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1. 水份: 是煤中无用成分,同时还影响煤的发热量和可磨性。因此, 无论是对炼焦用煤或对蒸汽用煤来讲,它都是一个重要的指标。对于 用户来讲,具有实际意义的是应用基水份,既从洗煤厂运到工厂时的 煤炭所含有的水份。关于煤的水份含量的极限,还没有统一的限制。 水份的大小随当地条件和运输距离而定。对于外销煤炭,装船时允许 的水份一般为 6-8%。由于水份就炼焦煤来说是无效的,它还需热量 使其蒸发,同时还会降低炼焦炉装煤容量,因此越低越好。某些新型 炼焦炉在装煤前进行预热,虽然增高了费用,但能显著地提高生产率。 另一方面,如果煤太干时。也会产生问题;尤其是在风大的地区,装 卸时煤粉会污染环境。2. 挥发分:可燃基挥发分几乎是世界各国用来进行煤炭分类的指标 之一。一般认为挥发分低于 14%的煤将不能炼焦,或只能炼出质量 差的焦炭;如果太高,也不能炼焦。虽然没有固定的界限,但 38% 被认为是上限,也有把上限定到 43%。通常认为 15-31%的煤炭属 于很好的炼焦煤;美国有一种炼焦炉要求最理想的挥发分是 28-30%。由于符合理想的单个煤炭的数量有限,因此,不得不采用 把几种不同的煤炭搀和起来,以炼成最理想的焦炭。3. 固定碳: 是美国作煤炭分级的一个普通指标。由于固定碳是全 部真正的碳,其含量的多少,对于焦炭是很重要的。适于炼焦的煤炭, 固定碳限于 69-78%。4. 元素分析:随煤阶的增加,即煤化程度的加深,碳含量逐渐增加, 氧含量逐渐减少。褐煤和较低品级的烟煤,氢含量稳定在大约5%左 右;较高品级的烟煤和无烟煤氢含量降至3-4%。氢含量随煤阶的增 加而减少,是与挥发分减少有关。烟煤的氮含量最高,大约是 1.7%; 较低煤阶和较高煤阶的氮含量要低一些。碳是煤中最重要的元素,完 全是碳含量提高了焦炭的价值。但高氧煤则只能炼出质量较次的焦 炭。5. 硫分: 由于硫能进入焦炭而危害金属的质量,以及随煤炭燃烧 时会进入大气,污染环境。因此,无论是冶金用煤,还是蒸汽用煤, 都需要给以极大重视的一个指标。炼焦时,煤中的硫含量大约有 80-85%进入焦炭,比灰分更有害于高炉。为了使硫不进入铁中,让 其随炉渣排除,这样就会增加炉渣量,也就是需要消耗更多的焦炭, 根据某些计算,焦炭中硫含量从 1.0%增加到 1.5%,要多消耗焦炭 15%。用作炼焦煤的硫分,其上限一般在1.0%。不过,某些硫分稍高的 煤炭,如果是用来与低硫煤搀和炼焦时,其平均硫含量不超过1%的 话,也是可用的。有文章指出,如果煤炭经洗选后不能把硫降到1.5% 以下,就不适合于作为炼焦煤掺合使用。至于蒸汽用煤的硫分,在国际煤炭市场上,主要视当地的环境保 护法而定。如有的地区把它限制在1%。此外,有的用户还从锅炉的 结污观点去关心煤中硫含量。为了评价煤中的硫含量,有必要测定各形态硫。煤中硫的赋存形 态主要有硫酸盐硫、硫化铁硫和有机硫。硫酸盐硫的正常数值应是很 小的,一般不大于 0.1%,超过时则很可能是煤已受了氧化。硫化物 硫主要是黄铁矿和白铁矿,它们一般呈细粒状、结核状赋存。把煤经 过破碎、研磨,再进行洗选,这部分硫有一半以上可以除去。有机硫 是碳氢化合物结构中的一部分,只能用代价高昂的溶剂才能分离出 去,一般只能随燃烧过程挥发。因此,在估计将来洗煤硫的可能含量 时,可以用硫化物硫的一半加有机硫。然后经可选性试验,就会得到 更准确的资料。6. 磷:对于炼焦煤,磷是有害成分,弄清其含量是非常重要的。由 于高炉炉料中所有的磷可以还原进入铁水。因此,铁水中的磷含量 取 决于耗焦率、灰分和矿石。煤灰中磷含量通常是很低的。对于耗焦率 为 900 磅、灰分为 7%的焦炭,最大允许限度是焦炭灰分中的磷含量 为 0.09%,呈现在铁水中的磷含量是 0.073%,这是大多数钢铁厂多 半会接受的平均水平。由于焦炭灰分大多高于7%,因此,对煤中磷 含量最好安全极限应是 0.05-0.06%。7. 