Ⅰ 煤的工業利用
各國的能源構成不同,消費構成也不同。我國能源以煤為主,約佔70%,煤炭的消費構成大體如下:火力發電31%,各種工業鍋爐31%,民用20%,煉焦8%,蒸汽機車4%,化工3%,出口3%。不同部門對煤質的要求不同。
1.煉焦用煤
焦炭用於煉鐵、鑄造、生產電石、氣化以及金屬的冶煉等。煉焦是在煉焦爐的炭化室內進行的。炭化室寬0.45m,高4.3~5.5m,長14~16m,可裝煤18~27t,炭化室兩邊為燃燒室,溫度達1300℃,隔著耐火磚把炭化室加熱至1100℃,煤在炭化室中隔絕空氣干餾,大約經過14~16h,煤就煉成焦炭。煉焦產品中焦炭約佔75%,焦爐煤氣18%,煤焦油4%,還有粗苯、氨、硫等。每座焦爐有炭化室幾十個至上百個。焦爐煤氣熱值很高,是很好的氣體燃料。煤焦油經分餾後可得到很多有用的化工產品,如汽油、煤油、柴油、潤滑油、瀝青等,粗苯和氨也是主要的化工原料。我國每年生產的焦炭5000×104t以上,其中大部分用於高爐煉鐵。焦炭在煉鐵高爐中所起的作用主要有三:一是還原劑,與鐵礦石中的氧作用生成CO和CO2,把鐵還原出來;二是熱源,焦炭燃燒時產生高溫(煉鐵高爐溫度約1600℃),保證化學反應的進行,使鐵礦石熔化;三是支撐劑,焦炭在高溫下不變形,保證高爐中氣流暢通、生產正常地進行。所以煉鐵必須有一定粒度的高強度、低灰低硫的優質焦炭。為保證焦炭的質量,對煉焦用煤有如下的要求:
1)有較強的結焦性和粘結性:煉焦用煤一般都要用多種煤配合煉焦;強粘結性煤如肥煤、焦煤要佔50%~60%,而粘結性差的煤如氣煤、瘦煤用量為40%~50%,有時也可用一部分弱粘煤代替氣煤。配煤後的膠質層厚度Y為16~20mm為佳。
2)煤的灰分要低:煉焦煤的灰分增加0.8%,焦炭的灰分就增加1%,焦炭的強度會下降2%,煉鐵時的焦比(煉1t鐵所需焦炭量與鐵的比值)要增高2%~2.5%,生鐵產量要下降2.55%~3%,高爐排渣量要增加2.7%~2.9%。所以要求煉焦煤的灰分越低越好。但為了保證精煤的回收率,所以煤焦配煤的灰分Ad≤10%為宜。由於我國的氣煤多,而焦煤少,所以我國焦煤、肥煤的灰分可放寬至12%,氣煤的灰分則要小於9%。不管原煤灰分多低,煉焦用煤都要進行洗選,不但降低了灰分,而且可脫除大部分絲質體和半絲質體等不粘結組分,使鏡質組富集而提高煤的粘結性。
3)煤的硫分要低:煉焦煤中的硫有80%進入焦炭,焦炭在煉鐵時,硫進入生鐵。生鐵中含硫大於0.07%,即為廢鐵,不能煉鋼,因煉出的鋼具熱脆性,易脆裂。為了脫硫,要在高爐中加入石灰石、白雲石等熔劑與硫形成爐渣(CaS)排出。通常煉焦煤的硫增加0.1%,焦炭中的硫增高0.08%,石灰石用量就增加1.6%,焦比上升1.2%,高爐的生產能力就降低1.6%~2.0%。所以要求煉焦配煤後的硫含量St,d≤1.2%。有些工業先進國家,要求配煤的硫含量要小於0.5%。煤中的磷在煉焦時也會進入焦炭,焦炭煉鐵時磷進入鐵中。磷也會使鐵變脆,其危害比硫更大。煉焦配煤中要求磷含量Pd≤0.1%。我國煤中的磷含量一般都不高。
4)配煤的揮發分要合適:配煤的揮發分過高,會降低焦炭強度;揮發分過低,雖可提高焦炭的強度和塊度,但煉焦時膨脹壓力過大,推焦困難,而且揮發分低,化學產品的回收率低,使煉焦成本提高。一般配煤的揮發分Vdaf為28%~32%較合適。若生產鑄造焦,揮發分可低一點(Vdaf=28%),可得較多的大塊焦。化工用焦,焦炭強度可稍降低,故揮發分可高些,灰、硫的要求也可放寬一些。
5)其他指標要求:要求配煤總水分Mt在7%~10%之間。因水分高,消耗熱量,需要延長煉焦時間,降低焦炭的產量。煉焦配煤的粒度,要求小於3mm佔80%以上。粒度太大,煤料混合不均勻,煉出焦炭強度受影響;粒度太小,增加磨煤費用和電耗,而且裝爐煤的堆密度變小,會減少焦炭產量,降低焦炭質量。配煤的粘結性較差時,可用搗固的辦法增加堆密度,減少顆粒間的間隙,改善煤的粘結性,也可加入瀝青等粘結劑來改善粘結性。煤料揮發分高,收縮太大時,可加入細粉碎無煙煤、半焦等瘦化劑,以提高焦炭強度。
2.氣化用煤
