第四章(煤化學(xué))

1、 煤是由有機物和無機物組成的混合物。由于成煤原始物質(zhì)、轉(zhuǎn)變條件和作用的多變性，導(dǎo)致煤的化學(xué)及元素組成、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)及工藝性質(zhì)、種類的復(fù)雜性和多樣性。 煤化學(xué)是從化學(xué)的角度研究煤的化學(xué)及元素組成、工藝性質(zhì)和分類及合理應(yīng)用的邊緣學(xué)科。第四章 煤化學(xué)的基本知識煤化學(xué)的研究方法煤的工業(yè)分析研究煤的化學(xué)組成煤的元素分析煤的工藝性質(zhì)試驗研究煤的元素組成研究煤的工藝性質(zhì)煤的工業(yè)分類煤質(zhì)評價煤的綜合利用 煤質(zhì)分析化驗的方法有兩大類：一類是測定煤中固有的成分和性質(zhì)，如水分、碳、氫等，另一類是測定煤經(jīng)過轉(zhuǎn)化后生成的物質(zhì)和呈現(xiàn)的性質(zhì)，如灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量等。為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和便于使用，各煤質(zhì)分析項目的結(jié)果都是用一定

2、的符號表示。通常是由煤質(zhì)分析項目的符號、分析項目存在狀態(tài)或操作條件的符號、分析項目基準(zhǔn)的符號這三類符號構(gòu)成了煤質(zhì)分析結(jié)果的表示符號。 新國家標(biāo)準(zhǔn)中對常用符號作了如下規(guī)定： 1）符號一律用英文；2）ISO規(guī)定了的符號，基本采用；3）ISO沒規(guī)定的符號，用歐美通用的符號；4）ISO和歐美都沒有的，用英語名詞的開頭字母(或縮寫字母)表示；5）我國或其他國家獨有的項目，采用其原規(guī)定的符號。 第一節(jié) 煤樣及煤質(zhì)分析結(jié)果的表示方法一、煤樣一、煤樣二、煤質(zhì)分析結(jié)果的表示方法二、煤質(zhì)分析結(jié)果的表示方法 煤是大宗商品，為了鑒定煤的質(zhì)量，通常是抽取一小部分煤來進行質(zhì)量的鑒定，這個抽取過程就是采樣。為確定煤的某些特

3、征，從煤中采取的、具有代表性的一部分煤稱為煤樣。（一）表示煤質(zhì)分析項目的符號（一般是用該項目英文名稱的第一個字母或縮略字大寫表示）新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項目的表示符號對照表新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項目的表示符號對照表 煤質(zhì)分析項目名稱表示符號煤質(zhì)分析項目名稱表示符號新舊新舊水分MW發(fā)熱量QQ灰分AA透光率PMPm揮發(fā)分VV膠質(zhì)層最大厚度YY固定碳FCCGD羅加指數(shù)R.I.LR碳CC粘結(jié)指數(shù)GR.I.G氫HH奧亞膨脹度bb氧OO熱穩(wěn)定性TSRW氮NN焦油產(chǎn)率TarT硫SS灰熔融性變形溫度DTT1磷PP灰熔融性軟化溫度STT2氯ClCl灰熔融性流動溫度FTT3砷AsAs腐植酸產(chǎn)率HAHm視相對密

4、度ARDd苯萃取物產(chǎn)率EBEm真相對密度TRDD二氧化碳含量CO2/（是用相應(yīng)英文名稱的第一個字母或縮寫字的小寫表示，把它下標(biāo)于煤質(zhì)分析項目符號的右下角） 新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項目存在狀態(tài)或操作條件的符號對照表新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項目存在狀態(tài)或操作條件的符號對照表 煤質(zhì)分析項目的存在狀態(tài)或操作條件外在內(nèi)在全硫化鐵硫酸鹽碳酸鹽有機固定彈筒恒容高位恒容低位表示符號新finhtpscpo/bgr,vnet,v舊WZNZQLTLSTSYJGDDTGWDW（在修訂后的國家標(biāo)準(zhǔn)中，分析項目基準(zhǔn)的符號是用各英文名稱的小寫字母表示的，把它下標(biāo)于“煤質(zhì)分析項目符號”的右下側(cè)，并與“表示煤質(zhì)分析項目存在狀

5、態(tài)或操作條件符號”之間用“逗號”隔開）（二）表示煤質(zhì)分析項目存在狀態(tài)或操作條件的符號（三）表示煤質(zhì)分析項目基準(zhǔn)的符號 煤質(zhì)分析項目的基準(zhǔn)即煤樣的基準(zhǔn)，是表示煤質(zhì)分析化驗結(jié)果是以什么狀態(tài)下的煤樣為基礎(chǔ)而測得的。1.基準(zhǔn)的含義新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項目基準(zhǔn)的名稱及符號對照表新、舊標(biāo)準(zhǔn)中常用煤質(zhì)分析項目基準(zhǔn)的名稱及符號對照表 煤質(zhì)分析項目基準(zhǔn)新名稱收到基空氣干燥基干燥基干燥無灰基干燥無礦物質(zhì)基符號aradddafdmmf舊名稱應(yīng)用基分析基干燥基可燃基有機基符號yfgrj 2.常用基準(zhǔn)的含義及使用意義 收到基（ar）：是以收到狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（包含了煤的全部組分）。用于銷售煤，物料平衡、熱平衡及熱效

6、率計算。 空氣干燥基（ad）：是以與空氣濕度達到平衡狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分）。多用于試驗室煤質(zhì)分析項目測定的基礎(chǔ)。 干燥基（d）：是以假想無水狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分）。主要用于比較煤的質(zhì)量，用于表示煤的灰分、硫分、磷分、發(fā)熱量等。 干燥無灰基（daf）：是以假想無水無灰狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分及灰分）。主要用于了解和研究煤的有機質(zhì)。 干燥無礦物質(zhì)基（dmmf）：是以假想無水無礦物質(zhì)狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分及礦物質(zhì)）。主要用于高硫煤的有機質(zhì)研究。 恒濕無灰基（maf）：恒濕狀態(tài)（溫度20、空氣濕度96%）和假想無灰

7、狀態(tài)下的煤樣分析基準(zhǔn)。主要用于表示煤的發(fā)熱量（作為煤工業(yè)分類指標(biāo)）。 3.各基準(zhǔn)的關(guān)系 對于同一煤樣，其化驗結(jié)果若以不同的基準(zhǔn)來表示則數(shù)值不同。因此，同類分析項目只有在相同基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上才能進行比較。各基準(zhǔn)的關(guān)系如下圖所示。 4.各基準(zhǔn)的換算 試驗室條件下測定的煤質(zhì)分析項目通常是以空氣干燥基為基準(zhǔn)測得的。但在表示煤質(zhì)分析報出的結(jié)果時，國家標(biāo)準(zhǔn)通常規(guī)定將空氣干燥煤樣基準(zhǔn)的各個指標(biāo)換算成收到基、干燥基煤樣、干燥無灰基煤樣為基準(zhǔn)的指標(biāo)；在實際工作中，有時也需要把一些指標(biāo)換算成其它基準(zhǔn)（例如：工業(yè)上計算物料平衡或熱平衡時，就需將有關(guān)指標(biāo)換算成收到基，以求得每噸原料煤能產(chǎn)生多少熱量、多少煤灰、含多少碳等）