氯:对炼焦和蒸汽用煤都是有害元素(腐蚀管道和炉壁)。因此对 各种煤中的氯含量测定值应予以重视。大多数煤中的氯含量是很低 的,一般低于 0.1%。虽然还没有一个上限,但对于任何氯含量较高 的煤炭,应认为是可疑的。8. 可磨性:一般来说,现代煤炭生产的最终产品的尺寸是很小的。 这是由于:(1)煤炭利用方面,要求越来越多的粉煤。例如:产生蒸 汽的锅炉,装煤时是以强大的压力把粉煤喷入燃炉内;冶金高炉喷吹 煤粉;近年来开始发展的煤炭管道运输,要求把煤炭研磨成粉煤后, 才能在管道中以煤浆送走。(2)通过研磨可以把与矿物杂质分离出一 部分,然后经过洗选,降低灰分、硫分等有害杂质,以减少运输费用 和提高煤炭的利用效率。(3)可以使不同的煤炭,例如采自同一矿井(矿 区)的不同煤层的煤炭,经研磨和洗选后,按要求进行搀和,可以获 得不同级别的煤炭产品,供不同目的的用户使用,以达到煤炭最佳的 利用效果。在设计和改进制粉系统、估计磨煤机的产量和耗电率时,都需用 到煤的可磨性。因此,煤的可磨性是评价煤炭工艺性能的重要的控制 性参数之一。美国测定煤的可磨性采用哈德葛罗夫法。它是以一种易磨碎的烟 煤为标准,把它的可磨性定为100,以此作为标准,来对其它被测定 的煤样的相对可磨性或破碎的难易程度。可磨性指数越大,表明该煤软,越容易被破碎。一般要求哈德葛 罗夫可磨性指数大于 50。一般情况下,大多数烟煤的可磨性指数最 大,褐煤和无烟煤较小。煤的水份含量和杂质可以影响可磨性指数。 由于煤炭特别是煤阶较低的次烟煤和褐煤受内在水份的影 响,因此在报告可磨性指数时要报告水份含量。未经干燥的高水份煤 炭,会引起研磨时的困难;烘干的煤对于研磨当然是理想的,但这难 免要增加费用。各煤层以及采自同一煤层的不同样品,可磨性指数会有很大的变 化,这是由于一般存在于煤中的杂质引起的。哈德葛罗夫可磨性指数是在理想的煤炭破碎和煤粒分级的假设条 件下进行的,它仅仅代表了那些取了煤样或粒级样品的测定结果。煤 炭是非均质体,是以显著的易变性为其特征。这样一旦判断错了,对 将来的生产必然会引起严重影响。虽然存在这个问题,但在不久的将 来,还没有切实可行的方法来替代。9. 筛分试验:是洗煤厂设计所需考虑的问题,在焦炭生产中也是很 重要的。因此,不仅要求在生产煤矿、采样工程中采取煤层大样进行 试验,还要求用6英寸或 8 英寸直径的钻孔中取样进行这种试验。大多数炼焦煤用户愿意接到小于35-50 毫米的煤炭。有些购煤合 同把小于0.5 毫米物料的数量限制在20-25%。进入炼焦炉的粒级, 一般在进炉前,把煤破碎到通过3.3毫米(1/8 英寸)的煤级达90%。10. 煤的可选性: 经过筛分后的各粒级煤样,再进行浮沉试验, 以了解煤的可洗性。为洗煤厂设计提供选煤方法、工艺流程和选用设 备等方面的技术数据。煤炭经过洗选,除了在前面“可磨性”一项中已叙述的可以降低 有害组分、减少运输量、提高热能利用之外,还可以: (1)从其它被 认为是蒸汽用煤或非炼焦用煤中,获得一些炼焦煤。在国际煤炭市场, 炼焦煤的价格比非炼焦煤要高的多。同时还可以充分发挥煤炭资源的 潜力,尤其对缺乏炼焦煤资源的地区,更具有实际意义。因此,对于 接近炼焦煤的非炼焦煤煤种,有必要进行自由膨胀序数、基氏塑性计 等结焦性试验。(2)由于对各比重级的灰分、硫分、发热量进行了测 定,如果再配以结焦性试验和煤岩分析资料,就有可能计算出两种或 多种煤炭搀和后所能炼出最理想焦炭的最佳百分比。 (3)对于多煤层 的矿井(或矿区),根据洗选资料可以计算出:进行怎样的搀和,才能 使各类煤炭的强弱性达到平衡。以满足市场需要,并获得最大的经济 效益。(4)可以供应或销售多种煤炭产品。特别是可以计算出优质产 品所占的百分比。此外,目前采用较大马力的设备,这些设备具有切 割所碰到的任何物料的能力。它所切割下来的物料,既是较小尺寸的 产物,又混杂有非可燃的物料。这样也就增加了洗选的必要性。11. 灰分及煤灰性质:煤中的灰分是有害成分。主要的害处就是增 加了运输量和炉渣量。