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各類用戶要合理的選擇煤炭品種，各煤礦也要確定煤的合理加工方法，因此必須了解煤的性質(zhì)和煤的應(yīng)用等基礎(chǔ)理論知識。這樣才能物盡其用，有效地利用資源。

　　一、機(jī)車和船舶用煤

　　機(jī)車和船舶相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)的鍋爐，由于其通風(fēng)強(qiáng)，煙筒短，所以對所使用的煤的粒度要求嚴(yán)格。細(xì)小的煤粉給入爐膛中，未來得及燃燒，即隨煤煙飛走。特別是當(dāng)機(jī)車鍋爐進(jìn)行強(qiáng)化燃燒時(shí)，粒度6毫米的末煤都能由煙道隨煙飛出。為使煤均勻地散布在爐條上面，并且透氣程度大致一樣，也必須用塊煤，最好是75~25毫米的中塊，或者是25~6毫米的小塊。

　　煤的灰分過高不僅影響機(jī)車鍋爐效率，而且會(huì)加重爐膛的清理工作，所以要求機(jī)車用煤的灰分要小于25%。

　　機(jī)車用煤的揮發(fā)分不應(yīng)過低，否則在火車上坡時(shí)不能迅速地增加鍋爐火力，在火車進(jìn)站停車時(shí)也不能使?fàn)t篦的熱應(yīng)力很快降低。人工添煤的機(jī)車，在煤的揮發(fā)分過高時(shí)，由于爐膛容積有限，添煤又是間歇性的，會(huì)使煤耗增加，造成損失。因此一般機(jī)車燃料是采用各種牌號煤配合使用。有的路局是用長焰煤摻入部分氣煤配燒。水分對機(jī)車用煤的影響不大，有時(shí)在將煤鏟入爐膛前還先摻入一些水，借以減少煤粉的飛揚(yáng)損失。對船舶和機(jī)車用煤的質(zhì)量要求如表1-0所示。

表1-0 船舶和機(jī)車用煤質(zhì)量要求

　　二、煉焦用煤

　　煉焦是把煤裝在煉焦?fàn)t中，在1000℃的高溫下進(jìn)行干餾的熱加工過程。它是以獲得優(yōu)質(zhì)冶金焦炭為主要目的的，同時(shí)還可以得到煤焦油、煤氣等一系列化學(xué)產(chǎn)品。

　　煉焦用煤主要是洗精煤。煉焦用洗精煤的牌號有焦、肥、氣、瘦四種，按照一定的比例進(jìn)行配煤煉焦。煉焦用精煤的結(jié)焦性是一個(gè)很重要的指標(biāo)，必須保證煉出的焦炭能達(dá)到要求的轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)強(qiáng)度。強(qiáng)度一般用膠質(zhì)層厚度及收縮度來表示。所有肥煤、焦煤以及幾乎所有瘦煤，都適于煉焦。膠質(zhì)層厚度大于6毫米而且灰分較低的氣煤也大部分用于煉焦。

　　焦炭灰分是由洗精煤灰分決定的。如果知道煉焦配煤的灰分，在理論上可以推算出焦炭的灰分：

　　設(shè)煉焦?fàn)t的出焦率為75%，要求煉出的焦炭灰分為13%，則裝入煉焦?fàn)t的配煤灰分應(yīng)為；

　　當(dāng)前，我國各種冶金用煉焦煤灰分最低是5.5%,非曲直最高為12.5%。要保證焦炭灰分不超過13%，那么配煤后的產(chǎn)均灰分應(yīng)小于10%。在設(shè)計(jì)煉焦煤選煤廠時(shí)，一方面應(yīng)保證精煤回收率，最大限度地利用資源，另一方面要使精煤灰分能保證煉出合格的焦炭來。

　　焦炭中的硫分總是比煉焦配煤的硫分低。設(shè)要求焦炭含硫?yàn)?.5%，因?yàn)闊捊箷r(shí)要有65%的硫從煤轉(zhuǎn)入焦炭中，故如出焦率為75%。

