煤化学第九章煤的分类和煤质评价..doc

第九章 煤的分类和煤质评价 第一节 煤炭分类意义和分类指标 一、煤炭分类的意义 煤的分类不仅具有科学意义，而且还有其重要的经济意义。煤是重要的能源和化工原料，它的种类繁多，其组成、性质又各不相同，而各种工业用煤对煤的质量又有特定的要求，所以为了保证合理地利用煤炭资源和指导生产，必须将煤炭进行分类。只有不断完善煤炭分类方案，才能搞清各种煤的工艺性质和经济价值，才能有计划地开采和利用，所以煤的分类是煤炭勘探、开采规划、分配和合理使用的共同依据。 二、煤炭分类的方法和原则 人们对各种自然界物质进行分类时，需要遵循两个共同原则:第一是根据物质各种特性的异同，划分出自然类别(分类学);第二是对划分出的类别加以命名表述。这是分类系统学的通常程序。对煤炭进行分类时，根据分类目的的不同，有实用分类(技术分类和商业编码)和科学/成因分类(即使是纯科学分类，通常也有实际用途)两大类。这两大类构成了煤炭分类的完整体系。 煤炭的科学分类包括下列几项原则: (1)要全面地包括各产地的全部煤种; (2)能包括各种煤的全部性质，如物理性质、化学性质、物理化学性质和工艺性质; (3)能确定各种煤的现代工业用途，炼焦、气化、低温干馏、加氢、动力以及其他综合利用。 三、煤炭分类的指标 煤的牌号反映着煤的有机质特性，因此，以煤化程度和煤的黏结性作为煤的工业分类两个指标。目前，世界各国分类指标不统一，各主要工业国家和国际上煤分类方案的选用指标见表9-1。 (一)煤化程度 从表9-1可知，各国用来反映煤化程度的指标是干燥无灰基挥发分(Vdaf)，这是因为它能较好地反映煤化程度，并与煤的工艺性质有关，而且其区分能力强，测定方法简单，易于标准化。但是煤的挥发分不仅与煤的变质程度有关，而且还受煤的岩相组成的影响。同一种煤的不同岩相组成其挥发分有很大差别。变质程度相同的煤田，由于岩相组成的不同而有不同的挥发分值;而不同变质程度的煤，在岩相组成不同的情况下，也可能得到相同的挥发分值。因此，煤的挥发分有时也不能十分准确地反映煤的变质程度。尤其对于挥发分较高的煤，其误差更大。 因此，有的国家采用煤的发热量或镜质组反射率，作为烟煤和无烟煤变质程度的主要指标。煤的发热量适合于低变质程度的煤和动力煤，一般以干燥无灰基(恒湿无灰基)的高位发热量代表煤的变质程度。镜质组反射率在高变质阶段的烟煤和无烟煤，能较好地反映煤化程度的规律，并综合反映了变质过程中镜质组分子结构变化，其组成又在煤中占优势，因此，该指标可排除岩相差异的影响，比挥发分产率更能确切地反映煤的变质规律。 此外，煤中氢碳元素的原子比在一定程度上也能代表煤的变质程度。氢对高变质程度的煤，尤其无烟煤能很好地反映变质程度规律。我国现行无烟煤分类以煤中氢作为分类指标之一。 (二)煤的黏结性 煤的黏结性是煤在热加工过程中重要的工艺性质，是煤炭分类中又一个重要指标。表示煤的黏结性的指标很多，如胶质层最大厚度、罗加指数、坩埚膨胀序数、奥阿膨胀度和格金焦型等。 坩埚膨胀序数指标在法国、意大利、德国等国普遍采用。它在一定程度上反映煤的黏结性，而且方法简单，对于煤质变化不太大时，较为可靠。但其测定结果是根据焦饼的外形，故常有主观性，且过于粗略。 格金焦型在英国使用，它与挥发分较为接近，而对黏结性不同的煤都能加以区分。但其测定方法较为复杂，并且人为因素较大。 罗加指数对弱黏结煤和中等黏结煤的区分能力强，且测定方法简单，操作快速，所制样少，易于推广。 奥阿膨胀度对强黏结煤的区分能力较好，测试结果的重现性好，但对黏结性弱的煤时能力差，设备加工较困难。 吉氏流动度是反映煤产生胶质体最稀薄状态的黏度。它对弱或中等黏结煤有一定区分能力，该法灵敏度高，测值十分敏感，但存在许多人为和仪器的因素，使得在不同实验室测得结果不能一致。 我国目前采用胶质层最大厚度Y值和黏结性指数G来表示煤的黏结性。用胶质层最大厚度表征中等或强黏结煤的带结性，而用黏结性指数表征弱黏结煤的黏结性，这就充分利用了它们各自的优点。 第二节 中国煤的分类 一、我国原有煤的分类方案 我国煤原有的分类方案是以炼焦煤为主的工业分类方案。它是由中国科学院、原煤炭部、原冶金部等单位共同研究，于1956年12月提出的方案，1958年4月经原国家技术委员会正式颁布试行。 该分类方案的分类指标是煤的干燥无灰基挥发分(Vdaf)和胶质层最大厚度(Y值)。从褐煤到无烟煤之间的所有煤种，共分为10大类，24小类，见表9-20 10大类主要用于地质部门的资源勘探，煤炭部门的矿井建设和开采，管理部门的煤炭计划和调拨。24小类用于各种煤的合理利用和科学研究。 原有的煤炭分类方案，无论是在指导我国国民经济各部门正确而合理地使用我国的煤炭资源，还是在煤田地质勘探工作中正确地划分煤炭类别(牌号)和合理地计算煤田的