第3章 煤炭的性質(zhì)

1、碳硫聯(lián)測(cè)分析儀煤的質(zhì)量和性質(zhì)第三講第三講 煤炭的性質(zhì)煤炭的性質(zhì)123主要知識(shí)點(diǎn)：主要知識(shí)點(diǎn)：煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的工藝性質(zhì)煤的工藝性質(zhì)4煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 煤的質(zhì)量指標(biāo)一般指煤的工業(yè)質(zhì)量指標(biāo)，包括煤的質(zhì)量指標(biāo)一般指煤的工業(yè)質(zhì)量指標(biāo)，包括水分水分、灰灰分分、揮發(fā)分揮發(fā)分和和固定碳固定碳四項(xiàng)指標(biāo)。四項(xiàng)指標(biāo)。 煤中的水分來源于成煤過程中、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(yùn)輸過程煤形成后及在開采、洗選和運(yùn)輸過程中等中等 煤的灰分煤的灰分不是煤中固有的成分，而是煤不是煤中固有的成分，而是煤中的礦物質(zhì)在煤燃燒時(shí)經(jīng)過中的礦物質(zhì)

2、在煤燃燒時(shí)經(jīng)過失水、分解、氧失水、分解、氧化、化合化、化合等變化而產(chǎn)生的固態(tài)混合物等變化而產(chǎn)生的固態(tài)混合物 煤的揮發(fā)分煤的揮發(fā)分是煤樣在一定條件下是煤樣在一定條件下隔絕空氣加熱，煤中的有機(jī)物在特定隔絕空氣加熱，煤中的有機(jī)物在特定條件下熱分解條件下熱分解“揮發(fā)揮發(fā)”出來的產(chǎn)物。出來的產(chǎn)物。 煤的固定碳煤的固定碳是指從煤中除去是指從煤中除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物。水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物。煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)11.1 煤中的水分煤中的水分水分水分按存在狀態(tài)分按存在狀態(tài)分按操作條件分按操作條件分游離水游離水化合水化合水自由水分自由水分濕存水分濕存水分外在水分外在水分內(nèi)在水分內(nèi)在水分吸附

3、在煤表面和存吸附在煤表面和存在于煤內(nèi)部毛細(xì)管在于煤內(nèi)部毛細(xì)管中的水分中的水分指煤中礦物質(zhì)的指煤中礦物質(zhì)的結(jié)晶水結(jié)晶水一定條件下，煤與一定條件下，煤與周圍空氣達(dá)到濕度周圍空氣達(dá)到濕度平衡時(shí)失去的水分平衡時(shí)失去的水分 一定條件下，煤樣一定條件下，煤樣達(dá)到干燥狀態(tài)時(shí)所達(dá)到干燥狀態(tài)時(shí)所保持的水分保持的水分 附著在附著在煤表面煤表面和內(nèi)部和內(nèi)部大毛細(xì)大毛細(xì)管中的管中的水分水分 附著在附著在煤內(nèi)部煤內(nèi)部小毛細(xì)小毛細(xì)管中的管中的水分水分 煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 水分在泥炭中可達(dá)水分在泥炭中可達(dá)40% 90%；褐煤約為；褐煤約為10% 40%；煙煤；煙煤一般為一般為1% 8%；無煙煤則又有增加的趨勢(shì)，這是

4、因?yàn)闊o煙煤中；無煙煤則又有增加的趨勢(shì)，這是因?yàn)闊o煙煤中孔隙增加的原因。一般，孔隙增加的原因。一般，煤化程度越低，煤的內(nèi)部表面積越大，煤化程度越低，煤的內(nèi)部表面積越大，水分含量越高。水分含量越高。 1.1 煤中的水分煤中的水分煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1水分對(duì)煤工業(yè)利用的危害水分對(duì)煤工業(yè)利用的危害 （1）燃燒時(shí)，降低了煤的發(fā)熱量；）燃燒時(shí)，降低了煤的發(fā)熱量； （2）貯存時(shí)，使煤易碎裂、加速煤的氧化和自燃，在冬季使）貯存時(shí)，使煤易碎裂、加速煤的氧化和自燃，在冬季使煤裝卸困難；煤裝卸困難；FeS2+H2O+O2 FeSO4+H2SO4+Q （3）煉焦時(shí)，延長(zhǎng)煉焦時(shí)間，并使焦?fàn)t的使用壽命縮短；）煉焦時(shí)，

5、延長(zhǎng)煉焦時(shí)間，并使焦?fàn)t的使用壽命縮短；煤中水分對(duì)煤利用的影響煤中水分對(duì)煤利用的影響煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)11.2 煤中的灰分煤中的灰分礦物質(zhì)礦物質(zhì)原生礦物質(zhì)原生礦物質(zhì)次生礦物質(zhì)次生礦物質(zhì)外來礦物質(zhì)外來礦物質(zhì)來源于來源于成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，一成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，一般為般為12 。不能用機(jī)械方。不能用機(jī)械方法除去法除去 。在成煤過程中，從外界進(jìn)入成煤在成煤過程中，從外界進(jìn)入成煤沼澤中以后保留于煤中的的礦物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。質(zhì)，含量不高。較難與煤分離。 在采煤過程中，煤層的頂板、底在采煤過程中，煤層的頂板、底板、夾矸等混入煤中的礦物質(zhì)。板、夾矸等混

6、入煤中的礦物質(zhì)?？捎靡话愕倪x煤方法除去?？捎靡话愕倪x煤方法除去。 來源于來源于來源于來源于煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 煤中礦物質(zhì)的含量變化很大，一般為煤中礦物質(zhì)的含量變化很大，一般為2% 40%；其化學(xué)組；其化學(xué)組成又極為復(fù)雜，主要有成又極為復(fù)雜，主要有氧化物、硫化物、硅酸鹽、碳酸鹽和硫酸氧化物、硫化物、硅酸鹽、碳酸鹽和硫酸鹽鹽類等。類等。 1.2 煤中的灰分煤中的灰分煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 煤的灰分煤的灰分是煤完全燃燒后，煤中礦物質(zhì)發(fā)生失水、分解、氧是煤完全燃燒后，煤中礦物質(zhì)發(fā)生失水、分解、氧化、化合等反應(yīng)形成的混合物?；?、化合等反應(yīng)形成的混合物。 Al2O3-2SiO2-2H2O 4S

