(一)水分(Moisture)
水分符號:M,單位:%,是一項重要的煤質指標,煤的水分對其加工利用、貿易、運輸和儲存都有很大的影響。一般說來,水分高要影響煤的質量。在煤的利用中首先遇到的是煤的破碎問題,水分高的煤就難以破碎;在鍋爐燃燒中,水分高就影響燃燒穩定性和熱傳導;在煉焦時,水分高會降低焦產率;而且由於水分大量蒸發帶走熱量而延長焦化週期;在煤炭貿易中,水分也是一個定質和定量的主要指標,故在簽訂銷煤合同時,使用者一般都會提出煤中水分的限值。
煤的水分簡單地說分為:全水分、內在水分、外在水分、結晶水和分解水,在實際測定中只能測煤的全水分、內在水分、外在水分和最高內在水分,而不測定結晶水和分解水。
日常所說的煤的水分是指,在環境溫度和溼度下,煤與大氣達到接近平衡時所失的那部分水(外在水)和留下來的內在水分,它們的測值隨測定環境的溫度和溼度改變而發生變化,這也是為什麼礦發煤與使用者的水分往往有較大差異的原因。
煤炭運銷中常用的水分指標有:全水(符號:Mt),全水分包括外在水分和內在水分;一般分析煤樣水分(也稱空幹基水分,符號:Mad ),它是指分析用煤樣(<0.2mm)在實驗室大氣中達到平衡後所保留的水分,也可以認為是內在水分。有時使用者也會要求使用收到基水分(符號:Mar),一般可認為Mar=Mt。
(二)灰分(Ash )
煤中灰分符號:A,單位:%,是另一項在煤質特性和利用中起重要作用的指標,它與含碳量、發熱量、結渣性、可磨性等有不同程度的依賴關係。在煤燃燒和氣化中,根據煤的灰分以及灰熔融性、灰粘度、導電性、化學組成等特性來預測燃燒和氣化中可能出現的腐蝕、沾汙、結渣等問題並據此進行爐型選擇;在煉焦中,要用煤的灰分大小來預測焦炭中灰分的高低。煤的灰分高,有效碳的含量就低,發熱量一般也低,在商業上要根據煤的灰分來定級論價(現煉焦煤以灰分論價,動力煤已改為以熱值為主論價)。
煤的灰分在煤炭分析中的定義為:煤完全燃燒後留下的殘渣,它不是煤中固有的礦物質,而是在高溫下經各種化學反應而生成的固體殘留物。在煤炭運銷中常用的灰分指標有:空幹基(又稱分析基)灰分(符號:Aad)、幹基灰分(符號:Ad)和收到基灰分(符號:Aar)。
(三)揮發分(全稱為:揮發分產率,Volatile matter )
煤的揮發分符號:V,單位:%,是煤中的有機物質和一部分礦物加熱分解的產物;它不是煤中固有物質;而是在特定溫度下的煤熱分解產物,所以確切地說揮發分叫揮發分產率。煤的揮發分與煤的變質程度有很大的關係,隨煤化程度的增加,揮發分降低;如褐煤的揮發分一般為38%-65%,煙煤的揮發分一般為10%-55%,無煙煤揮發分≤10%。揮發分是決定煤炭利用的重要指標,在燃煤中,根據揮發分來選擇適於特定煤源的燃燒裝置或適於特定裝置的煤源(在鍋爐設計時已將揮發分值設定在某一範圍,所以使用者在購煤時要強調揮發分指標);在煉焦中,要根據揮發分來確定配煤比例,因揮發分適中的煙煤,粘結性好,適於煉焦;在氣化和液化工藝的條件選擇上,揮發分也有重要的作用;在環境保護中,揮發分還作為一項制定煙霧法令的依據。
煤的揮發分與其它煤質指標如發熱量、碳和氫含量都有較好的相關關係。
在煤炭運銷中常用的揮發分指標有:空幹基揮發分(符號:Vad )、幹基揮發分(符號:Vd)、收到基揮發分(符號: Var)和乾燥無灰基揮發分(符號:Vdaf )。