　　三、化氣化煤

　　煤的氣化是把固體的煤（塊煤）加入煤氣發(fā)生爐中，在氣化劑（氧、空氣、水蒸氣等）和高溫作用下，使煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成含有H2、CO等可燃?xì)怏w的過程。煤氣化所得的氣體產(chǎn)物——煤氣，可作為工業(yè)燃料或民用燃料，也可作為化工生產(chǎn)的合成原料。

　　根據(jù)氣化劑和煤氣成分的不同，大致可分為空氣煤氣、混合煤氣； 水煤氣和半水煤氣。國內(nèi)各種固定床氣化爐的煤氣平均組分。

氣化爐型不同，對煤質(zhì)的要求不同。目前，氣化爐種類很多，可歸納為固定床、沸騰床、懸浮床三種。

　　（一）     固定床氣化爐對煤質(zhì)的要求

　　固定床д型氣化爐一般要使用粒度為25~50毫米的塊煤，常壓操作；魯奇加壓氣化爐用煤粒度為5~50毫米，氣化溫度750~900℃，加壓20~30大氣壓，煤以越年輕的煤越好，一般為褐煤，也可用長焰煤、氣煤、不粘煤或弟弟粘煤，其灰熔點(diǎn)以T2＞1200℃為宜，煤的活性越大越好，塊煤的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度也是越高越好。如果采用液體排碴的魯奇加壓煤氣爐，則由于其氣化溫度約1250℃，所以使用煤灰熔點(diǎn)低于1100℃的年輕煤為宜，而且灰熔點(diǎn)越低越好。這種魯奇加壓爐產(chǎn)生的煤氣熱值可達(dá)4000大卡/立方米，既可作為城市煤氣，也可作為人造合成石油、合成氨、合成甲醇的原料。它是我國今后煤氣工業(yè)發(fā)展的主要方向之一。如沒有塊煤，也可用褐煤磚代替。

　　目前我國普遍使用的是以無煙煤為原料的制造合成氨原料氣（半水煤氣）的威爾曼等固定應(yīng)酬氣化爐，和以弱粘灶為原料的制造燃燒料氣的氣化爐。它們都采和塊煤，最好的粒度是25~50毫米的中塊，也可采用13~60毫米，13~25毫米或25~75毫米的各種塊煤。如果用煙革作原料，要求其膠質(zhì)層最大厚度Y值小于16毫米，灰分不超過25%，硫分小于2%。用無煙煤制造合成氨原煤料氣時(shí)，一定要求有較姨的熱穩(wěn)定性。如果熱穩(wěn)定性不好，塊煤在氣化爐內(nèi)受熱很易崩裂成碎片或粉末，降低了煤氣產(chǎn)率，嚴(yán)重時(shí)造成停爐事故，對煤氣發(fā)生爐用煤的質(zhì)量要求.　　

　　（二）沸騰床氣化米對煤質(zhì)的要求

　　我國也用沸騰床氣化爐（如溫克勒氣化爐）制造合成氨原料氣。這種爐在常壓下操作，以空氣或氧氣為氣化劑。它對原煤質(zhì)量的要求是，煤的活性越大越好（一般在950℃時(shí)，CO2分解率大于60%）。多使用比較年輕的煤，以灰分小于25%的褐煤為最好。也可采用煤化程度接愛于褐煤的和焰煤或不粘煤，其粒度以小于8毫米為宜，但0~1毫米的粉煤越少越好，否則塵灰會(huì)帶出大量的碳，從而逄低產(chǎn)氣率，煤灰熔點(diǎn)（T2）以大于1200℃為好，硫分應(yīng)小于2%。