8、。為此，我們必須了解各種指標(biāo)、各種基準(zhǔn)之間的關(guān)系和換算。 常用的各基準(zhǔn)間的換算公式如下（用X代表某煤質(zhì)分析項目）： adaddXMX100100（1）空氣干燥基與干燥基的換算（2）空氣干燥基 與干燥無灰基的換算（3）干燥基 與干燥無灰基的換算（4）收到基 與干燥無灰基的換算（5）收到基 與空氣干燥基的換算（6）全水分計算公式 adadaddafXAMX100100dddafXAX100100arartdafXAMX100100adadararXMMX100100100100,arfadinharfartMMMMadaddXMX100100(4-1)(4-2)(4-3)(4-4)(4-5)(4-

9、6) 進行基準(zhǔn)換算時要注意以下三個問題：（1）換算的煤質(zhì)分析指標(biāo)必須含于對方的基準(zhǔn)中，否則就不能換算。如：St,ad中包含了St,d，它們之間可用公式4-1進行換算；Ad和Adaf之間就不能換算，因為干燥無灰基中不存在灰分。（2）用以上公式換算時各煤質(zhì)分析測定結(jié)果不代入百分符號，但寫答案時要把百分號加上。（3）基準(zhǔn)不相同的數(shù)據(jù)不能直接加減。 4.常用煤質(zhì)指標(biāo)的基準(zhǔn) （1）在用煤的灰分、硫分、磷分、發(fā)熱量來表示煤質(zhì)時，常用干燥基為基準(zhǔn)，即Ad、St,d、Pd、Qgr,d；（2）在研究煤的有機質(zhì)特性時，常用干燥無灰基為基準(zhǔn)，如Vdaf、Cdaf、Hdaf等。（3）在計算物料平衡、熱平衡、煤炭計量計

10、價時，常用收到基為基準(zhǔn)，如Mt,ar、Qnet,ar、Aar、Har等。 第二節(jié) 煤的化學(xué)組成一、煤中的水分（一、煤中的水分（M M）煤加熱揮發(fā)部分不揮發(fā)部分水分（M）煤中無機質(zhì)熱解生成的氣體煤中有機質(zhì)熱解生成的氣體（V）煤中無機質(zhì)熱解形成的殘渣（A）煤中有機質(zhì)產(chǎn)生熱量的部分（FC）2%，不計2%，減去煤的化學(xué)組成M+A+V+FC（一）煤中水分的來源 煤中的水分來源于成煤過程中、煤形成后及在開采、洗選和運輸過程中等。 煤的工業(yè)分析：是指測定煤中M、A、V、FC的過程。重點、難點內(nèi)容注意（二）煤中水分的種類煤中的水分 按水分在煤中的存在狀態(tài)分按測定煤中水分時的操作條件分游離水：是吸附在煤表面和存

11、在于煤內(nèi)部毛細管中的水分。 化合水：是指煤中礦物質(zhì)的結(jié)晶水。在煤的工業(yè)分析中不考慮這種水分。 自由水分：是附著在煤表面和內(nèi)部大毛細管（半徑大于10-5cm）中的水分 濕存水分：是存在于煤內(nèi)部小毛細管（半徑小于10-5cm）中的水分。 外在水分（Mf）:是指在4050的測定條件下，煤樣與周圍空氣達到濕度平衡時失去的水分。 內(nèi)在水分（Minh）:是指在100110測定條件下，煤樣達到干燥狀態(tài)時所失去的水分。 煤的最高內(nèi)在水分（MHC）：是指煤在溫度30、相對濕度為9697的條件下達到吸濕平衡的內(nèi)在水分。 以最高內(nèi)在水分狀態(tài)的煤樣為基準(zhǔn)即為恒濕基，其分析結(jié)果數(shù)據(jù)多在煤理論研究和煤分類上應(yīng)用。 煤的全

12、水分是煤的外在水分和內(nèi)在水分之和 。即：Mt,ar=Mf,ar+Minh,ar 煤的工業(yè)分析中， 煤的外在水分（Mf,ar）是以收到基為基準(zhǔn)、煤的內(nèi)在水分（Minh,ad）又是以空氣干燥基為基準(zhǔn)測定的。由于它們之間的基準(zhǔn)不同，因此煤的全水分不能直接用它們相加得到，而必須用全水分計算公式（ 式4-6）經(jīng)過換算得到（*下頁例）。 收到基全水分（Mt,ar）表示的是煤中的實際含水量。（三）煤中的全水分（Mt，ar）（四）煤水分指標(biāo)的使用意義 1. 收到基全水分（Mt,ar）： 它是衡量煤炭經(jīng)濟價值最基本的質(zhì)量指標(biāo)之一，也是商品煤計價的重要依據(jù)，在工業(yè)上全水分可用來計算熱平衡、物料平衡和煤的發(fā)熱量等。

13、 2.空氣干燥基水分（Mad）： 主要用于煤質(zhì)分析中各項指標(biāo)的計算和基準(zhǔn)換算。*煤水分指標(biāo)符號的簡寫：Mt,ar簡寫MtMarMf，ar簡寫MfMinhMinhMad簡寫簡寫Minh，arMinh，ad例4-1 某收到基煤樣重1000.0g，風(fēng)干后重900.0g。用兩份風(fēng)干煤樣各10.000g測定內(nèi)在水分，即在105干燥后得到的兩份煤樣分別重9.512g和9.484g。問該煤樣的全水分？解：解：（1）計算該煤樣的外在水分 （2）計算該煤樣的內(nèi)在水分 煤中的全水分計算舉例%1000 .10000 .9000 .1000,arfM%0 .10%100000.10512. 9000.101,adin

14、hM%88. 4%100000.10484. 9000.102,adinhM%16. 5（3）計算該煤樣的全水分 按式（4-6）：答：該煤樣的全水分為14.52。 22,1,adinhadinhadinhMMM216. 588. 4%02. 5100100,arfadinharfartMMMM%1001000 .1010002. 50 .10%52.14 水分在泥炭中可達4050；褐煤約為1040；煙煤一般為18；無煙煤則又有增加的趨勢，這是因為無煙煤中孔隙增加的原因。 評價煤質(zhì)時，按Mt%對煤中的水分進行分級。 （五）煤中全水分（Mt，ar）的分級煤的全水分分級煤的全水分分級（MT/T 85