(四)固定碳(Fixed carbon )
固定碳符號:FC,單位:%,也是有些使用者經常要求的一個煤質指標,該指標不同於煤的元素分析中的碳(由實際測定得出),它是根據煤的水分、灰分和揮發分計算出來的, FC=100-(M+A+V)。常用的固定碳指標有:幹基固定碳(符號:FCd)和收到基固定碳(FCar)等。
(五)全硫(total sulfur )
一般說煤中硫含量就是指全硫含量符號:St,單位:%,而直接測出的是空幹基全硫(符號:St,ad )。在煤炭運銷中常用的硫指標有:空幹基全硫、幹基全硫( St,d )和收到基全硫( St,ar)。
硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有機硫和以黃鐵礦為主的無機硫,一般來說煤中的無機硫透過洗選可以大部分脫除;而有機硫則很難除去。煤中硫在煤燃燒中大部轉化為SO2排入大氣,對環境造成嚴重的汙染,甚至造成酸雨,據統計1998年全國二氧化硫排放量為2090萬噸,其中因燃煤而排放大氣的SO2約佔80%-90%。在全社會日益重視生存環境的大氣候下,國家已對生產和使用高硫煤做出了限制,如北京市區燃煤含硫要
在0.5%以下,上海等沿海大城市燃煤含硫均要求小於0.6%或0.8%,因此各使用者在購買煤時都對煤中硫含量提出較嚴格的限定指標,神華煤之所以銷售情況良好,含硫較低(一般小於0.5%)也是主要的原因之一。但煤中硫在某些利用途徑中也能起到好的作用,如煤液化當中,硫又可以起到催化劑的作用;如高硫煤經洗選後回收的硫可用來生產硫和硫酸等。
(六)發熱量(calorific value)
煤的發熱量符號:Q,單位:J/g(焦耳/克)、MJ/kg(兆焦耳/千克),習慣上也使用cal/g(卡/克)、kcal/kg(千卡/千克);換算關係: 1卡=4.1816 焦耳,是表徵煤質的一個重要指標。一則它是燃燒裝置熱工計算的基礎;燃煤工藝過程中的熱平衡、耗煤量及熱效率等的計算都是以所用煤的熱值為依據的,在設計時也是根據煤的平均收到基來考慮鍋爐的種類、型號及燃燒方式;二則是是表徵煤的各種特徵的綜合指標。(Qgr,daf)與煤的變質程度有很大關係,一般是隨變質程度的加深而增高,如褐煤的發熱量較低,煙煤中到焦煤和肥煤熱值最高,焦煤以後隨煤的變質程度加深而略有降低,這就是為什麼的熱值比煙煤熱值低的原因。
由於煤的發熱量指標的重要性,使用者購煤時首先考慮的是熱值的高低,能否符合燃煤裝置對熱值的要求,在動力煤的計價中也是以發熱量作為結算依據。
煤炭運銷中常用的發熱量指標有:空幹基彈筒發熱量(符號:Qd,ad),空幹基(符號:Qgr,ad),幹基(符號:Qgr,d )和收到基(原稱應用基)(符號:Qnet,ar),有時也用到(符號:Qgr,daf)。在目前的煤炭購銷合同中,國內北方使用者一般用收到基(Qnet,ar),而南方使用者(如廣東)和國外客戶一般用空幹基高位發熱量(Qgr,ad),對於神華煤來說,兩種熱值表示方法相差較大(600kcal/kg-1000kcal/kg),簽訂合同時一定要明確熱值的表示基準,而更不能只寫發熱量多少,以免造成商務糾紛。
