟煤的称谓。类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb，%肥煤FM1610.0-20.08525.0（150）2620.0-28.08525.0（150）3628.0-37.08525.0（220）按标准规定，肥煤的干燥无灰基挥发分Vdaf 10-37%，胶质层最大厚度y25mm。肥煤是中等变质程度的煤（煤化程度比气煤高），粘结性很高，加热时产生大量的胶质体，单独炼焦时所得焦炭熔融良好，故为炼焦煤。从分子结构看，肥煤所含的侧链较多，但含氧量少，隔绝空气加热时能产生大量的相对分子质量较大的液态产物，其最大胶质体厚度可达25mm以上，并具有良好的流动性，且热稳定性也好。肥煤产生的胶质体数量最多，肥煤胶质体生成温度为320，固化温度为460，处于胶质体状态的温度间隔为140。如果升温速度为3/min，胶质体的存在时间可达50min，因此决定了肥煤粘结性最强，是中国炼焦煤的基础煤种之一。由于挥发性高，半焦的热分解和热缩聚都比较剧烈，最终收缩量很大，由于塑性体的热阻大，所以生成焦炭有较多又深又宽的平行于炭化室墙面的横裂纹，气孔率高，在焦饼根部有蜂窝状焦。故肥煤单独炼焦时，碎成小块，耐磨性差（肥煤炼出的焦炭的抗碎性强度和焦煤炼出的焦炭相似，但耐磨性稍差），高挥发性的肥煤炼出的焦炭的耐磨强度更差一些。又由于胶质体数量多，又有一定的粘结性，膨胀性较大，导致推焦困难。高挥发分的肥煤炼出的焦炭的耐磨强度就更差一些。肥煤是炼焦配合煤中的重要组分，配入肥煤可使焦碳熔融性良好，从而提高焦碳的抗碎强度，并为配加粘结性差的煤和瘦化剂创造条件。但肥煤比例不宜过高，使配煤出现“过肥”现象时，焦炭块小，强度不好。中国典型的肥煤有河北开滦的唐家庄煤、河北峰峰三矿煤、山西古交的镇城底煤和山东枣庄的山家林煤。1.2.3.2.3焦煤（JM）（coking coal）中国煤炭分类国家标准中，对煤化度较高、粘结性好的烟煤的称谓。类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb，%焦煤JM1510.0-20.06525.0（150）2420.0-28.050-652520.0-28.06525.0（150）按标准规定，焦煤由两部分组成：第一类焦煤（包括数码为15和25的焦煤）的干燥无灰基挥发分Vdaf 10-28%，粘结指数G65，胶质层最大厚度y25mm。这部分煤的结焦性特别好，可以单独炼出合格的高炉焦。第二类焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf 20-28%，粘结指数G5065，结焦性比前者差。焦煤的变质程度比肥煤稍高，挥发性比肥煤低。焦煤具有中等挥发分和较好的粘结性，是能单独成焦的、典型的、最好的炼焦煤。焦煤分子结构中大分子侧链比肥煤少，含氧量较低。焦煤在加热分解时产生的液态产物比肥煤少能形成热稳定性很好的胶质体，胶质体数量多，粘性大，固化温度较高，半焦收缩量和收缩速度均较小，所以单独炼焦时所得焦炭块度大、裂纹少、耐磨性好，机械强度高，在配煤中起到提高焦炭强度的作用。就结焦性而言，焦煤是最好的能炼制出高质量焦炭的煤。但由于收缩度小，膨胀压力大，可以造成推焦困难现象，甚至引起炉体的损坏。在炼焦配合煤中焦煤可以起到骨架和缓和收缩应力的作用，配煤时，焦煤的配入量可在较宽的范围内波动，且能提高焦炭的机械强度，是优质的炼焦原料。所以配入焦煤的目的是增加焦炭的强度。从世界范围来说，焦煤的资源比较匮乏，它是必须加以保护的宝贵资源，所以已很少用焦煤单独炼焦。在中国，第一类焦煤的典型煤种河北峰峰二矿煤、山西古交的西曲、黑龙江鸡西的滴道、安徽淮北的张庄和四川渡口的大宝顶煤。第二类焦煤的典型煤种有吉林通化的铁厂和内蒙古包头的河滩沟煤。1.2.3.2.4瘦煤（SM）（lean coal） 中国煤炭分类国家标准中，对煤化度较高的烟煤的称谓。