選煤與潔凈煤技術(shù)

潔凈煤技術(shù)與選煤

河南理工大學(xué)材料學(xué)院焦紅光2010.3.3焦作2009.8.31主要內(nèi)容1.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)2.成煤過程及聚煤期3.煤質(zhì)分析及煤炭分類4.我國(guó)煤炭資源狀況5.“煤煙”型大氣污染危害 6.潔凈煤技術(shù)與選煤7.選煤技術(shù)沿革與發(fā)展2009.8.311.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)StatisticalReviewofWorldEnergy

2008.7

BP（BritishPeroleum）CoorporationBP由前英國(guó)石油、阿莫科、阿科和嘉實(shí)多等公司整合重組形成，是世界上最大的石油和石化集團(tuán)公司之一。主要業(yè)務(wù)是油氣勘探開發(fā)；煉油；天然氣銷售和發(fā)電；油品零售和運(yùn)輸；以及石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售。此外，在太陽能發(fā)電方面的業(yè)務(wù)也在不斷壯大。

BP總部設(shè)在英國(guó)倫敦。目前的資產(chǎn)市值約為2000億美元，擁有愈百萬股東。BP近十一萬員工遍布全世界，在百余個(gè)國(guó)家擁有生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。2003年，BP在《財(cái)富》雜志的全球500強(qiáng)中排前五名，名列歐洲500強(qiáng)之首。

2009.8.311.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)1982-2007年世界能源消費(fèi)總量(標(biāo)油當(dāng)量)及構(gòu)成

2009.8.311.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)2007年煤炭?jī)?chǔ)量（10億噸計(jì)，括弧內(nèi)為硬煤儲(chǔ)量）

2009.8.311.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)2007年世界不同地區(qū)一次能源消費(fèi)構(gòu)成

2009.8.311.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)1997年和2007年不同地區(qū)煤炭生產(chǎn)消費(fèi)情況（標(biāo)油當(dāng)量）2009.8.311.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)2009.8.311.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)化石燃料可采儲(chǔ)量情況2009.8.31中國(guó)能源結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)1.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)2009.8.312.成煤過程與聚煤期植物遺體經(jīng)過生物/物理化學(xué)作用而轉(zhuǎn)變成的沉積有機(jī)礦產(chǎn)高等植物：植物→泥炭→褐煤→煙煤→無煙煤低等植物：植物→腐泥→腐泥煤→煤2009.8.312.成煤過程與聚煤期聚煤條件：茂盛的植物與空氣隔絕顏色加深光澤增強(qiáng)揮發(fā)份降低含碳量增高成煤作用：1、泥炭/腐泥化作用階段2、煤化作用階段(1)成巖作用階段——褐煤(2)變質(zhì)作用階段2009.8.312.成煤過程與聚煤期2009.8.312.成煤過程與聚煤期聚煤期——地質(zhì)歷史中有煤田資源形成的地質(zhì)時(shí)期。我國(guó)最重要的聚煤期有7個(gè)：1.早石炭世5.早、中侏羅世2.石炭二疊紀(jì)6.晚侏羅世－早白堊世3.晚二疊世7.古近、新近紀(jì)4.晚三疊世中國(guó)的聚煤區(qū)以大型地質(zhì)構(gòu)造帶為界，劃分五個(gè)聚煤區(qū)。2009.8.312.成煤過程與聚煤期1.東北聚煤區(qū)：包括內(nèi)蒙東部、黑龍江、吉林大部和遼寧北部。主要成煤時(shí)期為中生代侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)，其次為古近紀(jì)。該區(qū)煤炭資源量約占全國(guó)的8％。2.西北聚煤區(qū)：包括新疆、甘肅大部、寧夏、內(nèi)蒙的一部分。主要成煤期為石炭紀(jì)、侏羅紀(jì)。以侏羅紀(jì)成煤最強(qiáng)，以新疆含煤性最好。本區(qū)資源量巨大，約占全國(guó)的33％。3.華北聚煤區(qū)：包括山西、河南、山東，以及陜、甘、寧、內(nèi)蒙、遼、吉、冀大部和蘇北、皖北。主要成煤期為石炭紀(jì)和二疊紀(jì)，其次為侏羅紀(jì)，再次為古近紀(jì)。尤其以石炭紀(jì)和二疊紀(jì)煤田分布最廣、儲(chǔ)量最多，占該區(qū)儲(chǔ)量80％以上。本區(qū)煤炭資源量約占全國(guó)的53％。2009.8.312.成煤過程與聚煤期4.滇藏聚煤區(qū)：包括西藏、青海南部、川西、滇西。主要為二疊紀(jì)和新近紀(jì)煤，石炭紀(jì)、三疊紀(jì)含煤性差。煤炭資源量很小，約占全國(guó)的0.1％。5.華南聚煤區(qū)：包括桂、黔、粵、湘、贛、浙、閩、瓊，及云、鄂、川大部。成煤期多：石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、新近紀(jì)，其中以二疊紀(jì)成煤作用最強(qiáng)。全區(qū)煤炭資源量約占全國(guó)的6％。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類碳構(gòu)成煤大分子的骨架，占煤質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般大于70%。隨著煤化程度的不斷增高，煤中碳元素的含量隨之增高，某些超無煙煤碳含量可超過97%。氫占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1～6%，越是年輕的煤，其含量也越高。氧元素是組成煤有機(jī)質(zhì)的重要元素，其含量從1～30%均有，年輕煤的氧元素比例大，發(fā)熱量常隨氧元素含量的增高而降低。氮元素在煤中的比例一般為0.5～3%。硫元素是組成煤有機(jī)質(zhì)的常見元素，它在煤中含量的多少與煤化程度無明顯關(guān)系，其含量從最低的0.1到最高的10%均有。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類煤的元素組分的不同，不僅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性質(zhì)的不同。如：碳含量低、氧含量高的煤，多是粘結(jié)性很差或是沒有粘結(jié)性的年輕煤；碳含量高、氧含量低的煤則常是一些無粘結(jié)性的年老煤；只有碳含量在84～88%，氫含量在5%以上的中等變質(zhì)程度的煤，才是結(jié)焦性較好的煉焦用煤。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類煤的分析檢驗(yàn):工業(yè)分析、元素分析、其它分析工業(yè)分析：又稱技術(shù)/實(shí)用分析，包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳四個(gè)項(xiàng)目的測(cè)定。通常，水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率都直接測(cè)定，固定碳用差減法進(jìn)行計(jì)算。這四個(gè)測(cè)定項(xiàng)目又稱半工業(yè)分析，再加上煤的發(fā)熱量和煤中全硫的測(cè)定，則稱為全工業(yè)分析。元素分析：主要測(cè)定煤中碳、氫、氧、氮、硫等元素，其結(jié)果是對(duì)煤進(jìn)行科學(xué)分類的主要依據(jù)，在工業(yè)上，是計(jì)算發(fā)熱量、計(jì)算熱量平衡的依據(jù)。其它分析：如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但一般是指有提取價(jià)值的鍺、鎵、鈾、釩、鋁、鉭等常見的稀有元素。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類煤的工業(yè)分析是了解煤的性質(zhì)和用途的重要指標(biāo)。如水分和灰分高的煤，它的有機(jī)質(zhì)含量就少，發(fā)熱量低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值就小。根據(jù)煤的水分、灰分、揮發(fā)分及其焦渣特征等指標(biāo)，就可以比較可靠地算出煤的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。煤中全硫分是確定煉焦用煙煤的重要指標(biāo)。對(duì)于合成氨工業(yè)，空氣干燥基的固定碳含量（FCad）是評(píng)價(jià)無煙煤用于制造合成氣（半水煤氣）時(shí)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo)。煤的外在水分和全水分，不僅影響動(dòng)力用煤的低位發(fā)熱量，而且還與煤的運(yùn)輸與貯存等都有著十分密切的關(guān)系。2009.8.31表1分析試驗(yàn)項(xiàng)目及符號(hào)3.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——工業(yè)分析常用的符號(hào)和基準(zhǔn)表2常用指標(biāo)及符號(hào)2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——工業(yè)分析常用的符號(hào)和基準(zhǔn)各種基準(zhǔn)的表示符號(hào)