7、iO2+2Al2O3+4H2O CaCO3 CaO+CO2 FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 CaO+SiO2 CaSiO3煤燃燒時(shí)礦物質(zhì)的反應(yīng)煤燃燒時(shí)礦物質(zhì)的反應(yīng)(高嶺土高嶺土)失水失水 分解分解 氧化氧化 化合化合 煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 一般來說，礦物質(zhì)或灰分是煤的有害成分，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)灰分越高，煤質(zhì)越差越差?；曳挚?。灰分可降低煤的發(fā)熱量、增加運(yùn)輸成本、增多出渣量、降降低煤的發(fā)熱量、增加運(yùn)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。等。 煤灰渣也可用作為一種

8、資源開發(fā)利用，如用作煤灰渣也可用作為一種資源開發(fā)利用，如用作建材原料建材原料和從和從煤灰中提取煤灰中提取聚合鋁、氯化鋁、稀有分散元素聚合鋁、氯化鋁、稀有分散元素等。等。 煤的灰分對(duì)煤利用的影響煤的灰分對(duì)煤利用的影響煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 煤的揮發(fā)分是由各類煤的揮發(fā)分是由各類CnHm化合物、化合物、H2、CO等化合物構(gòu)成的等化合物構(gòu)成的混合氣體。如燃燒條件不恰當(dāng)，揮發(fā)分高的煤燃燒時(shí)易產(chǎn)生黑煙、混合氣體。如燃燒條件不恰當(dāng)，揮發(fā)分高的煤燃燒時(shí)易產(chǎn)生黑煙、一氧化碳、多環(huán)芳烴、醛類等污染物，熱效率降低。因而，要依一氧化碳、多環(huán)芳烴、醛類等污染物，熱效率降低。因而，要依據(jù)煤的揮發(fā)分選擇恰當(dāng)?shù)娜紵龡l件和

9、設(shè)備。據(jù)煤的揮發(fā)分選擇恰當(dāng)?shù)娜紵龡l件和設(shè)備。 1.3 煤中的揮發(fā)分煤中的揮發(fā)分煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 煤的揮發(fā)分產(chǎn)率與煤化程度有密切關(guān)系，煤化程度越低，揮煤的揮發(fā)分產(chǎn)率與煤化程度有密切關(guān)系，煤化程度越低，揮發(fā)分越高，隨著煤化程度加深，揮發(fā)分逐漸降低。測(cè)定揮發(fā)分的發(fā)分越高，隨著煤化程度加深，揮發(fā)分逐漸降低。測(cè)定揮發(fā)分的意義如下：意義如下： （1）我國(guó)煤炭分類的重要指標(biāo)之一；我國(guó)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(dòng)力和煉焦用煤時(shí)，都要首工業(yè)上在選擇氣化、液化、動(dòng)力和煉焦用煤時(shí)，都要首先考慮揮發(fā)分是否符合要求。先考慮揮發(fā)分是否符合要求。1.3 煤中的揮發(fā)分煤中的揮發(fā)分煤的質(zhì)

10、量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 測(cè)定煤的揮發(fā)分時(shí)，剩下的不揮發(fā)物稱為焦渣。焦渣減去灰測(cè)定煤的揮發(fā)分時(shí)，剩下的不揮發(fā)物稱為焦渣。焦渣減去灰分稱為固定碳。它是煤中不揮發(fā)的固體可燃物。分稱為固定碳。它是煤中不揮發(fā)的固體可燃物。 1.4 煤中的固定碳煤中的固定碳 煤煤隔絕空氣隔絕空氣熱解熱解固定碳固定碳 + 灰分灰分揮發(fā)分揮發(fā)分水分水分干燥基煤干燥基煤 焦渣的外觀與煤中有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)有密切關(guān)系，因此，根據(jù)焦焦渣的外觀與煤中有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)有密切關(guān)系，因此，根據(jù)焦渣的外觀特征，可以定性地判斷煤的粘結(jié)性和工業(yè)用途。渣的外觀特征，可以定性地判斷煤的粘結(jié)性和工業(yè)用途。 煤的質(zhì)量指標(biāo)煤的質(zhì)量指標(biāo)1 煤的固定碳與煤有機(jī)質(zhì)中的碳含

11、量是煤的固定碳與煤有機(jī)質(zhì)中的碳含量是兩個(gè)不同的概念兩個(gè)不同的概念。固定固定碳碳實(shí)際上是煤的實(shí)際上是煤的有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)在隔絕空氣條件下熱解后的殘留物。就數(shù)在隔絕空氣條件下熱解后的殘留物。就數(shù)量上講，煤的固定碳含量小于煤中有機(jī)質(zhì)的碳含量。量上講，煤的固定碳含量小于煤中有機(jī)質(zhì)的碳含量。 根據(jù)固定碳含量可以判斷煤的煤化程度，進(jìn)行煤的分類。根據(jù)固定碳含量可以判斷煤的煤化程度，進(jìn)行煤的分類。固固定碳含量越高，揮發(fā)分越低，煤化程度越高。固定碳含量高，煤定碳含量越高，揮發(fā)分越低，煤化程度越高。固定碳含量高，煤的發(fā)熱量也越高。的發(fā)熱量也越高。 1.4 煤中的固定碳煤中的固定碳煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.1 煤的

12、顏色煤的顏色褐煤褐煤長(zhǎng)焰煤長(zhǎng)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棕褐色棕褐色黑褐色黑褐色深黑色深黑色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色黑褐色灰黑色灰黑色煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.1 煤的顏色煤的顏色1234煤在顯微鏡下的顏色煤在顯微鏡下的顏色煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.1.1 煤的表色煤的表色 煤在普通白光的照射下，其表面的反射光所顯的煤在普通白光的照射下，其表面的反射光所顯的顏色稱為表色。顏色稱為表色。 煤化程度的影響煤化程度的影響 煤化程度越高，顏色越深。由褐煤、煙煤到無煤化程度越高，顏色越深。由褐煤、煙煤到無煙煤，其顏色由棕褐色、黑褐色、深黑色，最后變?yōu)?/p>

13、灰黑色。煙煤，其顏色由棕褐色、黑褐色、深黑色，最后變?yōu)榛液谏?。煤揮發(fā)分的影響煤揮發(fā)分的影響 揮發(fā)分越低，顏色越深。如高揮發(fā)分的長(zhǎng)焰煤揮發(fā)分越低，顏色越深。如高揮發(fā)分的長(zhǎng)焰煤呈淺黑色或黑褐色；低揮發(fā)分的貧煤呈深黑色。呈淺黑色或黑褐色；低揮發(fā)分的貧煤呈深黑色。成煤物質(zhì)的影響成煤物質(zhì)的影響 由低等植物形成的腐泥煤，顏色較淺，如有的由低等植物形成的腐泥煤，顏色較淺，如有的呈深灰色，棕褐色，淺黃色或灰綠色等。呈深灰色，棕褐色，淺黃色或灰綠色等。水分灰分的影響水分灰分的影響 水分使顏色加深；灰分使顏色變淺。水分使顏色加深；灰分使顏色變淺。2.1 煤的顏色煤的顏色煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.1.2 條痕色

