煤炭专业名词

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暗立井又称肓竖井、肓立井,为不与地面直接相通的直立巷道,其用途同立井。此外,还有一种专门用来溜放煤炭的暗立井,称为溜井。位于采区内部,高度不大、直径较小的溜井称之为溜煤眼。

奥阿膨胀度由奥迪贝尔和阿尼二人提出的、以膨胀度b的收缩度a等参数表征烟煤膨胀性和塑性的指标

安全水头值是隔水层能承受含水层的最大水头压力值。

坡底线是台阶下部平盘与坡面的交线。

苯萃取物物质基(符号EB曾称苯抽出物):褐煤中能溶于苯的部分,主要成分为蜡和树脂。

保险闸是指在提升系统发生异常现象,需要紧急停车时,能按预先给定的程序施行紧急制动装置,也叫紧急闸或安全闸。

边帮角是边帮面与水平面的夹角。

本持安全型电气设备是指全部电路均为本质安全电路的电气设备。所谓本质安全电路,是指在规定的试验条件下,正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。 4. 正压型电气设备p 具有正压外壳的电气设备。即外壳内充有保护性气体,并保持其压力(压强)高于周围爆炸性环境的压力(压强),以阻止外部爆炸性混合物进入的防爆电气设备。

变形压力是围岩变形、位移、膨胀对支护物产生的压力。

不燃性材料受到火焰或高温作用时,不着火、不冒烟、也不被烧焦者,包括所有天燃和人工的无机材料以及建筑中所用的金属材料。

变形温度(符号DT曾称T1):在灰熔融性测定中,灰锥尖端(或棱)开始变圆或变曲时的温度。

半球温度(符号HT):在灰熔融性测定中,灰锥形状变至近似半球形,即高约等于底长的一半时的温度。

剥采比是指露天矿开采是把覆盖在矿体上部及其周围的浮土和围岩剥去,把废石运到排土场,从敞露的矿体上直接采掘矿石。剥离岩土量与采出矿石量的比例称为剥采比。

刨煤机一种刨削式浅截深采煤机。刨煤机有两种:①动力刨煤机,靠刨刀对煤体冲击破煤,存在问题较多,至今仍在研究中;②静力刨煤机,靠刨刀对煤体静压力破煤,分拖钩式、刮斗式和滑行式三种。中国目前多用拖钩式刨煤机,习称煤刨,由安装刀架的刨体和左右撑板

组成,刨刀对称地分布在刨体上。为保证刨煤时煤刨稳定,应将煤刨底盘压在输送机溜槽下面。煤刨用锚链牵引,沿工作面往复运动落煤,一次刨深50~125mm。刨速大于输送机链速的刨煤机,叫快速刨煤机。刨煤机宜用于顶底板稳定、煤质较软、地质构造简单的薄煤层和中厚煤层。

刨削式采煤机即刨煤机,靠刨刀的往复运动刨削破煤。

薄煤层地下开采时厚度1.3m以下的煤层;露天开采时厚度3.5m以下的煤层。

标准煤样是具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样。

并联通风是指井下各用风地点的回风直接进入采区回风巷或总回风巷的通风方式。

壁式采煤法特点是:回采工作面长度较长;工作面两端有可供运输、通风和行人的巷道;回采工作面向前推进时,必须不断支护;采空区要随工作面推进按一定方法及时处理;回采工作面内煤的运输方向与工作面煤壁平行。壁式采煤法有多种分类。①按煤层厚薄不同,薄及中厚煤层,通常按煤层全厚一次开采,称整层(单一)开采;厚煤层,一般分为若干中等厚度的分层进行开采,称分层开采。②按工作面推进方向不同,可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。在分层开采中,由于分层的回采顺序和顶板管理方法不同,可分为下行垮落法和上行充填法等。在中国,开采倾斜和缓倾斜煤层时常用单一(整层)走向长壁采煤法、单一(整层)倾斜长壁采煤法、倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法、倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法、倾斜分层走向长壁上行充填采煤法和倾斜分层V型倾斜长壁充填采煤法和开采坚硬顶板煤层的刀柱采煤法等。开采急倾斜煤层时,有水平分层采煤法、倒台阶采煤法、仓贮采煤法和掩护支架采煤法,这些都属于壁式采煤法。20世纪初,刮板输送机开始使用,壁式采煤法随之有很大发展,目前已成为各国的主要采煤方法。除美国和澳大利亚等国外,在苏联、英国、联邦德国、波兰等国壁式采煤法占矿井总产量的90%;中国煤矿自50年代开始采用壁式采煤法,1980年占统配煤矿总产量的90%左右,随着采煤机械化程度不断提高,壁式采煤法的使用范围将日益扩大。

不粘煤是指变质程度较低的、挥发分范围较宽、无粘结性的烟煤。

不粘煤(BN)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。

不粘煤(non一caking coal)中国煤炭分类国 家标准中,对中、低煤化度而无粘结性的烟煤的称谓。 该标准规定,不粘煤的干燥无灰基挥发分Fdaf>20~37%,拈结指数G。不粘煤加热时不软化,为非炼焦煤。它一般用作动力煤或民用燃料。典型煤种有陕西的神木煤。

保护层是为消除或削弱相邻煤层的突出或冲击地压危险而先开采的煤层或矿层。

剥离是指在露天采场内采出剥离物的作业。

剥离物是露天采场内的表土、岩层和不可采矿体。

变异系数(符号V):标准偏差占平均值(取绝对值)的百分数。

边帮安全系数:反映边帮岩体稳定性的系数,通常表示为滑动面上的抗滑力[矩]与下滑力[矩]之比。

边邦监测:对边帮岩体变形及相应现象进行观察和测定的工作。

不规则垮落带曾称“不规则冒落带”。采空区内顶板岩层垮落后岩块呈杂乱堆积的岩层带。

采煤工作面的风流采煤工作面工作空间中的风流。

冲击地压:井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。

采样单元:从一批煤中采取一个总样的煤量。一批煤可以是一个或多个采样单元。

充采比:每采出1吨煤所需充填材料的立方米数。

采空区:回采以后不再维护的空间。

采样:按规定方法采取有代表性煤样的过程。

充填倍线:充填管路总长度与充填管路入口至出口的高差之比。

沉煤样:经一定密度的重液分选,沉在下部的煤样。

充填沉缩率:充填体经过一定时间压缩后,其沉缩的高度与原充填高度之比。

采动裂隙:岩体受采掘影响而形成的裂隙

采动应力:又称“再生应力”;曾称“次生应力”。受采掘影响在岩体内重新分布后形成的应力。

侧支承压力曾称“残余支承压力”、“固定性支承压力”。采空区或巷道一侧或两侧的支承压力

采装:用挖掘设备铲挖土岩并装入运输设备的工艺环节

仓储采煤法:急斜煤层中将采落的煤暂留于已采空间中,待仓房内的煤体采完后,再依次放出存煤的采煤方法。

次烟煤:国际煤层煤分类中,含水无灰基高位发热量为等于、大于20到小于24Mj/kg的低煤阶煤。(20Mj/kg≤含水无灰基高位发热量<24Mj/kg)

