煤炭质量常用指标的含义 -(2)

2018-12-25 23:45

表 2.2.2冶金焦用煤质量标准 (GB397-65)见上图 2气化用煤

煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质,经过热化学处理过程,把煤转变为各种用途的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种:①固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料,制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固定碳>80%,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)≤2%,要求粒度要均匀,25~75mm,或19~50mm,或13~25mm,机械强度>65%,热稳定性S+13>60%,灰熔点(T2)>1 250℃,挥发分不高于9%,化学反应性愈强愈好。②沸腾层气化法。对原料煤的质量要求是:化学反应性要大于60%,不粘结或弱粘结,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)<2%,水分(WQ)<10%,灰熔点(T2)>1 200℃,粒度<10mm,主要使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。 3.炼油用煤

一般以褐煤、长焰煤为主,弱粘煤和气煤也可以使用,其要求取决于炼油方法。①低温干馏法,是将煤置于550℃左右的温度下进行干馏,以制取低温焦油,同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是:焦油产率(Tf)>7%,胶质层厚度<9mm,热稳定性S+13>40%,粒度6~13mm,最好为20~80mm 。②加氢液化法,是将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化成低分子液态或气态产物,进一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要为褐煤、长焰煤及气煤。要求煤的碳氢化(C/H)<16,挥发分>35%,灰分(Ag)<5%,煤岩的丝炭含量<2%。 4.燃料用煤

任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。蒸汽机车用煤要求较高,国家规定是:挥发分(Vr)≥20%,灰分(Ag)≤24%,灰熔点(T2)≥1 200℃,硫分(SgQ)长隧道及隧道群区段≤1%,低位发热量

2.09312×107~2.51174×107J/kg以上。发电厂一般应尽量用灰分(Ag)>30%的劣质煤,少数大型锅炉可用灰分(Ag)20%左右的煤。为了将优质煤用于发展冶金和化学工业,近年来,我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展,不少发热量仅有8 372.5J/ kg左右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂,有的发电厂已掺烧煤矸石达30%。

煤的其他用途还很多。如,褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类肥料;从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、印刷、精密铸造、化工等部门使用;用优质无烟煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和供高炉喷吹或作铸造燃料;用煤沥青制成的碳素纤维,其抗拉强度比钢材大千倍,且重量轻、耐高温,是发展太空技术的重要材料;用煤沥青还可以制成针状焦,生产新型的电炉电极,可提高电炉炼钢的生产效率等等。总之,随着现代科学技术的不断进步,煤炭的综合利用技术也在迅速发展,煤炭的综合利用领域必将继续扩大。

动力煤的质量指标 时间:2010-10-8 10:34:20

1、发热量

动力煤的发热量是最重要的指标。因为作为动力用煤,就是要用它的发热量,因此一般以较高发热量的煤为宜。但煤发热量的高低只代表它的理论燃烧热量的大小,并不代表热能利用率的高低。煤的发热量过高或过低均会给锅炉的运行带来不利影响,因此煤的发热量应与锅炉炉型相适应,以提高锅炉热效率,充分利用其热能。发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强,因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

2、挥发分

煤在高温和隔绝空气的条件下加热时,排出的气体和液体状态的产物称为挥发分。挥发份是煤中的可燃、易燃成分,是判明煤炭着火特性的首要指标。一般来说,煤的挥发份越高,煤越易燃,固定碳也越易燃尽,在发热量相同的情况下,燃用挥发分高的煤,锅炉的的热效率也会较高。根据锅炉设计要求,供煤挥发分的值变化不宜太大,否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后,因火焰中心逼近喷燃气出口,可能因烧坏喷燃气而停炉;若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤,则会因着火过迟而不能充分燃烧,甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或接近的煤种。挥发份是评价动力煤的重要指标,其测定方法比较简单可靠。

3、灰分

灰分是煤在彻底燃烧后所剩下的残渣,也就是煤中的不可燃成分,在煤燃烧时会分解吸热。灰分含量会使火焰传播速度下降,着火时间推迟,使煤着火困难,燃烧不稳定,燃用高灰煤时炉温会大大降低。灰分在煤燃烧时还会形成灰壳,使固定碳难以燃尽,降低锅炉的热效率。此外,灰分的大量排放对环境会造成很大的压力,所以对动力煤的灰分必须加以限制。灰分的测定简单、宜行且能够实现在线监测,可在标准中对动力煤的灰分做出规定并采用干燥基灰分。