基準(zhǔn)是指煤樣所處的狀態(tài)。用不同狀態(tài)的煤樣分析試驗(yàn)，將得出不同的結(jié)果，所以基準(zhǔn)是用以計(jì)算和表達(dá)測(cè)定值的主要依據(jù)之一。收到基（ar）asreceived空氣干燥基（ad）airdry干基（d）dry干燥無灰基（daf）dryashfree干燥無礦物質(zhì)基（dmmf）mineralmattertree2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——工業(yè)分析常用的符號(hào)和基準(zhǔn)收到基(ar)：從收到的一批煤樣中取出具有代表性的煤樣，以此種狀態(tài)的煤樣測(cè)定的結(jié)果并以此基表示的值?？諝飧稍锘?ad)：是指煤樣所處環(huán)境與水蒸氣壓達(dá)到平衡時(shí)的煤樣。在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：煤樣若在空氣中連續(xù)干燥1小時(shí)后質(zhì)量變化不超過0.10%，則認(rèn)為達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。干基(d)：以無水狀態(tài)的煤樣為標(biāo)準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。干燥無灰基(daf)：以假想的無水無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)的分析結(jié)果表示方法。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——水分測(cè)定煤的水分是評(píng)價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最基本的指標(biāo)。因?yàn)槊褐兴趾吭蕉?，煤的無用成分也越多，同時(shí)有大量水分存在，不僅煤的有用成分減少，而且它在煤燃燒時(shí)要吸收大量的熱成為水蒸汽蒸發(fā)掉。所以煤的水分越低越好。（一）煤中水分的存在形態(tài)（二）煤中全水分（Mt）的測(cè)定（三）分析煤樣的水分測(cè)定

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——水分測(cè)定——水分的存在形態(tài)1．化合水：即結(jié)晶水，如硫酸鈣（CaSO42H2O）、高嶺土（Al2O32SiO42H2O）中的結(jié)晶水。結(jié)晶水要在200℃以上才能分解析出。2．游離水：以物理狀態(tài)（如附著、吸附等形式）和煤結(jié)合的水。根據(jù)存在的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)，分為以下兩種：2.1外在水分（Mf）是指煤在開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和洗選過程中潤(rùn)濕在煤的外表及大毛細(xì)孔（直徑＞10

m）中的水分。2.2內(nèi)在水分（Minh）內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部的毛細(xì)孔（直徑＜10

m）中的水分。這部分水分較難蒸發(fā)。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——水分測(cè)定——煤中全水分的測(cè)定方法方法要點(diǎn)：煤樣在105～110℃或145±5℃的干燥箱中干燥至恒重，以煤樣的失重計(jì)算水分的百分含量。煤中全水分的測(cè)定有三種方法:A、B、C。方法A僅適用于煙煤和無煙煤，并作為測(cè)定煙煤和無煙煤水分的仲裁測(cè)定方法；方法B和方法C適用于褐煤、煙煤和無煙煤，但以方法B作為測(cè)定褐煤全水分的仲裁方法。按測(cè)定的速度來說:方法A為常規(guī)測(cè)定法，方法B、C為快速測(cè)定法。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——水分測(cè)定式中

Mt——煤樣的全水分；

m——煤樣的質(zhì)量，g；

m1——煤樣干燥后減輕的質(zhì)量，g。全水分（Mt，%）平行測(cè)定結(jié)果的允許誤差（%）<10≥100.400.50表3平行測(cè)定全水分的允許誤差2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——水分測(cè)定Mad——分析煤樣水分；m1——分析煤樣干燥后失去的質(zhì)量，g；m——分析煤樣的質(zhì)量，g。——分析煤樣水分的測(cè)定分析煤樣的水分就是空氣干燥基水分Mad，測(cè)定方法分為常規(guī)方法、快速方法和蒸餾方法三種。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——灰分測(cè)定灰分：煤中所有可燃物完全燃燒以及礦物質(zhì)（除水分以外的所有無機(jī)質(zhì)的總稱）在一定溫度下，經(jīng)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)以后所剩下的殘?jiān)?，用符?hào)A表示。灰分全部來自礦物質(zhì)，但其組成和數(shù)量又不同于煤中原有礦物質(zhì)，因此煤的灰分應(yīng)稱為“灰分產(chǎn)率”。測(cè)定煤的灰分，對(duì)于鑒定煤的質(zhì)量以及確定其使用價(jià)值也有重要意義。因?yàn)槊褐谢曳质怯泻ξ镔|(zhì)，所以各種用途的煤，灰分越低也就越好。雖然煤灰是煤中有害物，但進(jìn)行綜合利用后，也會(huì)變廢為寶。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——灰分測(cè)定長(zhǎng)方形灰皿2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——灰分測(cè)定——灰分測(cè)試方法稱取分析煤樣10.1g，于已經(jīng)在81510℃灼燒恒量的灰皿中，輕微振動(dòng)，使樣品分散為均勻的薄層，置溫度低于100℃的高溫爐中。在爐門留有約15mm左右的縫隙供自然通風(fēng)，控制加熱速度，使?fàn)t溫在30min左右緩慢升高至500℃并保持此溫度30min。然后，升高溫度至81510℃，關(guān)閉爐門，在此溫度下繼續(xù)灼燒1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室溫（約20min）稱量，然后進(jìn)行檢查性灼燒，每次進(jìn)行20min，直到煤樣的質(zhì)量變化小于0.001g時(shí)為止，取最后一次質(zhì)量計(jì)算。灰分<15%的樣品，可不必進(jìn)行檢查性灼燒。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——灰分測(cè)定式中：m——試料的質(zhì)量，g；

m1——灼燒后殘?jiān)|(zhì)量，g。

灰分（%）同一實(shí)驗(yàn)室不同實(shí)驗(yàn)室<1515~30>300.20.30.50.30.50.7表4灰分測(cè)定的允許誤差2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——揮發(fā)分測(cè)定揮發(fā)分是了解煤性質(zhì)、用途及煤分類的重要指標(biāo)。根據(jù)揮發(fā)分產(chǎn)率的高低，可以初步判別煤的變質(zhì)程度、發(fā)熱量及焦油產(chǎn)率等各種重要性質(zhì)。將煤放在與空氣隔絕的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)一定時(shí)間加熱后，煤中的有機(jī)質(zhì)和部分礦物質(zhì)分解為氣體釋出，由減小的質(zhì)量分?jǐn)?shù)再減去水分即為煤的揮發(fā)分。煤中可燃性揮發(fā)分不是煤的固有物質(zhì)，而是在特定條件下，煤受熱的分解產(chǎn)物，而且其測(cè)定值受溫度、時(shí)間和所用坩堝的大小、形狀等不同而異，測(cè)定方法為規(guī)范性試驗(yàn)方法，因此所測(cè)的結(jié)果應(yīng)稱為“揮發(fā)分產(chǎn)率”。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——揮發(fā)分測(cè)定測(cè)試裝置：磨口坩堝、高溫爐、坩堝架坩堝蓋外緣槽形，此槽正好蓋在坩堝口的外緣上，在蓋內(nèi)邊有凹處，以備揮發(fā)釋出。

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——揮發(fā)分測(cè)定高溫爐帶熱電偶和調(diào)溫器，爐壁留有一個(gè)排氣孔。爐膛內(nèi)必須有一個(gè)溫度穩(wěn)定的恒溫區(qū)，以保證爐內(nèi)溫度能恒定在90010℃范圍內(nèi)。坩堝架用鎳鉻絲制成，其規(guī)格以能放置6個(gè)坩堝為好，大小應(yīng)與爐內(nèi)90010℃穩(wěn)定溫度區(qū)相適應(yīng)，放在架上的坩堝底部應(yīng)與爐堂底距離20～30mm。