煤直接燃燒效率低,熱能利用率僅15%~18%,且污染大氣。我國每年燃燒煤炭排入大氣的煙塵量達1200×104t,SO2達1800×104t,占排入大氣污染物總量的60%~80%。全國有幾十個城市出現酸雨,近40%的國土受酸雨的污染,酸雨主要是硫酸(90%),其次為硝酸和弱酸。大氣中含硫0.8mg/m3就會使人致病,酸雨使湖泊酸化、魚藻死亡、農作物枯萎、土壤中養分流失,還破壞金屬構件、建築物,文物古跡、油漆、衣物也受其腐蝕。酸雨給國民經濟造成巨大損失,已成為國際上重大的環境污染問題。用煤生產煤氣作為燃料稱為煤的氣化,是減少對大氣和環境污染的辦法。煤氣的熱效率高達55%~60%,比直接燃煤提高3倍,潔凈、空氣污染小,運送方便,生產工藝和設備比較簡單。煤的氣化是使煤與氧氣、空氣、水蒸氣等反應,生成含有CO和H2等可燃氣體的工藝過程,即把固態的煤變成可燃氣體的過程。
2C+O2→2CO+Δ
C+H2O→CO+H2-Δ
式中:Δ表示無效成分。
據氣化劑的不同,煤氣可分為空氣煤氣、水煤氣和半水煤氣等。以空氣作為氣化劑生產出來的煤氣稱為空氣煤氣,但有效成分H2和CO含量只有12%,發熱量太低,用處不大;以水蒸氣、氧氣作為氣化劑生產出來的煤氣稱為水煤氣,有效成分CO和H2的含量可達86%,發熱量高,可作燃料和化工原料,也是工業用氫的來源;以空氣和水蒸氣作為氣化劑生產出來的煤氣稱為半水煤氣,有效成分H2和CO的含量達70%,N2含量為20%,發熱量中等,是合成氨的原料,也可作燃料。
氣化用的爐型不同,對煤質的要求也不一樣。常見的有固定床氣化爐、沸騰床氣化爐和懸浮床氣化爐。
(1)固定床氣化爐
固定床氣化爐為圓形爐子,煤由爐子上方加入,在爐柵上進行燃燒氣化。氣化劑從爐柵下部向上通入,生成的煤氣從上方導出。爐柵附近溫度高,為氧化層,向上溫度逐漸降低,分別為還原層、干餾層和乾燥層。
固定床氣化爐必須用塊煤,粒度最好為25~50mm,其次為13~50mm,13~25mm,25~75mm等。煤種以低煤級的褐煤、不粘煤、長焰煤、弱粘煤、氣煤為佳。要求煤的抗碎強度較高,熱穩定性要好(TS+6>70%),煤的活性好,灰分Ad<25%,硫分St,d<2%,固態排渣爐要求煤灰的軟化溫度ST>1200℃,液態排渣爐要求煤灰的熔化溫度FT<1300℃,要求煙煤膠質層厚度Y<16mm。
(2)沸騰床氣化爐
煤在爐上呈浮動的狀態,就像沸騰的水,故稱沸騰床氣化爐。用粒度<8mm的煤,而<1mm的粉煤越少越好,不然飛灰的損失大,影響煤的有效利用率。煤種以低煤級的褐煤、長焰煤或不粘煤為佳。要求煤的水分Mt≤12%,灰分Ad≤25%,硫分St,d<2%,活性要好,a>60%(950℃時CO2的還原率),煤灰軟化溫度ST<1200℃。
(3)懸浮床氣化爐
把煤磨成粉,噴至爐內呈懸浮狀態進行燃燒氣化。煤要磨得很細,<200網目(篩孔邊長為0.074mm)的煤粒要>90%。煤粉在爐中1s內完成氧化反應,爐中溫度高達1400~1500℃。生成煤氣可供生產合成氨。該爐對煤種不限,對粘結性等無要求,但煤的水分要盡量少,Mt<5%。懸浮床氣化爐生產能力大,1h可生產5×104~12×104m3的煤氣。
(4)生產合成氨對煤質的要求
我國中型化肥廠生產合成氨的氣化爐一般用固定床氣化爐,對煤質有嚴格要求。要用無煙煤,塊煤粒度為25~50mm,或15~100mm,13~25mm,13~70mm;含矸率(粒度大於50mm的矸石量百分比)小於4%,限下率(小於粒度下限的煤百分比)為15%~21%;Mt<6%;Vdaf≤10%,Ad為16%~24%,St,d≤2.0%,ST≥1250℃,TS+6≥70%,抗碎強度(大於25mm)不小於65%。
3.液化用煤
煤的液化就是將煤中的有機質轉化成液態產物的加工過程。煤炭液化的主要目的是為了獲得液體燃料,如汽油、柴油、煤油等,也可將液態產物加工成無灰焦炭,用以製造電極、碳纖維、粘結劑,生產有機化工產品,煤液化的副產品煤氣可作為氣體燃料。