15、02000MT/T 8502000） 序號序號級別名稱級別名稱代號代號分級范圍（分級范圍（Mt,%）試驗方法試驗方法1特低全水分煤SLM6.0GB/T 2112低全水分煤LM6.08.03中等全水分煤MLM8.012.04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 一般來說，水分是煤中的有害成分，對煤的工業(yè)利用是不利的；但水分對煤的工業(yè)利用也有好的一方面。 1.水分對煤工業(yè)利用的危害 （1）在煤的運輸中，增加了無效運輸量和運輸成本； （2）燃燒時，降低了煤的發(fā)熱量； （3）貯存時，使煤易碎裂、加速煤的氧化和自燃，在冬季使煤裝卸困難；FeS2+

16、H2O+O2FeSO4+H2SO4+Q （4）煉焦時，延長煉焦時間，并使焦?fàn)t的使用壽命縮短； （5）機械加工中，水分高的煤難于破碎和篩分，不僅降低生產(chǎn)效率，還可能損壞設(shè)備。 2.水分對煤工業(yè)利用的益處 （1）在燃燒粉煤時，煤中含有適量的水分，可以防止粉煤的散失，并適當(dāng)改善爐膛的輻射能； （2）水分可作為加氫液化和氣化的供氫體。 （六）煤中水分對煤利用的影響 煤中的礦物質(zhì)是煤中除了水分以外的無機物。煤的灰分不是煤中固有的成分，而是煤中的礦物質(zhì)在煤燃燒時經(jīng)過失水、分解、氧化、化合等變化而產(chǎn)生的固態(tài)混合物，因此，嚴(yán)格地講不能叫“煤中的灰分”，而應(yīng)叫“煤的灰分產(chǎn)率”。 二、煤中的礦物質(zhì)（二、煤中的礦物

17、質(zhì)（MMMM）和煤的灰分產(chǎn)率（）和煤的灰分產(chǎn)率（A A）（一）煤中的礦物質(zhì)（MM）煤中礦物質(zhì)的劃分及來源原生礦物質(zhì)次生礦物質(zhì)外來礦物質(zhì)來源于來源于來源于成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，一般為12 。不能用機械方法除去 。在成煤過程中，從外界進入成煤沼澤中以后保留于煤中的的礦物質(zhì)，含量不高。較難與煤分離。 在采煤過程中，煤層的頂板、底板、夾矸等混入煤中的礦物質(zhì)?？捎靡话愕倪x煤方法除去。 內(nèi)在礦物質(zhì) 內(nèi)在灰分外在礦物質(zhì)外在灰分形成形成 煤中礦物質(zhì)的含量變化很大，一般為2%40%；其化學(xué)組成又極為復(fù)雜 ，主要有氧化物、硫化物、硅酸鹽、碳酸鹽和硫酸鹽類等。 #煤中礦物質(zhì)含量一般都不直接測定，而是利用它與煤的

18、灰分等之間的關(guān)系，采用經(jīng)驗公式近似地算出煤中礦物質(zhì)的含量。對煤中的礦物質(zhì)含量可采用以下公式進行計算： 式中：MM煤中礦物質(zhì)的含量，； Aad空氣干燥基灰分，； St,ad 空氣干燥基全硫，； Sp,ad空氣干燥基硫化鐵硫，； (CO2) 空氣干燥基碳酸鹽二氧化碳含量，； 0.3 經(jīng)驗系數(shù)。 當(dāng)煤中的碳酸鹽、硫酸鹽等較多時，其礦物質(zhì)的含量可用式(4-7)計算；含碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鐵較少的煤，則可采用式(4-8)進行計算。 30. 0)(66. 067. 006. 12,adadtadCOSAMMadpadSAMM,50. 010. 1(4-7)(4-8) 1.煤的灰分 煤的灰分是煤完全燃燒后，

19、煤中的礦物質(zhì)發(fā)生失水、分解、氧化、化合等反應(yīng)形成的混合物。 Al4(Si4O10)(OH8)4SiO2+2Al2O3+4H2OCaCO3CaO+CO2FeS2+11O22Fe2O3+8SO2CaO+SiO2CaSiO3 2.煤的灰分產(chǎn)率（A） 煤質(zhì)分析中常以空氣干燥基煤樣測定煤的灰分產(chǎn)率(Aad)。具體是將一定質(zhì)量的空氣干燥基（ad）煤樣放入85015的馬弗爐中燒至恒重，灼燒后殘渣(灰分)的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分率即煤的灰分產(chǎn)率。 （二）煤的灰分產(chǎn)率（A）分解：高嶺土失水：氧化：化合：%100煤樣質(zhì)量灰分質(zhì)量adA 3.煤灰分產(chǎn)率（Aad%）的換算 為了消除因空氣干燥基煤樣中內(nèi)在水分的變化對灰分

20、產(chǎn)率的影響，并使不同煤樣之間灰分產(chǎn)率的大小具有可比性，在表示煤的灰分產(chǎn)率時，要把空氣干燥基灰分（ Aad ）換算成干燥基灰分（ Ad ）。其換算公式如下：adaddAMA100100例4-2 某煤層兩個煤樣的煤質(zhì)分析結(jié)果為：煤樣1：Mad1=5.0%，Aad1=19.0%；煤樣2：Mad2=10.0%，Aad2=18.0%。求該煤層的干燥基灰分？解：解：按式（4-9）： 則：該煤層的答：該煤層的干燥基灰分為20.0。 (4-9)111100100adaddAMA%1000 .190 . 5100100%0 .20222100100adaddAMA%1000 .180 .10100100%0 .

21、20%0 .20dA4.根據(jù)煤的干燥基灰分（ Ad %）對煤的分級 煤的干燥基灰分（ Ad）是工業(yè)上衡量煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。根據(jù)煤的干燥基灰分產(chǎn)率（ Ad），GB/T GB/T 15224.1200415224.12004對動力煤、冶煉用煉焦精煤等分別進行了分級。 （1 1）動力煤灰分分級）動力煤灰分分級 動力煤的灰分按表1分級。 （2 2）冶煉用煉焦精煤）冶煉用煉焦精煤的灰分分級的灰分分級 冶煉用煉焦精煤的灰分按表2分級。 例4-3已知某煤樣的Mt=10.0%，Mad=1.0%，Aad=11.0%。問1噸該煤會產(chǎn)生多少灰分？ 解：解：按式（4-5）：1噸該煤產(chǎn)生的灰分答：1噸該煤會產(chǎn)生100

22、kg灰分。 adadtarAMMA100100%1000 .110 . 11000 .10100%0 .10kgkg100%0 .1010005. 煤的灰分對煤利用的影響 一般來說，礦物質(zhì)或灰分是煤的有害成分，灰分越高，煤質(zhì)越差。灰分可降低煤的發(fā)熱量、增加運輸成本、增多出渣量、降低焦炭的質(zhì)量和焦?fàn)t的生產(chǎn)效率、加速煤的風(fēng)化和自燃等。 煤灰渣也可用作為一種資源開發(fā)利用，如用作建材原料和從煤灰中提取聚合鋁、氯化鋁、稀有分散元素等。 表表1 1 動力煤的灰分分級動力煤的灰分分級 序號序號級別名稱級別名稱代號代號灰分（灰分（A Ad d % %）范圍）范圍試驗方法試驗方法1特低灰煤SLA10.00GB/