　　（三）懸浮床氣化爐對煤質(zhì)的要求

　　K-T爐是一種粉煤懸浮床氣化爐。它采用常壓操作的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的高速氣化工藝，生產(chǎn)的煤氣主要作合成氨用。K-T爐的氣化溫度高達(dá)1400~1500℃以上。它對煤種和質(zhì)量要求不嚴(yán)，幾乎什么煤都要使用，如高硫、低熔點(diǎn)、易碎、粘結(jié)和膨脹的各種煙煤、無煙煤和褐煤等。因?yàn)闅饣磻?yīng)時(shí)間短，不到一秒鐘就能完成，所以要求煤粉的粒度越細(xì)越好，一般要求小于200網(wǎng)目（小于0.074毫米）的粉煤占90%左右（褐煤可降到80%），要求煤的水分為1~5%，灰熔點(diǎn)越低，氣化設(shè)備愈容易運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　歸納起來，對一般氣化用煤的質(zhì)量要求如下。

　　塊度要均勻，除懸浮床氣化爐外，一般要求粒度為25~75毫米。塊度太大，氣化不完全，造成原料的損失； 塊度過小或塊煤限下率高，料層阻力增大，氣流分布不勻，煤量損耗大，影響煤氣持量，甚至影響氣化正常生產(chǎn)。

　　固定碳的含量要高，最好大于80%；灰分要低，一般小于20~30%。

　　機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性低的煤，在氣化過程中會(huì)產(chǎn)生碎塊或細(xì)粉，易使操作惡化。

　　灰熔點(diǎn)要高，如果灰熔點(diǎn)低于氣化爐的操作溫度，將在爐內(nèi)結(jié)碴，影響正常生產(chǎn)。液態(tài)排碴的氣化爐則要求灰熔點(diǎn)越低越好。

　　氣化煤的揮發(fā)分大小，視煤的用途而定。作為化工合成原料氣時(shí)，要求揮發(fā)分越低越好，規(guī)定不超過3%。

　　氣化用煤的硫分應(yīng)在2%以下。

　　具有粘結(jié)性的煤，常常影響氣化爐的操作，所以氣化原料一般均采用不粘結(jié)煤和弱粘結(jié)煤，膠質(zhì)層厚度Y值應(yīng)在15毫米以下。

　　四、發(fā)電用煤

　　鍋爐設(shè)備是通過燃燒把燃料釋放出的熱能，傳遞給水或蒸汽，在轉(zhuǎn)換過程中存在五個(gè)方面的熱損失，即排煙損失；可燃?xì)怏w未完全燃燒損失；灰渣未完全燃燒損失；鍋爐的散熱損失以及灰渣的物理熱損失。這些損失愈大，鍋爐效率愈低，煤耗也隨之增加。

　　大型火車發(fā)電廠使用煤粉鍋爐。用來磨碎煤炭的磨礦機(jī)，多用滾筒球磨機(jī)。使用各種煙煤和無煙煤的篩余煤、末煤、粉煤、煤泥和中煤。但是煤中含矸石較多且遇水易泥化的煤，如果水分大，會(huì)影響球磨過程。因此，從礦井生產(chǎn)出來的、水分大而且含矸石的原煤，最好選經(jīng)過洗選，使用洗粉煤發(fā)電，由于煤炭需要經(jīng)過磨碎，因此用原煤煤和塊煤雖然都可以，但很不經(jīng)濟(jì)。煤的熱值一般不應(yīng)小于3000~400大卡/公斤。采用立式旋風(fēng)爐液態(tài)排渣的發(fā)電廠，要求煤的灰熔點(diǎn)小于1300℃。