煤液化的方法可分3類:煤直接加氫液化(如高壓加氫法,溶劑精煉煤法);煤間接液化(先將煤氣化為水煤氣,然後合成液態產物);煤的部分液化(即低溫干餾法)。
(1)煤直接加氫液化
煤是固體,碳含量高、氧含量高(15%~25%)、氫含量低(<7%)、原子比小,煤的分子結構為高分子縮聚物,結構單元為縮合芳香環,環上帶有直鏈烴側鏈和各種含氧、氮、硫的官能團,各結構單元通過醚鍵或非芳香烴連接,煤分子量很大,一般認為>5000。石油是液體,氫含量高(11%~14%),氧含量低(<1%),H/C原子比大,石油分子結構以烷烴、環烷烴為主,分子量小,約200。煤的直接加氫液化,實質就是煤在溶劑、催化劑和高壓氫存在的條件下,切斷煤的化學鍵,在鍵的斷裂處用氫來補充,使煤變成低分子量、含氫高的油和氣。加氫液化時,煤要破碎至<0.3mm,與蒽油(或四氫萘)混合製成煤糊,反應塔中溫度為400~480℃,有CoMo催化劑,10~20MPa壓力,煤糊在反應塔中被裂解,加氫液化,生成的液態產物可分餾出各種組分,氣態產物可作燃料氣用。據需要可改變反應溫度和壓力,生產產品可以液態為主,也可以固態為主。固態產品稱溶劑精煉煤,是優質清潔燃料和化工原料,可用於煉焦配煤,做型煤的粘結劑,生產高級碳素材料、碳素纖維等。
加氫液化要採用低煤級的煤,如褐煤、長焰煤或Vdaf>35%的氣煤。碳氫比要小,C/H<16,殼質組和鏡質組含量要高,惰質組含量要低(I<10%,因其不液化),煤的灰分要低(Ad<5%),灰熔點要高(ST>1200℃)。
(2)煤間接液化(又稱一氧化碳加氫法)
其原理是先將煤氣化得原料氣(CO+H2),然後在一定溫度和壓力下經催化合成,得到液態烴和液化石油氣。產品有合成石油氣、汽油、柴油、燃料油、蠟、醇、酸、酮等。目前南非有正式生產廠,年產量超過200×104t。
煤間接液化對煤質的要求與氣化爐有關。如移動床加壓氣化爐,要求用塊狀無煙煤或焦炭,粒度均勻,灰分低,灰熔點高,抗碎強度高,熱穩定性好,硫分低,水分低,揮發分低。
(3)煤的部分液化
即低溫干餾,要用含油率高的褐煤或高揮發分煙煤,如長焰煤、氣煤等。
4.火力發電用煤
我國約有30%的煤用於火力發電,年耗煤約4×108t,是用煤大戶。我國火力電廠大多採用粉煤鍋爐,裝機容量越大的發電廠,對煤的熱值及可磨性要求越高。煤的粒度越細越好,要求<200網目(篩孔邊長<0.074mm)的粉煤要佔85%以上(褐煤80%以上),所以要求煤的可磨性越大越好,可減少電耗。影響電廠用煤指標的主要有揮發分(Vdaf)、灰分(Ad)、水分(Mar)、硫分(St,d)、發熱量(Qnet,ar)、灰熔點(DT,ST,FT)等。
1)發熱量等級(表7-10):不同煤級的煤,揮發分不同,發熱量不同,要根據不同爐型的煤來燃燒。如用任意煤級的煤,則燃燒的穩定性及效率會受影響。
表7-10 火力發電用煤對發熱量的要求
2)灰分等級(Ad):分3等:A1≤24%;A2為24%~34%;A3為34%~46%。灰分降低發熱量,粘污設備,造成顯熱損失,故對灰分有一定的要求。
3)水分等級(Mt%):
Vdaf≤40%時,M1≤8%,M2在8%~12%范圍內;
Vdaf>40%時,M1≤22%,M2在22%~40%范圍內。
煤中含水分Mt>60%時,要先乾燥,不能直接燃燒。
4)硫分等級(St,d%):S1≤1.0%或S2在1.0%~3.0%之間。硫分高於3.0%會造成嚴重的腐蝕和環境污染。
5)灰熔點(ST):固態排渣爐要求高的灰熔點,液態排渣爐要選用低灰熔點的煤。當Qnet,ar>12.54MJ/kg時,要求ST>1350℃;當Qnet,ar≤12.54MJ/kg時,對灰熔點不限。
5.鐵路機車用煤
機車鍋爐的煙道較短,要求水蒸氣的蒸發量大(70~80kg/(M2·h)),通風強度大,流速快(>30m/s),故需使用塊煤。如果用末煤就會產生飛揚損失,粉煤沒充分燃燒即被吹出,熱能不能得到充分利用,損失率可達15%~20%,大供氣時可達25%~30%。塊煤的粒度以6~50mm為好。塊煤供應不足時,也可供原煤,但含矸率要不大於1%,用混煤則要粒度為0~50mm。供應顆粒煤時限下率要小於15%,含末率要小,含末率增大1%,則煤耗增加0.4%。煤種可用長焰煤、弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤、氣煤、肥煤、氣肥煤等,要求揮發分大一些(Vdaf≥20%)。一般不使用褐煤,褐煤燃燒時火力不猛,使蒸氣壓力達不到要求。