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——揮發(fā)分測(cè)定——揮發(fā)份測(cè)試方法稱取分析煤樣10.01g，于已在90010℃灼燒恒量的專用坩鍋內(nèi)，輕敲坩堝使試樣攤平，然后蓋上坩堝蓋，置于坩堝架上，迅速將坩堝架推至已預(yù)先加熱至90010℃的高溫爐的穩(wěn)定溫度區(qū)內(nèi)，并立即開動(dòng)秒表，關(guān)閉爐門。準(zhǔn)確灼燒恰好7min，迅速取出坩堝架，在空氣中放置5～6min，再將坩鍋置于干燥器中冷卻至室溫，稱量。計(jì)算揮發(fā)分產(chǎn)率。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——揮發(fā)分測(cè)定m——試料的質(zhì)量，gm1——樣品加熱后減少的質(zhì)量，g當(dāng)打開爐門，推入坩堝架時(shí)，爐溫可能下降，但是在3min內(nèi)必須使?fàn)t溫達(dá)到90010℃，否則試驗(yàn)作廢。從加熱至稱量都不能揭開坩堝蓋，以防焦渣被氧化，造成測(cè)定誤差。每次測(cè)定后，坩堝內(nèi)常附著一層黑色碳煙，應(yīng)灼燒除去后再使用。

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——揮發(fā)分測(cè)定揮發(fā)分產(chǎn)率（%）平行測(cè)定結(jié)果的允許誤差（%）不同化驗(yàn)室同一煤樣的測(cè)定結(jié)果的允許誤差（%）<1010~45>450.30.51.00.51.01.5表5揮發(fā)分產(chǎn)率測(cè)定的允許誤差2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——固定碳含量計(jì)算固定碳是指除去水分、灰分和揮發(fā)分后的殘留物，用符號(hào)FCad表示。固定碳的化學(xué)組分，主要是C元素，另外還有一定數(shù)量的H、O、N、S等其它元素。從煤的工業(yè)分析指標(biāo)來看，發(fā)熱量主要是煤中固定碳燃燒產(chǎn)生的，因此國(guó)際上利用工業(yè)分結(jié)果計(jì)算發(fā)熱量的公式，即以煤的固定碳作為發(fā)熱量的主要來源。

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——固定碳含量計(jì)算干燥無灰基固定碳含量FCdaf是表示煤的變質(zhì)程度的一個(gè)參數(shù)，空氣干燥基固定碳含量是某些工業(yè)用煤的一個(gè)重要指標(biāo)，如對(duì)合成氨用煤，要求FCad＞65%。

固定碳含量，一般通過計(jì)算得到。FCad=100%-Mad-Aad–Vad

FCd=100%-Ad–Vd

FCdaf=100%-Vdaf2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——不同基準(zhǔn)之間的換算干基=空氣干燥基-空氣干燥基水分干燥無灰基=空氣干燥基-空氣干燥基水分-空氣干燥基灰分2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——不同基準(zhǔn)之間的換算換算關(guān)系：煤的干燥無灰基組成不受水分和灰分的影響。一般同一礦井的煤，它的干燥無灰基組成不會(huì)發(fā)生很大的變化，因此煤礦的煤質(zhì)資料常以此基組成表示。也就是說煤礦一般給的是干燥無灰基組成，而實(shí)際使用時(shí)則為收到基。因此，不同基準(zhǔn)時(shí)的組成需要進(jìn)行換算.2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——不同基準(zhǔn)之間的換算2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——不同基準(zhǔn)之間的換算換算系數(shù)是由物料平衡關(guān)系計(jì)算得到的例如：收到基與干燥無灰基的轉(zhuǎn)換——設(shè)已知FCdaf、Mar、Aar，求FCar。解：計(jì)算基準(zhǔn)：100kg的收到基煤折合成干燥無灰基煤100-（Mar+Aar）kg，但含固定碳的絕對(duì)量相等，即：收到基含碳量=干燥無灰基含碳量故：100×FCar=[100-(Mar+Aar)]×FCdaf∴FCar=FCdaf-[100-（Mar+Aar）]／1002009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——不同基準(zhǔn)之間的換算例：煤的工業(yè)分析結(jié)果如下：

空氣干燥基的水分Mad=1.76%，灰分Aad=23.17%，揮發(fā)分Vad=8.59%計(jì)算：（1）干基的灰分Ad=?（2）干燥無灰基的揮發(fā)分Vdaf=？2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——不同基準(zhǔn)之間的換算2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分的測(cè)定煤中各種形態(tài)硫的總和叫做全硫，記作St，全硫通常就是煤中的硫酸鹽硫（記作Ss）、硫鐵礦硫（記作Sp）和有機(jī)硫（記作So）的總和，即

St=Ss+Sp+So如果煤中有單質(zhì)硫（記作S），也應(yīng)包含在全硫中。一般工業(yè)分析中只測(cè)全硫，全硫的測(cè)定方法有：艾士卡質(zhì)量法、燃燒法、彈筒法等。燃燒法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分的測(cè)定艾士卡質(zhì)量法方法要點(diǎn)用艾士卡試劑（Na2CO3和MgO以質(zhì)量比1+2的混和物）作為熔劑。操作過程包括煤樣的半熔反應(yīng)、用水浸取、硫酸鋇的沉淀、過濾、洗滌、干燥、灰化和灼燒等過程。熔樣：

煤樣和艾士卡試劑均勻混合后在高溫下進(jìn)行半熔反應(yīng)，使各種形態(tài)的硫都轉(zhuǎn)化成可溶于水的硫酸鹽。煤樣在空氣中燃燒時(shí)，可燃硫首先轉(zhuǎn)化為SO2，繼而在有空氣存在下，和艾士卡試劑作用形成可溶于水的硫酸鹽：2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分的測(cè)定煤+空氣=CO2

+H2O+SO2+SO3+N2

2SO2+O2+2Na2CO3=2Na2SO4+2CO2

SO3+Na2CO3=Na2SO4+CO2

艾士卡試劑中的MgO能疏松反應(yīng)物，使空氣能進(jìn)入煤樣，同時(shí)也能與SO2和SO3發(fā)生反應(yīng)。不可燃燒又難溶于水的CaSO4也能同時(shí)能和艾士卡試劑作用。難溶于水的硫酸鹽MeSO4和艾士卡試劑中的Na2CO3反應(yīng)如下：MeSO4+Na2CO3=Na2SO4+MeCO3

