配煤炼焦基础知识.docx

1、第一章、煤的基础知识一、煤的形成大约三十多亿年以前，地球上就已经有单细胞低等植物存在了。在整个地质年代中的 某些时期内，出于地球的 气候温暖、潮湿，而且有丰富的 矿物养料，因此植物生长得持别高大和繁茂。这些落群生长的 陆生植物，构成了成煤的 物质基础。在漫长的 地质年代里，地球的造山运动和地壳不断的 变动，使有些落群生长的 植物随着地壳下沉，后来慢慢地被水淹没，或者被山石覆盖。在多水缺氧的 情况下，堆积在水中的 植物残骸受一种“厌氧细菌”(不靠空气而靠夺取植物遗体里的 养份而生成的 微生物)的 作用，脱去不稳定的 含氧物质(一般以二氧化碳和水的 形式除去)，使残留物的氧和氢的 含量减少，碳含量

2、相对增高。与此同时，植物残骸还受到其他生物化学作用，产生大量的 腐植酸及沥青类物质。这种既合有植物残骸未被分解的 族组成部份(如根、茎、叶、树皮等)，又含有腐植酸，而且碳含量比植物残骸高、水份比较大的 物质称为泥炭。在泥炭形成的 过程中，往往出现植物生此交替和地壳不断变动的 情况。如果地壳垂直下沉的 速度与泥炭堆积的 速度差不多，泥炭层就会不断地变厚；如果地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的 速度大，随着时间的 推移。泥炭层的 上面就会被沙土覆盖而形成顶板，顶板越厚，泥炭受压力和地热的 作用就越大。由于地热和压力的 作用，使得泥炭中大分子缩合和构化程度提高，C/H 原子比增大氢和氧含量减少，泥炭就变

3、成了褐煤。褐煤如果继续不断地受到增高的 温度和压力的 作用，就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的 进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。二、煤的分类1、腐植煤根据成煤的 原始物质条件不同，自然界的 煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。腐植煤是由高等植物形成的，在自然界中分布最广，蕴藏量最大，用途最广；残植煤是由高等植物中稳定组份(树皮、孢子、角质、树脂)富集而形成的；腐泥煤是由低等植物和少量浮游生物形成的（藻类、菌类、地衣等），分布范围小，煤层厚度不大。由于腐植煤分布范围广，且煤层厚度厚，是我国煤炭开采的 主要对象，而且在煤炭利用和化学加工方面占有主要的 位置，因此，这里主要

4、介绍腐植煤的 相关知识！2、腐植煤的 分类腐植煤的 成煤过程主要分四个阶段：泥炭褐煤烟煤无烟煤。煤的 最初形态就是泥炭，这在前面已经介绍，下面主要介绍一下后面煤的三种形态。2.1 褐煤褐煤含炭在 4570%，分低级和高级两种。低级褐煤呈现肉眼可见的 木材纤维结构，这是有植物残骸变成煤的 具体证明，其组织疏密不等，颜色灰褐。高级褐煤没有明显的 植物残骸式木质残骸的 痕迹，颜色由褐而黑。褐煤的 主要特征是水份高（2530%），热量小，放置空气中易变成粉末，无焦粘性，不能做炼焦用煤。2.2 烟煤烟煤的 颜色由暗黑而亮黑，固定碳高（82%左右），发热量大，它的 挥发份含量一般在 1145%之间，具有一

5、定的 焦粘性，但烟煤种类较多，性质差异也较大，后面将会做详细介绍。无烟煤硬度较大，颜色黑亮有光泽，断口锐利，所含热量（约 9009200大卡）和碳（95%左右）很高，主要做动力燃料。上述煤种中烟煤最适于焦化生产炼焦，是本教材研究的 重点，有时可根据具体情况使用少量的 无烟煤混配炼焦。3、烟煤的 分类按照我国目前的 分类标准，主要是以煤的 挥发份和粘结指数来划分种类。对于粘结性较强的 煤种，以挥发份和胶质层厚度、奥亚膨胀度来分类。烟煤主要分为气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3 焦煤、弱粘煤等。从实际使用效果等方面来分析，上述分类方法是比较简单的，所分种类存在一些问题。国际煤炭分类有三个指标，即挥发份

6、、粘结性（自由膨胀序数和罗加指数）、结焦性（膨胀性试验、葛金试验），所分煤种较多也比较细。国际标准及企业标准4、烟煤的 工艺性质烟煤的 工艺性质是指煤炭在定的 加工工艺条件下或某些转化过程中所呈现的 特性。如煤的 粘结性、结焦性、可选性、低温干馏性、反应性、机械强度、热稳定性、结渣性、灰熔点、灰粘度和煤的 发热量等。炼焦通常研究它的 粘结性和结焦性。煤的 粘结性是指烟煤在干馏时粘结其本身或加入惰性物的 能力，即粉碎后的 煤在隔绝空气下加热，有机物的 热解形成胶质体，经气液固三相互相作用，变形粒之间或变形粒子与惰性颗粒间结合的 特性能力。这种特性表征为煤加热生成胶质体中液体部分多少，流动性大小，体现粘结性的 好坏，不能生成胶质体时，则没有粘结性。煤的 结焦性是指煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的 炼焦条件下结成焦炭的能力。即具有一定粘结性的 煤，当热解到一定程度后，逐步硬化，形成半焦，继续加热从半焦到焦炭，经热分解和热缩聚，进一步析出气体，焦质逐渐致密，同时产生收缩裂纹，以上说明煤的 结焦性包括形成半焦前的 粘结性和形成半焦后的 收缩性。煤的 粘结性和结焦性是两个概念，它们互相联系，但又有不同