11.煤炭的分类
煤炭的科学分类为煤炭的合理开发和利用提供了基础。按照2010年开始实施的《中国煤炭分类》(GB/T 5751—2009)标准体系,先根据干燥无灰基挥发分等指标,将煤炭分为无烟煤、烟煤和褐煤;对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类;根据干燥无灰基挥发分及黏结指数等指标,将烟煤划分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤及长焰煤。
(1)无烟煤
无烟煤(图2-2)是煤化程度最高的煤,含碳量高达90%~98%,含氢量较少,一般小于4%。外观呈黑至钢灰色,因其光泽强,又称白煤。其特点是挥发分低、相对密度大、硬度高,燃烧时烟少、火苗短、火力强。无烟煤通常作民用和动力燃料;质量好的无烟煤可作气化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料以及作铸造燃料等;用优质无烟煤还可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和碳素材料。
图2-2 无烟煤
(2)烟煤
烟煤(图2-3)燃烧时火焰较长而有烟,是煤化程度较大的煤。
图2-3 烟煤
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成层状。该种煤含碳量为75%~90%,不含游离的腐殖酸。大多数具有黏结性,发热量较高。多数能结焦。可直接用作燃料,也用作炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料。
根据干燥无灰基挥发分及黏结性等指标,烟煤又分为如下几种。
① 贫煤 是煤化程度最高的烟煤,受热时几乎不产生胶质体,所以叫贫煤。含碳量高达90%~92%,燃点高,火焰短,发热量高持续时间长,主要用于动力和民用。
② 贫瘦煤 煤化程度高,黏结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。
③ 瘦煤 是煤化程度最高的炼焦用煤。特性和贫煤一样,区别是加热时产生少量的胶质体,能单独结焦。因胶质体少,所以称瘦煤。灰融性差,多用于炼焦配煤。
④ 焦煤 是结焦性最好的炼焦煤,也称主焦煤。挥发分大于10%~28%,大多能单独炼焦。由于黏结性强,能炼出块度大、强度高、裂纹少的优质焦炭,是炼焦的最好原料。
⑤ 肥煤 中等煤化程度的烟煤,高于气煤。挥发分大于10%~37%,胶质层最大厚度大于25mm,软化温度低,有很强的黏结能力,是配煤炼焦的重要成分。主要用于炼焦,单独炼焦产生较多的横裂纹。
⑥ 1/3焦煤 介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强黏结性煤。单独炼焦时,能产生强度较高的焦炭,是配煤炼焦的重要煤种。
⑦ 气肥煤 挥发分高、黏结性强的烟煤。单独炼焦时,能产生大量的煤气和胶质体,但不能生产强度高的焦炭,并产生较多的纵裂纹。
⑧ 气煤 是煤化程度最低的炼焦煤,干燥无灰基挥发分大于28%~37%,胶质层最大厚度不大于25mm,隔尽空气加热能产生大量煤气和焦油。主供炼焦,也作为动力煤和气化用煤。煤质多低灰低硫,可选性好,是我国炼焦煤中储量最多的一种。
⑨ 1/2中黏煤 黏结性介于气煤和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。部分生产化工焦的企业配用该煤种。
⑩ 弱黏煤 黏结性较弱,煤化程度较低的煤,介于炼焦煤和非炼焦煤之间,结焦性较差,低灰低硫高热量,可选性较好。弱黏煤价格低,为合理利用煤资源,通过优化配煤方案,在炼焦煤中配入适量的弱黏煤,不但可降低焦炭灰分、硫分,生产所需要的焦炭,还可节约稀缺的炼焦煤资源,从而实现降本增效。弱黏煤主要作动力煤和民用。
⑪ 不黏煤 挥发分相当于肥煤和气肥煤,但几乎没有黏结性,水分高,发热量低,主要作动力煤。
⑫ 长焰煤 煤化程度仅高于褐煤的最年轻烟煤,挥发分高,水分高,不粘,主要是发电和其他动力用煤。
(3)褐煤
褐煤(图2-4)又名柴煤,是煤化程度最低的煤,一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹。褐煤含碳量60%~77%。其特征是高水分、高氧含量(15%~30%),并含有一些腐殖酸。褐煤高水分、高挥发分,所以易于燃烧并冒烟。褐煤发热量低,热稳定性差,化学反应性强,在空气中容易风化,不易储存和运输。主要是发电和动力用煤。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。褐煤低温干馏焦油回收率高,是直接液化工艺的重要煤种。
图2-4 褐煤