煤炭基本知识
2013-04-11 11:07阅读：
一 煤炭概述
有些人创造了历史，而有些人改写了历史。煤在很早就被人类利用，但一直不被人重视，直到改写历史的瓦特出现，煤称谓才开始多了起来，被称为黑金，工业的食粮，是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。
煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成，俗称煤炭。
煤炭是世界上分布最广阔的化石能资源，主要分为烟煤和无烟煤、泥煤和褐煤等四类。世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、前苏联地区(23%)和中国(12%)，此外，澳大利亚、印度、德国和南非4个国家共占29%，上述7国或地区的煤炭产量占世界总产量的80%，已探明的煤炭储量在石油储量的
pan LANG='EN-US'
XML:LANG='EN-US'>63
倍以上，世界上煤炭储量丰富的国家同时也是煤炭的主要生产国。
二、煤炭分类：
煤炭分类众多，经常会出现一煤种多分法的现象，（一般现货交易煤种简单分为烟煤、无烟煤、焦煤三大类）下面就简单整理一下煤炭的分类：
煤炭分类一：按煤的加工方法和质量规格可分为原煤、精煤、粒级煤、洗选煤和低质煤等五类。
煤炭分类二：按成煤原始物质不同划分为腐植煤，腐泥煤和残植煤三大类。
煤炭分类三：按成煤作用不同阶段划分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。
煤炭分类四：按利用特性可分为炼焦炭煤、动力煤和煤化工用煤。
煤炭分类五：依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
煤炭分类六：根据其岩石结构不同分类，可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。含有95%以上镜质体的为镜煤，煤表面光亮，结构坚实，含有镜质体和亮质体的为亮煤，含粗粒体的为暗煤，含丝质体的为丝炭，由许多小孢子形成的微粒体组成的为烛煤。
各煤种特点：
三、煤炭的特征
(1)无烟煤(WY)。无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。01号无烟煤为年老无烟煤；02号无烟煤为典型无烟煤；03号无烟煤为年轻无烟煤。如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。
(2)贫煤(PM)。贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短，耐烧。
(3)贫瘦煤(PS)。贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。
(4)瘦煤(SM)。瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但焦炭的耐磨性较差。
(5)焦煤(JM)。焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。
(6)肥煤(FM)。肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。
(7)1／3焦煤(1／3JM)。1／3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。
(8)气肥煤(QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。
(9)气煤(QM)。气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。
(10)1／2中粘煤(1／2ZN)。1／2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时，形成的焦炭强度差，粉焦率高。
(11)弱粘煤(RN)。弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时，产生较少的胶质体。单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。
(12)不粘煤(BN)。不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时，基本上不产生胶质体。煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达10%以上。
(13)长焰煤(CY)。长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。
(14)褐煤(HM)。褐煤分为透光率Pm＜30％的年轻褐煤和Pm＞30～50％的年老褐煤两小类。褐煤的特点为：含水分大，密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。常达15～30%左右。化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al2O3。
四 、各类煤的用途和产地
贫煤（PM）
用途：煤化程度最高的烟煤，不黏结或弱黏结，燃烧时火焰短，耐烧，燃点高。主要用做电厂燃料、民用和锅炉的燃料，低灰低硫的贫煤也可用做高炉喷吹的燃料。在缺乏瘦料的地区，也可充当配煤炼焦的瘦化剂。
产地：太原东西山、交城、文水、清徐、汾阳、平遥、沁源、长治、临汾、寿阳、阳泉、平定、昔阳、襄垣、长子、榆次、曲沃、屯留、高平、襄汾、翼城和左权等地均有所产，中国潞安矿区产典型贫煤。
瘦煤(SM)
用途：很好的炼焦煤，但耐磨强度较差，用于配煤炼焦较好，高硫高灰的瘦煤一般只用做电厂及锅炉燃料。而且，它也是炼焦配煤中焦、肥煤不可替代的瘦化剂。瘦煤发热量甚高，不仅是重要的炼焦配煤，而且是上乘的动力用煤。