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分的測(cè)定經(jīng)半熔反應(yīng)后的熔塊，用水浸取，Na2SO4都溶入水中。未作用完的Na2CO3也進(jìn)入水中，并部分水解，因此水溶液呈堿性。濾渣經(jīng)過洗滌，把洗液和濾液合并，調(diào)節(jié)溶液酸度，使其呈酸性（pH約1～2），其目的是消除CO32-的影響，因其也會(huì)和Ba2+在中性溶液中形成碳酸鋇沉淀。SO42-+Ba2-=BaSO4濾出BaSO4沉淀，經(jīng)洗滌、烘干、灰化、灼燒，即可稱量。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分的測(cè)定所需試劑：艾士卡合劑鹽酸溶液（1+1）氯化鋇溶液（100g/L）甲基橙指示劑（2g/L）硝酸銀溶液（10g/L）1.溶樣稱取煤樣（粒度應(yīng)小干0.2mm）1g，置于30mL瓷坩堝中，取艾士卡試劑2g，放在瓷坩堝內(nèi)仔細(xì)混勻，上面再覆蓋1g艾士卡試劑，把坩堝推入高溫爐內(nèi)。在2h內(nèi)從室溫升到850℃，在850℃下加熱2h，取出坩堝，冷卻到室溫。用玻璃棒把熔塊攪碎，熔塊中應(yīng)無殘?zhí)款w粒（如果有，則再送入爐中加熱）。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分的測(cè)定2.溶塊浸取將熔塊連同坩堝一并放入400mL燒杯中，用熱蒸餾水洗出坩堝。加入100～150mL熱蒸溜水，充分?jǐn)嚢枋谷蹓K散碎，煮沸約5min（此時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有未燃燒完全的黑色顆粒漂浮在溶液表面，則此次試驗(yàn)報(bào)廢）。用定性濾紙濾出不溶物，收集濾液在燒杯中，再用熱蒸餾水吹洗不溶物，吹洗時(shí)應(yīng)注意每次加水要少些，多吹洗幾次（約12次，最后溶液體積不超300mL）。3.調(diào)整試液酸度在濾液中滴加甲基橙（2g/L水溶液）指示劑3滴，然后用HCl溶液(1+1)調(diào)節(jié)酸度。先調(diào)至甲基橙的黃色剛轉(zhuǎn)為紅色，然后再多加2mLHCl溶液(1+1)，4.沉淀稱重把燒杯放到電熱板上加熱到微沸，在不斷攪拌下，慢慢滴加10mLBaCl2溶液(100g/L)，在電熱板上保溫2h（或放置過夜），用慢速定量濾紙過濾。用熱蒸餾水洗至無Cl，將沉淀和濾紙正確折疊放在850℃下已恒量的坩堝中進(jìn)行干燥，灰化至濾紙已無黑色，然后放在850℃的高溫爐中灼燒40min，取出，先在空氣中冷卻，然后移入干燥器中冷到室溫、稱量。2009.8.315．結(jié)果計(jì)算m——煤樣質(zhì)量，g；

m1——灼燒后硫酸鋇的質(zhì)量，g；

m2——空白試驗(yàn)硫酸鋇的質(zhì)量，g；0.1374——由硫酸鋇換算為硫的換算因數(shù)。3.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分的測(cè)定測(cè)定全硫的允許誤差St,ad同一實(shí)驗(yàn)室，%不同實(shí)驗(yàn)室，%<11~4>40.050.100.200.100.200.302009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——硫分測(cè)定注意事項(xiàng)1.必須在通風(fēng)下進(jìn)行半熔反應(yīng)，否則煤粒燃燒不完全而使部分硫不能轉(zhuǎn)化為SO2。這就是為什么在半熔完畢后，用水抽提不得有黑色顆粒的緣故。2.在用水浸取、洗滌時(shí)，溶液體積不宜過大，當(dāng)加入BaC12溶液后，最后體積應(yīng)在200mL左右為宜。體積過大，雖然BaSO4的溶度積不大，但也會(huì)影響測(cè)定值（偏低）。3.調(diào)節(jié)酸度到微酸性同時(shí)再加熱，是為消除CO32-的影響：2H++CO32-=H2O+CO2

4.在熱溶液中加入BaCl2溶液以及在攪拌下慢慢滴加，都是為了防止Ba2+局部過濃，以致造成局部［Ba2+］和[SO42-]的乘積大于溶度積而析出沉淀。在上述條件下可以使BaSO4晶體慢慢形成，長(zhǎng)成較大顆粒。5.在洗滌過程中，每次吹入蒸餾水前，應(yīng)該將洗液都濾干，這樣洗滌效果較好。6.在灼燒前不得殘留濾紙，高溫爐也應(yīng)通風(fēng)。如果這兩方面不注意，BaSO4會(huì)被還原而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。BaSO4+2C=BaS+2CO2

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定煤作為動(dòng)力燃料，其發(fā)熱量越高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值就越大。

煤在燃燒或氣化過程中，還須用煤的發(fā)熱量計(jì)算熱平衡、耗煤量和熱效率。根據(jù)這些計(jì)算參數(shù)即可考慮改進(jìn)操作條件和工藝過程，從而設(shè)法達(dá)到最大的熱能利用率。煤的發(fā)熱量是表征煤炭各種特征的綜合指標(biāo)，在煤質(zhì)研究中也是一個(gè)十分重要的參數(shù)。煤的發(fā)熱量也是反映煤化程度的指標(biāo)，還常作為煤碳分類的指標(biāo)。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定發(fā)熱量的定義及單位煤的發(fā)熱量或熱值是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時(shí)（室溫）所放出的熱量，用Q表示。

發(fā)熱量的單位:J/g、kJ/kg或MJ/kg表示。過去曾使用卡（cal）作單位，1cal=4.1816J。

彈筒發(fā)熱量高位發(fā)熱量低位發(fā)熱量2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定彈筒發(fā)熱量：（Qb）是指單位質(zhì)量的煤樣在量熱計(jì)和彈筒內(nèi)，在過量的高壓氧氣條件下（初始?jí)毫?7～35大氣壓）燃燒后產(chǎn)生的熱量，也就是用彈筒量熱計(jì)實(shí)測(cè)出的熱量。煤中原有的水和氫元素燃燒生成的水冷凝在彈筒中，氮被氧化為NO2或N2O5，硫被氧化為SO3，它們?nèi)苡谒矔?huì)產(chǎn)生熱量。因此煤在彈筒中燃燒要比在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量多，所以又稱為“最高發(fā)熱量”。

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定高位發(fā)熱量（Qgr）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SO2，氮是游離狀態(tài)N2，水呈液態(tài)冷凝（常溫約25℃）。高位發(fā)熱量可從彈筒發(fā)熱量求得：Qgr,ad=Qb,ad-（95St,ad+Qb,ad）Qb,ad，KJ/g<16.7016.70~25.10>25.100.0010.00120.0016硝酸校正系數(shù)表

2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定低位發(fā)熱量（Qnet）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道氣進(jìn)入大氣中（假設(shè)燃燒產(chǎn)物中的水成20℃水蒸氣狀態(tài)），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。

高位發(fā)熱量必須減去這部分氣化熱或叫蒸發(fā)熱后，即為低位發(fā)熱量。1g純水汽化成水蒸氣要吸收2224J的熱量。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定除了介紹過的三種發(fā)熱量，煤的分析又有五種不同的基準(zhǔn)。因此煤的發(fā)熱量就可以有十五種不同的表示方法，但其中有些表示方法的實(shí)際應(yīng)用意義不大。常用的有下列五種：空氣干燥基彈筒發(fā)熱量，Qb,ad；空氣干燥基高位發(fā)熱量，Qgr,ad；干基高位發(fā)熱量，Qgr,d；干燥無灰基高位發(fā)熱量，Qgr,daf；收到基低位發(fā)熱量，Qnet,ar；2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定空氣干燥基彈筒發(fā)熱量只作為測(cè)定的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)以高位發(fā)熱量作測(cè)定結(jié)果報(bào)出。動(dòng)力燃料必須使用收到基低位發(fā)熱量。在使用發(fā)熱量結(jié)果時(shí)，必須搞清楚其類別和基準(zhǔn)；否則會(huì)造成很大的誤差。同一基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量與高位發(fā)熱量的換算可利用前面介紹的公式，不同基準(zhǔn)間高位發(fā)熱量可換算。但不同基準(zhǔn)間低位發(fā)熱量間的換算，因?yàn)橐紤]水對(duì)發(fā)熱量的影響，所以不能直接換算。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定測(cè)定發(fā)熱量的通用方法是“氧彈法”。其原理是：取一定量的分析煤樣在充滿高壓氧氣的彈筒（浸沒在裝一定質(zhì)量的水的容器—俗稱內(nèi)筒）內(nèi)完全燃燒，生成的熱被水吸收，水溫升高，由水升高的溫度，計(jì)算樣品的發(fā)熱量。煤的發(fā)熱量可以直接用量熱儀測(cè)定，但大多數(shù)廠礦的化驗(yàn)室由于儀器條件的限制無法測(cè)定，因此利用煤的工業(yè)分析結(jié)果如水分、灰分、揮發(fā)分等來計(jì)算煤的發(fā)熱量，對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)、降低煤耗具有很大的實(shí)用意義。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定煤科總院于60年代推出了煙煤、無煙煤、褪煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計(jì)算公式，經(jīng)過一段時(shí)間的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)存在一定的缺陷和局限性。如煙煤的發(fā)熱量與水分、灰分、揮發(fā)分和焦渣特征有關(guān)，但當(dāng)時(shí)推導(dǎo)這一公式時(shí)，沒有把焦渣特征定量化納入公式中，而是根據(jù)焦渣特征的大小分組列出K值。在計(jì)算煙煤的發(fā)熱量時(shí)，根據(jù)焦渣特征大小，查出K值再納入公式。這不僅計(jì)算麻煩，而且K值呈臺(tái)階式變化，對(duì)于某些揮發(fā)分在邊界處的煤樣，其計(jì)算誤差就會(huì)增大，為此，國(guó)家煤炭院陳文敏教授領(lǐng)導(dǎo)的“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，收集了全國(guó)大量煤樣數(shù)據(jù)，利用多元回歸法，采用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理，研究推導(dǎo)出一套計(jì)算煙煤、無煙煤、褐煤低位發(fā)熱量經(jīng)驗(yàn)公式。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定