14、條痕色 將煤在磁板上劃出的條痕的顏色，它反映了煤的真將煤在磁板上劃出的條痕的顏色，它反映了煤的真實(shí)顏色。實(shí)顏色。 褐煤褐煤：淺棕色；：淺棕色；長(zhǎng)焰煤長(zhǎng)焰煤：深棕色；：深棕色；氣煤氣煤：棕黑色；：棕黑色；肥煤、焦肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤煤、瘦煤、貧煤：黑色；：黑色；無煙煤無煙煤：黑灰色。：黑灰色。2.1 煤的顏色煤的顏色煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2腐泥煤的光澤多較暗淡；腐殖煤光澤可分為：瀝青光澤、玻璃腐泥煤的光澤多較暗淡；腐殖煤光澤可分為：瀝青光澤、玻璃光澤、金剛石光澤和似金屬光澤等。光澤、金剛石光澤和似金屬光澤等。煤的光澤除與煤的光澤除與煤化程度煤化程度有關(guān)，同時(shí)也受煤中有關(guān)，同時(shí)也受煤中礦物質(zhì)、

15、煤巖成礦物質(zhì)、煤巖成分、煤的表面性質(zhì)、風(fēng)化氧化分、煤的表面性質(zhì)、風(fēng)化氧化等的影響。等的影響。2.2 煤的光澤煤的光澤瀝青光澤瀝青光澤金屬光澤金屬光澤金剛光澤金剛光澤玻璃光澤玻璃光澤煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤受外力打擊，斷開后呈現(xiàn)出的凹凸不平的表面成為斷口。煤受外力打擊，斷開后呈現(xiàn)出的凹凸不平的表面成為斷口。2.3 煤的斷口煤的斷口貝殼狀斷口貝殼狀斷口參差狀斷口參差狀斷口煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤受到自然界各種應(yīng)力的作用而造成的裂開現(xiàn)象。包括內(nèi)生裂煤受到自然界各種應(yīng)力的作用而造成的裂開現(xiàn)象。包括內(nèi)生裂隙（垂直）和外生裂隙（平行）。隙（垂直）和外生裂隙（平行）。2.4 煤的裂隙煤的裂隙煤的物理

16、性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.4.1 真相對(duì)密度真相對(duì)密度(真比重真比重) True Relative Density, TRD真密度的概念：真密度的概念：20時(shí)煤的質(zhì)量與同體積時(shí)煤的質(zhì)量與同體積(不包括煤的所有孔隙不包括煤的所有孔隙)水的質(zhì)量之比。水的質(zhì)量之比。真密度的用途：真密度是煤的主要物理性質(zhì)之一，在研究煤的真密度的用途：真密度是煤的主要物理性質(zhì)之一，在研究煤的分子結(jié)構(gòu)、確定煤化程度、制定煤的分選密度時(shí)，都會(huì)用到煤的分子結(jié)構(gòu)、確定煤化程度、制定煤的分選密度時(shí)，都會(huì)用到煤的真密度。真密度。2.4 煤的密度煤的密度( (重點(diǎn)重點(diǎn)) )煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 影響煤真密度的因素有成因類型、煤巖組

17、成、礦物質(zhì)、煤化影響煤真密度的因素有成因類型、煤巖組成、礦物質(zhì)、煤化程程度等。度等。成因類型的影響成因類型的影響 腐植煤的真密度一般不低于腐植煤的真密度一般不低于1.25g/cm3，而腐，而腐 煤巖組成的影響煤巖組成的影響 惰質(zhì)組的密度最大，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最惰質(zhì)組的密度最大，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最低，隨煤化程度的提高這種差別減小，到無煙煤階段趨于一致；低，隨煤化程度的提高這種差別減小，到無煙煤階段趨于一致；礦物質(zhì)的影響礦物質(zhì)的影響 礦物質(zhì)的密度較煤的有機(jī)質(zhì)高，因而，煤中礦物礦物質(zhì)的密度較煤的有機(jī)質(zhì)高，因而，煤中礦物質(zhì)含量高則真密度大；質(zhì)含量高則真密度大；影響煤真密度的因素影響煤真密度的因素

18、泥煤僅為泥煤僅為1.00g/cm3左右。左右。煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤化程度的影響煤化程度的影響 對(duì)煤的真密度影響最大的是煤化程度。對(duì)煤的真密度影響最大的是煤化程度。 影響煤真密度的因素影響煤真密度的因素 從低煤化度開始，隨煤從低煤化度開始，隨煤化程度的提高，煤的真密度緩化程度的提高，煤的真密度緩慢減小，到碳含量為慢減小，到碳含量為86% 89%之間的中等煤化程度時(shí)，之間的中等煤化程度時(shí)，煤 的 真 密 度 最 低 ， 約 為煤 的 真 密 度 最 低 ， 約 為1.30g/cm3左右，此后，隨著煤左右，此后，隨著煤化程度的提高，煤的真密度急化程度的提高，煤的真密度急劇提高到劇提高到1.9

19、0g/cm3左右。左右。煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤化程度的影響煤化程度的影響 煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化的宏觀表現(xiàn)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了煤分子結(jié)的宏觀表現(xiàn)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了煤分子結(jié)構(gòu)的緊密程度和化學(xué)組成的特點(diǎn)。構(gòu)的緊密程度和化學(xué)組成的特點(diǎn)。其中分子結(jié)構(gòu)的緊密程度是影其中分子結(jié)構(gòu)的緊密程度是影響煤真密度的關(guān)鍵因素。響煤真密度的關(guān)鍵因素。影響煤真密度的因素影響煤真密度的因素 煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.4.2 煤的視煤的視(相對(duì)相對(duì))密度密度 apparent relative density, ARD

20、視密度的概念：視密度的概念：20時(shí)煤的質(zhì)量與同體積（僅包括煤粒的內(nèi)部時(shí)煤的質(zhì)量與同體積（僅包括煤粒的內(nèi)部孔隙）水的質(zhì)量之比?？紫叮┧馁|(zhì)量之比。視密度的用途：視密度的用途： 煤的視密度可用于計(jì)算煤的埋藏量煤的視密度可用于計(jì)算煤的埋藏量 計(jì)算煤的孔隙率計(jì)算煤的孔隙率2.4 煤的密度煤的密度100， TRDARDTRD孔孔隙隙率率-=煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.4.3 煤的堆積密度煤的堆積密度bulk relative density，BRD 堆積密度的概念：堆積密度的概念： 煤的堆積密度是指煤的堆積密度是指20下煤的質(zhì)量與同體積下煤的質(zhì)量與同體積(包括煤的內(nèi)外孔隙和煤粒間的空隙）包括煤的內(nèi)外孔