23、T212 2低灰煤LA10.0116.003中灰煤MA16.0129.004高灰煤HA29.00表表2 2 冶煉用煉焦精煤的灰分分級冶煉用煉焦精煤的灰分分級序號序號級別名稱級別名稱代號代號灰分（灰分（A Ad d % %）范圍）范圍試驗方法試驗方法1特低灰煤SLA6.00GB/T2122低灰煤LA6.019.003中灰煤MA9.0112.004高灰煤HA12.00（3 3）高爐噴吹用煤的灰分分級）高爐噴吹用煤的灰分分級高爐噴吹用煤的灰分分級可參照“表2 冶煉用煉焦精煤進行分級”。（4 4）其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級）其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級其他用煉焦精煤和原料用煤的灰分分級可

24、參照“表1 動力煤炭進行分級”。 煤中的有機質(zhì)=100-水分-礦物質(zhì) 煤中有機質(zhì)的真正含量不易測定，主要是由于煤中礦物質(zhì)很難測定。常用煤中的灰分產(chǎn)率（Aad%）近似地表示煤中礦物質(zhì)的含量，即：煤中的有機質(zhì)100-Mad-Aad=可燃質(zhì)。三、煤中的有機質(zhì)和煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（三、煤中的有機質(zhì)和煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（V V）（一）煤中的有機質(zhì)（二）煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（V） 1.煤的揮發(fā)分 煤的揮發(fā)分是煤樣在一定條件下隔絕空氣加熱，煤中的有機物在特定條件下熱分解“揮發(fā)”出來的產(chǎn)物。 2.煤的揮發(fā)分產(chǎn)率（V） 煤的揮發(fā)分產(chǎn)率是將l0.01g空氣干燥基煤樣，置于帶蓋的瓷坩堝中，在隔絕空氣和90010的溫度下加熱7mi

25、n，以煤樣失去的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)減去空氣干燥基水分的百分含量即為該煤樣的揮發(fā)分產(chǎn)率（Vad）。 adadMV%100煤樣質(zhì)量揮發(fā)分質(zhì)量3.煤揮發(fā)分產(chǎn)率（Vad%）的換算 由于空氣干燥基揮發(fā)分（Vad）是用含有水分和礦物質(zhì)的空氣干燥基煤樣測得的，因此煤樣Mad和Aad的不同，必然要導(dǎo)致Vad的不同。為了消除水分和灰分對揮發(fā)分的影響，準(zhǔn)確地反映不同煤的揮發(fā)分產(chǎn)率的大小，必須將空氣干燥基揮發(fā)分（Vad）換算成干燥無灰基揮發(fā)分（Vdaf）。其換算公式為： adadaddafVAMV100100(4-10)例4-4 某煤層兩個煤樣的煤質(zhì)分析結(jié)果為：煤樣1：Mad1=5.0%，Aad1=19.0%，

26、Vad1=18.0%；煤樣2：Mad2=10.0%，Aad2=18.0% ，Vad2=14.0% 。求該煤層的干燥基灰分？解：解：按式（4-10）： 則：該煤層的答：該煤層的干燥基灰分為20.0。 1111100100adadaddafVAMV%1000 .180 . 90 . 1100100%0 .202222100100adadaddafVAMV%1000 .141 .259 . 4100100%0 .20%0.20dafV4.根據(jù)煤的干燥無灰基揮發(fā)分（ Vdaf %）對煤的分級煤的干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率分級煤的干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率分級（MT/T 849-2000MT/T 849-2000）

27、 序號序號級別名稱級別名稱代號代號分級范圍分級范圍（Vdaf%）試驗方法試驗方法1特低揮發(fā)分煤SLV10.00GB/T2122低揮發(fā)分煤LV10.0020.003中等揮發(fā)分煤MV20.0028.004中高揮發(fā)分煤MHV28.0037.005高揮發(fā)分煤HV37.0050.006特高揮發(fā)分煤SHV50.005.煤干燥無灰基揮發(fā)分（ Vdaf %）的使用意義（1）我國煤炭分類的重要指標(biāo)之一；（2）工業(yè)上在選擇氣化、液化、動力和煉焦用煤時，都要首先考慮揮發(fā)分是否符合要求。 6.影響煤干燥無灰基揮發(fā)分（ Vdaf %）的因素煤的揮發(fā)分產(chǎn)率受多種因素影響，主要有：煤的成因類型 、煤化程度 、煤巖成分 、礦

28、物質(zhì)含量 、測試條件 等。（） 煤的固定碳是指從煤中除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物。 從煤的工業(yè)分析角度出發(fā)，空氣干燥基煤樣的質(zhì)量近似等于它的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的質(zhì)量之和，即煤的固定碳可按下式計算： 四、煤的固定碳（四、煤的固定碳（FCFC）)(100adadadadVAMFCdafdafVFC100在用固定碳表示煤的有機質(zhì)特征時，其固定碳應(yīng)按下式計算： 煤的固定碳與煤有機質(zhì)中的碳含量是兩個不同的概念。固定碳實際上是煤的有機質(zhì)在隔絕空氣條件下熱解后的殘留物，從元素組成看，固定碳除主要含碳外，還有少量的氫、氧、氮、硫等元素；而煤中的碳元素幾乎都是以有機物形式存在的，只有微量的碳以碳酸鹽

29、形式存在于煤的無機礦物質(zhì)中。因此，就數(shù)量上講，煤的固定碳含量小于煤中有機質(zhì)的碳含量。 干燥無灰基固定碳（FCdaf ）（1）用來衡量煤的煤化程度，其含量隨煤化程度的增高而增大。一般褐煤的60，煙煤的為6090，而無煙煤的90；（2）工業(yè)用煤的一項質(zhì)量指標(biāo)；（3）計算煤的發(fā)熱量的主要參數(shù)。 煤的干燥無灰基固定碳與干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)率之比是煤的燃料比。 從化學(xué)角度看，組成煤的主要元素是碳、氫、氧、氮、硫、磷等；另外還有一些含量極少的元素，如砷、氯、鍺、鎵、鈾、釩、鈦等。煤中的碳、氫、氧、氮是組成煤有機質(zhì)的主要元素，其總和占有機質(zhì)的95以上，所以是煤質(zhì)研究的重要內(nèi)容；而硫、磷、砷等是煤中的有害元素，

30、對煤質(zhì)有很大的影響。 煤的元素分析是測定碳、氫、氧、氮、硫五種元素的含量的過程。通常，只對碳、氫、氮、硫四種元素進行測定，氧含量則采用減差法求得。煤元素分析時用空氣干燥基（ad）煤樣測定，但結(jié)果常用干燥無灰基（daf）或干燥基（d）表示。 第三節(jié) 煤的元素組成一、煤中的碳元素（一、煤中的碳元素（C Cdafdaf% %） 煤中的碳是組成煤有機質(zhì)的第一重要元素。它是煤有機質(zhì)中含量最高的元素，也是煤在燃燒過程中產(chǎn)生熱量的重要元素之一（每1純碳完全燃燒能放出34038KJ的熱量），還是組成煤的大分子骨架的主要元素之一。C+O2CO2+Q燃燒 煤中的氫是組成煤有機質(zhì)的第二重要元素。它雖然含量不高，但卻