(七)可磨性(grindability)
煤炭運銷中常說的可磨性是指“哈氏可磨性指數”,符號:HGI。
煤的可磨性表示煤被磨碎的難易程度,煤的可磨性指數越大,則這種煤越易磨碎,反之則難。作為動力用煤,如電力、水泥廠等在設計與改進位制粉系統並估計磨煤機的產量和耗電量時,可磨性指數是一個很重要的指標。在以非煉焦煤為主的型煤工業中,為了知道所用煤料的粉碎性,以便確定粉碎系統的級數及粉碎機的型別,也要預先測定煤的可磨性。由於煤的複雜性,不同的煤往往具有不同的可磨性,即使同一礦區、同一煤層的煤,由於所含礦物質的性質、數量不同和煤的結構、揮發分以及水分的差異,也得不到相同的可磨性測值。鑑此,目前使用者在購煤時也要求煤的可磨性指標。
(八)煤灰熔融性(習慣稱灰熔點,ash fusibility)
灰熔融性是動力用煤和氣化用煤的重要指標,主要用於固態排渣鍋爐和的設計,並能指導實際生產操作;它也可以作為液態排渣爐設計中的參考依據。一般固態排渣爐,要求煤灰熔點愈高愈好,以免造成爐內結渣而難以排出。熔點低的煤,由於熔渣會包裹住煤而造成燃燒不完全,從而增加灰渣含碳量,嚴重時會堵塞爐柵,造成排渣困難,甚至造成停爐事故。熔渣還會腐蝕、共熔爐襯耐火材料,特別是當灰渣為酸性渣而爐襯耐火磚為鹼性磚或灰渣為鹼性(神華煤灰渣呈鹼性)而爐襯耐火磚為酸性磚時,共熔情況將更為嚴重。對於鏈條爐需要灰熔點較低一些,這樣可以保留適當的熔渣以起到保護爐柵的作用。而液態排渣爐則要求灰熔點愈低越好。神華煤由於煤中CaO和Fe2O3含量高,使得灰熔點較低,這是國外及國內不少使用者挑剔神華煤的原因之一,目前集團和公司已採取一些措施,如透過配煤及加新增劑等方式來提高灰熔點,但在銷售中如使用者要求灰熔點較高(大於1350℃)就需慎重考慮,即使能想法達到,其經濟效益也會有所損失。
(九)煤的著火點(也稱燃點)
將煤加熱到開始燃燒的溫度叫做煤的著火點,單位:℃,無代表符號。它是煤的特性之一。煤的著火點與煤的變質程度有很明顯的關係,變質程度低的煤著火點低(即容易著火),變質程度高的煤著火點高。在煤質分析中對同一煤檔測定的結果,分為原煤樣、還原樣和氧化樣報出,一般可利用原煤著火點和氧化樣著火點的差值來推測煤的自燃傾向,著火點低的煤其原煤樣和氧化樣著火點差值大(△T=原煤樣著火點一氧化樣著火點),如△T>40℃的煤易自燃,△T<20℃ 的煤除褐煤和長焰煤外都是不易自燃的煤。
神華煤由於本身的性質所決定,屬著火點較低( <300℃,為易自燃的煤,神華煤的這一缺陷為集團和公司煤炭生產、運輸、貯存及銷售都帶來了不少困難,使用者對此反映也較多,但目前對於解決煤自燃問題尚沒有較好的辦法。現集團要求控制上站煤及外運煤的溫度,貯存煤及時清倉等還是較有效的措施,神華煤雖易自燃,但在良好的堆存條件下(一般堆高<0.5m,通風較好),2-3個月的時間一般不會自燃著火。
(十)煤的密度
煤的密度分為:真相對密度(原稱真比重),符號:TRD;視相對密度(原稱容重),符號: ARD,無單位;堆密度,單位:t/m3(噸/米3)。
煤的真相對密度是計算煤層平均質量與研究煤炭性質的一項指標。煤的視相對密度在計算煤的儲量及運輸、粉碎、燃燒和設計貯煤倉等時需用此指標。煤的堆密度在設計煤倉、估算煉焦爐裝煤量等情況下使用。