新公式有兩種計(jì)算方法，一是利用元素分析結(jié)果計(jì)算各種煤的低位發(fā)熱量，二是利用煤的工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煙煤、無煙煤、褐煤低位發(fā)熱量。利用元素分析結(jié)果計(jì)算發(fā)熱量更為準(zhǔn)確，這里僅介紹利用煤的工業(yè)分析結(jié)果計(jì)算煤低位發(fā)熱量的新公式。（1）計(jì)算煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量公式：

Qnet,ad

=

35859.9—73.7Vad—395.7Aad—702.0Mad

+

173.6CRC

式中：Qnet,ad——空氣干燥基低位發(fā)熱量，J／g；

Mad、Aad、Vad——分別為煤的空氣干燥基水份、灰分、揮發(fā)分，％；

CRC——煙煤的焦渣特征。2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定（2）計(jì)算無煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量公式：

Qnet,ad

=

34813.7—24.7Vad—382.2Aad—563.0Mad

（3）計(jì)算褐煤空氣干燥基低位發(fā)熱量公式：

Qnet,ad

=

31732.9—70.5Vad—321.6Aad—388.4Mad2009.8.313.煤質(zhì)分析與煤炭分類

——發(fā)熱量的測(cè)定水泥行業(yè)利用上述三個(gè)公式計(jì)算出來的煤低位發(fā)熱量，與舊公式計(jì)算出來的低位發(fā)熱量相比，精度有較大提高，其中煙煤計(jì)算的低位發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)偏差為372J／g，精度比舊公式提高15%，無煙煤計(jì)算的低位發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)偏差為305J／g，精度比舊公式提高34%，褐煤計(jì)算的低位發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)偏差為393J／g，精度比舊公式提高36%，新公式的誤差與灰分有關(guān)，如灰分（干基）大于40%，誤差增大，灰分越高其誤差越大。因此，使用時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)干基灰分大于40%時(shí)，應(yīng)另選公式計(jì)算。2009.8.31煤的種類繁多，質(zhì)量也相差懸殊，不同類型的煤有不同的用途。如結(jié)焦性好或粘結(jié)性好的煤是優(yōu)質(zhì)的煉焦用煤，熱穩(wěn)定性好的無煙塊煤是合成氨廠的主要原料，揮發(fā)分和發(fā)熱量都高的煤是較好的動(dòng)力用煤，一些低灰、低硫的年輕煤則是加壓氣化制造煤氣和加氫液化制取人造液體燃料的較好原料。3.煤炭的分類與用途

——煤的分類煤的成因分類：按成煤原始植物進(jìn)行分類；工業(yè)分類或商業(yè)分類：按煤的工業(yè)使用方法分類；煤的科學(xué)分類：按煤的組分結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。2009.8.313.煤炭的分類與用途

——煤的分類我國(guó)的分類法是以煉焦用煤為主的工業(yè)分類法新的煤分類，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)把我國(guó)的煤從褐煤到無煙煤之間共劃分為14個(gè)大類和17個(gè)小類，常見的三類：無煙煤、褐煤、煙煤。

褐煤劃為2個(gè)小類：年老褐煤和年輕褐煤，根據(jù)其性質(zhì)和利用特征不同而劃分的。

無煙煤分為3個(gè)小類：年老無煙煤、典型無煙煤、年輕無煙煤，主要是按照各小類工藝?yán)锰匦缘牟煌鴦澐帧?/p>

煙煤劃分為貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣肥煤、氣煤、1/3焦煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤和長(zhǎng)焰煤共12個(gè)煤類。

2009.8.313.煤炭的分類與用途

——煤的分類煉焦用煤要求：（1）較強(qiáng)結(jié)焦性/粘結(jié)性

（2）煤的灰分要低（3）煤的硫分要低

（4）配煤的揮發(fā)分合適在建材工業(yè)中，水泥、玻璃、陶瓷、磚瓦、石灰等建筑材料，都要經(jīng)過各種爐窯焙燒、鍛燒甚至熔化等高溫處理，而煤炭是主要的燃料，其中水泥工業(yè)對(duì)煤質(zhì)要求最高，尤其是年產(chǎn)水泥20萬噸以上的大、中型水泥廠的回轉(zhuǎn)窯燒成用煤。因其煤的灰分大小及其煤灰的組成成分直接影響到水泥的配料，通常要求灰分低、煤灰成分穩(wěn)定。如灰分太高，發(fā)熱量就低，達(dá)不到熟料的燒成溫度1450℃以上（要求燃料火焰溫度達(dá)1600～1700℃）。2009.8.313.煤炭的分類與用途

——煤的分類2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況垂深1000米以淺：26704億噸垂深2000米以淺：55697億噸。2009.8.312009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況除上海市外的各省、市、自治區(qū)都有不同數(shù)量的煤炭資源。在全國(guó)2100多個(gè)縣中，1200多個(gè)有預(yù)測(cè)儲(chǔ)量，已有煤礦進(jìn)行開采的縣就有1100多個(gè)。華北地區(qū)占全國(guó)保有儲(chǔ)量的49．25％，西北地區(qū)占全國(guó)的30．39％，西南地區(qū)占8．64％，華東地區(qū)占5．7％，中南地區(qū)占3．06％，東北地區(qū)占2．97％。山西、內(nèi)蒙、陜西、新疆、貴州和寧夏6省區(qū)保有儲(chǔ)量約占全國(guó)的81．6％。儲(chǔ)量豐富，分布面廣，品種齊全。其中大別山-秦嶺-昆侖山一線以北地區(qū)資源量約2.45萬億t，占全國(guó)總量的94%；以南的廣大地區(qū)僅占6%左右。新疆、內(nèi)蒙古、山西和陜西等四省區(qū)占全國(guó)總量的81.3%，東北三省占1.6%，華東七省占2.8%，江南九省占1.6%。2009.8.31氣肥煤（3.35%）貧煤(1.89%)肥煤(1.83%)貧肥煤(1.54%)焦煤(1.35%)無煙煤(1.35%)長(zhǎng)焰煤(0.99%)不粘煤(0.91%)弱粘煤(0.73%)1/2中粘煤(0.70%)氣煤(0.65%)褐煤(0.59%)1/3焦煤(0.54%)不同煤種的含硫量4.我國(guó)煤炭資源狀況全國(guó)分品種煤炭?jī)?chǔ)量（單位：億噸）2009.8.31不同品種的煤質(zhì)差異較大。煤炭灰分普遍較高，且變化大，一般灰分為15％～25％小于10％的特低灰分煤約占保有儲(chǔ)量的15％～20％。保有儲(chǔ)量中硫分小于1％的特低硫煤約占45％，主要分布于北方；硫分1%～5%約占15%～20%，大于4％的高硫煤約占2％～5％，主要分布于西南、中南以及山西、山東、陜西局部地區(qū)，脫硫比較困難。4.我國(guó)煤炭資源狀況2009.8.31中國(guó)煤炭資源中全硫的分布★南部地區(qū)、深部煤層、變質(zhì)程度高的煤(煙煤、無煙煤)含硫高★北方地區(qū)、淺部煤層含硫低、變質(zhì)程度低的煤(褐煤)含硫低2009.8.31中國(guó)商品煤中全硫的分布2009.8.31中國(guó)高硫煤炭資源中硫的賦存情況及分布2009.8.31中國(guó)高硫商品煤中硫的賦存情況及分布2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況1949年產(chǎn)煤炭3243萬t1950年4292萬t1960年3.97億t1970年3.54億t1980年6.20億t1990年突破10億t1995年13.61億t1996年13.96億t,世界總產(chǎn)煤量46.07億t。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況1.煤炭資源與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度呈逆向分布