31、是煤中重要的可燃物質(zhì)，每1氫完全燃燒能放出142961KJ的熱量（是碳的3.84.2倍 ）；氫也是組成煤大分子的骨架和側(cè)鏈的不可缺少的重要元素。腐泥煤中氫含量一般6；腐植煤中的氫含量一般6，并隨煤化程度的增高而降低。 煤中氫元素（Hdaf%）的含量是我國煤工業(yè)分類的指標(biāo)之一（）。二、煤中的氫元素（二、煤中的氫元素（H Hdafdaf% %）三、煤中的氧元素（三、煤中的氧元素（O Odafdaf% %） 煤中的氧是組成煤有機質(zhì)的第三重要元素，含量僅次于碳，但它是煤中不可燃成分。由于氧元素在煤的燃燒過程中不產(chǎn)生熱量，卻能與產(chǎn)生熱量的氫生成水，使煤的發(fā)熱量降低，因此氧含量高對動力用煤來說是不利的；對

32、于煉焦用煤，氧含量增高會使其粘結(jié)性和結(jié)焦性大為降低，甚至失去粘結(jié)性。但氧是煤中反應(yīng)能力較強的元素，當(dāng)煤用于制取芳香羧酸和腐植酸類物質(zhì)時，氧的存在是有利的。煤中氧的含量，通常是根據(jù)工業(yè)分析、元素分析的測定數(shù)據(jù)以減差法求得的： H2+O2H2O+Q燃燒)(100,adadadtadadadadAMSNHCO 煤中的氮元素含量僅為0.42.6，但它是煤中唯一完全以有機狀態(tài)存在的元素。當(dāng)煤作為高溫?zé)峒庸ぴ线M行加熱時，煤中氮的一部分變成N2、NH3及其它一些有機含氮物質(zhì)逸出，而這些化合物可回收制成氮肥、硝酸、藥品等化學(xué)產(chǎn)品 ；煤在燃燒時，氮是不可燃成分，煤中一部分氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈难趸?，形成了燃煤所排放?/p>

33、廢氣中氮的氧化物總量的一部分，是空氣污染物；另一部分氮則呈游離狀態(tài)進入廢氣中。 四、煤中的氮元素（四、煤中的氮元素（N Ndafdaf% %） 元素元素煤種煤種C Cdafdaf% %H Hdafdaf% %O Odafdaf% %N Ndafdaf% %褐煤60776530152.61煙煤7592541522.20.7無煙煤899841311.50.4煤中C、H、O、N四種元素組成含量比較 硫是煤中的主要有害元素之一。在各種類型煤中都含有數(shù)量不等的硫分，少的在1左右，高者可達10以上。 五、煤中的硫元素（五、煤中的硫元素（S St,dt,d% %）（一）煤中硫的分類煤中的硫（St）無機硫（S

34、i）：是指存在于煤的礦物質(zhì)中的硫 硫化鐵硫（ Sp ）：是煤中硫化物硫 的總稱，以硫化鐵硫 為主。硫酸鹽硫（ Ss ）：是煤中硫酸鹽硫 的總稱，主要是石膏、綠礬 。 有機硫（So）：是指與煤有機質(zhì)相結(jié)合的硫。含量一般小于0.5%，目前還不能用機械方法除去。 按存在狀態(tài)St=Sp+Ss+So（二）煤中硫的測定和換算 在煤的元素分析中，通常是用空氣干燥基煤樣（ad）測定煤的全硫（St,ad）（除特殊需要外，一般不單獨測定各種形態(tài)硫）。在評價煤質(zhì)時，為了消除因ad煤樣中內(nèi)在水分的變化對煤硫分值的影響，并使不同煤層的硫含量具有可比性，煤中的硫含量是將空氣干燥基全硫（St,ad）換算成干燥基全硫（St,

35、d）來表示。其換算公式如下： 硫是存在于煤中的一種有害雜質(zhì)，對煤的工業(yè)利用有不利的影響，但硫又是一種重要的化工原料，所以硫是評價煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。 GB/T 15224.22004GB/T 15224.22004 按煤的干燥基全硫（St,d%）對煤的分級：adtaddtSMS,100100（三）根據(jù)煤的干燥基全硫（St,d%）對煤的分級（GB/T GB/T 15224.2200415224.22004 ） 1.動力煤硫分分級 （1）不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量值 不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量（是指對不同煤種規(guī)定的干燥基高位發(fā)熱量）見表1。 表表1 不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量不同煤種的基準(zhǔn)發(fā)熱量煤煤 種種基準(zhǔn)發(fā)熱量

36、（基準(zhǔn)發(fā)熱量（Qgr，d）/（MJ/kg）無煙煤、煙煤24.00褐煤21.00（2）無煙煤和煙煤的硫分分級 表表2 無煙煤和煙煤的硫分分級無煙煤和煙煤的硫分分級序號序號級別名稱級別名稱代號代號干燥基全硫分干燥基全硫分(St，d)范圍范圍%試驗方法試驗方法1特低硫煤SLS0.50GB/T 214 2低硫煤LS0.500.903中硫煤MS0.911.504中高硫煤MHS1.513.005高硫煤HS3.00無煙煤和煙煤的硫分在基準(zhǔn)發(fā)熱量時按表2進行分級。 （3）褐煤的硫分分級 褐煤的硫分在基準(zhǔn)發(fā)熱量時按表3進行分級。 表表3 3 褐煤的硫分分級褐煤的硫分分級序號序號級別名稱級別名稱代號代號干燥基全硫

37、分干燥基全硫分(St，d)范圍范圍%試驗方法試驗方法1特低硫煤SLS0.45GB/T 2142低硫煤LS0.450.853中硫煤MS0.861.504中高硫煤MHS1.513.005高硫煤HS3.00 * 當(dāng)煤炭的實測干燥基高位發(fā)熱量不等于基準(zhǔn)發(fā)熱量時，要對硫分進行折算，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進行分級。 折算后的干燥基全硫的計算方法：折算后的干燥基全硫= 實測的干燥基全硫 實測干燥基高位發(fā)熱量熱量基準(zhǔn)發(fā)2.冶煉用煉焦精煤硫分分級 冶煉用煉焦精煤的硫分按表4進行分級。 表表4 4 冶煉用煉焦精煤的硫分分級冶煉用煉焦精煤的硫分分級序號序號級別名稱級別名稱代號代

38、號干燥基全硫分干燥基全硫分(S(St t，d d) )范圍范圍% %試驗方法試驗方法1特低硫煤SLS0.40GB/T 2142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 3.其他用煉焦精煤和原料用煤的硫分分級 其他用煉焦精煤和原料用煤的硫分分級可參照冶煉用煉焦精煤進行分級。 4.高爐噴吹用煤的硫分分級 高爐噴吹用煤的硫分分級可參照冶煉用煉焦精煤進行分級。 （四）煤中的硫?qū)γ杭庸だ玫挠绊?1.煤中硫?qū)γ杭庸だ玫奈：?在燃燒和氣化時，煤中的硫轉(zhuǎn)變成的二氧化硫、硫化氫既腐蝕設(shè)備又污染環(huán)境