4、硫分

硫是煤中的有害成分,是燃煤过程中最重要的污染源。虽对燃烧本身没有影响,但它的含量太高,对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此,电厂燃用煤的硫分不能太高,一般要求最高不能超过2.5%。

5、水分

煤的水分也是评价动力煤质量的基本指标。煤中的水分蒸发后,煤层变疏松,可均匀通风,有利于煤的燃烧。但水分过高,煤的发热量必然会降低,且水分蒸发还要吸热,降低炉温,使煤不易着火,同时还会加大排烟损失,降低锅炉热效率。综合来讲,水分是燃烧过程中的有害物质之一,它在燃烧过程中吸收大量的热,对燃烧的影响比灰分大得多。

6、灰融点

是评价煤灰是否容易结渣的一个重要指标,一般较常用的是软化温度。煤灰软化温度实际上是煤灰开始熔融的温度,当炉膛温度达到或超过这一温度时,煤灰就会结成渣块,影响通风和排渣,使炉渣含碳量升高,有时还会粘在炉墙、管壁或炉排上,影响锅炉正常运行。煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上,在这样高温下,煤灰大多呈软化或流体状态。

在动力煤煤种中,灰分最低的是不粘煤,平均13.48%,灰分最高的是贫煤,平

均19.51%。全国动力煤资源平均灰分为17.06%,属于中等灰分。全国动力煤的平均硫分为0.86%,低于炼焦煤的平均硫分(1.06%),属中等硫分。动力煤的空气干燥基高位发热量(Qgr,ad)平均为25.52 MJ/kg,以褐煤为最低,平均还不到20MJ/kg。

煤化程度

通常说来,随煤化程度提高,挥发分会减少,因为变质加深之后诸如酯类,芳香烃之类的会脱掉变油或气而逸散,使得煤含碳量增大,挥发分减少,而碳大分子结构比较复杂,有专家提出过定性描述的模型,但各有缺憾,煤在进入三号无烟煤后会进行分子重组导致其性质突变。

规律性变化,随着煤化程度的加深,挥发分由高逐渐变小,其主要原因是因为随着煤化程度的增加,煤的成岩趋势增加,孔隙率减小,碳含量增加,可挥发物质减少。

固定碳

煤中去掉水分、灰分、挥发分,剩下的就是固定碳.固定碳是煤的发热量的重要来源,所以有的国家以固定碳作为煤发热量计算的主要参数.固定碳也是合成氨用煤的一个重要指标.

对同一矿井的煤来说,固定碳越高的煤,甚发热量也越高,因为煤的固定碳主要由元素碳组成,另外还有一些可燃的氢和硫等元素以及极少量的氧和氮等非可燃元素。对同一矿井的煤来说,还可以根据其固定碳来计算其发热量。由此可知,灰分越高的煤,其固定碳就越低;在相同灰分的条件下,挥发分越低的煤,固定碳就越高。如无烟煤的挥发分最低,所以其固定碳比其他各类煤都高,但其发热量则不一定比其他煤都高,这是由于无烟煤的纯煤发热量通常比烟煤中的主要炼焦煤都低。

简单来说,固定碳是碳的含量,而发热量是指燃烧一定煤炭产生的热量。一定条件下,固定碳越高,发热量越大的。

挥发份

煤样在规定条件下隔绝空气加热,煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态(此时为蒸汽状态)和气态产物,这些产物称为挥发物.挥发物占煤样质量的分数称为挥发份产率或简称为挥发份.是煤炭质量主要参数. 煤炭的挥发份高的话,煤炭显得易燃。燃烧过程中火焰也高

挥发分多指为煤的挥发分,即将煤加热到一定温度时,煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出,逸出的气体(主要是H2,CmHn,CO,CO2等)产物称为煤的挥发分。

挥发分是煤在高温下受热分解的产物,数量将随加热温度的高低和加热时间的长短而变化。通常所说的挥发分是指煤在特定条件下加热有机物及矿物质的气体产率。即经干燥的煤在隔绝空气下加热至900±10℃,恒温7分钟所析出的气体占干燥无灰基成分的质量百分数,称干燥无灰基挥发分Vdaf。

挥发分是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物,大部分是可燃气体。挥分含量高,煤易于着火,燃烧稳定。因此,挥发分是表征燃烧特性的重要指标,从而也对锅炉工作带来多方面的影响,如,需要根据挥发分大小考虑炉膛容积及形状;挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用,影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。同时,挥发分也是煤进行分类的重要指标之一。

挥发分也是主要的煤质指标,在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时,挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤,挥发分较多。如果燃烧条件不适当,挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒,俗称“黑烟”;并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物,热效率降低。因此,要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。


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