2.煤炭資源與水資源呈逆向分布3.優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤豐富，優(yōu)質(zhì)無煙/煉焦用煤不多4.煤層埋藏深，適于露天開采儲(chǔ)量很少5.共伴生礦產(chǎn)種類多，資源豐富中國(guó)煤炭資源分布特點(diǎn)2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況西多東少、北富南貧

山西、內(nèi)蒙古、陜西、新疆、貴州、寧夏等6省/區(qū)（資源總量4.19萬億t,占全國(guó)的82.8%；保有儲(chǔ)量為8229億t,占全國(guó)的82.1%），煤類齊全，煤質(zhì)普遍較好。京、津、冀、遼、魯、蘇、滬、浙、閩、臺(tái)、粵、瓊、港、桂等14個(gè)東南沿海省(市、區(qū))只有煤炭資源量0.27萬億t,僅占全國(guó)的5.3%；煤炭保有儲(chǔ)量只有548億t,僅占全國(guó)的5.5%。其中，我國(guó)最繁華的現(xiàn)代化城市上海所轄范圍內(nèi)，至今未發(fā)現(xiàn)有煤炭資源賦存；開放程度較高的廣東省，截止1996年末，只有煤炭保有儲(chǔ)量6億t,天津市只有4億t,浙江省只有1億t,海南省不足1億t。資源很少，且多為開采條件復(fù)雜、質(zhì)量較次的無煙煤或褐煤，開發(fā)成本大，煤炭綜合利用價(jià)值不高。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況煤炭資源賦存豐度與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度呈逆向分布的特點(diǎn)，使煤炭基地遠(yuǎn)離了煤炭消費(fèi)市場(chǎng)，煤炭資源中心遠(yuǎn)離了煤炭消費(fèi)中心，從而加劇了遠(yuǎn)距離輸送煤炭的壓力，帶來了一系列問題和困難。從目前我國(guó)的主要煤炭生產(chǎn)基地山西大同，到東部和南部的用煤中心沈陽、上海、廣州、京津等地，分別為1270、1890、2740和430km。隨著今后經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，用煤量日益增大，加之煤炭生產(chǎn)重心西移，運(yùn)距還要加長(zhǎng)，壓力還會(huì)增大。因此，運(yùn)輸已成為而且還將進(jìn)一步成為制約煤炭工業(yè)發(fā)展，影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的重要因素。為此，國(guó)家必須高度重視煤炭運(yùn)輸問題。只有方便的交通運(yùn)輸，才能使煤炭順利進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)，滿足各方面的需要，保證我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速、持續(xù)、健康地向前發(fā)展。

2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況水資源狀況世界人均占有量的1/4，南北差異大以昆侖山——秦嶺——大別山一線為界，以南水資源較豐富，以北水資源短缺。北方17個(gè)省/市/自治區(qū)水資源量總量每年為6008億m3，占全國(guó)水資源總量的21.4%，地下水天然資源量每年為2865億m3，占全國(guó)地下水天然資源量的32%左右。北方以太行山為界，東部水資源多于西部地區(qū)。例如，晉、甘、寧三省/自治區(qū)水資源量占北方水資源量的7.5%，地下水天然資源量占北方地下水天然資源量的8.9%。晉、陜、蒙、寧、甘、新年降雨量多在500mm以下，還有一些地區(qū)不足250mm,但日照時(shí)間長(zhǎng)，蒸發(fā)量大，水資源十分貧乏。中國(guó)山脈2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況晉北平朔礦區(qū)一帶1957～1992年平均降雨量為426.2mm,年平均蒸發(fā)量為2239.0mm神府礦區(qū)枯水年降雨量108.6mm(1965年)，豐水年降雨量為819.1mm(1967年)，多年平均降雨量為435.7mm(1957～1991年)，多年平均蒸發(fā)量為1774.1mm(1978～1990年)東勝礦區(qū)一帶，年平均日照時(shí)間為3044～3186h，歷年平均降雨量為281.2～401.6mm,歷年平均蒸發(fā)量為2082.2～2535.0mm。年蒸發(fā)量均大于年降雨量的4～5倍以上，而且地處我國(guó)西部大沙漠，屬于典型的干旱或半干旱嚴(yán)重缺水地區(qū)。這些地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的煤炭資源，不僅數(shù)量多，而且埋藏相對(duì)較淺，煤質(zhì)好，品種齊全，是我國(guó)現(xiàn)今和今后煤炭生產(chǎn)建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)，也是我國(guó)現(xiàn)今與未來煤炭供應(yīng)的主要基地。

2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況晉、陜、蒙、寧、甘、新6省(自治區(qū))共有煤炭資源量4.19萬億t,占全國(guó)煤炭資源總量的82.8%；埋藏深度淺于1000m的資源量為2.24萬億t,占全國(guó)同樣深度煤炭資源總量的83.8%；截止1996年末，共有煤炭保有儲(chǔ)量7807億t,占全國(guó)煤炭保有儲(chǔ)量的77.9%。

煤炭資源過度集中區(qū)域內(nèi)水資源匱乏。開發(fā)這一地區(qū)的煤炭資源，除了運(yùn)輸困難以外，還突出地存在煤炭生產(chǎn)和煤炭洗選過程中的工業(yè)用水和民用水源問題。同時(shí)，由于大規(guī)模的采礦活動(dòng)和加大用水，必然要使本來就很脆弱的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，使本來已經(jīng)得到控制的沙漠繼續(xù)向外蔓延。因此，國(guó)家在制訂開發(fā)規(guī)劃時(shí)，要綜合考慮礦區(qū)水源、外運(yùn)能力、環(huán)境保護(hù)和人口容量等諸多因素，將其控制在一個(gè)協(xié)調(diào)、適度的發(fā)展規(guī)模上。這樣，才有利于全面推進(jìn)，健康發(fā)展。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況煉焦用煤和非煉焦用煤分別占全國(guó)煤炭保有儲(chǔ)量的25.4%和72.9%非煉焦用煤儲(chǔ)量中的低變質(zhì)煙煤(長(zhǎng)焰煤、不粘煤、弱粘煤)共有保有儲(chǔ)量4262億t,占全國(guó)煤炭保有儲(chǔ)量的42.5%，占全國(guó)非煉焦用煤的58.3%。這三類煤的灰分低、硫分低、可選性好，各主要礦區(qū)的原煤灰分一般均在15%以下，硫分小于1%。其中，不粘煤的平均灰分為10.85%，硫分為0.75%；弱粘煤的平均灰分為10.11%，硫分為0.87%。聞名中外的大同弱粘煤和新開發(fā)的陜北神府礦區(qū)和內(nèi)蒙古西部東勝煤田中的不粘煤，灰分5%～10%，硫分<0.7%，被譽(yù)為天然精煤，是世界矚目的絕好資源。它不但是優(yōu)質(zhì)動(dòng)力用煤，而且部分還可作氣化原料煤。其中部分弱粘煤還可作煉焦配煤。所以說，我國(guó)的低變質(zhì)煙煤數(shù)量大，煤質(zhì)好，是煤炭資源中的一大優(yōu)勢(shì)。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況無煙煤除作動(dòng)力用煤外，在工業(yè)上有著廣泛的用途。我國(guó)無煙煤保有儲(chǔ)量為1156億t,僅占全國(guó)煤炭保有儲(chǔ)量的11.5%。主要分布在山西和貴州兩省。其次是河南和四川。山西省的無煙煤，只有產(chǎn)于山西組中的灰分和硫分一般較低，而產(chǎn)于太原組中的則多為中高硫至特高硫煤；貴州省和四川省的無煙煤多屬高硫至特高硫煤；河南省的無煙煤灰分、硫分均較低，但多屬粉狀構(gòu)造煤，其應(yīng)用范圍較小。雖然，我國(guó)寧夏汝箕溝的無煙煤，灰分、硫分都很低，在國(guó)際市場(chǎng)上享有盛譽(yù)；湖南湘中金竹山的無煙煤，灰分為3%～7.5%，硫分0.6%；寧夏堿溝山的無煙煤，灰分小于7%，硫分0.6%～2.9%，都是少有的優(yōu)質(zhì)無煙煤，但這些礦區(qū)規(guī)模不大，儲(chǔ)量有限。因此，我國(guó)優(yōu)質(zhì)無煙煤不多。