39、，還使催化劑中毒，影響生產(chǎn)正常進行和產(chǎn)品質(zhì)量。用于煉焦時，其中7080的硫轉(zhuǎn)入焦炭，焦炭用于冶金，使煉出的生鐵含硫較多而具有熱脆性，不僅使生鐵的質(zhì)量差，而且還使高爐的生產(chǎn)能力下降并嚴(yán)重腐蝕設(shè)備。因此，要求煉焦用煤的硫分應(yīng)小于l.0。在煤的儲存時，煤中的FeS2能促進煤的氧化和自燃等。 煤中的硫含量越多，煤的質(zhì)量越差，對煤加工利用帶來的危害也越大。 2.煤中硫的利用 硫是一種寶貴的資源?？捎脕砩a(chǎn)硫酸和殺蟲劑等；在橡膠、制藥等工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。故在選煤時回收煤中的黃鐵礦；從燃燒的煙道中和煤氣中回收各種含硫化合物；在燃煤中加脫硫劑以及從焦?fàn)t氣中回收硫等都是有效利用途經(jīng)。 六、煤中的磷元素（六、

40、煤中的磷元素（P Pd d% %） 煤中的磷主要是無機磷（如磷灰石Ca3(PO4)2CaF2和磷酸鋁（Al6P01418H20）等），此外，還有微量的有機磷。 我國原煤中的含磷量普遍較低，一般為0.010.1，最高不超過1。 磷是煤中的有害成分，對煤的利用產(chǎn)生不利影響，故煤中磷含量也是評價煤質(zhì)的主要指標(biāo)之一。根據(jù)煤的干燥基磷含量（Pd%），對煤進行分級（MT/T562-1996）。 煤中磷分分級煤中磷分分級序號序號級別名稱級別名稱代號代號磷分范圍（磷分范圍（Pd%）試驗方法試驗方法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

41、煤HP0.100七、煤中的砷元素（七、煤中的砷元素（AsAs） 煤中的砷多以有機物的形式存在，有時也以硫化砷（雄黃或雌黃）或砷黃鐵礦（FeS2FeAs2）形式混雜于煤中。我國煤中砷的含量極低，一般只有0.150g/t,個別的可達283g/t。砷在煤燃燒時生成的三氧化二砷(俗稱“砒霜”)是一種劇毒物。煤中砷含量分級（MT/T 803-1999）如下表。 煤中砷含量分級煤中砷含量分級級別名稱級別名稱代代 號號砷含量（砷含量（AsAs），），% %一級含砷煤As4.010-4二級含砷煤As4.010-48.010-4三級含砷煤As8.010-425.010-4四級含砷煤As25.010-4國外規(guī)定：

42、在釀造和食品工業(yè)中，燃煤的砷含量不得超過8g/t。 八、煤中的氯元素（八、煤中的氯元素（ClCl） 煤中的氯多以氯化鈉、氯化鉀的形式存在，其含量一般為0.010.20，個別可達1.00。但氯的危害極大，含氯煤用于煉焦對焦?fàn)t內(nèi)壁的耐火磚有腐蝕，用于氣化要腐蝕各種管道，用作動力燃料將使鍋爐遭到強烈腐蝕。煤中氯含量分級（MT/T 597-1996）如下表。 煤中氯含量分級煤中氯含量分級序號級別名稱 代 號 氯含量范圍（Cld），% 試驗方法1特低氯煤 SLCl 0.050 GB 35582低氯煤 LCl 0.0500.150 3中氯煤 MCl 0.1500.300 4高氯煤 HCl 0.300 煤中

43、還有鍺、鎵、鈾、釩、金、銀等元素。 煤的工藝性質(zhì)是指在一定的條件下，煤加工轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物及其轉(zhuǎn)化過程所呈現(xiàn)的特征。 煤的工藝性質(zhì)是選擇煤的最佳加工利用途徑、正確評價煤質(zhì)及合理利用煤炭資源的依據(jù)。煤的工藝性質(zhì)很多，主要有以下幾類： （1）燃燒和氣化用煤的工藝性質(zhì)：煤的發(fā)熱量、煤的熱穩(wěn)定性、煤的化學(xué)反應(yīng)性、煤的燃點、煤灰熔融性、煤的機械強度等。 （2）煉焦用煤的工藝性質(zhì)：煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性等。 （3）其它用煤的工藝性質(zhì)：煤的低溫干餾焦油產(chǎn)率、腐植酸產(chǎn)率、苯萃取物產(chǎn)率、煤的粒度組成、煤的密度組成、煤的可選性、煤的透光率等。 下面介紹煤質(zhì)評價中及與煤的工業(yè)分類有關(guān)常用的工藝性質(zhì)： 第四節(jié) 煤的工藝性質(zhì)重點

44、、難點內(nèi)容注意 發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時放出的熱量。 發(fā)熱量的單位是J/g或者KJ/kg或MJ/kg。 常用MJ/kg（=1000 KJ/kg）表示。過去我國慣用的熱量單位為20卡/克（cal/g）或大卡（千卡）/千克（kcal/kg），二者的關(guān)系是： 1cal=4.1816J一、煤的發(fā)熱量（一、煤的發(fā)熱量（Q Q）（一）煤發(fā)熱量的含義及單位（二）煤發(fā)熱量的測定 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)熱量測定方法是氧彈量熱法，其測定結(jié)果是煤的空氣干燥基彈筒發(fā)熱量（Qb,ad）。在規(guī)定條件下測定Qb,ad時，由于煤樣是在高壓過氧狀態(tài)下燃燒，因此發(fā)生了煤在空氣中燃燒時所不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（如：煤中的S、N轉(zhuǎn)

45、化成硫酸、硝酸而放熱；煤中的水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)而放熱等）。使Qb,ad中包含了酸生成熱和水的液化熱等，則Qb,ad大于煤在空氣中燃燒時的發(fā)熱量。故必須對Qb,ad進行修正或換算，使其能表示煤在空氣中燃燒時的發(fā)熱量。 我國煤的發(fā)熱量測定方法國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：測定的煤發(fā)熱量空氣干燥基彈筒發(fā)熱量（ Qb,ad ）只作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，報出結(jié)果必須采用空氣干燥基高位發(fā)熱量（ Qgr,v,ad ）和空氣干燥基低位發(fā)熱量（ Qnet,v,ad ）。 1.煤的恒容高位發(fā)熱量（ Qgr,v,ad ，簡寫為“Qgr,ad ”） 煤的恒容高位發(fā)熱量是煤樣在氧彈內(nèi)燃燒時產(chǎn)生的熱量減去硫酸和硝酸生成熱后的熱量。計算公式如下： （