21、隙和煤粒間的空隙） 水的質(zhì)量之比。堆積密度的水的質(zhì)量之比。堆積密度的大小除了與煤的真密度有關(guān)外，主要決定于煤的粒度組成和堆積大小除了與煤的真密度有關(guān)外，主要決定于煤的粒度組成和堆積的密實(shí)度。的密實(shí)度。堆積密度的用途：堆積密度對(duì)煤炭生產(chǎn)和加工利用部門在設(shè)計(jì)堆積密度的用途：堆積密度對(duì)煤炭生產(chǎn)和加工利用部門在設(shè)計(jì)礦車、煤倉(cāng)、估算煤堆重量、煉焦?fàn)t炭化室和氣化爐的裝煤量等礦車、煤倉(cāng)、估算煤堆重量、煉焦?fàn)t炭化室和氣化爐的裝煤量等都有很大的實(shí)用意義。都有很大的實(shí)用意義。 2.4 煤的密度煤的密度煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤的潤(rùn)濕性煤的潤(rùn)濕性 通常采用接觸角表示煤的潤(rùn)濕性的大小，接觸角越通常采用接觸角表示煤的

22、潤(rùn)濕性的大小，接觸角越大，煤的潤(rùn)濕性越差。接觸角是指通過三相接觸周邊大，煤的潤(rùn)濕性越差。接觸角是指通過三相接觸周邊(三相接觸點(diǎn)三相接觸點(diǎn)的連線的連線)的任何一點(diǎn)，經(jīng)氣液界面作切線的任何一點(diǎn)，經(jīng)氣液界面作切線 (即氣液界面張力即氣液界面張力)，構(gòu)成液體與固體表面的夾角，即為接觸角構(gòu)成液體與固體表面的夾角，即為接觸角。2.5 煤的潤(rùn)濕性煤的潤(rùn)濕性 g-s g-s l-s煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤的潤(rùn)濕性煤的潤(rùn)濕性 通常采用接觸角表示煤的潤(rùn)濕性的大小，接觸角越通常采用接觸角表示煤的潤(rùn)濕性的大小，接觸角越大，煤的潤(rùn)濕性越差。接觸角是指通過三相接觸周邊大，煤的潤(rùn)濕性越差。接觸角是指通過三相接觸周邊(三

23、相接觸點(diǎn)三相接觸點(diǎn)的連線的連線)的任何一點(diǎn)，經(jīng)氣液界面作切線的任何一點(diǎn)，經(jīng)氣液界面作切線 (即氣液界面張力即氣液界面張力)，構(gòu)成液體與固體表面的夾角，即為接觸角構(gòu)成液體與固體表面的夾角，即為接觸角。2.5 煤的潤(rùn)濕性煤的潤(rùn)濕性氣氣氣氣氣氣水水水水水水石蠟煤矸石玻璃圖1-1礦物表面對(duì)水及空氣的潤(rùn)濕性示意煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2對(duì)水而言：隨煤化程度加深，接觸角增大，潤(rùn)濕性降低；對(duì)水而言：隨煤化程度加深，接觸角增大，潤(rùn)濕性降低；對(duì)苯而言：隨煤化程度加深，接觸角減小，潤(rùn)濕性提高。對(duì)苯而言：隨煤化程度加深，接觸角減小，潤(rùn)濕性提高。 通常，隨著煤化程度的增加，煤對(duì)水介質(zhì)的親和性減弱；礦通常，隨著煤化程度

24、的增加，煤對(duì)水介質(zhì)的親和性減弱；礦物質(zhì)表現(xiàn)為親水性，而煤一般表現(xiàn)為疏水性。物質(zhì)表現(xiàn)為親水性，而煤一般表現(xiàn)為疏水性。高濃度高濃度水煤漿水煤漿（年輕煤不宜制備）（年輕煤不宜制備）煤的煤的浮選脫灰浮選脫灰（年輕煤不宜浮選）（年輕煤不宜浮選） 煤的潤(rùn)濕性的隨煤化程度變化規(guī)律煤的潤(rùn)濕性的隨煤化程度變化規(guī)律煤的浮選示意圖煤的浮選示意圖凡與水親和力大，凡與水親和力大，易被水潤(rùn)濕的礦易被水潤(rùn)濕的礦物，難于附著在物，難于附著在氣泡上，難浮選；氣泡上，難浮選；而與水親和力小，而與水親和力小，難被水潤(rùn)濕的礦難被水潤(rùn)濕的礦物，易浮選。物，易浮選。煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2潤(rùn)濕熱的概念：煤被液體潤(rùn)濕時(shí)會(huì)釋放出熱量，通常

25、用潤(rùn)濕熱的概念：煤被液體潤(rùn)濕時(shí)會(huì)釋放出熱量，通常用1g煤煤被潤(rùn)濕時(shí)釋放出的熱量作為煤的潤(rùn)濕熱。被潤(rùn)濕時(shí)釋放出的熱量作為煤的潤(rùn)濕熱。 潤(rùn)濕熱通常用量熱計(jì)直接測(cè)量：用甲醇作為潤(rùn)濕劑，因?yàn)榧状紳?rùn)濕熱通常用量熱計(jì)直接測(cè)量：用甲醇作為潤(rùn)濕劑，因?yàn)榧状紝?duì)煤的潤(rùn)濕能力強(qiáng)，能迅速釋放出全部潤(rùn)濕熱。對(duì)煤的潤(rùn)濕能力強(qiáng)，能迅速釋放出全部潤(rùn)濕熱。潤(rùn)濕熱與煤化程度的關(guān)系：年輕煤的潤(rùn)濕熱較高，但隨著煤化潤(rùn)濕熱與煤化程度的關(guān)系：年輕煤的潤(rùn)濕熱較高，但隨著煤化程度的提高而急劇下降，在碳含量為程度的提高而急劇下降，在碳含量為90%左右達(dá)到最低值，以后左右達(dá)到最低值，以后又有所上升。又有所上升。 潤(rùn)濕熱的本質(zhì)：潤(rùn)濕熱的產(chǎn)生實(shí)際上