2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況煉焦煤(氣、肥、焦、瘦)保有儲(chǔ)量2549億t,占全國(guó)保有儲(chǔ)量的25.4%，品種不均衡。其中氣煤占煉焦煤的40.6%，而肥煤、焦煤和瘦煤三個(gè)煉焦基礎(chǔ)煤，分別僅占18.0%，23.5%和15.8%。煉焦煤的原煤灰分一般在20%以上，基本上沒有低灰和特低灰煤，且硫分偏高，約有20%以上的煉焦煤硫分超過2%，而低硫高灰者，可選性一般較差。華北地區(qū)晚石炭世太原組和早二疊世山西組是煉焦煤的主要含煤時(shí)代。山西組煤的灰/硫分相對(duì)較低，可選性較好，是我國(guó)目前煉焦用煤的主要煤源，但其結(jié)焦性一般不如太原組煤好；太原組煤屬中中高硫者居多，脫硫困難。北方早、中侏羅世產(chǎn)有少量氣煤，其灰/硫分均較低，可選性也較好，但因粘結(jié)性差，很少能用于煉焦。此外，還有相當(dāng)一部分雖屬煉焦用煤，但因灰分或硫分過高，可選性很差，精煤回收率極低，從經(jīng)濟(jì)效益考慮不宜入選，只能當(dāng)作一般燃料使用。因此我國(guó)優(yōu)質(zhì)煉焦用煤也不多。綜上所述，我國(guó)雖然煤類齊全，但真正具有潛力的是低變質(zhì)煙煤，而優(yōu)質(zhì)無煙煤和優(yōu)質(zhì)煉焦用煤都不多，屬于稀缺煤種，應(yīng)當(dāng)引起各方面的高度重視，采取有效措施，切實(shí)加強(qiáng)保護(hù)和合理開發(fā)利用。

2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況據(jù)第二次全國(guó)煤田預(yù)測(cè)結(jié)果，埋深在600m以淺的預(yù)測(cè)煤炭資源量，占全國(guó)煤炭預(yù)測(cè)資源總量的26.8%，埋深在600～1000m的占20%，埋深在1000～1500m的占25.1%，1500～2000m的占28.1%。據(jù)對(duì)全國(guó)煤炭保有儲(chǔ)量的初略統(tǒng)計(jì)，煤層埋深小于300m的約占30%，埋深在300～600m的約占40%，埋深在600～1000m的約占30%。一般來說，京廣鐵路以西的煤田，煤層埋藏較淺，不少地方可以采用平峒或斜井開采，其中晉北、陜北、內(nèi)蒙古、新疆和云南的少數(shù)煤田的部分地段，還可露天開采；京廣鐵路以東的煤田，煤層埋藏較深，特別是魯西、蘇北、皖北、豫東、冀南等地區(qū)，煤層多賦存在大平原之上，上覆新生界松散層多在200～400m，有的已達(dá)600m以上，建井困難，而且多需特殊鑿井。與世界主要產(chǎn)煤國(guó)家比較而言，我國(guó)煤層埋藏較深。同時(shí)，由于沉積環(huán)境和成煤條件等多種地質(zhì)因素的影響，我國(guó)多以薄—中厚煤層為主，巨厚煤層很少。因此可以作為露天開采的儲(chǔ)量甚微。

2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況據(jù)《中國(guó)煤炭開發(fā)戰(zhàn)略研究》課題組統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我國(guó)適宜露天開采的礦區(qū)(或煤田)主要有13個(gè)，已劃歸露天開采和可以劃歸露天開采儲(chǔ)量共計(jì)為412.43億t,僅占全國(guó)煤炭保有儲(chǔ)量的4.1%。而且北方晚石炭世—早二疊世的煤層，煤類多為中等變質(zhì)程度的煉焦用煤，但因煤層厚度小，基本上只適宜井工開采，僅個(gè)別煤田有少量?jī)?chǔ)量可以劃歸露天開采。如，山西平朔礦區(qū)、河保偏煤田和內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾礦區(qū)。早、中侏羅世、早白堊世和第三紀(jì)的煤層，煤類多為低變質(zhì)煙煤和褐煤，但厚度較大，在成煤條件適宜的地帶，常形成厚—巨厚煤層，可以劃歸露天開采。如，陜北神府、內(nèi)蒙古西部東勝、內(nèi)蒙古中部勝利、內(nèi)蒙古東部伊敏、霍林河、寶日希勒、元寶山和新疆、云南小龍?zhí)丁⒄淹ǖ鹊V區(qū)(或煤田)。因此在我國(guó)可以劃歸露天開采儲(chǔ)量中，煤化程度普遍較低，最高為氣煤，最多是褐煤。在已劃歸露天開采保有儲(chǔ)量342.52億t中，氣煤為44.32億t,占12.9%，長(zhǎng)焰煤為39.99億t,占11.7%，不粘煤為1.65億t,占0.5%，褐煤為256.56億t,占74.9%。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況露天開采效率高、成本低、生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益好，適于露天開采的儲(chǔ)量，應(yīng)該充分利用，加大開發(fā)規(guī)模。然而，我國(guó)露天采煤發(fā)展緩慢，建國(guó)40多年來，產(chǎn)量比重一直在10%以下，多數(shù)年份在5%以下，近年來只占3%～4%。而世界上開采條件好的國(guó)家，露天開采比重在50%以上，開采條件差的國(guó)家，也都超過了10%。以1994年為例，加拿大露天采煤量占該國(guó)原煤年產(chǎn)量的比重為88%，德國(guó)為78.3%，印度為73.8%，澳大利亞為70%，美國(guó)為61.5%，俄羅斯為56.1%，波蘭為33.3%，英國(guó)為23.6%，日本為11.6%。相比之下，我國(guó)露天開采比重太低。究其原因，由于我國(guó)露天開采儲(chǔ)量中，褐煤所占比重很大，它不但水分高、發(fā)熱量低，有些褐煤礦區(qū)煤層結(jié)構(gòu)還比較復(fù)雜，原煤含矸率較高，加之多數(shù)礦區(qū)(或煤田)交通不便，運(yùn)輸困難。這是以往不曾大力開發(fā)的主要原因，因此今后在規(guī)劃煤炭生產(chǎn)建設(shè)時(shí)，必須從我國(guó)這一具體特點(diǎn)出發(fā)，打破行業(yè)界線，沖破條塊分割，鼓勵(lì)煤礦辦電廠，變運(yùn)煤為輸電。在建設(shè)露天煤礦的同時(shí)，同步建設(shè)坑口電站，實(shí)行就地轉(zhuǎn)化、煤電聯(lián)營(yíng)。這樣，不僅加快了露天采煤的發(fā)展，而且還可以減輕運(yùn)輸壓力，促進(jìn)煤礦企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。煤礦辦電是保證煤炭工業(yè)健康發(fā)展的重要途徑之一，國(guó)家有關(guān)部門應(yīng)該大力提倡和支持。