长焰煤:变质程度最低,挥发分最高的烟煤,一般不结焦,燃烧时火焰长。

采掘工作面:采煤工作面和掘进工作面的总称。

采煤:煤矿床呈层状赋存,分布范围广,储量大,煤质脆、易切割破碎,开采时常伴有水、火、瓦斯等灾害威胁,与开采其他矿藏相比,采煤技术有一些不同的特点。开采方式分露天开采、地下开采两类。通常采用机械化方法;少数用水力采煤;煤的地下气化尚处于试验阶段。

自18世纪以来,随着大工业对能源日益增长的需求,煤的生产能力大幅度增长。1770~1850年英国的煤炭年产量从620万吨猛增到5000万吨以上,约占当时世界总产量的2/3,到1913年,达到2.92亿吨的历史最高水平。美国于1900年煤产量为2.45亿吨,到1947年跃增到6.24亿吨,曾在一个时期内保持世界领先地位。苏联在1916年煤产量只有3450万吨,到1940年已近1.7亿吨,自1958年以来一直保持世界第一位,从1975年起产量超过了7亿吨。中国是发现和使用煤炭最早的国家之一(见中国古代采煤技术)。但在1949年以前,除1942年曾达到6200万吨最高历史纪录外,一般年产量只有3000万吨左右。1949年中华人民共和国成立以后,开发、建设了大批新井,改造扩建了原有矿井,使煤矿生产能力迅速提高,1983年初全国统一分配的煤矿552个,年产1000万吨以上的矿区有10个,原煤产量超过了7亿吨。

重复性界限:一个数值在重复条件下,即在同一试验室中,由同一操作者,用同一仪器,对同一试样,于短期内所做的重复测定,所得结果间的差值在95%概率下不能超过此数值。

采区式划分 在阶段范围内,沿走向把阶段划分为若干具有体立生产系统的块段,每一块段称为采区。采区的倾斜长度与阶段倾斜长度相等。采区的走向长度一般由500M到2000M不等。采区的斜长一般为600M到1000M不等。在这样斜长范围内,如采用走向长壁采煤法,也要沿煤层倾向将采区划分成若干个长条部分,每一长条部分称为区段。每个区段斜长布置一个采煤工作面,工作面沿走向推进。每个区段下部边界开 掘区段运输平巷,上部区段开掘区段回风平巷;各区段平巷通过采区运输上山,轨道上山与开采水平大巷连接,构成生产系统。

采煤系统:回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系,称为回采巷道布置系统,也即采煤系统。

采煤工艺:由于煤层的自然条件和采用的机械不同,完成回采工作各工序的方法也就不同,并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺。在一定时间内,按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。

次生腐植酸(又称再生腐植酸):煤经氧化(包括风化)而形成的腐植酸。

底鼓:由于矿山压力作用或水的影响,底板发生隆起的现象。

大煤块:粒度大于50mm的煤。

多份采样:从一个采样单元取出若干子样依次轮流放入各容器中。每个容器中的煤样构成一份质量接近的煤样,每份煤样能代表整个采样单元的煤质。

顶板回弹:上覆坚硬岩层断裂时顶板瞬时上升的现象。

大卡:热量单位 相当于工程单位千卡/公斤(千卡),多用于营养计量和健身手册上。

1kg纯水温度升高或降低1摄氏度,所吸收或放出的热量为1千卡。大卡就是千卡/公斤。用来评价燃料的品质,一公斤燃料能使X千克水升高1摄氏度就是这种燃料的热值是X大卡。

卡是卡路里简称(缩写为cal),由英文Calorie音译而来,其定义为将1克水在1大气压下提升1℃所需要的热量。卡路里(calorie)是能量单位,现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册上。国际标准的能量单位是焦耳(joule),1卡=4.185焦。

大卡是煤炭行业常用的术语。含热量为1000大卡的1千克煤炭相当于0.143千克标准煤。

锥堆四分法:把煤样从顶端均匀分布,堆成一个圆锥体,再压成厚度均匀的圆饼,并分成四个相等的扇形,取其中相对的扇形部分作为煤样的缩分方法。

弹筒发热量:单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量称为弹筒发热量。

倒台阶采煤法:在急斜煤层中,布置成下部超前的台阶形的工作面,并沿走向推进的采煤方法。

电煤:电煤顾名思义就是用来发电的煤!

发电用煤的质量要求:

电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广,它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤,也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。但对一台已安装使用的锅炉来讲,不可能燃用各种挥发分的煤炭,因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。发电用煤质量指标有: ①挥发分。

挥发分是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高,着火越容易。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器出口,可能因烧坏喷燃器而停炉;若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤,则会因着火过迟使燃烧不完全,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相近的煤种供应。

②灰分。

灰分含量会使火焰传播速度下降,着火时间推迟,燃烧不稳定,炉温下降。 ③水分。

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。 ④发热量。

为的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。 ⑤灰熔点。

由于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。

⑥煤的硫分。

硫是煤中有害杂质,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%。

动力煤:从广义上来讲,凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的,产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤,简称动力煤。

火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面:一是煤特性,二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度,对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。

精煤:原煤送入洗煤厂,经过洗煤,除去煤炭中矸石,变成精煤。

1号精煤:硫分0.4%;灰分7-8%,平均7.6%;热值26-28%,平均27.6% ; 2号精煤:硫分0.5%;灰分8-10%,平均9.6%;热值26-28%,平均26.8% ;