产地：西山、清徐、离石、交城、东山、长治、襄垣、临汾、洪洞、沁源、古县、盂县、乡宁、襄汾、武乡、翼城和屯留等地均有产出，在丰丰四矿产典型瘦煤。
肥煤(FM)
用途：单独炼焦时生成熔融性好、强度高的焦炭，一般不适于单独炼焦，能与粘结力较弱的煤搭配后炼出优质煤称肥煤为配焦煤之母，最适合炼焦或做配煤炼焦。
产地：因该肥煤品种稀少，只占全国探明煤炭资源的5%而山西探明肥煤的储量约占全国的50%，河北开滦、山东枣庄是生产肥煤的主要产区。
无烟煤(WY)
用途：挥发产率低，固定碳含量高，无黏结性，燃点高，不冒烟。主要供民用和做合成氨造气的原料，低灰低硫可磨性好的无烟煤不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料，而且还可制造各种碳素材料，（碳电极，碳块，阳极糊，活性炭等）。
产地：阳泉无烟煤因具有可磨好的特点，是理想的高炉喷吹用燃料。晋城、阳城一带的无烟煤被称为兰花炭闻名中外。山西的无烟煤资源储量大，质量好，居全国首位。在北京、晋城和阳泉分别产01号，02号，03号无烟煤。
贫瘦煤(PS)
用途：单独炼焦时生成的粉焦多，配煤炼焦时配入较少就能起到瘦化作用，利于提高焦炭的块度。也可用于发电、机车、民用及锅炉燃料。
产地：西山、古交、清徐、东山、交城、文水、平遥、沁源、古县、襄垣、长治、屯留、武乡、左权、盂县和寿阳均有产出。
焦煤(JM)
用途：一种结焦性较强的炼焦煤，加热时能产生热稳定性很高的胶质体，单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度和耐磨强度都很高的焦炭是炼焦用煤中之主焦煤，利用焦煤，可得到焦炭、焦油、炉气。焦炭除供给冶炼外，还可造气和电石。焦油和焦炉气可作为燃料，还能提炼数十种化产品。
产地：山西河东煤田中、南部的离石、柳林和乡矿区属低硫、低灰主焦煤。所产焦炭为特优焦，列为全国之重点，另外，在丰丰五矿、淮北后石台及古交生产典型的焦煤。
气肥煤(QF)
用途：结焦性优于气煤而劣于肥煤，气肥煤最适合高温干馏制煤气，用于配煤炼焦可增加化学产品的回收率，最适合高温干馏制造煤气，同时也是良好的配煤炼焦的基础煤。
产地：原平、五台、宁武、怀仁、临县、方山、岚县、保德、静乐、兴县、汾西、霍县、灵石、蒲县、交口、静乐和古交均有产出。
气煤(QM)
用途：一种煤化程度较低的炼焦煤，结焦性较好，主要用于配焦。综合效果比不上其他炼焦煤，在配煤炼焦时多配入气煤可增加煤气和化学产品的回收率。另外气煤是最理想的水浆用煤，亦可用于气化、低温干馏、动力和民用。还可用来炼油、制造煤气、生产氮肥或作动力燃料。
地产：大同、左云、霍县、右玉、平鲁、朔县、怀仁、河曲、偏关、原平、宁武、浑源、兴县、娄烦和岚县大量产出，抚顺老虎台山西平朔产典型气煤。。
1/2中粘煤(1／2ZN)
用途：可用于配煤炼焦,不适于单独炼焦，主要作气化、动力用煤，亦可在炼焦中适量配入，代替气、焦和瘦煤。
产地：在大同、左云、右玉、怀仁、平鲁、朔县、保德和兴县有零星产出。
弱粘煤(RN)
用途：非炼焦用烟煤，一般适于做气化原料及动力原料，亦可在炼焦中适当配入代替气、焦和瘦煤。
产地：大同、左云的低灰、低硫高发热量的弱粘煤是闻名中外的优质动力煤，大同马武等矿山弱粘煤是较好的炼焦配煤。
不粘煤(BN)
用途：非炼焦用烟煤，主要用做发电和气化用煤，也可用做动力用煤及民用燃料。
产地：中国东胜、神府矿区和靖远、哈密矿区产典型的不黏煤。
长焰煤(CY)
用途：煤化程度最低的烟煤，从无黏结性到弱黏结性的都有，用做炼焦时强度低，易破碎，一般不用做炼焦，主要用于发电、机车、造气和一般锅燃料。亦可加氢液化制石油、低温干馏和民用。
产地：辽宁省阜新、铁法及内蒙准格尔是长烟煤基地。
褐煤(HM)
用途：褐煤主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。通常有两种：（1）土状褐煤（browncoal），质地疏松而较软；（2）暗色褐煤（lignite），质地致密而较硬。可直接用作家庭燃料、工业热源燃料及发电的燃料，也可用作气化、低温干馏等的原料。
焦化后的褐煤可制作为煤砖用于炊事和加热；它也作为活性炭的来源，用于水的处理、复原黄金和提取碘。
产地：中国内蒙霍林河及云南小龙潭矿区是典型褐煤产地。
1/3焦煤(1／3JM)
用途：单独炼焦时能生成熔融性良好,强度较高的焦炭。
产地：山西。
整体而言煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的总结为两大主要用途：1、动力煤2、炼焦煤
一、我刚动力煤的主要用途有：
1、 发电用途：我国约1/3以上的煤用来发电，目前平均发电耗煤为标准煤370g/（KW。
H）左右。电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。
2、蒸汽机车用煤：占动力用煤2%左右，蒸汽机在锅炉平均耗煤指标为100kg/（万吨.km）左右
3、建材用煤：约占动力用煤的10%以上，以水泥用煤量最大，其次为玻璃、砖、瓦等。
4、一般工业煤炭用煤：除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的30%。
5、生活用煤：生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的20%。
6、冶金用动力煤：冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤量的1%。
二、炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源还相对较少，炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%