(一)水分(Moisture)
水分符號:M,單位:%,是一項重要的煤質指標,煤的水分對其加工利用、貿易、運輸和儲存都有很大的影響。一般說來,水分高要影響煤的質量。在煤的利用中首先遇到的是煤的破碎問題,水分高的煤就難以破碎;在鍋爐燃燒中,水分高就影響燃燒穩定性和熱傳導;在煉焦時,水分高會降低焦產率;而且由於水分大量蒸發帶走熱量而延長焦化週期;在煤炭貿易中,水分也是一個定質和定量的主要指標,故在簽訂銷煤合同時,使用者一般都會提出煤中水分的限值。
煤的水分簡單地說分為:全水分、內在水分、外在水分、結晶水和分解水,在實際測定中只能測煤的全水分、內在水分、外在水分和最高內在水分,而不測定結晶水和分解水。
日常所說的煤的水分是指,在環境溫度和溼度下,煤與大氣達到接近平衡時所失的那部分水(外在水)和留下來的內在水分,它們的測值隨測定環境的溫度和溼度改變而發生變化,這也是為什麼礦發煤與使用者的水分往往有較大差異的原因。
煤炭運銷中常用的水分指標有:全水(符號:Mt),全水分包括外在水分和內在水分;一般分析煤樣水分(也稱空幹基水分,符號:Mad ),它是指分析用煤樣(<0.2mm)在實驗室大氣中達到平衡後所保留的水分,也可以認為是內在水分。有時使用者也會要求使用收到基水分(符號:Mar),一般可認為Mar=Mt。
(二)灰分(Ash )
煤中灰分符號:A,單位:%,是另一項在煤質特性和利用中起重要作用的指標,它與含碳量、發熱量、結渣性、可磨性等有不同程度的依賴關係。在煤燃燒和氣化中,根據煤的灰分以及灰熔融性、灰粘度、導電性、化學組成等特性來預測燃燒和氣化中可能出現的腐蝕、沾汙、結渣等問題並據此進行爐型選擇;在煉焦中,要用煤的灰分大小來預測焦炭中灰分的高低。煤的灰分高,有效碳的含量就低,發熱量一般也低,在商業上要根據煤的灰分來定級論價(現煉焦煤以灰分論價,動力煤已改為以熱值為主論價)。
煤的灰分在煤炭分析中的定義為:煤完全燃燒後留下的殘渣,它不是煤中固有的礦物質,而是在高溫下經各種化學反應而生成的固體殘留物。在煤炭運銷中常用的灰分指標有:空幹基(又稱分析基)灰分(符號:Aad)、幹基灰分(符號:Ad)和收到基灰分(符號:Aar)。
(三)揮發分(全稱為:揮發分產率,Volatile matter )
煤的揮發分符號:V,單位:%,是煤中的有機物質和一部分礦物加熱分解的產物;它不是煤中固有物質;而是在特定溫度下的煤熱分解產物,所以確切地說揮發分叫揮發分產率。煤的揮發分與煤的變質程度有很大的關係,隨煤化程度的增加,揮發分降低;如褐煤的揮發分一般為38%-65%,煙煤的揮發分一般為10%-55%,無煙煤揮發分≤10%。揮發分是決定煤炭利用的重要指標,在燃煤中,根據揮發分來選擇適於特定煤源的燃燒裝置或適於特定裝置的煤源(在鍋爐設計時已將揮發分值設定在某一範圍,所以使用者在購煤時要強調揮發分指標);在煉焦中,要根據揮發分來確定配煤比例,因揮發分適中的煙煤,粘結性好,適於煉焦;在氣化和液化工藝的條件選擇上,揮發分也有重要的作用;在環境保護中,揮發分還作為一項制定煙霧法令的依據。
煤的揮發分與其它煤質指標如發熱量、碳和氫含量都有較好的相關關係。
在煤炭運銷中常用的揮發分指標有:空幹基揮發分(符號:Vad )、幹基揮發分(符號:Vd)、收到基揮發分(符號: Var)和乾燥無灰基揮發分(符號:Vdaf )。