3号精煤:硫分0.6%;灰分9-16%,平均13.6%;热值24-26%,平均25.3%。 煤炭洗选

煤炭洗选是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质的差异,通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离,并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方法的不同,可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。 物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质(如粒度、密度、硬度、磁性及电性等)上的差异进行分选,主要的物理分选方法有①重力选煤,包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。②电磁选,利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选,这种方法在选煤实际生产中没有应用。

物理化学选煤—浮游选煤(简称浮选),是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选,目前使用的浮选设备很多,主要包括机械搅拌式浮选和无无机械搅拌式浮选两种。 化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集,除去杂质和有害成分的工艺过程。目前在实验室常用化学的方法脱硫。根据常用的化学药剂种类和反应原理的不同,可分为碱处理、氧化法和溶剂萃取等。

微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物,直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫,达到脱硫的目的。

物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常用的技术,一般可有效脱除煤中无机硫(黄铁矿硫),化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。目前工业化生产中常用的选煤方法为跳汰、重介、浮选等选煤方法,此外干法选煤近几年发展也很快。 主要工艺

一般来说,选煤厂由以下主要工艺组成:

(1)原煤准备:包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。

(2)原煤的分选:目前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程;重介-浮选联合流程;跳汰-重介-浮选联合流程;块煤重介-末煤重介旋流器分选流程;此外还有单跳汰和单重介流程。

(3)产品脱水:包括块煤和末煤的脱水,浮选精煤脱水,煤泥脱水。

(4)产品干燥:利用热能对煤进行干燥,一般在比较严寒的地区采用。 (5)煤泥水的处理。 煤炭洗选的作用

(1)提高煤炭质量,减少燃煤污染物排放

煤炭洗选可脱除煤中50%-80%的灰分、30%-40%的全硫(或60%~80%的无机硫),燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO2和NOx的排放,入洗1亿t动力煤一般可减排60~70万tSO2,去除矸石16Mt。

(2)提高煤炭利用效率,节约能源

煤炭质量提高,将显著提高煤炭利用效率。一些研究表明:炼焦煤的灰分降低1%,炼铁的焦炭耗量降低2.66%,炼铁高炉的利用系数可提高3.99%;合成氨生产使用洗选的无烟煤可节煤20%;发电用煤灰分每增加1%,发热量下降200~360J/g,每度电的标准煤耗增加2~5g;工业锅炉和窑炉燃用洗选煤,热效率可提高3%~8%; (3)优化产品结构,提高产品竞争能力

发展煤炭洗选有利于煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变,实现产品的优质化。我国煤炭消费的用户多,对煤炭质量和品种的要求不断提高。有些城市,要求煤炭硫分小于0.5%,灰分小于10%,若不发展选煤便无法满足市场要求。

(4)减少运力浪费 由于我国的产煤区多远离用煤多的经济发达地区,煤炭的运量大,运距长,平均煤炭运距约为600公里,煤炭经过洗选,可去除大量杂质,每入洗100Mt原煤,可节省运力9600Mt.km。

洗选方式一般有跳汰工艺、重介工艺、风力选煤等

断层:壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂,并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。

地壳中的一个裂口或破裂带,而且沿着它相邻的岩体发生了运动。断层长度变化很大,从几厘米至几百公里不等,两盘之间的位移量也可有这样大的变化。

粉煤:粒度小于6mm的煤。

风化煤:受风化作用,使含氧量增高,发热量降低,并含有再生腐植酸等性质有明显变化的煤。

出露于地表或埋藏于浅部的煤层,风化作用后,其化学和物理性质都发生了极为明显的改变,这一部分煤层的煤称为风化煤。

确定煤层风化带,目的在于圈定煤层的储量计算边界。

测定方法是做煤的简单燃烧试验,观测煤样从不燃、稍燃过渡到良好燃烧的界线。如果燃烧良好,即认为已穿过风化带,据此圈定储量计算边界。

肥煤:(符号FM):变质程度中等的烟煤。单独炼焦时,能生成熔融性良好的焦炭,但有较多的横裂纹,焦根部分有蜂焦。

对煤化度中等、黏结性极强的烟煤的称谓。是炼焦用煤的一种。肥煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>10%~37%,胶质层最大厚度y>25毫米。

腐植酸:(曾称总腐植酸):煤中能溶于稀苛性碱和焦磷酸钠溶液的一组高分子量的多元有机、无定形化合物的混合物。

分层煤样:按规定从煤和夹矸的每一自然分层中分别采取的试样

发热量又称卡值或发热量。

在燃料化学中,表示燃料质量的一种重要指标。单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。

通常用热量计(卡计)测定,或由燃料分析结果算出。有高热值(higher calorific value)和低热值(lower calorific value) 两种。前者是燃料的燃烧热和水蒸气的冷凝热的总数,即燃料完全燃烧时所放出的总热量。后者仅是燃料的燃烧热,即由总热量减去冷凝热的差数。常用的热值单位,kJ/kg(固体燃料和液体燃料),或kJ/m^3(气体燃料)。

浮煤样:经一定密度的重液分选,浮在上部的煤样。

放采比:用放顶煤采煤法时,上部放顶煤高度与下部工作面采高之比。

放煤顺序:放顶煤时,各放煤口放煤方式和次序。

矸石:采矿过程中,从井下或露天矿采场采出的或混入矿石中的岩石(废石)。俗称矸子。煤层中间的薄岩层叫夹石或夹心矸子。在煤的开采中,大于50毫米的矸石量占全部煤产量的百分率称为含矸率。矸石常是煤的灰分增加的重要原因 。所以在生产过程中应积极采取措施,减少矸石的混入,降低含矸率,提高原煤质量。堆置废石或矸石的场地的位置应考虑卫生和安全的要求,矸石场的边界距风井不小于80米,距公路不小于60米,应远离居民区和高压供电线路,并设在下风向。

褐煤,又名柴煤,是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强,在空气中容易风化,不易储存和远运。

由于它富含挥发份,所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹(由裸子植物形成)。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量60%~77%,密度约为1.1-1.2,挥发成分大于40%。无胶质层厚度。热值约为23.0-27.2兆焦/公斤(5500-6500千卡/公斤)。多呈褐色或褐黑色,相对密度1.2~1.45。