26、是液體在煤的潤(rùn)濕熱的本質(zhì)：潤(rùn)濕熱的產(chǎn)生實(shí)際上是液體在煤的孔隙內(nèi)表面孔隙內(nèi)表面上發(fā)生吸附作用的結(jié)果。吸附作用越強(qiáng)，比表面積越大，潤(rùn)濕熱上發(fā)生吸附作用的結(jié)果。吸附作用越強(qiáng)，比表面積越大，潤(rùn)濕熱就越高。就越高。 2.6 煤的潤(rùn)濕熱煤的潤(rùn)濕熱用于確定煤中空隙的內(nèi)表面積用于確定煤中空隙的內(nèi)表面積煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2內(nèi)表面積：煤的內(nèi)表面積是指煤內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的全部表面積內(nèi)表面積：煤的內(nèi)表面積是指煤內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的全部表面積(孔孔壁面積壁面積)，以，以m2/g表示。煤的內(nèi)表面積的大小與煤的微觀結(jié)構(gòu)和化表示。煤的內(nèi)表面積的大小與煤的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)性有密切關(guān)系，是煤的重要物理指標(biāo)之一。學(xué)反應(yīng)性有密切關(guān)系，

27、是煤的重要物理指標(biāo)之一。2.6 煤的表面積煤的表面積煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 低變質(zhì)程度煤的內(nèi)表面積大，隨煤低變質(zhì)程度煤的內(nèi)表面積大，隨煤化度的加深，內(nèi)表面積迅速減小，在煤化度的加深，內(nèi)表面積迅速減小，在煤的碳含量為的碳含量為90%左右時(shí)達(dá)到最低值，之左右時(shí)達(dá)到最低值，之后，隨著煤化度的再加深又迅速增加。后，隨著煤化度的再加深又迅速增加。2.6 煤的表面積煤的表面積1潤(rùn)濕熱法；潤(rùn)濕熱法；2氖吸附法；氖吸附法；3CO2吸附法吸附法煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 煤的孔隙率是煤粒中毛細(xì)管和孔隙的體積占整個(gè)煤粒外觀體煤的孔隙率是煤粒中毛細(xì)管和孔隙的體積占整個(gè)煤粒外觀體積的百分?jǐn)?shù)。又稱煤的孔隙度。通常用

28、置換法測(cè)定或用煤的真密積的百分?jǐn)?shù)。又稱煤的孔隙度。通常用置換法測(cè)定或用煤的真密度和煤的視密度按下式計(jì)算：度和煤的視密度按下式計(jì)算：2.6 煤的孔隙率煤的孔隙率100， TRDARDTRD孔孔隙隙率率-=煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 年輕煙煤的孔隙率高，在年輕煙煤的孔隙率高，在10%以上。隨著煤化度的加深，以上。隨著煤化度的加深，孔隙率降低，煤的碳含量為孔隙率降低，煤的碳含量為90%左右時(shí)，孔隙率最低，約為左右時(shí)，孔隙率最低，約為3%，之之后，隨煤化度加深又有所增加。后，隨煤化度加深又有所增加。2.6 煤的孔隙率煤的孔隙率煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 煤中孔隙的孔徑并不均勻，通常根據(jù)孔徑大小將其劃分

29、為大煤中孔隙的孔徑并不均勻，通常根據(jù)孔徑大小將其劃分為大孔、中孔和微孔孔徑孔、中孔和微孔孔徑 的劃分如下表所示：的劃分如下表所示： 2.6 煤的孔徑分布煤的孔徑分布煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 隨著煤化程度的提高，煤的孔徑逐漸縮小。含碳量小于隨著煤化程度的提高，煤的孔徑逐漸縮小。含碳量小于75%的褐煤大孔占優(yōu)勢(shì)，幾乎沒有過渡孔；含碳量的褐煤大孔占優(yōu)勢(shì)，幾乎沒有過渡孔；含碳量75% 82%的煤過的煤過渡渡孔特別發(fā)達(dá)；含碳量孔特別發(fā)達(dá)；含碳量88% 91%的煤微孔占優(yōu)勢(shì)。的煤微孔占優(yōu)勢(shì)。 2.6 煤的孔徑分布煤的孔徑分布煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.7.1 劃痕硬度（莫氏硬度）劃痕硬度（莫氏硬度）

30、采用一套具有采用一套具有標(biāo)準(zhǔn)硬度標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物刻劃煤，的礦物刻劃煤，得到粗略的相對(duì)硬度，稱為刻劃硬度，又叫莫氏硬度。根據(jù)得到粗略的相對(duì)硬度，稱為刻劃硬度，又叫莫氏硬度。根據(jù)莫氏硬度的劃分，煤的硬度一般為莫氏硬度的劃分，煤的硬度一般為1 4。2.7 煤的硬度煤的硬度表表 標(biāo)準(zhǔn)礦物的莫氏硬度標(biāo)準(zhǔn)礦物的莫氏硬度礦礦 物物硬度級(jí)別硬度級(jí)別礦礦 物物硬度級(jí)別硬度級(jí)別滑滑 石石1長(zhǎng)長(zhǎng) 石石6石石 膏膏2石石 英英7方解石方解石3黃黃 晶晶8氟氟 石石4剛剛 玉玉9磷灰石磷灰石5金剛石金剛石10煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.7.1 劃痕硬度（莫氏硬度）劃痕硬度（莫氏硬度） 采用一套

31、具有采用一套具有標(biāo)準(zhǔn)硬度標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物刻劃煤，的礦物刻劃煤，得到粗略的相對(duì)硬度，稱為刻劃硬度，又叫莫氏硬度。根據(jù)得到粗略的相對(duì)硬度，稱為刻劃硬度，又叫莫氏硬度。根據(jù)莫氏硬度的劃分，煤的硬度一般為莫氏硬度的劃分，煤的硬度一般為1 4。 煤的硬度與煤化程度有關(guān)，中等煤化程度的焦煤，硬度較小，煤的硬度與煤化程度有關(guān)，中等煤化程度的焦煤，硬度較小，約為約為2 2.5，隨著煤化程度的提高，硬度增加，無煙煤的硬，隨著煤化程度的提高，硬度增加，無煙煤的硬度最大，約為度最大，約為4左右。左右。2.7 煤的硬度煤的硬度準(zhǔn)確性較差準(zhǔn)確性較差煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)22.7.2 顯微硬度顯微硬度 顯微硬度屬于壓入硬