(四)固定碳(Fixed carbon )
固定碳符號:FC,單位:%,也是有些使用者經常要求的一個煤質指標,該指標不同於煤的元素分析中的碳(由實際測定得出),它是根據煤的水分、灰分和揮發分計算出來的, FC=100-(M+A+V)。常用的固定碳指標有:幹基固定碳(符號:FCd)和收到基固定碳(FCar)等。
(五)全硫(total sulfur )
一般說煤中硫含量就是指全硫含量符號:St,單位:%,而直接測出的是空幹基全硫(符號:St,ad )。在煤炭運銷中常用的硫指標有:空幹基全硫、幹基全硫( St,d )和收到基全硫( St,ar)。
硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有機硫和以黃鐵礦為主的無機硫,一般來說煤中的無機硫透過洗選可以大部分脫除;而有機硫則很難除去。煤中硫在煤燃燒中大部轉化為SO2排入大氣,對環境造成嚴重的汙染,甚至造成酸雨,據統計1998年全國二氧化硫排放量為2090萬噸,其中因燃煤而排放大氣的SO2約佔80%-90%。在全社會日益重視生存環境的大氣候下,國家已對生產和使用高硫煤做出了限制,如北京市區燃煤含硫要
在0.5%以下,上海等沿海大城市燃煤含硫均要求小於0.6%或0.8%,因此各使用者在購買煤時都對煤中硫含量提出較嚴格的限定指標,神華煤之所以銷售情況良好,含硫較低(一般小於0.5%)也是主要的原因之一。但煤中硫在某些利用途徑中也能起到好的作用,如煤液化當中,硫又可以起到催化劑的作用;如高硫煤經洗選後回收的硫可用來生產硫和硫酸等。
(六)發熱量(calorific value)
煤的發熱量符號:Q,單位:J/g(焦耳/克)、MJ/kg(兆焦耳/千克),習慣上也使用cal/g(卡/克)、kcal/kg(千卡/千克);換算關係: 1卡=4.1816 焦耳,是表徵煤質的一個重要指標。一則它是燃燒裝置熱工計算的基礎;燃煤工藝過程中的熱平衡、耗煤量及熱效率等的計算都是以所用煤的熱值為依據的,在設計時也是根據煤的平均收到基來考慮鍋爐的種類、型號及燃燒方式;二則是是表徵煤的各種特徵的綜合指標。(Qgr,daf)與煤的變質程度有很大關係,一般是隨變質程度的加深而增高,如褐煤的發熱量較低,煙煤中到焦煤和肥煤熱值最高,焦煤以後隨煤的變質程度加深而略有降低,這就是為什麼的熱值比煙煤熱值低的原因。
由於煤的發熱量指標的重要性,使用者購煤時首先考慮的是熱值的高低,能否符合燃煤裝置對熱值的要求,在動力煤的計價中也是以發熱量作為結算依據。
煤炭運銷中常用的發熱量指標有:空幹基彈筒發熱量(符號:Qd,ad),空幹基(符號:Qgr,ad),幹基(符號:Qgr,d )和收到基(原稱應用基)(符號:Qnet,ar),有時也用到(符號:Qgr,daf)。在目前的煤炭購銷合同中,國內北方使用者一般用收到基(Qnet,ar),而南方使用者(如廣東)和國外客戶一般用空幹基高位發熱量(Qgr,ad),對於神華煤來說,兩種熱值表示方法相差較大(600kcal/kg-1000kcal/kg),簽訂合同時一定要明確熱值的表示基準,而更不能只寫發熱量多少,以免造成商務糾紛。