46、三）煤發(fā)熱量的表示方法)95(,adbadbadbadgrQSQQ式中： 95硫酸生成熱校正系數(shù)，它是煤中每l(0.Olg)的硫生成硫酸的生成熱和硫酸溶于水的溶解熱之和，J； Sb,ad彈筒洗液中測得的硫，（當(dāng)煤中St,d4和 Qb,ad14.60MJ/kg時，可用St,ad代替Sb,ad）； 硝酸生成熱校正系數(shù)（當(dāng)Qb,ad 16.70MJ/kg時， 取值為0.0010；當(dāng)16.70MJ/kg Qb,ad 25.10MJ/kg時， 取值為0.0012；當(dāng)Qb,ad 25.10MJ/kg時， 取值為0.0016）。 (4-11) 2.煤的恒容低位發(fā)熱量（ Qnet,v,ad ，簡寫為“Qnet

47、,ad ”） 煤的恒容低位發(fā)熱量是煤的恒容高位發(fā)熱量減去煤樣中內(nèi)在水分和氫燃燒時生成水的液化熱后的熱值。（1）若不考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時體積膨脹做功，其計算公式為： )9(25,adadadgradnetHMQQ(4-12)式中：25常數(shù)，即每1(0.01g)水的蒸發(fā)熱為25J； 9把氫折算為水的系數(shù)。 （2）若考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時體積膨脹做功，其計算公式為： aradaradadvgrarvnetMMMHQQ23100100)206(,(4-13) 例4-5 某煤樣的分析數(shù)據(jù)如下表所示。 M MararM MadadS St,adt,adH HadadQ Qb,adb,ad( ( MJ/k

48、g)MJ/kg)3.522.142.035.2521.00單位：單位：%求：Qgr,ad、Qgr,d、Qnet,ar？解：（1）計算Qgr,ad 且Qb,ad =21.00 MJ/kg14.60 MJ/kg)，故可用St,ad代替Sb,ad。 又16.70 MJ/kg Qb,ad =21.00MJ/kg25.10 MJ/kg，故=0.0012。 adtaddtSMS,100100%10003. 214. 2100100%02. 24.0%按式（4-11）： （2）計算Qgr,d按式（4-1）： )95(,adbadbadbadgrQSQQ100000.210012. 003. 29510000

49、0.2120782J/g=20.78 MJ/kg adgraddgrQMQ,10010078.2014. 210010023.21MJ/kg（3）計算Qnet,ar按式（4-12）： )9(25,adadadgradnetHMQQ)25. 5914. 2(252078219547J/g=19.55 MJ/kg 若不考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時體積膨脹做功，按式（4-5）: adnetadararnetQMMQ,10010055.1914. 210052. 310027.19MJ/kg 若考慮水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時體積膨脹做功，按式（4-13）: 答：該煤的Qgr,ad、Qgr,d、Qnet,ar分別為2

50、0.78 MJ/kg、21.23MJ/kg和19.27或19.34 MJ/kg。 aradaradadvgrarvnetMMMHQQ23100100)206(,52. 32314. 210052. 3100)25. 520620782(19342J/g=19.34 MJ/kg （四）煤發(fā)熱量的常用指標(biāo)及其使用意義和換算 1.煤的干燥無灰基高位發(fā)熱量（Qgr,daf） 用于評定煤炭質(zhì)量和煤質(zhì)研究advgradcpadaddafvgrQCOAMQ,2,100100式中：若碳酸鹽二氧化碳的含量小于2時，可略去不計。 2.煤的收到基低位發(fā)熱量(Qnet,ar) arararvgrarvnetHMQQ9

51、25,其最接近工業(yè)鍋爐燃燒煤產(chǎn)生的實際熱量，用于動力用煤的有關(guān)計算、工業(yè)鍋爐的設(shè)計和煤炭運銷計價 3.煤的干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,v,d) advgraddvgrQMQ,1001004.煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量(Qgr,maf)（） adgradadmafgrQMHCAMMHCQ,)100()100(100)100(100用于不同化驗室之間發(fā)熱量測定值的對比和煤的發(fā)熱量分級 用于我國煤的分類 ，作為區(qū)分煙煤和褐煤的輔助指標(biāo) 煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)特性的綜合指標(biāo)，受到多種因素的影響。在煤化程度相同時，腐泥煤和殘植煤的發(fā)熱量比腐植煤低。在腐植煤中，發(fā)熱量和煤化程度之間呈現(xiàn)規(guī)律性的變化關(guān)系。從褐煤焦煤階

52、段，煤的發(fā)熱量逐漸增加，在焦煤階段達到了最大值；此后，從瘦煤無煙煤，煤的發(fā)熱量略有下降。 （五）煤發(fā)熱量與煤類的關(guān)系各種煤的發(fā)熱量范圍各種煤的發(fā)熱量范圍 單位：MJ/kg煤化煤化程度程度褐煤褐煤長焰煤長焰煤氣煤氣煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤貧煤貧煤無煙煤無煙煤Qgr,daf25.0930.1130.1133.4532.2035.5434.3036.8035.1337.1034.9236.5934.7136.3832.2034.29（六）根據(jù)煤的干燥基高位發(fā)熱量（ Qgr,d ）對煤分級煤炭發(fā)熱量分級（煤炭發(fā)熱量分級（GB/TGB/T15224.32004）：）： 1.無煙煤和煙煤的發(fā)熱量分級按表

53、1進行。 表表1 無煙煤和煙煤發(fā)熱量的分級無煙煤和煙煤發(fā)熱量的分級序號序號級別名稱級別名稱代號代號發(fā)熱量（發(fā)熱量（Qgr，d）范圍）范圍(MJ/kg)1 特高熱值煤SHQ29.602高熱值煤GQ25.5129.603中熱值煤MQ22.4125.504低熱值煤LQ16.3022.405特低熱值煤（低質(zhì)煤）SLQ18.202中熱值褐煤MQL14.9018.203低熱值褐煤（低質(zhì)煤）LQL14.90 煤在隔絕空氣的條件下加熱時，在不同溫度下發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程稱為煤的熱解（熱分解或干餾）。 煤的粘結(jié)性是指煤在干餾時粘結(jié)本身或外加惰性物質(zhì)的能力；煤的結(jié)焦性是指煤經(jīng)干餾結(jié)成焦炭的性能。

54、 煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性關(guān)系密切：粘結(jié)性是結(jié)焦性的前提和必要條件，結(jié)焦性包括保證結(jié)焦過程能夠順利進行的所有性質(zhì)。但粘結(jié)性好的煤，結(jié)焦性不一定就好(如肥煤)；結(jié)焦性好的煤，粘結(jié)性一定好。 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是煉焦用煤的重要工藝性質(zhì)，煉焦用煤必須具有較好的粘結(jié)性和結(jié)焦性，才能煉出優(yōu)質(zhì)的冶金焦炭。 二、煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性二、煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性（一）煤粘結(jié)性和結(jié)焦性的含義及關(guān)系（二）衡量煤粘結(jié)性和結(jié)焦性的主要指標(biāo)既表示煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性、又與煤工業(yè)分類有關(guān)的指標(biāo) （、）1.膠質(zhì)層最大厚度（Y，mm）（） 煤杯中煤樣結(jié)焦過程示意圖煤杯中煤樣結(jié)焦過程示意圖1-測膠質(zhì)層厚度的探針； 2-壓力盤； 3-煤樣；4-