厚煤层;地下开采时厚度3.5m以上的煤层;露天开采时厚度10m以上的煤层。

含煤岩系:一套含有煤层或煤线的沉积岩系。又称煤系、含煤沉积或含煤建造。构成含煤岩系的沉积岩大都呈灰、灰绿、灰黑和黑色,主要是各种粒度的砂岩以及粉砂岩、泥岩、灰质泥岩和煤组成,砾岩、粘土岩和石灰岩也常见,有时也见到铝质岩、油页岩、硅质岩和火山碎屑岩等。含煤岩系一般富含动、植物化石。有时还可见到多种碳酸盐结核、硫铁矿结核以及硅质结核等。含煤岩系的形成时代从古生代(主要是晚古生代)至第三纪。含煤岩系在世界各大洲的许多地方都有发现。含煤岩系的变化,主要受控于它形成时的古构造和古地理环境。不同时代、不同地区的含煤岩系,其特征不同。含煤岩系的厚度由几米至几十米甚至上万米,含煤层数由一至一二百层不等,煤层厚度相差也极大,有的厚度超过100米。

混块煤:粒度大于13mm的煤。

混中块煤:粒度介于13~80mm的煤。

混煤:粒度小于50mm的煤。

焦煤: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。对煤化度较高,结焦性好的烟煤的称谓。又称主焦煤。

焦煤分两类,第一类焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>10%~28%,黏结指数G>65,胶质层最大厚度,y≤25mm。这部分煤的结焦性特别好,可以单独炼出合格的高炉焦。另一类焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>20%~28%,黏结指数G>50~65,结焦性比前者差。焦煤具有中等挥发分和较好的黏结性,是典型的炼焦煤,在加热时能形成热稳定性很好的胶质体。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。但产生的膨胀压力大,使推焦困难,必须配入气煤、瘦煤等,以改善操作条件和提高焦炭质量。在炼焦配合煤中焦煤可以起到焦炭骨架和缓和收缩应力的作用,从而提高焦炭机械强度,是优质的炼焦原料。

坚硬岩层:强度高、节理裂隙不发育、整体性强、自稳能力强的岩层。

近距离煤层:煤层群层间距离较小,开采时相互有较大影响的煤层。

近水平煤层:地下开采时倾角8°以下的煤层;露天开采时倾角5°以下的煤层。

聚煤期:地质历史中形成有工业价值煤矿床的时期。又称成煤期或成煤时代。聚煤作用从早元古代已开始,如以菌藻类等低等生物遗体为原料形成的石煤。但真正具有工业价值的煤矿床是从晚泥盆世才开始。就全球范围而言,有 3 个主要聚煤期:晚石炭世-二叠纪、侏罗纪、晚白垩世-第三纪。对不同国家和地区,主要聚煤期各有差异。中国最主要的聚煤期包括:晚石炭世-早二叠世;晚二叠世;早 、中侏罗世 ;晚侏罗世-早白垩世。

一、焦炭定义

烟煤在隔绝空气的条件下,加热到950-1050℃,经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭,这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。

冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热,支撑料柱保持其良好的透气性。因此,铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 二、焦炭分布

从我国焦炭产量分布情况看,我国炼焦企业地域分布不平衡,主要分布于华北、华东和东北地区。 三、焦炭用途

焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼,起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭,为现代高炉的大型化奠定了基础,是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标,冶炼用焦炭(冶金焦)必须具有适当的化学性质和物理性质,包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼(冶金焦)外,还用于铸造、化工、电石和铁合金,其质量要求有所不同。如铸造用焦,一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低;化工气化用焦,对强度要求不严,但要求反应性好,灰熔点较高;电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的物理性质

焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。

焦炭的主要物理性质如下: 真密度为 1.8-1.95g/cm3; 视密度为 0.88-1.08g/ cm3; 气孔率为 35-55%; 散密度为 400-500kg/ m3;

平均比热容为 0.808kj/(kgk)(100℃),1.465kj/(kgk)(1000℃); 热导率为 2.64kj/(mhk)(常温),6.91kg/(mhk)(900℃); 着火温度(空气中)为 450-650℃; 干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g; 比表面积为 0.6-0.8m2/g 五、焦炭的反应性及反应后的强度

焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力,CRI

=(G0—G1)/G0×100%(注:G0----试验焦炭样重量,g;G1----反应后焦炭样重量,g;)。焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和 热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中,都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律,因此大多数国家都用焦炭与 二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。

焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值: CRIr≤2.4% CSR:≤3.2%

焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。 六、焦炭的质量指标

焦炭是高温干馏的固体产物,主要成分是碳,是具有裂纹和不规则的孔孢结构体(或孔孢多孔体)。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度,其指标一般以裂纹度(指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少)来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率(只焦炭气孔体积占总体积的百分数)来表示,它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭,对气孔率指标要求不同,一般冶金焦气孔率要求在40~45%,铸造焦要求在35~40%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低,与炼焦所用煤种有直接关系,如以气煤为主炼得的焦炭,裂纹多,气孔率高,强度低;而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力,用M40值表示;焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值,焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多,我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 七、焦炭质量的评价

1、焦炭中的硫分:硫是生铁冶炼的有害杂质之一,它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石;3.5% 来自石灰石;82.5% 来自焦炭,所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%,硫份每增加 0.1% ,焦炭使用量增加 1.8%,石灰石加入量增加3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.5—2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%,大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.4—0.7% 。 2、焦炭中的磷分:炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03% 以下。

3、焦炭中的灰分:焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%,焦炭用量增加 2—2.5% 因此,焦炭灰分的降低是十分必要的。

4、焦炭中的挥发分:根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%,则表示生焦;挥发分小于 0.5—0.7%, 则表示过火,一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。 5、焦炭中的水分:水分波动会使焦炭计量不准,从而引起炉况波动。此外,焦炭水分提高会使M04偏高,M10偏低,给转鼓指标带来误差。

6、焦炭的筛分组成:在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为:对大焦炉(1300—2000 平方米)焦炭粒度大于 40 毫米;中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明,焦炭粒度在40—25 毫米为好。大于 80 毫米的焦炭要整粒,使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一,空隙大,阻力小,炉况运行良好。

八、天然焦炭

天然焦炭,即“天然焦”。地下煤层受到岩浆侵入时,在高温的烘烤和岩浆中热液挥发气体等的影响下,受热干馏变形成了焦炭。地下煤层自燃,也可以形成天然焦炭。 天然焦炭,其颜色灰至深灰色,多孔隙,有时可呈六方柱状。与人工焦炭比较,体重大、气孔小、致密。