(七)可磨性(grindability)
煤炭運銷中常說的可磨性是指“哈氏可磨性指數”,符號:HGI。
煤的可磨性表示煤被磨碎的難易程度,煤的可磨性指數越大,則這種煤越易磨碎,反之則難。作為動力用煤,如電力、水泥廠等在設計與改進位制粉系統並估計磨煤機的產量和耗電量時,可磨性指數是一個很重要的指標。在以非煉焦煤為主的型煤工業中,為了知道所用煤料的粉碎性,以便確定粉碎系統的級數及粉碎機的型別,也要預先測定煤的可磨性。由於煤的複雜性,不同的煤往往具有不同的可磨性,即使同一礦區、同一煤層的煤,由於所含礦物質的性質、數量不同和煤的結構、揮發分以及水分的差異,也得不到相同的可磨性測值。鑑此,目前使用者在購煤時也要求煤的可磨性指標。
(八)煤灰熔融性(習慣稱灰熔點,ash fusibility)
灰熔融性是動力用煤和氣化用煤的重要指標,主要用於固態排渣鍋爐和的設計,並能指導實際生產操作;它也可以作為液態排渣爐設計中的參考依據。一般固態排渣爐,要求煤灰熔點愈高愈好,以免造成爐內結渣而難以排出。熔點低的煤,由於熔渣會包裹住煤而造成燃燒不完全,從而增加灰渣含碳量,嚴重時會堵塞爐柵,造成排渣困難,甚至造成停爐事故。熔渣還會腐蝕、共熔爐襯耐火材料,特別是當灰渣為酸性渣而爐襯耐火磚為鹼性磚或灰渣為鹼性(神華煤灰渣呈鹼性)而爐襯耐火磚為酸性磚時,共熔情況將更為嚴重。對於鏈條爐需要灰熔點較低一些,這樣可以保留適當的熔渣以起到保護爐柵的作用。而液態排渣爐則要求灰熔點愈低越好。神華煤由於煤中CaO和Fe2O3含量高,使得灰熔點較低,這是國外及國內不少使用者挑剔神華煤的原因之一,目前集團和公司已採取一些措施,如透過配煤及加新增劑等方式來提高灰熔點,但在銷售中如使用者要求灰熔點較高(大於1350℃)就需慎重考慮,即使能想法達到,其經濟效益也會有所損失。
(九)煤的著火點(也稱燃點)
將煤加熱到開始燃燒的溫度叫做煤的著火點,單位:℃,無代表符號。它是煤的特性之一。煤的著火點與煤的變質程度有很明顯的關係,變質程度低的煤著火點低(即容易著火),變質程度高的煤著火點高。在煤質分析中對同一煤檔測定的結果,分為原煤樣、還原樣和氧化樣報出,一般可利用原煤著火點和氧化樣著火點的差值來推測煤的自燃傾向,著火點低的煤其原煤樣和氧化樣著火點差值大(△T=原煤樣著火點一氧化樣著火點),如△T>40℃的煤易自燃,△T<20℃ 的煤除褐煤和長焰煤外都是不易自燃的煤。
神華煤由於本身的性質所決定,屬著火點較低( <300℃,為易自燃的煤,神華煤的這一缺陷為集團和公司煤炭生產、運輸、貯存及銷售都帶來了不少困難,使用者對此反映也較多,但目前對於解決煤自燃問題尚沒有較好的辦法。現集團要求控制上站煤及外運煤的溫度,貯存煤及時清倉等還是較有效的措施,神華煤雖易自燃,但在良好的堆存條件下(一般堆高<0.5m,通風較好),2-3個月的時間一般不會自燃著火。
(十)煤的密度
煤的密度分為:真相對密度(原稱真比重),符號:TRD;視相對密度(原稱容重),符號: ARD,無單位;堆密度,單位:t/m3(噸/米3)。
煤的真相對密度是計算煤層平均質量與研究煤炭性質的一項指標。煤的視相對密度在計算煤的儲量及運輸、粉碎、燃燒和設計貯煤倉等時需用此指標。煤的堆密度在設計煤倉、估算煉焦爐裝煤量等情況下使用。