機車用煤的硫分要低(St,d<1.5%),隧道多的地方要求St,d<1.0%,灰分要低(Ad≤24%)。煤的灰熔點越高越好,要求軟化溫度ST>1200℃,以免結渣影響爐子通風。煤的發熱量分3級:①Qnet,ar為20.9~23.00MJ/kg;②Qnet,ar為23.00~25.09MJ/kg;③Qnet,ar≥25.09MJ/kg。用弱粘結性煤較好,用不粘結煤易漏失,用強粘結性煤則阻礙爐子通風。
6.船舶用煤
船舶用煤對質量要求更嚴,因船的體積小,供煤不方便,故要求高熱值的低灰塊煤。粒度為13~50mm間的小塊和中塊煤或者混塊煤,灰分Ad<14%,發熱量Qnet,ar≥25MJ/kg,揮發分(Vdaf)最好在25%~40%之間,煤灰熔點ST≥1250℃。可採用單種煤,也可用配煤燃燒,一般無煙煤和褐煤不宜做船舶用的配煤。
7.高爐噴吹用煤
為了降低高爐煉鐵時的焦比,國內外普遍採用噴吹無煙煤粉、天然氣和重油等燃料來代替部分焦炭,可降低生鐵的成本,每噴吹1t優質無煙煤可節約焦炭800~900kg。噴煤粉率可達24%~30%,比用焦炭成本低一半。
噴吹用的無煙煤,要求可磨性好,HGI指數越大越好,可減少磨煤電耗;灰分、硫分要低,Ad≤12.5%,St,d<1.0%,Vdaf=10%左右,Mt<8%。水分高的無煙煤粉在噴吹時的黏滯力大,甚至使煤粉粘在一起而無法噴吹。煤灰成分中SiO2/CaO要小於1,因為CaO增高有助於降低酸性爐渣的黏度。無煙煤粉的細度,要求大於160網目的數量小於10%,最高不超過15%。我國新密、陽泉、汝箕溝、焦作、晉城等地的無煙煤可用於噴吹。低灰、低硫、強爆炸性的煙煤也可用於噴吹,如山西大同優質的弱粘煤。高變質的超無煙煤由於不易研磨成粉,一般不用於高爐噴吹。
8.燒結礦用煤
煉鐵時對品位高的鐵礦石經一定的破碎和篩分即可入爐冶煉,但對含鐵量較低的貧礦則要預先破碎、洗選,提高品位後,把精礦粉與無煙煤和溶劑等在溫度1300℃左右燒結成球,再送入高爐冶煉,把精料燒結成塊,即為燒結礦。燒結用煤質量的好壞,將直接影響生鐵的質量。燒結用的無煙煤粒度為0~3mm,灰分,硫分要低(Ad≤15%,St,d≤1.0%),發熱量要高。
9.制活性炭用煤
活性炭是一種帶有活性的炭製品,具有強吸附作用。活性炭是黑色、無味、無嗅的固體,不溶於一般有機溶劑。它具有發達的微孔結構,具有巨大的比表面積,每克活性炭比表面積可達500~1500m2,最高可達2500m2,使活性炭具有很高的吸附能力。活性炭的化學穩定性高,可在很廣的酸鹼度范圍內使用。
活性炭是一種疏水性的吸附劑,能在氣體和污水凈化中發揮作用。它能從被污染的潮濕空氣中吸附SO2,NO2,CO2,H2S,氯、汞蒸氣以及苯、醇、醛、酚、汽油等多種氣態烴,及多種細菌、病菌、臭氣,還能吸附污水中各種化學物質、石油和細菌、病毒等,使水凈化至地面水標准。活性炭又是一種優良的催化劑及載體,用於氧化、還原、脫氫、合成等化學反應中。活性炭廣泛應用於食品、醫葯、工業用油劑、橡膠加工、石油煉制、染色、無機試劑的制備、有機合成、氣體凈化、溶液中貴金屬和溶劑的回收、防毒面具、解毒劑以及航空、軍工、消防等方面。
活性炭的品種有粉狀和粒狀等。生產時先將煤在溫度600℃下進行干餾,除去揮發分,然後將碳化物在溫度900℃下進行焙燒,用含氧氣體和水蒸氣、ZnCl2等活性劑進行活化,清除被吸附在碳表面的各種污染物,把被堵塞的微孔打開,從而增加活性炭的內表面積,恢復其活性。
各種煤都可作為生產活性炭的原料。高煤級煙煤和無煙煤制出的活性炭微孔發育,中孔少,適於氣體和蒸汽的吸附,也可作催化劑載體,用於水的凈化。低煤級煙煤和褐煤製成的活性炭中孔發育,微孔少,適於氣體脫硫、脫色及大孔徑的催化劑載體。對原料煤的要求是灰分越低越好,最高不超過10%,硫分越低越好,制顆粒狀活性炭,則要求無煙煤的熱穩定性要好。