在我国,不少煤田产有天然焦,多用来作燃料。

结焦性:煤经干镏形成焦炭的性能。

垮采比:采用垮落法时采空区内垮落带高度与工作面采高之比。

露天开采最终境界:露天采场开采结束时的空间轮廊。

离层:采掘空间上方相邻岩层沿层理面产生分离的现象。

粒级煤:煤通过筛选或洗选生产的、粒度下限大于6mm的产品。

粒煤:粒度介于6~13mm的煤。

煤样:按照一定规格的要求,从煤层或大量煤中采取具有代表性的,供分析、鉴定和试验用的样品。

煤样是用以了解煤的物理、化学性质和工艺特性,以便确定煤的类型,为安排采煤、选

择洗煤方法、用煤设备,以及确定合理用途等提供依据的样品。

从普查、详查、勘探到矿井生产,根据不同的目的,需要采取不同的煤样。如在钻孔中采取煤心煤样、煤岩煤样,以初步了解煤质。有时还要采取一些专门煤样,如孢粉样用于煤层对比,风化带煤样、氧化带煤样用以确定煤的风化带和氧化带的界线等。[

煤焦化:煤焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到950℃左右,经高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。

为保证焦炭质量,选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性;绝大部分炼焦用煤必须经过洗选,以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时,还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦,由于其胶质体粘度大,容易产生实高膨胀压力,会对焦炉砌体造成损害,需要通过配煤炼焦来解决。

产品和用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。

(1)焦炭。炼焦最重要的产品,大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁,其次用于铸造与有色属冶炼工业,少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中,焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。

(2)煤焦油。焦化工业的重要产品,其产量约占装炉煤的3%~4%,其组成极为复杂,多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用

(3)煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收,不但为了经济效益,也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气,发热量为17500kj/Nm3左右,每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3,其质量约占装炉煤的16%~20%,是钢铁联合企业中的重要气体燃料,其主要成分是氢和甲烷,可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。

毛煤:煤矿生产出来的,未经任何加工处理的煤。

煤阶:(又称煤级)煤阶代表了煤化作用中能达到的成熟度的级别,煤阶的改变是由于深埋而增加的温度而改变的。

煤阶是影响煤层饱和状态的参数。

煤阶可通过测量最大的镜质组反射率,挥发物质的百分比或煤中碳的百分比来确定的。

当泥岩沉积被掩埋,并随着温度和压力的增加而转变成煤时,它的物理和化学性质发生了深刻的变化。“煤阶”这一概念用来将这一转变步骤细分成几个阶段,并且定义同各个阶段相关的属性。随着煤埋藏深度的增加,煤阶从褐煤,亚烟煤,烟煤到无烟煤间不断变化,煤处于哪种煤阶是很重要的,因为无烟煤煤阶的煤层很可能是最好的煤层气储层。较不成熟的煤层将产生并保持较高少的煤层气,而较成熟的煤层的渗透率较低。一些指标,包伙碳含量,氢含量或者挥发性物质含量等,可以用来确定任一给定煤层样品的煤阶段。一种叫做镜质体反射率测定的既简单又便宜的技术被最常用来确定煤阶。这种测量方法是通过确定从煤层样品中反射出来的入射光线的多少来进行的。镜质体反射率随着煤的成熟度增加而有规则地增大,并且同煤的成分无关。

煤岩固化:通过注浆等手段增强煤体或岩体的自稳能力的技术措施。

煤泥:泛指煤粉含水形成的半固体物,是煤炭生产过程中的一种产品,一般粒度在0.5mm以下。根据品种的不同和形成机理的不同,其性质差别非常大,可利用性也有较大差别,其种类众多,用途广泛。

特点:

1、粒度细、微粒含量多,尤其是小于200目的微粒约占70%~90%.

2、持水性强,水分含量高。经圆盘真空过滤机脱水的煤泥含水一般在30%以上;折带式过滤机脱水的煤泥含水在26%~29%;压滤机脱水的煤泥含水在20%~24%。

3、灰分含量高,发热量较低。按灰分及热值的高低可以把煤泥分成三类:低灰煤泥灰分为20%~32%,热值为12.5~20MJ/kg;中灰煤泥灰分为30%~55%,热值为8.4~12.5MJ/kg;高灰煤泥灰分>55%;热值为3.5~6.3MJ/kg.。

4、黏性较大。由于煤泥中一般含有较多的黏土类矿物,加之水分含量较高,粒度组成细,所以大多数煤泥黏性大,有的还具有一定的流动性。由于这些特性,导致了煤泥的堆放、贮存和运输都比较困难。尤其在堆存时,其形态极不稳定,遇水即流失,风干即飞扬。结果不但浪费了宝贵的煤炭资源,而且造成了严重的环境污染,有时甚至制约了洗煤厂的正常生产,成为选煤厂一个较为棘手的问题。

末煤:粒度小于25mm或小于13mm煤。

煤矸石:煤伴生废石。在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物,具有低发热值。含碳20%~30%有些含腐殖酸。中国历年已积存煤矸石约1000Mt,并且每年仍继续排放约100Mt,不仅堆积占地,而且还能自燃污染空气或引起火灾。目前煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料,此外还可用于回收煤炭,煤与矸石混烧发电,制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属,也可作肥料。

成分

矿业固体废物的一种,洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。煤矸石发热量一般为800~1500卡/克,其无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。其化学成分组成的百分率:SiO2为 52~65;Al2O3为 16~36;Fe2O3为 2.28~14.63;CaO为0.42~2.32;MgO为0.44~2.41;TiO2为0.90~4;P2O5为0.007~0.24;K2O+Na2O为1.45~3.9;V2O5为0.008~0.03。

煤样混合:把煤样混合均匀的过程。

煤层:植物遗体经复杂的生物化学作用、地质作用转变而成的层状固体可燃矿产。它赋存于含煤岩系之中,位于顶底板岩石之间。煤层的层数、厚度、产状和埋藏深度等,受古构造、古地理及古气候条件制约。煤层的赋存状况是确定煤田经济价值和开发规划的重要依据。