　　鏈條爐篦的鍋爐對煤的粒工要求較嚴(yán)格。在鏈條爐篦上大塊煤比小塊煤礦燃燒得慢，因此使用大塊煤時(shí)鏈條的轉(zhuǎn)動(dòng)速度要低些。鏈條伙篦的運(yùn)動(dòng)速度如果選擇得不對，或者所用煤煩的粒度大小不一時(shí)，會(huì)發(fā)生兩種情況：一是大塊煤未經(jīng)完全燃燒剩在爐篦之上，二是爐篦尾部的煤炭已經(jīng)完全燃燒而呈無工作狀態(tài)。因此，鏈條爐應(yīng)該燃燒經(jīng)過篩選的煙煤和無煙煤，以使其燃燒速度一至，所用煤炭的粒度比不應(yīng)地發(fā)2，即50~25，25~13和13~6毫米的各粒級煤均可，但是，燒無煙煤時(shí)，其粒度應(yīng)小于煙煤的粒度。采用鏈犧爐篦時(shí)，添煤及除灰工作均應(yīng)機(jī)械化，因此對煤炭灰分的要求要比固定爐篦的鍋爐高些。由于煤系在鏈條上燃燒，司爐工不能攪攉，所以燃燒結(jié)焦性好的灶有困難。

　　五、工業(yè)固定鍋爐的火床燃燒室用煤

　　人工添煤和機(jī)械添煤的火床燃燒室的爐篦裝置設(shè)有固定爐篦、帶攉煤板的爐篦和活動(dòng)爐篦三種。固定爐篦鍋爐可以燃燒各種牌號的煙煤、無煙煤及褐煤，但粘結(jié)性很強(qiáng)的主焦煤及肥煤則需要同其他片號煤摻燒。無鼓風(fēng)裝置的爐膛，應(yīng)使用100~6毫米的各粒級煤；有鼓風(fēng)裝置的爐膛，也可以燃燒原煤。帶有攉煤棉線爐篦的鍋爐，除可使用無煙煤及貧煤以外，褐煤及其他牌號的煤都可以使用。傾斜移動(dòng)爐篦的鍋爐，適合燃燒褐煤及揮發(fā)分高的氣煤及長焰煤，如果燃燒其他牌號煙煤，爐條損壞嚴(yán)重。

　　六、石灰窯用煤

　　豎筒式石灰窯是最為廣泛使用的一種石灰窯。窯中煤炭是與石灰?guī)r一層一層彼此相間地裝入的。如果煤的揮發(fā)分很高，而且分解溫度低，則會(huì)自上部各層物料中冒出很多煙，帶出不少未經(jīng)利用的熱，而且煤的押發(fā)分越高，熱損失越大。這種窯應(yīng)采用揮發(fā)分較低的煙煤及無煙煤，其灰分要在20~25%。為了使煤氣穿過很高的石灰窯而且熱量均勻，所裝的煤必須經(jīng)過洗選篩分，除去13~0毫米的末煤。

　　七、燒水泥用煤

　　水泥廠多采用長型回轉(zhuǎn)窯，要燒煤粉。這種窯的燃燒室因受窯的直徑和有效燃燒帶的部位所限，容積不大，適于使用燃燒速度快的煤炭。燒制水泥一般是在溫度1450℃下進(jìn)行，煤炭經(jīng)過燃燒后的灰分成為水泥的原料，所以對其灰分沒有嚴(yán)格的要求，一般為20~23%。有的水泥廠使用長焰煤，氣煤及無煙煤各占三分之一的混合煤，其揮發(fā)分大于25%。粒度13~0毫米。貧煤的揮發(fā)分中含有大量的氫，因此燃燒得快。但是，氣煤中固定炭又比貧煤燃燒得快，因此回轉(zhuǎn)式水泥煅燒窯使用氣煤和貧煤的混合煤，可以得到很好的燃燒效果。

　　用機(jī)橫化的豎筒式水泥煅燒窯制造水泥，是將煤與原料混合壓制成磚，進(jìn)行煅燒。一般磚中摻入10~15%的煤粉。

　　八、低溫干餾用煤

　　將煤進(jìn)行低溫干餾的目的是煉取焦油，以供進(jìn)一步加工生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品，所得到的半焦炭可以作為動(dòng)力煤燃燒。在各種煤炭之中，以褐煤、長焰煤和氣煤供低溫干餾為最好，因?yàn)樗鼈兊慕褂彤a(chǎn)率最多。低溫干餾用煤炭粒度應(yīng)為100~13毫米或100~25毫米的洗選塊煤。煤中含粉率過高，會(huì)降低煉焦?fàn)t的生產(chǎn)能力。