2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況我國(guó)含煤地層和煤層中的共生、伴生礦產(chǎn)種類很多。含煤地層中有高嶺巖(土)、耐火粘土、鋁土礦、膨潤(rùn)土、硅藻土、油頁巖、石墨、硫鐵礦、石膏、硬石膏、石英砂巖和煤成氣等；煤層中除有煤層氣(瓦斯)外，還有鎵、鍺、鈾、釷、釩等微量元素和稀土金屬元素；含煤地層的基底和蓋層中有石灰?guī)r、大理巖、巖鹽、礦泉水和泥炭等。共30多種，分布廣泛，儲(chǔ)量豐富。有些礦種還是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源。高嶺巖(土)在我國(guó)各主要聚煤期的含煤地層中幾乎都有分布，并且具有一定的工業(yè)價(jià)值。其中以石炭紀(jì)—二疊紀(jì)最重要，礦層多，厚度大，品位高，質(zhì)量好。代表性產(chǎn)地有山西大同、介休，山東新汶，河北唐山、易縣，陜西蒲白和內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾等地的木節(jié)土；山西陽泉、河南焦作等地的軟質(zhì)粘土；安徽兩淮、江西萍鄉(xiāng)的焦寶石型高嶺巖。此外，在東北、新疆和廣東茂名等地的煤礦區(qū)也發(fā)現(xiàn)有高嶺巖礦床賦存。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前在含煤地層中高嶺土已查明儲(chǔ)量為16.73億t,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量為55.29億t,預(yù)測(cè)資源量為110.86億t。礦床規(guī)模一般在數(shù)千萬噸以上，有的達(dá)幾億至幾十億噸，屬中型至特大型礦床。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況我國(guó)所有的耐火粘土幾乎全部產(chǎn)于含煤地層之中，已發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)地多達(dá)254處。主要分布在山西、河南、河北、山東、貴州等省。到1988年底，保有儲(chǔ)量為20.13億t。其中，華北各煤田占86%。膨潤(rùn)土礦床主要分布在東北和東南沿海各省(自治區(qū))，尤以吉林和廣西的儲(chǔ)量大、品質(zhì)優(yōu)、鈉基膨潤(rùn)土所占比例大，是我國(guó)最重要的膨潤(rùn)土基地。在全國(guó)31個(gè)大型膨潤(rùn)土礦床中，產(chǎn)于含煤地層中的有25個(gè)。賦存于含煤地層中的探明儲(chǔ)量為8.88億t,其中鈉基膨潤(rùn)土在5億t以上。硅藻土礦床主要分布在吉林、黑龍江、山東、浙江、云南、四川、湖南、海南、廣東、西藏、福建、山西等地。產(chǎn)出時(shí)代以晚第三紀(jì)為主，第四紀(jì)次之，多與褐煤共生。我國(guó)硅藻土儲(chǔ)量超過22億t，探明儲(chǔ)量2.7億t,其中含煤地層中儲(chǔ)量占70.5%。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況我國(guó)的油頁巖多數(shù)與煤層和粘土礦共生，主要成礦期也是歷史上的成煤期，在全國(guó)主要含煤省(自治區(qū))幾乎都有分布。截止1988年，共有產(chǎn)地62處，探明儲(chǔ)量320.5億t,保有儲(chǔ)量314.6億t,預(yù)測(cè)資源量7277億t,資源十分豐富。我國(guó)的工業(yè)硫源67.6%來自硫鐵礦，而含煤地層中的共生硫鐵礦占各類硫鐵礦保有儲(chǔ)量的33.9%。主要賦存在南方的上二疊統(tǒng)和北方的中石炭統(tǒng)，產(chǎn)地集中在南、北兩大片：南方有四川、貴州、云南和湖北；北方有河南、河北、陜西和山西。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共有共生硫鐵礦產(chǎn)地240處，保有儲(chǔ)量(礦石量)34.6億t，預(yù)測(cè)礦石量113.7億t。另外，高硫煤層中的伴生硫鐵礦也很豐富，全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦已探明的高硫煤儲(chǔ)量達(dá)111.9億t,平均含硫量3.5%，其中，黃鐵礦硫按55%計(jì)算，則共含有效硫2.15億t,折合硫標(biāo)礦6億t以上。我國(guó)石膏類礦的儲(chǔ)量居世界首位，已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地500多處，集中分布在山東、安徽、江蘇、內(nèi)蒙古、湖南、青海、湖北、寧夏、西藏和四川等省(自治區(qū))。到1991年末，全國(guó)保有儲(chǔ)量達(dá)573.7億t,其中，位于含煤地層中或其上覆、下伏地層中儲(chǔ)量達(dá)115.7億t。2009.8.314.我國(guó)煤炭資源狀況我國(guó)含煤地層中的共生、伴生礦產(chǎn)資源非常豐富，很有前景。以往煤炭開發(fā)企業(yè)以開采煤炭為主，因此對(duì)其共生、伴生的礦產(chǎn)資源研究得不多，開發(fā)利用很少。近年來雖然已開始重視，但終因起步晚，基礎(chǔ)差，目前僅對(duì)少數(shù)常見礦產(chǎn)進(jìn)行部分開發(fā)，且開采出來的礦石，多處于粗加工階段，離市場(chǎng)要求的高純、超細(xì)、超白、改性、活化等目標(biāo)，相差甚遠(yuǎn)。煤礦開發(fā)利用共生、伴生礦產(chǎn)資源的條件十分優(yōu)越。因?yàn)椴簧儆幸娴V產(chǎn)都是以煤層夾矸或頂、底板出現(xiàn)的，有的雖然單獨(dú)成層存在，但距煤層不很遠(yuǎn)，利用采煤的技術(shù)和設(shè)備，略加改造生產(chǎn)和運(yùn)輸系統(tǒng)，就可以隨著采煤附帶或單獨(dú)開采出來。不但可以大量節(jié)省投資，充分利用礦產(chǎn)資源，而且可以延長(zhǎng)煤礦的服務(wù)年限，是一項(xiàng)利國(guó)、利民、利礦的事業(yè)。因此所有的煤炭開發(fā)企業(yè)都必須研究分析本礦區(qū)的資源特點(diǎn)，有條件的應(yīng)加快開發(fā)利用步伐，走以煤為本，綜合開發(fā)，多礦種經(jīng)營(yíng)的路子，這是提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益的必由之路。2009.8.31資料來源：國(guó)家發(fā)改委經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)社2008年煤炭行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告發(fā)電52%冶金14%建材16%化工6%民用12%2007煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)圖5.“煤煙”型大氣污染狀況2007煤炭產(chǎn)量25.36億噸2008煤炭產(chǎn)量27.16億噸2009.8.31SO2的90％CO的7l％CO2的85％NOx的70％灰塵微粒的61％燃煤污染排放物占排放總量的比例5.“煤煙”型大氣污染狀況酸雨溫室效應(yīng)臭氧層2009.8.315.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及煤炭資源狀況1995-2007年我國(guó)煤炭產(chǎn)量和SO2、煙塵排放量趨勢(shì)圖

25.36億噸2468.1萬噸986.6萬噸2009.8.31酸雨的形成燃煤過程中的硫污染2.“煤煙”型大氣污染狀況鉛酸電池酸液<1.0

胃酸2.0

檸檬汁2.4

可樂2.5

食醋2.9

橙汁或蘋果汁3.5

啤酒4.5

咖啡5.0

茶5.5

酸雨<5.62009.8.315.“煤煙”型大氣污染狀況2009.8.31危害人體健康