煤层结构可分为两类:不含夹石层的称简单结构,含夹石层的称复杂结构。夹石也称夹矸,常见的是粘土岩、碳质泥岩、泥岩和粉砂岩。煤层中的夹石层不但增高了煤的灰分含量,降低了煤的质量。并给开采带来一定困难。

煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。从勘探和开采角度把煤层厚度分为:①煤层总厚度,指包括夹石层在内的煤层全部厚度;②煤层纯煤厚度,指所有煤分层厚度的总和;③煤层可采厚度,指在现代经济技术条件下适于开采的煤分层的总厚度。按照国家有关技术政策,根据煤种、产状、开采方式和地区煤炭资源供需情况,以及地理条件规定的可采厚度下限,称最低可采厚度。达到可采厚度的煤层称可采煤层。煤层厚度分级一般分为:①薄煤层,小于或等于1.3米;②中厚煤层,1.3~3.5米;③厚煤层,大于3.5米。厚度超过8米的称为特厚煤层。

媒干馏:煤化工的重要过程之一。指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。按加热终温的不同,可分为三种:900~1100℃为高温干馏,即焦化;700~900℃为中温干馏;500~600℃为低温干馏。

煤焦油:中文名称: 煤焦油煤焦油

英文名称: coal tar 中文名称2:煤膏 CAS No.: 65996-93-2 理化特性

外观与性状: 黑色粘稠液体,具有特殊臭味。

相对密度(水=1): 1.18~1.23 开口闪点(℃): 200℃左右

溶解性: 微溶于水,溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多数有机溶剂。 主要分为:

低温(450℃~650℃)干馏焦油 低温和中温(600℃~800℃)发生炉焦油 中温(900℃~1000℃)立式煤焦油 高温(1000℃)炼焦焦油 主要用途:

可分馏出各种芳香烃、烷烃、酚类等,也可制取油毡、燃料和炭黑。 制备

由煤在隔绝空气加强热时干馏制得。 用途

为煤干馏过程中所得到的一种液体产物 高温干馏(即焦化)得到的焦油称为高温干馏煤焦油(简称高温煤焦油),低温干馏

得到的焦油称为低温干馏煤焦油(简称低温煤焦油)。两者的组成和性质不同,其加工利用方法各异。

高温煤焦油 黑色粘稠液体,相对密度大于1.0,含大量沥青,其他成分是芳烃及杂环有机化合物。包含的化合物已被鉴定的达 400余种。工业上将煤焦油集中加工,有利于分离提取含量很少的化合物。加工过程首先按沸点范围蒸馏分割为各种馏分,然后再进一步加工。

各馏分的加工采用结晶方法可得到萘、蒽等产品;用酸或碱萃取方法可得到含氮碱性杂环化合物(称焦油碱),或酸性酚类化合物(称焦油酸)。焦油酸、焦油碱再进行蒸馏分离可分别得到酚、甲酚、二甲酚和吡啶、甲基吡啶、喹啉。这些化合物是染料、医药、香料、农药的重要原料。煤焦油蒸馏所得的馏分油也可不经分离而直接利用,如沥青质可制电极焦、碳素纤维等各种重要产品,酚油可用于木材防腐,洗油用作从煤气中回收粗苯的吸收剂,轻油则并入粗苯一并处理。

低温煤焦油低温煤焦油 也是黑色粘稠液体,其不同于高温煤焦油是相对密度通常小于1.0,芳烃含量少,烷烃含量大,其组成与原料煤质有关。

低温干馏焦油是人造石油的重要来源之一,经高压加氢制得汽油、柴油等产品。

泥煤:泥炭(PEAT),又称草炭,泥煤,它是古代沼泽环境特有的产物,在多水中缺少空气的条件下,死亡后的松软的有机堆积层,东北泥炭属高寒地区,这种泥炭的氮和灰分元素含量较低;略显酸性或强酸性,PH值为5.0---5.9;EC值小于1,持水量很高。一般有52%(V),通气性良好,通气空隙在27---29%间。泥炭是一种宝贵的自然资源,由于它独特的质轻,持水、透气和富含有机质、具有其他材料不可替代的作用和适中的价格近年来在我国及世界园艺上和生产绿色有机复合肥中广泛应用。

泥炭又称草炭或称泥煤。它在自然状态下含有大量水分,其固相物质主要是由未完全分解的植物残体和完全腐殖化的腐殖质以及矿物质组成的,前两者有机物质,一般占固相物质的半数以上。 泥炭分类

泥炭分为三类:即低位泥炭(富营养泥炭)、中位泥炭(中营养泥炭)、高位泥炭(贫营养泥炭)。

泥炭的有机质是由那些元素组成?

泥炭有机质是由碳、氢、氧、氮等元素组成。

泥煤 是在潮湿的森林里产生的一种生物淤泥,在深1米到7米的土壤里面。

粘结性:煤在外力作用下粘结成团的能力表现为对运煤机械的粘结程度,是炼焦用煤的主要指标之一,用G来表示,反应煤在一定温度下结合非粘结性物质的能力。粘结性是煤的一项重要的工艺性质,是炼焦用煤的主要参考指标。粘结性对挥发分的析出和焦炭的燃烬都有影响,在还原性气氛中表现的比较明显。

贫煤:对煤化度最高的烟煤的称谓。

贫煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>10%~20%,不粘结或微具粘结性,黏结指数G≤5。贫煤在加热时,不软化,不熔融;在层状炼焦炉中不结焦。单独炼焦时,不能结成焦块,为非炼焦煤。贫煤燃烧时火焰短,耐烧,通常作为工业和民用燃料。在瘦煤供应严重不足,而炼焦配合煤中又有足够黏结组分时,可少量配入贫煤作为瘦化剂。当配入贫煤时,宜将贫煤进行细粉碎,以防止在焦炭中形成裂纹中心。

配煤:炼焦煤准备的工序之一。炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程。即为了生产符合质量要求的焦炭,把不同煤牌号的炼焦用煤按适当的比例配合起来。

炼焦用煤品种较多,应用配煤技术,不仅能保证焦炭质量,还能合理地利用煤炭资源,节约优质炼焦煤,扩大炼焦煤资源。配煤技术涉及煤的多项工艺性质、结焦特性和灰分、硫分、挥发分的配合性质和煤的成焦机理等。长期以来,配煤试验一直是选定配煤方案、验证焦炭质量的不可缺少的配煤技术程序。配煤方法有配煤槽配煤和露天配煤厂配煤两种。