32、度的一種。一般采用特殊形狀顯微硬度屬于壓入硬度的一種。一般采用特殊形狀（如角錐形、圓錐形等）而又非常堅(jiān)硬的壓入器，施加一定的壓（如角錐形、圓錐形等）而又非常堅(jiān)硬的壓入器，施加一定的壓力，使壓入器壓入到樣品表面，形成壓痕，卸除壓力后用顯微鏡力，使壓入器壓入到樣品表面，形成壓痕，卸除壓力后用顯微鏡測(cè)量壓痕的尺寸，如用方形棱錐形金剛石壓入器時(shí)，測(cè)量壓痕對(duì)測(cè)量壓痕的尺寸，如用方形棱錐形金剛石壓入器時(shí)，測(cè)量壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，即可計(jì)算出顯微硬度值：角線的長(zhǎng)度，即可計(jì)算出顯微硬度值： 2.7 煤的硬度煤的硬度式中式中 H顯微硬度，顯微硬度，MPa；P加在壓入器上的負(fù)荷，加在壓入器上的負(fù)荷，N；d壓痕對(duì)角線長(zhǎng)

33、度，壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，mm； 方形棱錐體兩相對(duì)錐面的夾角，一般為方形棱錐體兩相對(duì)錐面的夾角，一般為136 。 222sindPHP 煤煤煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 從褐煤開始，顯微硬度隨煤從褐煤開始，顯微硬度隨煤化程度提高而上升，在碳含量為化程度提高而上升，在碳含量為75 % 80 % (長(zhǎng)焰煤、氣煤長(zhǎng)焰煤、氣煤) 之間有之間有一個(gè)極大值；此后，顯微硬度隨煤一個(gè)極大值；此后，顯微硬度隨煤化程度提高而下降，在碳含量達(dá)到化程度提高而下降，在碳含量達(dá)到90%左右最低；煤化程度再提高，左右最低；煤化程度再提高，顯微硬度又開始上升，到無煙煤階顯微硬度又開始上升，到無煙煤階段，顯微硬度幾乎隨煤化程度提高段，

34、顯微硬度幾乎隨煤化程度提高而直線增加。而直線增加。 顯微硬度隨煤化程度的變化顯微硬度隨煤化程度的變化煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 煤的可磨性是指煤磨碎成粉的難易程度。目前，國(guó)際上普遍煤的可磨性是指煤磨碎成粉的難易程度。目前，國(guó)際上普遍采用采用哈特葛羅夫法哈特葛羅夫法評(píng)定煤的可磨性評(píng)定煤的可磨性(Hardgrove grindability index , HGI )。其基本依據(jù)是研磨煤粉所消耗的功與新產(chǎn)生的表面積成正。其基本依據(jù)是研磨煤粉所消耗的功與新產(chǎn)生的表面積成正比。比。2.8 煤的可磨性煤的可磨性HGI越大，表示煤的可磨性越好，煤越容易被磨碎。越大，表示煤的可磨性越好，煤越容易被磨碎。 煤

35、的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 在低煤化階段，隨在低煤化階段，隨煤化程度的增加，煤的煤化程度的增加，煤的可磨性緩慢增加，在碳可磨性緩慢增加，在碳含量為含量為87%90%時(shí)，時(shí)，可磨性迅速增大，在碳可磨性迅速增大，在碳含量為含量為90%左右達(dá)到最左右達(dá)到最大值，此后隨煤化程度大值，此后隨煤化程度的進(jìn)一步提高而迅速下的進(jìn)一步提高而迅速下降。降。2.8 煤的可磨性煤的可磨性HGI,%87%90%煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2含義含義 指在一定溫度范圍內(nèi)，單位質(zhì)量的煤溫度升高指在一定溫度范圍內(nèi)，單位質(zhì)量的煤溫度升高 1 所需所需要的熱量。也叫煤的熱容量。要的熱量。也叫煤的熱容量。影響比熱容的因素影響比熱容的因素

36、 煤的比熱容隨水分增大而提高；煤的比熱容隨水分增大而提高； 煤的比熱容隨灰分增多而減??；煤的比熱容隨灰分增多而減??； 煤的比熱容隨煤化程度提高而減小；煤的比熱容隨煤化程度提高而減小； 煤的比熱容隨溫度的升高而呈拋物線變化。煤的比熱容隨溫度的升高而呈拋物線變化。2.9 煤的比熱容煤的比熱容煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤的比熱容隨煤化程度的變化煤的比熱容隨煤化程度的變化煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤的比熱容隨溫度的變化煤的比熱容隨溫度的變化350煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2煤的熱穩(wěn)定性的概念：煤的熱穩(wěn)定性的概念： 煤的熱穩(wěn)定性是塊煤在高溫下保持原來煤的熱穩(wěn)定性是塊煤在高溫下保持原來粒度的能力，用粒度的能

37、力，用TS（Thermal Stability）表示。）表示。熱穩(wěn)定性的用途：固定床燃燒或氣化用燃煤的重要指標(biāo)。熱穩(wěn)定性的用途：固定床燃燒或氣化用燃煤的重要指標(biāo)。2.10 煤的熱穩(wěn)定性煤的熱穩(wěn)定性煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 熱穩(wěn)定性差的煤，則迅速裂成小塊或煤粉，輕則熱穩(wěn)定性差的煤，則迅速裂成小塊或煤粉，輕則爐內(nèi)結(jié)渣爐內(nèi)結(jié)渣, ,增增加加爐內(nèi)阻力和帶出物爐內(nèi)阻力和帶出物，降低燃燒或氣化，降低燃燒或氣化效率效率，重則，重則破壞氣化過破壞氣化過程程，甚至，甚至造成停產(chǎn)造成停產(chǎn)。因此，要求煤有足夠的熱穩(wěn)定性。因此，要求煤有足夠的熱穩(wěn)定性。2.10 煤的熱穩(wěn)定性煤的熱穩(wěn)定性煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 煤

38、的熱穩(wěn)定性和成煤過程中的地質(zhì)條件、煤中礦物質(zhì)成分等煤的熱穩(wěn)定性和成煤過程中的地質(zhì)條件、煤中礦物質(zhì)成分等有關(guān)。如含有關(guān)。如含碳酸鹽碳酸鹽多的煤或含多的煤或含水分水分多的煤熱穩(wěn)定性差。多的煤熱穩(wěn)定性差。2.10 煤的熱穩(wěn)定性煤的熱穩(wěn)定性CaCO3 CaO+CO2H2O H2O (蒸汽蒸汽)產(chǎn)生氣體，熱穩(wěn)定性差產(chǎn)生氣體，熱穩(wěn)定性差煤的物理性質(zhì)煤的物理性質(zhì)2 煤的導(dǎo)熱系數(shù)與其水分、灰分、溫度及煤種有關(guān)。水的導(dǎo)熱煤的導(dǎo)熱系數(shù)與其水分、灰分、溫度及煤種有關(guān)。水的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣，約為后者的系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣，約為后者的25倍，所以倍，所以煤中水分增高，煤的導(dǎo)煤中水分增高，煤的導(dǎo)熱系數(shù)將變大熱系數(shù)將變大；礦物