炼焦煤类包括气煤（占13.75%），肥煤（占3.53%），主焦煤（占5.81%），瘦煤（占4.01%），其它为未分牌号的煤（占0.55%），弱碱煤（占1.74%），不粘煤（占13.8%），长焰煤（占12.52），褐煤（占12.76%），天然焦（占0.19%），未分牌号的煤（占13.80%）和牌号不清的煤（占1.06%）。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭，焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成，一般1.3吨左右的焦煤才能炼一顿焦煤。焦炭多用于炼钢，是目前炼钢等行业的主要生产原料，被喻为钢铁工业的“基本食量”。
五、煤炭的相关指标：
粒度：煤炭按煤块大小划分为原煤、沫煤、10～30毫米籽煤、20～50毫米二五块煤、30～80毫米三八块煤、40～90毫米四九块煤、30～60毫米三六块煤、100～250毫米中块煤、250毫米以上大块煤
发热量（Q）：煤炭发热量是指煤炭燃烧放热时发出的能量。热量的单位为J〔焦(耳)〕。1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛顿·米)=107erg(尔格)。我国过去惯用的热量单位为20℃卡，以下简称卡(cal)。1cal(20℃)=4.1816J。发热量测定结果以kJ/g(千焦/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表示。按惯例一般分为3000至4000大卡、4000至4500大卡、 4500至5000大卡、 5000至5500大卡 、5500至6000大卡、 6000至6500大卡、 6500至7000大卡、 7000大卡以上。
全硫（St）：硫是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
挥发分（V）：煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体，被称为“挥发分”，它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。一般为贫煤（无烟煤，含挥发分低于12%）、瘦煤（含挥发分为12-18%）、焦煤（含挥发分为18-26%）、肥煤（含挥发分为26-35%）、气煤（含挥发分为35-44%）和长焰煤（含挥发分超过42%）。
水分（M）：煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分，一般以内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大,水分含量越高。全水分通常规定在8%以下
灰分（A）：“灰分”是煤碳完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低；灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。一般优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低。灰分每增加1%，焦炭强度下降2%，高炉生产能力下降3%，石灰石用量增加4%，发热量降低50kcz1/kg左右。
固定碳（FC）：煤中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。煤的固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的一个指标，随变质程度的增高而增高。
单价：由种类、运输距离、煤质、产地及有无“两票”等多方面因素决定。其中“两票”为17%增值税及6%运输税票。
部分煤矿相关指标
地区
|
水分
|
挥发
|
灰飞
|
发热量
|
黄陵、铜川
|
沫煤10% 块煤7%
|
31-32
|
12-15
|
5300
|
神木
|
沫煤10% 块煤7%
|
33-36
|
10>
|
6000卡
|
蒙古、府谷
|
沫煤15% 块煤13%
|
33-36
|
8-12
|
5000卡
|
彬县
|
水分小于10%
|
30
|
10
|
5500卡
|
六、煤化工
煤化工指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。
在煤化工可利用的生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。
煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料、化工原料等多种产品的原料。
煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。
新型煤化工涉及煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇等等。
传统煤化工涉及焦炭、电石、合成氨等领域。
七、煤炭加工方式分类
原煤：是指从地下或地下采掘出的毛煤经筛选加工去掉矸石、黄铁矿等后的煤。煤矿生产出来的未经洗选、未经加工的毛煤也叫原煤。包括天然焦及劣质煤，不包括低热值煤等。
精煤：是指经过精选（干选或湿选）后生产出来的，符合质量要求的产品。
粒级煤：是指煤通过筛选或精选生产的，粒度下限大于6mm，灰分小于或等于40%的煤。按不同的粒度可分为洗中块、中块、洗混中块、混中块、洗混块和混块、洗大块和大块、洗特大块和特大块、洗小块和小块、洗粒煤和粒煤。
洗选煤：是指将原煤经过洗选和筛选加工后，已除或减少原煤中所含的矸石、硫分等杂质，并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成若干品种等级的煤。其粒度分级为50mm、258mm、20mm、13mm、6mm以下。洗选煤可分为洗原煤、洗混煤、混煤、洗混末煤、混末煤、洗末煤、末煤、洗粉煤、粉煤等品种。除洗混煤的灰分要求小于等于32%外，其余均要求小于等于40%。
低质煤：是指灰分含量很高的各种煤炭产品。低劣煤用于锅炉燃烧，不仅经济性差，而且造成燃烧辅助系统和对流受热面的严重磨损以及维修费用的增加，因为低劣煤灰分比较大，经济性差，灰分量大，对受热面的冲刷、磨损严重。
