煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业;无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。
煤炭分类
我国煤炭分为十大类,一般将瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘结、不粘结、长焰煤等统称为烟煤;贫煤称为半无烟煤;挥发分大于40%的称为褐煤。无烟煤可用于制造煤气或直接用作燃料,烟煤用于炼焦、配煤、动力锅炉和气化工业;褐煤一般用于气化、液化工业、动力锅炉等。
褐煤:多为块状,呈黑褐色,光泽暗,质地疏松;含挥发分40%左右,燃点低,容易着火,燃烧时上火快,火焰大,冒黑烟;含碳量与发热量较低(因产地煤级不同,发热量差异很大),燃烧时间短,需经常加煤。
烟煤:一般为粒状、小块状,也有粉状的,多呈黑色而有光泽,质地细致,含挥发分30%以上,燃点不太高,较易点燃;含碳量与发热量较高,燃烧时上火快,火焰长,有大量黑烟,燃烧时间较长;大多数烟煤有粘性,燃烧时易结渣。
无烟煤:有粉状和小块状两种,呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少,质地紧密,固定碳含量高,可达80%以上;挥发分含量低,在10%以下,燃点高,不易着火;但发热量高,刚燃烧时上火慢,火上来后比较大,火力强,火焰短,冒烟少,燃烧时间长,粘结性弱,燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用,以减轻火力强度。
无烟煤介绍
无烟煤主要用途为火力发电及水泥生产和居民生活。无烟煤是燃烧时无烟而得名。无烟煤外观呈灰黑色,带有金属光泽,无明显条带。在各种煤中,它的挥发分最-低,真密度最-大,硬度最-高,燃点高达360~410度以上。无烟煤主要用作民用和发燃料,制造合成氨的原料,制造炭电极、电极糊和活性炭等炭素材料的原料,以及煤气发生炉造气的燃料等。无烟煤当然也可以用业烧制水泥。热值高(高位发热量7200大卡),低硫,低灰,低水分,耐烧而不结焦,易清理,特别适用于铝厂反射炉,轧钢厂,打铁,食品厂。
无烟煤指标
项目指标值
密度31.4~1.6g/㎝
破碎率+磨损率≤3%
挥发分<10%
粒径大于上限颗粒≤2%
含泥量≤4%
粒径小于下限颗粒≤3%
盐酸可容率≤3.5%
无烟煤特点
1.黑色坚硬,有金属光泽。
2.发热量大,燃点高,热稳定性好燃烧时无烟;
3.机械强度大,密度大,硬度大,低硫、低灰、低挥发分;
4.固定碳含量高、化学活性高、灰熔点高、产块率高、挥发分产率低;
无烟煤用途
1. 无烟煤块煤主要应用是化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、制造锻造等行业;
2.无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹(高炉喷吹煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤);
3.无烟煤主要用于链条锅炉、手烧锅炉等,属气煤、肥煤,主产气;
4.无烟煤适用于化工厂、造纸厂、化纤厂、啤酒厂、铜厂、化肥厂、砖厂及屠宰厂等等。
5.大块无烟煤主要用于化工行业造气,生产氮肥和甲醇等。
在回转窑窑头燃烧器上使用无烟煤要点
1.煤粉能达到足够的符合要求的细度,以保证燃烧和火焰形成。
2.控制可靠稳定的煤粉喂料。
3.燃烧器的一次分必须具有足够的推动力并可调节。
4.燃烧器必须能够在燃烧带产生有充分内部循环空气的火焰,以保证无烟煤尽快点燃。
5.在启动冷窑或窑况不正常时利用烟煤或燃油辅助燃烧。
煤炭质量从以下几个方面判断
一、水分(M)
煤的水分分为两种,一是内在水分(Minh ),是由植物变成煤时所含的水分;二是外水(Mf ),是在开采、运输等过程中附在煤表面和裂隙中的水分.全水分是煤的外在水分和内在水分总和。一般来讲,煤的变质程度越大,内在水分越低。褐煤、长焰煤内在水分普通较高,贫煤、无烟煤内在水分较低[9]。
水分的存在对煤的利用极其不利,它不仅浪费了大量的运输资源,而且当煤作为燃料时,煤中水分会成为蒸汽,在蒸发时消耗热量;另外,精煤的水分对炼焦也产生一定的影响。一般水分每增加2 % ,发热量降低100kcal/kg(大卡/千克);冶炼精煤中水分每增加1 % ,结焦时间延长5 一10min。
二、灰分(A)
煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分,灰分分外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶板和夹研中的岩石碎块,它与采煤方法的合理与否有很大关系。外在灰分通过分选大部分能去掉。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物,内在灰分越高,煤的可选性越差。灰是有害物质.动力煤中灰分增加,发热量降低、排渣量增加,煤容易结渣;一般灰分每增加2% 发热量降低10okcal / kg 左右。冶炼精煤中灰分增加,高炉利用系数降低,焦炭强度下降,石灰石用量增加;灰分每增加1 % ,焦炭强度下降2 % ,高炉生产能九下降3 % ,石灰石用量增加4 %。
三、挥发分(V)
煤在高温和隔绝空气的条件下加热时,所排出的气体和液体状态的产物称为挥发分。挥发分的主要成分为甲烷、氢及其他碳氢化合物等。它是鉴别煤炭类别和质量的重要指标之一。一般来讲,随着煤炭变质程度的增加,煤炭挥发分降低。褐煤、气煤挥发分较高,瘦煤、无烟煤挥发分较低。
四、固定碳含量(FC)
固定碳含量是指除去水分、灰分和挥发分的残留物,它是确定煤炭用途的重要指标。从100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即煤的固定碳含量。根据使用的计算挥发分的基准,可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。
五、发热量(Q)
发热量是指单位质量的煤完全的燃烧时所产生的热量,主要分为高位发热量和低位发热量。煤的高位发热量减去水的汽化热即是低位发热量。发热量国际单位为百万焦耳/千克(MJ/kg ) ,常用单位大卡斤克,换算关系为:1MJ / kg =239 . 14kcal / kg 1J = 0.239gcal 1cal= 4 . l8J 。如发热量550kcaL/ g , 5500kcal / kg=550÷239 . 14 = 23MJ/kg .为便于比较,我们在衡量煤炭时消耗时,要把实际使用的不同发热量的煤炭换算成标准煤,标准煤的发热量为29 . 27MJ/kg ( 700okcal / kg )。国内贸易常用发热量标准为收到基低位发热量( Qnet,ar) ,它反映煤炭的应用效果,但外界因素影响较大,如水分等,因此Qnet,ar 不能反映煤的真实品质。国际贸易通用发热量标准为空气干燥基高位发热量( Qnet,ar) ,它能较为准确的反映煤的真实品质,不受水分等外界因素影响。在同等水分、灰分等情况下,空气干燥基高位发热量比收到基低位发热量高1.25MJ/g ( 300kcal / kg)左右。