39、質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于有機(jī)物，因而煤的；礦物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于有機(jī)物，因而煤的灰分灰分增加，導(dǎo)熱系數(shù)將隨之增大增加，導(dǎo)熱系數(shù)將隨之增大；煤的；煤的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度呈正比關(guān)系，導(dǎo)熱系數(shù)與溫度呈正比關(guān)系，隨溫度的上升而增大隨溫度的上升而增大；腐植煤中泥炭的導(dǎo)熱系數(shù)最低，煙煤的導(dǎo)；腐植煤中泥炭的導(dǎo)熱系數(shù)最低，煙煤的導(dǎo)熱系數(shù)明顯高于泥炭，煙煤中熱系數(shù)明顯高于泥炭，煙煤中焦煤和肥煤的導(dǎo)熱系數(shù)最小焦煤和肥煤的導(dǎo)熱系數(shù)最小，無煙無煙煤具有更高的導(dǎo)熱系數(shù)煤具有更高的導(dǎo)熱系數(shù)。2.11 煤的導(dǎo)熱性煤的導(dǎo)熱性煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)3 煤的熱解也稱為煤的干餾或熱分解，是指煤在隔絕空氣的條煤的熱解也稱為煤的干餾或熱分解，

40、是指煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱，煤在不同的溫度下發(fā)生一系列的物理變化和化學(xué)件下進(jìn)行加熱，煤在不同的溫度下發(fā)生一系列的物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程。煤熱解的結(jié)果是生成氣體（反應(yīng)的復(fù)雜過程。煤熱解的結(jié)果是生成氣體（煤氣煤氣）、液體）、液體 （焦焦油油）、固體）、固體 （半焦或焦炭半焦或焦炭） 等產(chǎn)品。等產(chǎn)品。3.1 煤的熱解煤的熱解焦油經(jīng)加氫可制取汽油、柴油和噴氣燃料。焦油經(jīng)加氫可制取汽油、柴油和噴氣燃料。煤氣是使用方便的燃料，可成為天然氣煤氣是使用方便的燃料，可成為天然氣的代用品，另外還可用于化工合成。的代用品，另外還可用于化工合成。半焦既是優(yōu)質(zhì)的無煙燃料，也是優(yōu)質(zhì)的半焦既是優(yōu)質(zhì)的無煙燃料，也

41、是優(yōu)質(zhì)的鐵合金用焦、氣化原料、吸附材料。鐵合金用焦、氣化原料、吸附材料。煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)3第一階段第一階段 (Ti:350 400)，此階段為干燥脫氣階段。，此階段為干燥脫氣階段。120前主要前主要為干燥脫水；為干燥脫水；200左右脫掉吸附在空隙中的左右脫掉吸附在空隙中的CH4、CO2和和N2等。等。第二階段第二階段 (Ti 550左右左右)，煤熱解生成半焦、焦油、熱解水、烴，煤熱解生成半焦、焦油、熱解水、烴類氣體和碳氧化合物。類氣體和碳氧化合物。第三階段第三階段 (550 1000)，焦炭成熟階段或二次脫氣階段。焦油發(fā)，焦炭成熟階段或二次脫氣階段。焦油發(fā)生二次反應(yīng)，生成新的氣態(tài)烴。主

42、要是生二次反應(yīng)，生成新的氣態(tài)烴。主要是C2H4和和C3H6。在。在700，烷烷基芳烴裂解生成基芳烴裂解生成CH4和芳烴，酚類裂解生成和芳烴，酚類裂解生成CO和氣態(tài)烴。和氣態(tài)烴。煤的熱解的基本過程煤的熱解的基本過程煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)3 煤的氧化是煤與各種氧化劑在不同條件下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。煤的氧化是煤與各種氧化劑在不同條件下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。煤的氧化階段（五個(gè)階段）煤的氧化階段（五個(gè)階段）階段階段I：表面氧化，生成不穩(wěn)定的碳氧配合物，易分解為：表面氧化，生成不穩(wěn)定的碳氧配合物，易分解為CO、CO2 和和H2O，形成新表面；，形成新表面；階段階段II：生成可溶于堿再生腐殖酸；：生成可溶于堿再生腐

43、殖酸；階段階段III：生成可溶于水次生腐殖酸；：生成可溶于水次生腐殖酸；階段階段IV：生成可溶于水有機(jī)酸；：生成可溶于水有機(jī)酸；階段階段V：是程度最深的氧化，一旦反應(yīng)啟動(dòng)，氧化深度難以控制。：是程度最深的氧化，一旦反應(yīng)啟動(dòng)，氧化深度難以控制。輕度氧化；深度氧化輕度氧化；深度氧化3.2 煤的氧化煤的氧化煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)3 煤的風(fēng)化煤的風(fēng)化 靠近地表的煤層受到大氣和雨水中氧長(zhǎng)時(shí)間的滲透、靠近地表的煤層受到大氣和雨水中氧長(zhǎng)時(shí)間的滲透、氧化和水解，性質(zhì)發(fā)生很大變化，這個(gè)過程成為風(fēng)化。經(jīng)氧化和水解，性質(zhì)發(fā)生很大變化，這個(gè)過程成為風(fēng)化。經(jīng)過風(fēng)化的煤叫過風(fēng)化的煤叫風(fēng)化煤風(fēng)化煤。風(fēng)化煤一般質(zhì)地較軟，易

44、捻碎，碎后呈黑風(fēng)化煤一般質(zhì)地較軟，易捻碎，碎后呈黑褐色。褐色。 3.3 煤的風(fēng)化煤的風(fēng)化煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)3化學(xué)組成化學(xué)組成 風(fēng)化后風(fēng)化后C、H質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，O質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升。質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升。物理性質(zhì)物理性質(zhì) 風(fēng)化煤的強(qiáng)度和硬度降低，吸濕性增加。風(fēng)化煤的強(qiáng)度和硬度降低，吸濕性增加?；瘜W(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 風(fēng)化煤含有再生腐植酸，發(fā)熱量減少，著風(fēng)化煤含有再生腐植酸，發(fā)熱量減少，著火點(diǎn)降低火點(diǎn)降低。工藝性質(zhì)工藝性質(zhì) 風(fēng)化煤粘結(jié)性下降；干餾時(shí)焦油產(chǎn)率下降，氣體風(fēng)化煤粘結(jié)性下降；干餾時(shí)焦油產(chǎn)率下降，氣體中中 CO和和CO2增加，氫氣和烴類減少。增加，氫氣和烴類減少。風(fēng)化煤性質(zhì)的變化風(fēng)化煤性質(zhì)的