贫瘦煤:(符号PS):变质程度高,粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。

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。 配煤炼焦时,配入一定比例得贫瘦煤也能起到瘦煤得瘦化作用,对提高焦炭得块度能起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及其他工业炉窑的较好材料。河南省的鹤壁矿区就有典型的贫瘦煤。

气肥煤:(符号QF):挥发分高、粘结性强的烟煤。单煤炼焦时,能产生大量的煤气和胶质体,但不能生成强度高的焦炭。

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。气肥煤最适合于高温干馏制造煤气,也可用于炼焦配煤,以增加化学产品产率。

气煤:气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。

烟煤的一类。对煤化度较低的烟煤和称谓。

能结焦,可用作炼焦原料。但因粘结性弱,热分解时产生大量煤气和煤焦油,焦炭收缩度大,裂纹较多,必须配入焦煤、肥煤等,以提高焦炭质量。

气煤由两部分组成:第一类是干燥无灰基挥发分Vdaf>37%,黏结指数G>35,胶质层最大厚度y≤25mm的煤。这类煤的特点是,挥发分特别高、黏结性强弱不等。第二类是Vdaf>28%~37%,G>50~65的煤。其特点是:挥发分高、黏结性中等。

气煤是炼焦配合煤中的组分之一,还可以作为动力用煤、气化用煤和化工用煤等。也可用作气化和低温干馏等工业的原料。

弱粘煤:(符号RN):变质程度较低,挥发分范围较宽的烟煤。粘结性介于不粘煤和1/2中粘煤之间。

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。

1/2中粘煤:(符号1/2ZN):粘结性介于气煤和和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。

1/2中粘煤是一种中度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,可作为炼焦配煤得原料。粘结性较差得一部分煤在单独炼焦时,形成得焦炭强度差,粉焦率高。所以它主要用于气化用煤球和动力用煤,在配煤炼焦中也可适量配入。

热量单位:热量(heat)指的是由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量。而该转化过程称为热交换或热传递。热量的公制为焦耳。

1卡路里=4.19焦耳

1/3焦煤:(符号1/3JM):介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时,能生成强度较高的焦炭。

它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤,是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间得过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤生成的焦炭,焦炭得耐磨强度又明显高于气肥煤的气煤生成的焦炭。

水煤浆:水煤浆是由大约70%的煤、29%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。

它改变了煤的传统燃烧方式,显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来,采用废物资源化的技术路线后,研制成功的环保水煤浆,可以在不增加费用的前提下,大大提高了水煤浆的环保效益。在我国丰富煤炭资料的保障下,水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。

水煤浆的问世,源于20世纪70年代的世界石油能源危机。当时全世界在石油能源危机的经济大衰退之后,清醒地认识到石油天然气作为清洁能源,并不是取之不尽用之不竭的,丰富的煤炭依然是长期可靠的主要能源。然而,传统的燃煤方式造成严重大气污染的历史教训是不容重现的。于是煤炭液化、汽化和浆化成为先进工业国家普遍重视的研究课题。水煤浆则是煤炭液化的最佳成果,也是煤炭洁净利用最廉价的实用技术。

水煤浆由70%左右的煤,30%的水及少量化学添加剂制成,是一种浆体燃料,可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧,其热值相当于燃料油的一半,可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉,用于代替煤炭燃用,具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。桂林钢厂以水煤浆代煤粉燃烧,折合标准煤约为90公斤/吨材,节煤33%,烟尘排放由732降至240毫克/m3致癌的NOx含量由280.8降至44毫克/m3,使环境和劳动条件得到明显改善。此外,由于燃烧水煤浆工艺性能好,使钢材的烧损率由1.8%下降至1.5%,企业获得较好的经济效益。所以水煤浆技术不仅可用于代油,用于代煤也有节能和环保效益。

我国煤炭资源分布集中在“三西”,即山西、陕西及内蒙西部。目前有63%的煤炭要从“三西”调出,我国长期存在北煤南运、西煤东调的格局。煤炭的管道运输投资少、建设周期短、营运费低、为全密闭输送,不污染环境。水煤浆经管道输送到终端即可供用户燃用,而且可长期密闭储存。

水煤浆气化技术在中国的应用及其发展

我国矿物能源以煤为主,到2010年,一次能源消费结构中煤占60%左右。大力发展洁煤技术,高效清洁地利用我国煤炭资源,对于促进能源与环境协调发展,满足国民经济快速稳定发展需要,具有极其重要的战略意义。

煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分,具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气,既可用于生产化工产品,如合成氨、甲醇、二甲醚等,还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)和以煤气化为基础的多联产等领域。

迄今为止,世界上已经商业化的IGCC大型电站,均采用气流床技术,最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭,显现其碳转化率高,冷煤气效率高的优势。相比之下,水煤浆气化技术在中国引进得早,实践时间长,研究开发工作也做得更深入。

经过十多年的实践探索,中国在水煤浆气化技术方面,积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验,气化技术日趋成熟与完善。经过长期科技攻关,在水煤浆气化领域,形成完整的气化理论体系,研究开发出拥有自主知识产权,达到国际领先水平的水煤浆气化技术。

1 Texaco水煤浆气化技术的引进与完善

为了充分利用我国丰富的煤炭资源发展煤化工,自80年代至今,我国相继引进了4套Texaco水煤浆气化装置,用于生产甲醇与合成氨。该技术具有气化炉结构简单、煤种适应较广、水煤浆进料易控制安全、单炉生产能力大等特点。

生产煤样:在正常生产情况下,在一个整班的采煤过程中采出的,能代表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样。

瘦煤:瘦煤是烟煤的一类。对煤化度较高的烟煤的称谓。低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。

瘦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>10%~20%,黏结指数G>20~65。挥发物较少,粘结性弱,能单独结焦,属炼焦煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单种煤炼焦,生成的焦炭,熔融性差,耐磨小,易于破碎,但块度大。常用于配煤炼焦作为瘦化剂(leaning agent),在炼焦配合煤中,瘦煤可以起到骨架和缓和收缩应力,从而增大焦炭块度的作用,是配合煤中的重要组分。以提高焦炭的块度。减少焦炭的裂纹。也用作气化的原料,或用作燃料。

