煤炭质量的评估基于一系列关键指标,这些指标能够反映煤炭的物理化学特性和其在实际应用中的表现。以下是七个主要的质量指标及其标准参数:
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水分(M):煤中的水分包括内在水分和外在水分。全水分(Mt)是这两者的总和,通常要求其不超过8%。水分的存在对煤的利用极其不利,因为它不仅浪费了大量的运输资源,而且当煤作为燃料时,其中的水分会成为蒸汽,在蒸发时消耗热量;精煤的水分对炼焦也产生一定的影响,一般水分每增加2%,发热量降低100kcal/kg(大卡/千克)。
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灰分(A):灰分是指煤在彻底燃烧后留下的残渣,分为外在灰分和内在灰分。外在灰分可以通过分选大部分去除,而内在灰分则是成煤的原始植物本身所含的无机物。灰分越高,说明煤中可燃成分越低,发热量也越低。在动力煤中,灰分增加会导致发热量下降、排渣量上升,并且煤容易结渣;而在冶炼精煤中,灰分增加则会导致高炉利用系数下降、焦炭强度减弱以及石灰石用量增多。
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挥发分(V):挥发分是在高温隔绝空气条件下加热煤时排出的气体和液体状态产物,主要包括甲烷、氢和其他碳氢化合物等。它是鉴别煤炭类别和质量的重要指标之一。随着煤炭变质程度加深,挥发分逐渐减少,褐煤和气煤挥发分较高,瘦煤和无烟煤挥发分较低。
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固定碳含量(FC):固定碳是指除去水分、灰分和挥发分后的残留物,它是确定煤炭用途的重要指标。从100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即为煤的固定碳含量。
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硫分(St):硫是煤中的有害元素,包含有机硫和无机硫。一般来说,煤中硫含量低于1%才可用于燃料,部分地区要求更低至0.6%-0.8%之间。高硫煤燃烧时会产生二氧化硫,造成环境污染并对锅炉系统造成腐蚀。
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发热量(Q):发热量指单位质量的煤完全燃烧时产生的热量,主要分为高位发热量和低位发热量。标准煤的发热量为29.27MJ/kg(7000kcal/kg)。国内贸易常用收到基低位发热量(Qnet,ar)作为计价依据,而国际贸易通用空气干燥基高位发热量(Qgr,ad),它能更准确地反映煤的真实品质。
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粘结指数(G):对于某些特定类型的煤如烟煤,还有一个重要的评价指标是粘结指数,它反映了煤在加热后粘结专用无烟煤的能力。该指标是煤炭分类的重要标准之一,也是冶炼精煤的关键参数,粘结指数越高,表明煤的结焦性越好。
这些指标共同决定了煤炭的适用性和市场价值。例如,一个理想的动力煤应当具有适中的挥发分、低灰分和硫分以及高的固定碳含量和发热量,这样才能保证高效、环保的能源利用。而对于冶金行业而言,除了上述条件外,还需要考虑煤的粘结性和膨胀特性,以确保生产出高质量的焦炭。理解并准确测量这些指标对于合理选择和使用煤炭资源至关重要。