为了减轻运输量,现在国际上一般都是经过洗 选后才运出。煤灰性质是指煤灰成分、煤灰熔融温度和煤灰粘度。煤灰成分是 以化学分析方法了解其化学性质,煤灰的熔融温度和煤灰粘度是测定 煤灰的物理性质,煤灰的化学成分又影响着煤灰的物理性质。 美国在使用煤炭产生蒸汽方面,特别注意通过释放更多热量的方法来 提高热效率的利用。这样就产生了极为严重的结渣和结污方面的问 题,并导致了对煤炭性质的较为详细的研究。煤灰在炉中燃烧时的状况,对于蒸汽锅炉的设计、选型、效率和 决定技术参数方面有着非常重要的关系。实用的锅炉是使用特地的煤 炭设计的,也就是说,煤炭的物理性质和化学性质要附和特地的范围。 这样锅炉制造厂就能根据煤灰特性来改进锅炉的设计。这样,在签订 购销合同时,煤灰特性是合同的内容之一。同时,这种合同期限一般 是 30 年左右,以保证设备的服务年限,然后再挑选新的设备和煤源。煤灰在炉中的燃烧状态,取决于化学组分。根据煤灰的化学成分可以计算出结渣指数(slagging index)和结污指数.无烟煤是高变质煤,具有坚硬、光泽强等特点。燃烧时无烟短焰, 但燃烧时间长,火力旺。无烟煤主要用于化肥、化工生产。肥煤是炼焦用煤的一种,用肥煤炼出的焦炭横裂纹多,焦根部蜂 焦多,易碎,但肥煤的黏结力很强,能与黏结力弱的煤搭配后炼出优 质焦煤,故称肥煤为”配焦煤之母”。焦煤是炼焦用煤中的主焦煤,变质程度中等,结焦性和黏结性最 佳。利用焦煤炼焦,可得到焦炭、焦油和焦炉气。焦炭除供给)台炼 外,还可造气和电石。而焦油和焦炉气可作为燃料,还能提炼数十种 化工产品。 瘦煤是炼焦用煤之中配煤,性能与焦煤相近。瘦煤焦 炭块度大、裂纹少,但熔融性和耐磨性差,其用途除作炼焦配煤外, 还可以用于造气、发电和其他动力用煤。弱黏结煤是炼焦煤与非炼焦煤之间的过渡煤种,主要用作造气、 燃料和配焦。低硫、低灰、低磷的弱黏结煤,是全国最主要的优质动 力煤。气煤是炼焦煤种之一,黏结性中等偏下。主要用作配煤炼焦。气 煤焦易推焦,煤气产率和焦化产品加收率高。而缺点是纵纹多,细长 易碎。气煤单独捣固炼焦可供化工工业使用。褐煤是未经变质的煤,外似朽木内含原生腐殖酸。其主要特点是 含水多、比重小、热量低,可制取活性炭、硫化煤、褐煤蜡、腐殖酸、 腐殖酸铵肥料和其他化工产品。 长焰煤是变质程度最低的煤,无 黏结性和结焦性。主要用作燃料。经低温干馏可制半焦、煤气、焦油, 造气后可制合成氨等。 贫煤是变质程度最高的烟煤,无黏结性。 燃烧时火焰短,延续时间长。主要用作动力煤,也可造气,用作合成 氨原料煤炭是指原煤及煤炭加工品的统称。不包括焦炭、下脚煤和石煤。 煤炭的种类繁多,质量相差也悬殊,不同类型的煤有不同的用途。为 了合理利用煤炭,需把煤炭划分不同类别,煤炭的分类方法有;1. 按其加工方法和质量规格可分为:原煤、精煤、粒级煤、洗选煤、低 质煤五大类。2.按其煤质构成划分可分为:烟煤、无烟煤、焦煤、动 力配煤。3.按其用途划分可分为:动力用煤、冶金用煤和化工用煤三 大类。原煤原煤是指煤矿生产出来的未经洗选、筛选加工而只经人工 拣矸和杂物的产品。包括天然焦及劣质煤,不包括低热值煤(如石煤、 泥炭、油页岩等);原煤按其成因可分为腐植煤、腐泥煤和腐植腐泥 煤三大类;按其碳化程度可分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。 原煤主要作动力用,也有一部分做工业原料和民用原料。洗精煤洗精 煤是指经洗煤厂机械加工后,降低了灰分、硫分,去掉了一些杂质, 适合一些专门用途的优质煤。包括炼焦用、非炼焦用的洗精煤和加热、 动力用的洗混煤、洗块煤、洗末煤等。不包括洗中煤、矸石和煤泥。 洗精煤可分为冶炼用炼焦洗精煤和其它用炼焦洗精煤。冶炼用的炼焦 洗精煤,其粒度为小于 50 毫米、80 毫米和 100 毫米三种;灰分小 于或等于 125;简称冶炼精煤;其它用炼焦洗精煤,
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