55、膠質(zhì)層上層面； 5-膠質(zhì)層；6-膠質(zhì)層下層面；7-半焦 膠質(zhì)層最大厚度的測定是在模擬工業(yè)煉焦的條件下進行。 把煤樣放在一個特制的煤杯中，在煤樣上加一個壓力盤。當(dāng)煤杯中的煤樣自底部單側(cè)加熱時，煤樣就處在一系列的等溫層中。各層溫度自上而下升高。溫度相當(dāng)于軟化點的層面以上的煤樣尚未有明顯的變化；而該層面以下的煤樣都熱解軟化，形成具有塑性的膠質(zhì)體。溫度相當(dāng)于固化點的層面以下的煤樣則已熱解、固化后形成半焦。這樣，在加熱過程中的某一段時間內(nèi)，在煤杯內(nèi)就形成了半焦層、膠質(zhì)層和未軟化的煤層三部分（如圖所示）。 在測定過程中，煤杯底部由于受熱最早，所以先形成一層膠質(zhì)體。隨著溫度的不斷升高，膠質(zhì)層的厚度也在逐漸增

56、加，當(dāng)溫度上升到固化溫度時，底部的膠質(zhì)體就開始固化。在煤杯的中部，膠質(zhì)層的厚度比較大，再往上時膠質(zhì)層的厚度在不斷地變化，以測定的膠質(zhì)層最大厚度 (Y,mm)作為報出結(jié)果。 按按膠質(zhì)層最大厚度（膠質(zhì)層最大厚度（Y Y，mmmm）對煤的粘結(jié)性分級）對煤的粘結(jié)性分級等級等級無粘結(jié)性煤無粘結(jié)性煤弱粘結(jié)性煤弱粘結(jié)性煤中強粘結(jié)性煤中強粘結(jié)性煤強粘結(jié)性煤強粘結(jié)性煤Y,mm0010102020膠質(zhì)層最大厚度與煤化程度的關(guān)系膠質(zhì)層最大厚度與煤化程度的關(guān)系煤化煤化程度程度褐煤褐煤長焰煤長焰煤氣煤氣煤氣肥煤氣肥煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤貧煤貧煤無煙煤無煙煤Y，mm00525752578507252571501200

57、粘結(jié)性無弱強強強強弱無無 實踐證明：膠質(zhì)層最大厚度值具有加和性，即幾種煤配合后熱解，配合煤的Y值等于各種煤單獨熱解時Y值的加權(quán)平均值。這一性質(zhì)可用于指導(dǎo)配煤煉焦。 以膠質(zhì)層最大厚度作為粘結(jié)性的指標(biāo)，測定方法簡單，重現(xiàn)性好，對中等粘結(jié)性煤的區(qū)分能力強。多種煤的Y值具有加和性，這是其它粘結(jié)性指標(biāo)所不具備的。缺點是Y值只能反映膠質(zhì)體的數(shù)量而不能反映膠質(zhì)體的質(zhì)量。 2.粘結(jié)指數(shù)（GR.I.）（） （1）羅加指數(shù)（R.I.） 羅加指數(shù)法是波蘭煤化學(xué)家羅加提出的一種測定煙煤粘結(jié)無煙煤能力的方法。 羅加指數(shù)測定的方法要點：把1g粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣和5g標(biāo)準(zhǔn)無煙煤混合放入坩堝中并給予適當(dāng)?shù)募訅汉?/p>

58、重，是指Ad4、Vdaf在45、粒度在0.30.4mm的無煙煤（我國現(xiàn)在都用寧夏汝箕溝煤礦的無煙煤并經(jīng)1.7g/cm3重液洗選）。 在850的溫度下焦化15min后取出稱量，得出焦炭總質(zhì)量m；篩去粒度小于lmm的粒焦，再稱得焦炭的質(zhì)量m；把焦炭放在特定轉(zhuǎn)鼓中轉(zhuǎn)磨5min，再篩去粒度小于lmm的粉焦，稱得焦炭質(zhì)量m1；將所得的焦炭第二次、第三次重復(fù)上述操作，并分別得焦炭質(zhì)量m2和m3,最后按下面公式計算羅加指數(shù)： 10032.213mmmmmIR羅加指數(shù)法的不足：不論煤的粘結(jié)能力的大小，都以1：5的比例將煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無煙煤混合；而且標(biāo)準(zhǔn)無煙煤的粒度較大(0.30.4mm)，容易對粒度小于0.2mm

59、的煤樣離析；對于強粘結(jié)性的煤來說，無法顯示它們的強粘結(jié)性，所以難于分辨粘結(jié)能力的大小；此外，羅加指數(shù)的測定值往往偏高，對弱粘結(jié)煤測定時重復(fù)性差；而且各國所采用的標(biāo)準(zhǔn)無煙煤不同，在國際間無可比性。 （2）粘結(jié)指數(shù)（GR.I.） 我國煤炭科學(xué)院在分析了羅加指數(shù)的優(yōu)缺點以后，提出用粘結(jié)指數(shù)作為表征煙煤粘結(jié)性的指標(biāo)，用GR.I.表示（可簡寫為G）。 測定方法的要點是：將空氣干燥基煤樣和標(biāo)準(zhǔn)無煙煤先按1：5的比例混合在坩堝內(nèi)，然后放在850的馬弗爐中焦化15min，稱出焦粒重m；將稱重后的焦粒放入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行第一次轉(zhuǎn)磨，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速50r/min，轉(zhuǎn)磨5min；轉(zhuǎn)磨后用lmm的圓孔篩篩分，其篩上物稱重m1；再

60、將篩上物進行第二次轉(zhuǎn)磨，并稱出大于lmm的焦炭重m2。粘結(jié)指數(shù)用下列公式進行計算： mmmGIR21.703010粘結(jié)指數(shù)（G）的測定原理和羅加指數(shù)法相同。但將標(biāo)準(zhǔn)無煙煤的粒度改為0.10.2mm、與空氣干燥基煤樣的比例作了靈活的變動、轉(zhuǎn)鼓試驗由三次改為兩次。 mmmGIR5703021. 當(dāng)測得的G18時，需作補充試驗。此時試驗煤樣和專用無煙煤的比例改為3：3，即稱取3g試驗用煤樣與3g專用無煙煤混合。其余操作同上。結(jié)果按下式計算 按粘結(jié)性指數(shù)（按粘結(jié)性指數(shù)（GR.I.）對煤的分級）對煤的分級等級等級不粘結(jié)和不粘結(jié)和微粘結(jié)煤微粘結(jié)煤弱粘結(jié)煤弱粘結(jié)煤中等偏弱中等偏弱粘結(jié)煤粘結(jié)煤中等偏強中等偏強