45、變化煤的化學(xué)性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)3 煤的解聚煤的解聚 若通過若通過溫和條件溫和條件下的化學(xué)反應(yīng)，將煤的大分子結(jié)構(gòu)下的化學(xué)反應(yīng)，將煤的大分子結(jié)構(gòu)中的不同橋鍵斷開，就叫煤的降解或解聚。中的不同橋鍵斷開，就叫煤的降解或解聚。3.4 煤的解聚煤的解聚 Wiser模型模型 煤的工藝性質(zhì)煤的工藝性質(zhì)4粘結(jié)性是指煤在干餾過程中，由于煤中有機(jī)質(zhì)分解，熔融而粘結(jié)性是指煤在干餾過程中，由于煤中有機(jī)質(zhì)分解，熔融而使煤粒能夠相互粘結(jié)成塊的性能。使煤粒能夠相互粘結(jié)成塊的性能。結(jié)焦性是指煤在干餾時(shí)能夠結(jié)成焦炭的性能。結(jié)焦性是指煤在干餾時(shí)能夠結(jié)成焦炭的性能。煤的粘結(jié)性是結(jié)焦性的必要條件，結(jié)焦性好的煤必須具有良好煤的粘結(jié)性是結(jié)焦

46、性的必要條件，結(jié)焦性好的煤必須具有良好的粘結(jié)性，但粘結(jié)性好的煤不一定能單獨(dú)煉出質(zhì)量好的焦炭。這的粘結(jié)性，但粘結(jié)性好的煤不一定能單獨(dú)煉出質(zhì)量好的焦炭。這就是為什么要進(jìn)行就是為什么要進(jìn)行配煤煉焦配煤煉焦的道理。的道理。4.1 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性煤的工藝性質(zhì)煤的工藝性質(zhì)4粘結(jié)性是進(jìn)行煤的工業(yè)分類的主要指標(biāo)，一般用煤中有機(jī)質(zhì)受粘結(jié)性是進(jìn)行煤的工業(yè)分類的主要指標(biāo)，一般用煤中有機(jī)質(zhì)受熱分解、軟化形成的膠質(zhì)體的厚度熱分解、軟化形成的膠質(zhì)體的厚度Y來表示，常稱膠質(zhì)層厚度。來表示，常稱膠質(zhì)層厚度。膠膠質(zhì)層越厚，粘結(jié)性越好。質(zhì)層越厚，粘結(jié)性越好。粘結(jié)性受煤化程度、煤巖成分、氧化程度和礦物質(zhì)含量等

47、多種粘結(jié)性受煤化程度、煤巖成分、氧化程度和礦物質(zhì)含量等多種因素的影響。煤化程度最高和最低的煤，一般都沒有粘結(jié)性，膠因素的影響。煤化程度最高和最低的煤，一般都沒有粘結(jié)性，膠質(zhì)層厚度也很小質(zhì)層厚度也很小 4.1 煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性 煤的工藝性質(zhì)煤的工藝性質(zhì)4煤的發(fā)熱量也就是煤的熱值。煤的發(fā)熱量是表征煤炭特性的綜煤的發(fā)熱量也就是煤的熱值。煤的發(fā)熱量是表征煤炭特性的綜合指標(biāo)：是低煤化程度的煤（褐煤與長(zhǎng)焰煤）的分類指標(biāo)之一；合指標(biāo)：是低煤化程度的煤（褐煤與長(zhǎng)焰煤）的分類指標(biāo)之一；在煤的燃燒或轉(zhuǎn)化過程中，常用發(fā)熱量來計(jì)算熱平衡、熱效率及在煤的燃燒或轉(zhuǎn)化過程中，常用發(fā)熱量來計(jì)算熱平衡、熱效

48、率及耗煤等；是鍋爐設(shè)計(jì)、燃燒設(shè)備選型的重要依據(jù)；是評(píng)價(jià)動(dòng)力用耗煤等；是鍋爐設(shè)計(jì)、燃燒設(shè)備選型的重要依據(jù)；是評(píng)價(jià)動(dòng)力用煤質(zhì)量好壞的一個(gè)重要參數(shù)；也是動(dòng)力用煤計(jì)價(jià)的重要依據(jù)。煤質(zhì)量好壞的一個(gè)重要參數(shù)；也是動(dòng)力用煤計(jì)價(jià)的重要依據(jù)。 4.2 煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量 煤的工藝性質(zhì)煤的工藝性質(zhì)4高位發(fā)熱量。煤的高位發(fā)熱量。煤的高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱高位發(fā)熱量是指煤在大氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量，此時(shí)煤中的硫只生成量，此時(shí)煤中的硫只生成SO2，氮是游離狀態(tài)，氮是游離狀態(tài)N2，水呈液態(tài)冷凝，水呈液態(tài)冷凝（常溫約（常溫約25）。）。 低位發(fā)熱量。低位發(fā)熱量。低位發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)所產(chǎn)生的低位

49、發(fā)熱量是指煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量。煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)，煤中水分和氫生成的水蒸汽隨煙熱量。煤在工業(yè)窯爐中燃燒時(shí)，煤中水分和氫生成的水蒸汽隨煙道氣進(jìn)入大氣中，此時(shí)燃料燃燒放出的熱量一部分被水氣化所吸道氣進(jìn)入大氣中，此時(shí)燃料燃燒放出的熱量一部分被水氣化所吸收，故熱值降低。收，故熱值降低。 4.2 煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量 煤的工藝性質(zhì)煤的工藝性質(zhì)4 在腐殖煤中，煤的發(fā)熱量隨煤化程度增高的變化規(guī)律是由小在腐殖煤中，煤的發(fā)熱量隨煤化程度增高的變化規(guī)律是由小到大再到?。旱酱笤俚叫。汉置旱浇姑弘A段褐煤到焦煤階段 發(fā)熱量隨煤化程度增高而增大，焦煤最高達(dá)發(fā)熱量隨煤化程度增高而增大，焦煤最高達(dá)37.05（MJ/kg）。）。 原因：褐煤到焦煤，原因：褐煤到焦煤，H元素含量變化不大，但元素含量變化不大，但C元素含量明顯元素含量明顯增加，而增加，而O元素含量大幅減少，導(dǎo)致煤的發(fā)熱量逐漸增大。元素含量大幅減