10.製造電石用煤
在電爐內2200℃的高溫下,將生石灰與焦炭進行反應,生成電石(CaC2)。電石與水反應,生成乙炔(C2H2),乙炔在氧氣中燃燒可產生3500℃的高溫,可用來切割金屬;電石還可用於製造塑料、合成纖維、合成橡膠、化肥和農葯等。
製造電石可用焦炭或無煙煤。對無煙煤的質量要求:固定碳含量要高,揮發分Vdaf<10%,灰分要低(Ad<7.0%),全硫St,d≤1.5%,磷含量Pd<0.04%,煤的密度以小於1.6g/cm3為佳,粒度最好是3~40mm。
11.制腐植酸用煤
製造腐植酸一般採用腐植酸含量高的泥炭、年輕褐煤和風化煙煤及嚴重風化的無煙煤。要求煤的腐植酸產率大於30%,煤的灰分不宜超過40%。煤灰成分中以含氧化鉀和五氧化二磷較多為好,這樣可製成含多種肥效的復合肥料。
12.提取褐煤蠟用煤
褐煤蠟是輕工業、化學工業中不可缺少的原料,制電纜、皮鞋油、復寫紙、電子產品都少不了它。適於提取褐煤蠟的煤是年輕褐煤,要求苯抽提物EB,d>3%,灰分不宜太高。老褐煤的蠟含量低,不宜作為原料。
13.水泥工業用煤
大、中型水泥廠的磚窯燒成用煤對煤質的要求較高。首先是煤的灰分越低越好,一般要求Ad在20%~26%的范圍內。灰分太高,煤的發熱量太低,達不到熟料的燒成溫度(1450℃以上,燃燒火焰溫度達1600~1700℃),要求煤的發熱量>21MJ/kg,溫度低影響熟料的礦物成分和結晶狀態,使水泥的安定性強度(標號)降低;要求灰分的成分穩定,因為煤灰成分會影響水泥的配料,煤的揮發分以Vdaf>25%為宜,但不要超過40%。揮發分適中,火焰明亮,升溫快,熟料的質量好,煤的硫含量St,d<3%;煤種以焦煤、1/3焦煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤等較合適,也可採用配煤的方式。粒度以末煤、粉煤、混煤等小粒度最適宜,可減少磨煤電耗,粒度過細,易發生自燃爆炸,不安全。
14.陶瓷工業窯爐用煤
陶瓷工業窯爐可以用柴、煤、油、煤氣、天然氣作為燃料,也可用電。以煤作為燃料對煤質的要求是:發熱量Qnet,ar≥21MJ/kg,揮發分Vdaf為25%~30%,灰分Ad≤20%,灰熔點ST≥1300℃,硫分St,d<2%。
15.工業鍋爐的用途與用煤量
(1)工業鍋爐
鍋爐是生產水蒸氣和熱水的設備,按用途可分為動力鍋爐(火力發電廠)、工業鍋爐和採暖鍋爐、廢熱鍋爐。動力鍋爐產生高溫、高壓過熱蒸汽,工業鍋爐產生飽和蒸汽或中、低壓過熱蒸汽,採暖鍋爐只產生低壓飽和蒸汽和熱水。工業鍋爐廣泛用於化學工業、造紙、印染、紡織等行業。我國工業採暖鍋爐有幾十萬台,年耗煤近4×108t。約占我煤產量的30%。
(2)工業鍋爐分類
層燃爐:燃料在爐排上鋪成層狀,空氣由爐排下送入。燃料一部分在爐排上燃燒,一部分在爐膛中燃燒,可儲存較多的煤,燃燒穩定。按操作方式可分為手燒爐、鏈條爐、拋煤機爐、振動爐排爐等。
懸燃爐:又稱煤粉爐,沒有爐排,燃料在爐內呈懸浮狀態燃燒,燃燒穩定性差,但燃燒效果好,機械化程度高,適於大爐。
沸騰爐:把煤料破碎至一定粒度,從爐排下送入壓力較高的空氣,將燃料層吹到一定高度燃燒。燃料在爐內上下翻滾,完成燃燒過程。該爐可燒劣質煤、油頁岩、煤矸石、石煤,但飛灰量大,熱損失大,耗電量大。管道易磨損。
(3)各種工業鍋爐對煤質的要求
鏈條爐:煤的發熱量Qnet,ar一般在19~21MJ/kg之間,揮發分Vdaf>15%,灰熔點ST>1200℃,弱結渣性;用煙煤,粒度為10~50mm。適於10~75t/h蒸汽量的中型鍋爐。
振動爐排爐:用於容量2~10t/h的鍋爐,適於低揮發分的煙煤和無煙煤,不宜用粘結性強、灰熔點低、水分高的煤。爐排振動易漏煤、飛灰多。
往復推動爐排爐:可用高灰分、高水分低煤級煤,不宜用無煙煤及粘結性強的煙煤,用於6t/h的小鍋爐。