类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb，%瘦煤SM1310.0-20.020-501410.0-20.050-65按标准规定，瘦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf 1020%，粘结指数G2065。瘦煤的煤化程度较高，是低挥发性的中等变质程度的粘结性煤，能单独结焦，属炼焦煤。瘦煤在加热时产生的胶质体少，粘度大，能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，但焦炭的熔融性很差，焦炭的耐磨性也差。瘦煤粘结性不高，加热时生成的胶质体少，配煤中适当配入瘦煤，可以降低半焦收缩，提高焦炭的块度，但配入量过多时，使配煤的粘结性过低，焦炭的裂纹少、熔融性差，耐磨性下降，焦炭质量不好。在炼焦配合煤中，瘦煤可以起到骨架和缓和收缩应力，从而增大焦碳块度的作用，是配合煤中的重要组分。在中国，典型的瘦煤有河北峰峰四矿煤、山西潞安的石圪节煤，陕西韩城的下峪口煤等。1.2.3.2.5 1/3焦煤（1/3JM）（1/3 coking coal）中国煤炭分类国家标准中，对介于焦煤和气煤之间的烟煤的称谓。类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb，%1/3焦煤1/3JM3528.0-37.06525.0（220）按标准规定，1/3焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf 2837%，粘结指数G65，胶质层最大厚度y25mm。1/3焦煤主要是从1956年订立的中国煤分类（以炼焦用煤为主）方案中气煤类划分出来的结焦性较好的煤，又包含了该方案约1/3的焦煤，故命名为1/3焦煤。1/3焦煤是过渡性煤种，它是介于焦煤、气煤之间煤。单独也可以成焦，该煤单独炼焦时，可以生成一定块度和强度的焦炭，故为炼焦煤。焦炭强度接近于肥煤，耐磨强度比肥煤低，比气肥煤、气煤要高。1/3焦煤由于有较高的粘结性，是配煤炼焦的骨架之一。1/3焦煤的性质并不完全一样，其中G75的煤加热时能产生较多的胶质体，结焦性好，可以单独炼出强度较高的焦碳，为配合煤的主要组分。而G75的1/3焦煤结焦性较差，单独炼焦时，不能得到高强度的焦碳，在配合煤中的用量也不易过多。在中国，1/3焦煤的资源比较丰富，在炼焦工业中使用也较为广泛。其主要产地有黑龙江鹤岗、鸡西、七台河，河北邢台，河南平顶山，安徽淮南、淮北，江西萍乡，四川永荣和贵州水城等煤矿，其中黑龙江七台河和河南平顶山矿的煤为典型的G75的1/3焦煤，而黑龙江鹤岗南山矿和安徽淮南芦岭矿的煤为典型的G75的1/3焦煤。1.2.3.2.6气肥煤（QF）（gas-fat coal） 中国煤炭分类国家标准中，对介于气煤和肥煤之间的烟煤的称谓。类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb，%气肥煤QF4628.0-37.08525.0（220）按标准规定气肥煤的干燥无灰基挥发分Vdaf 37%，胶质层最大厚度y25mm的煤。气肥煤的性质和在配合煤中的作用与肥煤有明显的差别，所以将其从肥煤中分离出来，单独列为一类。气肥煤的煤化度低，挥发分特别高，粘结性强，加热时能产生大量的煤气和胶质体，但胶质体的热稳定性差。单独炼焦时能生成焦炭，故属炼焦煤；但所得焦炭的强度不高。焦炭强度低于肥煤，但又高于气煤，同时煤气发生量大，化学产品产率也高。气肥煤可以作为配合煤的组分，可以增加化学产品。在配用气肥煤时，需适当减少气煤的用量，增加瘦化组分。中国的气肥煤资源不多，典型煤种有山东的新汶煤和江苏徐州矿的一部分煤。1.2.3.3非炼焦煤1.2.3.3.1贫煤（PM）（meager coal） 中国煤炭分类国家标准中，对煤化度最高的烟煤的称谓。类别符号数码分类指标Vdaf，%Gy，mmb