洗煤:洗煤是煤炭深加工的一个不可缺少的工序,从矿井中直接开采出来的煤炭叫原煤,原煤在开采过程中混入了许多杂质,而且煤炭的品质也不同,内在灰分小和内在灰分大的煤混杂在一起。洗煤就是将原煤中的杂质剔除,或将优质煤和劣质煤炭进行分门别类的一种工业工艺。洗煤过程后所产生的产品一般分为有矸石、中煤、乙级精煤、甲级精煤,经过洗煤过程后的成品煤通常叫精煤,它一般具有灰分低、硫分低、发热值高的性质。通过洗煤,可以降低煤炭运输成本,提高煤炭的利用率,精煤是一般可做燃料用的能源,烟煤的精煤一般主要用于炼焦,它要经过去硫,去杂质等工业过程,以达到炼焦用的标准。

选煤:是利用与其它物质的不同物理、物理-化学性质,在选煤厂内用机械方法去处混在原煤中的杂质,把它分成不同质量、规格的产品,以适应不同有户的需求。

按照选煤厂的位置与煤矿的关选煤厂可以分为:矿井选煤厂、群矿选煤厂、中心选煤厂和用户选煤厂;我国现有的洗煤厂大多是矿井洗煤厂。现代化的洗煤厂是一个由许多作业组成的连续机械加工过程。

小块煤:粒度介于13~25mm的煤。

型煤:型煤是以粉煤为主要原料,按具体用途所要求的配比,机械强度,和形状大小经机械加工压制成型的,具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。 分类

常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。

型煤分工业用和民用两大类。工业型煤有化工用型煤,用于化肥造气、蒸汽机车用型煤示意图型煤、冶金用型煤(又称为型焦)。民用型煤,又称为生活用煤,用于炊事和取暖,以蜂窝煤为主。

型煤生产工艺有无黏结剂成型、有黏结剂成型、热压成型三种。

成型机械有冲压式成型机、对辊成型机、螺旋挤压机和蜂窝煤机等多种。 用途

用机械方法将末煤或粉煤加压成型,具有一定形状或粒度的煤制成品。常见的有煤砖、蜂窝煤和煤球等。型煤能提高燃烧效率、减少环境污染、扩大瘦煤、气煤、长焰煤和褐煤等高挥发分弱粘结性煤的应用范围,合理利用煤资源。 工业用型煤

①化工用的型煤,一般为35~50mm的煤球,可用小于3mm的无烟煤或焦油产率大于10%的粉状褐煤成型。主要用于化肥造气,生产半焦、液体或气体燃料和生产甲醇、醋酸等化工产品。②作蒸汽机车燃料型煤,有卵形和滴水型等几种煤粒形状。中国研制的机车型煤,可节煤8%以上。发展动力型煤需要解决燃烧过程中利用温控掌握热变形特性,利用配料技术改善煤质,以及提高型煤煤灰熔点等技术关键问题。譬如对于硫分高的煤,要利用催化逆平衡提高硫的转化率,以减少污染。③型焦,是将弱粘结性粉煤成型后,在连续炼焦炉内焦化,或利用高速热解析出胶质体的方法实现热压成焦。发展型焦可以扩大炼焦原料,提高焦炉效率。中国都用粘结剂低压成型来生产工业型煤。粘结剂多为石灰、石油沥青、焦油沥青或纸浆废液。用量视煤的可团性而定,一般为5~10%。 民用型煤

除普通煤球和蜂窝煤外,近年开始研制取暖用易燃煤球和家庭炊事用的上点火蜂窝煤。这种型煤的结构和原料配方比较复杂。一般由点火层、引火层和煤本体三部分组成。各层原料的配方不同。①点火层多用氧化剂或石蜡与炭素、半焦粉等易燃物质掺加粘结剂混配。②过渡层的燃点略高于点火层,起引火作用,所以要求原料煤发热量大于6000kcal/kg,并具有合适的粒度。③煤本体可因地制宜采用无烟煤、烟煤、褐煤、泥炭或浮选尾煤等。用烟煤做的型煤燃烧时因挥发分和由热解产生的游离碳未能充分燃烧而发烟,故须将配料的挥发分控制在20~25%的范围内,并添加适量焦末和石灰。使煤本体内部具有良好的微孔结构,为可燃气体的均匀析出创造条件;还要改进炉具,保证供氧充分,实现完全燃烧和消烟。以无烟煤为主体的蜂窝煤,应适量加入挥发分高的烟煤,以增强火焰的温度、高度和上火速度。如配料适当,上点火蜂窝煤燃烧后的气体一般能符合环境保护要求,但成本略高。

岩层控制:为控制由采掘工程引起的围岩及岩层变形、移动和破坏而采取的各种技术措施。

原煤:原煤是指从地上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。

按其炭化程度可划分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。

原煤主要作动力用,也有一部分作工业原料和民用原料。

硬煤:烟煤和无烟煤的总称,或者指恒湿无灰基高位发热量等于或大于24Mj/kg或小于24Mj/kg,但镜质组平均随机反射率等于或大于0.6%的煤。

烟煤:煤的一类。燃烧时火焰较长而有烟的煤,煤化程度较大的煤。外观呈灰黑色至黑色,粉末从棕色到黑色。由有光泽的和无光泽的部分互相集合合成层状,沥青、油脂、玻璃、金属、金刚等光泽均有,具明显的条带状、凸镜状构造。

该种煤含碳量为75%~90%,不含游离的腐殖酸。大多数具有粘结性;发热量较高。燃烧时火焰长而多烟。多数能结焦。密度约1.2-1.5。挥发物约10%-40%。相对密度1.25~1.35,热值约27170-37200千焦/千克(6500-8900千卡/公斤)。挥发分含量中等的称做中烟煤(metabituminous coal);较低的称做次烟煤(sub-bituminous coal)。

根据挥发分含量、胶质层厚度或工艺性质,可分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤等。用作炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料,也可直接用作燃料。 烟煤除可用于作燃料、燃料电池、催化剂或载体、土壤改良剂、过滤剂、建筑材料、吸附剂处理废水等。

中块煤:粒度介于25~50mm的煤。

中厚煤层:地下开采时厚度1.3~3.5m的煤层;露天开采时厚度3.5~10m的煤层。

中煤:煤经精选后得到的、品质介于精煤和矸石之间的产品。

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