拋煤機爐:適用各種煤種,但粒度要在30~40mm范圍內,水分Mt≤15%。適於蒸發量<10t/h的鍋爐。
懸燃爐;適於任何煤種,但要有磨煤設備,適於蒸發量大於75t/h的大中型鍋爐。
沸騰爐:可用劣質煤、油頁岩、石煤等。
手燒爐:條狀爐排,適用褐煤和高揮發分煤;板狀爐適用無煙煤。
16.生活用煤
包括居民生活用煤、服務行業、機關團體用煤、冬季採暖用煤、城鄉小企業生產用煤,約占我國煤年產量的20%,每年用煤超過2×108t。
燒散煤熱效率僅為10%,煤球為20%,蜂窩煤為30%,上點火蜂窩煤達40%~50%。上點火蜂窩煤對煤質的要求是:易燃、上火快,發熱量高,硫低,火旺耐燒,使用方便,發熱量Qnet,ar在23~25MJ/kg之間,Vdaf在15%~20%范圍內,St,d<0.5%,著火點低。
Ⅱ ST在煤炭理化指標中是什麼意思
是全硫指標
是煤中的有害元素,包括有機硫、無機硫。 1% 以下才可用於燃料。部分地區要求在 0.6 和 0.8 以下,現在常說的環保煤、綠色能源均指硫份較低的煤。
常用指標有:空氣乾燥基全硫 (St,ad )、乾燥基全硫 (St.d) 及收到基全硫 (St,ar) 。
硫在煤炭中所含比例的多少即為煤炭的硫含量!煤中硫根據存在的狀態分為有機硫和無機硫兩大類,有時也有微量的呈單體狀態的元素硫。煤中乾燥基全硫含量St,d>3.00%的煤為高硫煤。但環保總局認為>2.00%就算高硫煤。
煤炭中的硫有腐蝕設備和污染空氣的負面作用,含硫量過大的煤需要脫硫處理。煤炭含硫量是檢查煤炭是否合格的一個標准。
Ⅲ 煤炭灰熔點DT,ST,FT,之間的數值有關聯嗎假如DT為1320那ST,FT為多少
沒有一定的關聯,煤炭灰熔點DT,ST,FT的溫度需要用灰熔點測定儀測試,球形、半球形、流動的溫度,儀器可以自動判斷--鶴壁市三傑儀器儀表有限公司
Ⅳ 外方提供的煤質報告中的灰熔點AFT(IDT ) 是指DT(變形溫度)還是ST(軟化溫度)或FT(流動溫度)
電力和煤炭的氣化灰融合是一個重要指標。飛灰各種礦物質組成的混合物,沒有固定的熔點,且只有一個熔化溫度范圍。灰融合也被稱為灰熔點。煤中的礦物質,一種單組分,低灰熔點煤灰熔點比。灰熔點測定方法常用角錐法,見GB219-74。煤灰與糊精混合,模壓成一個三角錐,在高溫爐加熱下,根據灰錐形態學變化DT(變形溫度),ST(軟化溫度)和FT(熔化溫度)。灰融合ST的總體評估。
煤灰熔融性煤灰熔融性和煤灰粘度是電力煤灰熔融習慣簡稱為灰熔點的一個重要指標,但嚴格來說,這是不正確的,因為灰多種礦物質,這樣的混合物組成的混合物中,並沒有固定的熔點,只有一個熔化的溫度范圍內開始熔化溫度比純礦物的一個組成部分的熔點低。這些元件在一定的溫度,而且共晶的形成,這種共晶熔融灰中其他高熔點物質的性能,在熔融狀態下,從而改變到它的熔化溫度的熔體。 />煤灰熔化和煤灰的利用取決於組合物的灰。灰的組合物是非常復雜的,主要有:二氧化硅,氧化鋁,FE23,氧化鈣,氧化鎂,SO3等,如在下面的表中示出:p>的灰成分分析
灰成分SiO2 A12O3的氧化鐵曹氧化鎂K2O +氧化鈉
含量(%)15 60 15 40 1 35 1到1月20日至1月5日至5 5
灰成分其內容和他們積累的環境。甲特定縫礦物粘土,灰分含量相比,二氧化硅,氧化鋁,一般可達5080%的總和。煤層中形成的,如中國北方的沿海沼澤晚石紀煤層黃鐵礦含量高,更高的Fe2O3和SO3含量煤灰中,內陸湖盆形成於第三紀褐煤灰鈣含量。高。 />了大量的實驗數據表明,SiO2的含量為4560%,灰熔點SiO2含量的增加,它的二氧化硅的含量 60%,灰熔點的關系並不明顯。 A12O3總是增加的灰在灰熔點。煤灰的氧化鋁的含量超過30%的灰熔點在1500。中的Fe2O3的灰分含量,氧化鈣,氧化鎂是更容易融化組件,成分的含量較高,灰熔點越低。灰熔點根據其組成與實證計算。
Ⅳ 煤工業分析里st代表什麼
煤工業分析里st代表:煤中各種形態的硫的總和。
簡介:
煤中各種形態的硫的總和稱為煤的全硫(St)。
煤的全硫通常包含煤的硫酸鹽硫(Ss)、硫鐵礦硫(Sp)和有機硫(So).