　　九、化工作煤

　　從煤焦油中能提炬出種類繁多的化工產(chǎn)品。煤也可以直接做制造化工產(chǎn)品的原料。例如，煤加硫酸制成的磺化煤，是一種很好的水質(zhì)軟化劑。這種煤的灰分要小于9%，揮發(fā)分要大于45%。粒度25~13毫米。

　　十、玻璃、陶瓷用煤

　　玻璃熔爐內(nèi)要求達(dá)到1450℃以上的溫度。有的玻璃熔爐先用煤發(fā)生煤氣而后燃燒，有的直接燃燒煤的火焰進(jìn)行熔化。因此，要求使用灰分小于15%，應(yīng)用煤低位發(fā)熱量大于6400大卡/公斤，粒度100~13毫米及50~13毫米的長焰煤和氣煤。

　　燒制陶瓷用的煤炭，要能使窯內(nèi)溫度達(dá)到1350℃以上，并且升溫快、恒溫好。應(yīng)采用煤灰熔點(diǎn)在1300℃以上，粒度為100~50及50~25毫米，而且熱值高的氣煤或長焰煤。

　　十一、燒磚用煤

　　在磚瓦工業(yè)中，使用最多的是輪窯，煤由上面撒人窯內(nèi)。因?yàn)闊u的溫度是950~1150℃，所以煤的灰分高低，對磚瓦燒制的影響不大，所用煤炭無需加以洗選。但隧道式磚窯應(yīng)使用弱粘結(jié)性煤及貧煤，也可使用粒度為100~50、50~25、25~13和13~6毫米的無煙煤及褐煤。燒原煤雖然也可以，但效果較差。

　　十二、市場民用煤

　　市場用煤，用途較多，品種也多，數(shù)量也很大。一般都要求煤中矸石含量少，以減少爐渣清查和排棄工作量。廠房建筑物和住宅的靠自然通風(fēng)的取暖鍋爐，必須使用經(jīng)過篩選的煤，但應(yīng)將6~0毫米除掉。居民生活用煤，若將粉煤成型燃燒，可節(jié)約能源。無煙煤的燃燒過程最慢，居民用此取暖，可以保持室內(nèi)溫度平穩(wěn)正常，而且能減少環(huán)境污染。近年來，許多煤礦將灰分在60~65%，發(fā)熱量在1700大卡/公斤以上的低質(zhì)煤破碎到8毫米以下，供有鼓風(fēng)設(shè)備的沸騰鍋爐使用，可以節(jié)約煤炭，物盡其用。

　　十三、高爐噴吹用煤

　　為了降低煉鐵的焦炭消耗量，近代冶煉技術(shù)常常往高爐中噴吹優(yōu)質(zhì)無煙煤、重油和天然氣等，以此部分地代替焦炭，從而大幅度降低焦比和生產(chǎn)成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每噴吹一公斤無煙煤粉，可節(jié)約焦炭0.8~0.9公斤。

　　對噴吹用無煙煤的質(zhì)量要求是灰分和硫分越低越好,可磨性系數(shù)越大越好(即容易磨細(xì))。無煙煤的可磨性不僅決定了其粉碎時(shí)的耗電量和磨碎設(shè)備，而更重要的是可磨性越差對噴吹管道的磨損越嚴(yán)重。噴吹無煙煤的主要指標(biāo)是：灰分小于15%，硫分小于1.7%。揮發(fā)分大于8~10%；固定碳大于75%；煤粉細(xì)度要小于160目，大于160目的數(shù)量不宜超過9%。

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