St=Ss+Sp+So
如果煤中有單質硫,全硫中還應包含單質硫。
Ⅵ 煤炭里的 G值 和 Y值 是什麼意思
煤炭G值是指煤炭的粘結指數。
粘結指數是用於評價煤的塑性的一個指標,根據煤的粘結指數,可以大致確定該煤的主要用途。 中國標准(GB5447–85)規定了煙煤粘結指數的測定方法。其要點是,將一定質量的試驗煤樣和專用無煙煤,在規定的條件下混合,快速加熱成焦,所得焦塊在一定規格的轉鼓內進行強度檢驗,以焦塊的耐磨強度,即對抗破壞力的大小表示試驗煤樣的粘結能力。
煤炭Y值是指煤炭的膠質層指數。
膠質層指數是指用膠質層最大厚度等特性表徵煤的塑性的一種指標。膠質層指數包括膠質層最大厚度值、最終收縮度,同時還可以得到體積曲線形狀、焦塊特徵、焦塊抗碎能力。Y值主要表徵塑性階段膠質體的數量。它與膠質體的流動性、熱穩定性、不透氣性和塑性溫度區間有關,對中等粘結性和較強粘結性煙煤有較好的區分能力。
煤炭質量的基本指標:
一、水分(M )
水分的存在對煤的利用極其不利,它不僅浪費了大量的運輸資源,而且當煤作為燃料時,煤中水分會成為蒸汽,在蒸發時消耗熱量;另外,精煤的水分對煉焦也產生一定的影響。一般水分每增加2 % ,發熱量降低100kcal/kg(大卡/千克);冶煉精煤中水分每增加1 % ,結焦時間延長5 一10min .
二、灰分(A )
煤在徹底燃燒後所剩下的殘渣稱為灰分,灰分分外在灰分和內在灰分。外在灰分是來自頂板和夾研中的岩石碎塊,它與採煤方法的合理與否有很大關系。外在灰分通過分選大部分能去掉。內在灰分是成煤的原始植物本身所含的無機物,內在灰分越高,煤的可選性越差。灰是有害物質.動力煤中灰分增加,發熱量降低、排渣量增加,煤容易結渣;一般灰分每增加2% ,發熱量降低100kcal / kg 左右。冶煉精煤中灰分增加,高爐利用系數降低,焦炭強度下降,石灰石用量增加;灰分每增加1 % ,焦炭強度下降2 % ,高爐生產能就下降3 % ,石灰石用量增加4 % .
三、揮發分(V )
煤在高溫和隔絕空氣的條件下加熱時,所排出的氣體和液體狀態的產物稱為揮發分。揮發分的主要成分為甲烷、氫及其他碳氫化合物等。它是鑒別煤炭類別和質量的重要指標之一。一般來講,隨著煤炭變質程度的增加,煤炭揮發分降低。褐煤、氣煤揮發分較高,瘦煤、無煙煤揮發分較低。
四、固定碳含量(FC )
固定碳含量是指除去水分、灰分和揮發分的殘留物,它是確定煤炭用途的重要指標。從100減去煤的水分、灰分和揮發分後的差值即煤的固定碳含量。根據使用的計算揮發分的基準,可以計算出干基、乾燥無灰基等不同基準的固定碳含量。
五、全硫(St)
硫是煤中的有害元素,包括有機硫、無機硫。1%以下才可用於燃料。部分地區要求在0.6和0.8以下,現在常說的環保煤、綠色能源均指硫份較低的煤。常用指標有:空氣乾燥基全硫(St,ad)、乾燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。
六、發熱量(Q )
發熱量是指單位質量的煤完全的燃燒時所產生的熱量,主要分為高位發熱量和低位發熱量。煤的高位發熱量減去水的汽化熱即是低位發熱量。發熱量國際單位為百萬焦耳/千克(MJ/kg ) ,常用單位大卡斤克,換算關系為:1MJ / kg =239 . 14kcal / kg 、 1J = 0.239gcal 、1cal= 4 . l8J 。如發熱量5500kcaL/ kg , 5500kcal / kg=5500÷239 . 14 = 23MJ/kg .為便於比較,我們在衡量煤炭時消耗時,要把實際使用的不同發熱量的煤炭換算成標准煤,標准煤的發熱量為29 . 27MJ/kg ( 7000kcal / kg )。國內貿易常用發熱量標准為收到基低位發熱量( Qnet,ar) ,它反映煤炭的應用效果,但外界因素影響較大,如水分等,因此Qnet,ar 不能反映煤的真實品質。國際貿易通用發熱量標准為空氣乾燥基高位發熱量( Qgr,ad) ,它能較為准確的反映煤的真實品質,不受水分等外界因素影響。在同等水分、灰分等情況下,空氣乾燥基高位發熱量比收到基低位發熱量高1.25MJ/kg ( 300kcal / kg)左右.
七、膠質層最大厚度(Y )
煙煤在加熱到一定溫度後,所形成的膠質層最大厚度是煙煤膠質層指數測定中利用探針測出的膠質體上、下 層面差的最大值。它是煤炭分類的重要標准之一。動力煤膠質層厚度大,容易結焦;冶煉精煤對膠質層厚度有明確要求.
八、粘結指數(G )
在規定條件下以煙煤在加熱後粘結專用無煙煤的能力,它是煤炭分類的重要標准之一,是冶煉精煤的重要指標。粘結指數越高,結焦性越強.
九、煤灰熔融性溫度(灰熔點)
在規定條件下得到的隨加熱溫度而變化的煤灰熔融性變形溫度(DT )、軟化溫度( ST )、半球溫度(HT)、流動溫度(FT ) ,常用軟化溫度(ST )來表示。灰熔融性溫度越高,煤灰不容易結渣。因鍋爐設計不同,對灰熔融性溫度要求也不一樣。煤灰熔融性溫度的高低,直接關繫到煤作為燃料和氣化原料時的性能,煤灰熔融性溫度低,煤灰容易結渣,增加了排渣的難度,尤其是固態排渣的鍋爐和移動床的氣化爐,煤灰熔融性溫度要求較高。
十、哈氏可磨指數(HGI )
哈氏可磨指數是反映煤的可磨性的重要指標。煤的可磨性是指一定量的煤在消耗相同的能量下,磨碎成粉的難易程度。可磨指數越大,煤越容易磨碎成粉。在發電煤粉鍋爐和高爐噴吹用煤,可磨指數是質量評價的一個重要指標。
十一、吉氏流動度(ddpm)
煤的流動度是表徵煤在干餾時形成的膠質體的粘度,是煤的塑性指標之一。流動度是研究煤的流變性和熱分解力學的有效手段,又能表徵煤的塑性,可以指導配煤和焦炭強度預測。吉氏流動度是以固定力矩在煤受熱形成的膠質體中轉動的最大轉速表示的流動度指標,用每分鍾轉動的角度來表示。
十二、坩堝膨脹序數(CSN )
坩堝膨脹序數是在規定條件下以煤在坩堝中加熱所得焦塊膨脹程序的序號表徵煤的膨脹性和塑性指標.坩堝膨脹序數的大小取決於煤灰熔融性、膠質體生成期間析氣情況和膠質體的不透氣性。
十三、焦渣特徵(CRC )
煤炭熱分解以後剩餘物質的形狀。根據不同形狀分為8 個序號,其序號即為焦渣特徵代號。
1──粉狀。全部是粉末,沒有相互粘著的顆粒.
2──粘著。用手指輕碰即為粉末或基本上是粉末,其中較大的團塊輕輕一碰即成粉末。
3──弱粘性。用手指輕壓即成塊。
4 ──不熔融粘結。用手指用力壓才裂成小塊,焦渣上表面無光澤,下表面稍有銀白色光澤.
5 ──不膨脹熔融粘結。焦渣形成扁平的塊,煤粒的界限不易分清.焦渣上表面有明顯的銀白色金屬光澤,下表面銀白色光澤更明顯。
6──微膨脹熔融粘結。用手指壓不碎,焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤,但焦渣表面具有較小的膨脹泡.
7──膨脹熔融粘結。焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤,明顯膨脹,但高度不超過15mm。
8──強膨脹熔融粘結。焦渣的上、下表面有銀白色金屬光澤,焦渣高度大於15mm。
Ⅶ st是什麼計量單位
英石(英文:Stone,縮寫st)是不列顛群島使用的英制質量單位之一,亦被英聯邦國家普遍採用。
許多北歐國家在採用公制之前也使用英石作為質量單位。1986年,不列顛群島廢除了英石作為質量單位的法定地位,但在稱量體重時,英石仍被廣泛使用。1英石等於14磅。
英石還表示一定數量或重量的某些商品。在倫敦,1英石的牛肉是8磅;在哈福德郡,是12磅;在蘇格蘭,是16磅。
(7)煤工業st和ft是什麼意思擴展閱讀
在古羅馬時期,商業活動中的砝碼是以羅馬磅(327.54克)為基礎倍數而製作出來的石頭。
在中世紀,一個大小適當石頭會被選為當地農產品的稱重標准,但針對於不同的商品和地區,其實際重量並不相等。中世紀晚期的國際貿易,比如英國出口到佛羅倫薩的羊毛原料,需要一個固定的標准。
1389年,愛德華三世頒布了一項皇家法令,將一英石固定在14磅。在英國,出售土豆傳統上以英石和半英石為基礎(14磅和7磅),以此遞增。