原煤的比重是多少

煤不仅是重要的燃料，更是冶金、化学工业的重要原料。随着国民经济的发展，煤炭综合利用的大力开展，就更需要研究煤的工艺性质，判断它是否符合各种加工工业的要求，选择最合理的利用途径，正确地作出工业评价。煤的工艺性质主要包括粘结性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等。

一、煤的粘结性和结焦性

煤的粘结性是指煤粒(直径小于0.2mm)在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质形成焦块的能力煤的结焦性是指煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭(焦炭强度和块度符合冶金焦的要求)的性质。煤的粘结性是结焦的必要条件，结焦性好的煤，粘结性也好粘结性差的煤，其结焦性一定很差。但粘结性好的煤，其结焦性不一定好，例如气肥煤，其粘结性很强，但生成的焦炭裂纹多、强度低，故结焦性不好。煤的粘结性和结焦性是炼焦用煤的重要质量指标，也是评价低温干馏、气化或动力用煤的重要依据之一。

冶金工业需要大量优质焦炭作为燃料和还原剂。焦炭作为高炉燃料必须有一定的块度和机械强度。炼焦就是把粉碎的炼焦用煤放在密闭的炼焦炉中加热、干馏，使其形成焦炭的热加工过程。炼焦用煤必须具有粘结性，即在干馏热分解过程中能产生一定量的胶质体，使煤粒相互粘结融合而成整块焦炭。炼焦用煤也必须具备结焦性，即在煤干馏时，能产生一定块度和足够强度的焦炭。可见煤的粘结性是煤结焦所必须具备的性质，它和塑性、流动性、膨胀性等性质一样，仅是煤结焦性的一个方面。

实验室测定煤结焦性和粘结性的方法很多。在我国，煤田地质勘探中目前常用的是胶质层指数测定法，此外还有罗加指数法、粘结指数法(G)、奥亚膨胀法、葛金干馏试验、自由膨胀序数测定法、基氏塑性计法等方法。

(一)胶质层指数测定法

这种方法模拟炼焦的工业条件，测定时，把粒度小于1.5mm的精煤样100g放在钢杯中，然后从下部对煤样进行单侧加热。到一定温度后，钢杯内形成一系列的等温层面，温度由上向下递增。温度到达软化点的层面，煤软化形成胶质体层，胶质层之下温度达到胶质体固化点的层面，煤固化为半焦，胶质层之上的煤仍保持未软化状态(图6-12，图6-13)。从250℃以后，每分钟升温3℃，每隔10min测一次胶质层的上、下层面的高度，直至650℃时为止。测定过程中，起初的胶质层比较薄，以后逐渐变厚，后期又逐渐变薄，所以胶质层会出现最大厚度值。用探针定期测量煤杯中胶质层上部和下部水平面的位置，用所测数据作图，以确定胶质层最大厚度Y值(mm)、最终收缩率X值(mm)和体积变化曲线(图6-14)。其中胶质层最大厚度Y值是我国现行的煤的工业分类两项指标之一。

图6-12 胶质层煤杯中的结焦过程示意图(据杨起等，1979)

图6-13 带平衡的砣的胶质层测定仪示意图(据能源地质学，2004)

图6-14 胶质层测定曲线示意图(据杨起等，1979)

Y值随煤化程度加深做有规律的变化。图615中以镜质组的最大反射率(Romax)煤化程度，可见Y值在Romax=0.8%～1.2%范围内最大，随着煤化程度增高或降低，Y值降低。

测定胶质层的煤样应在1.4的比重液中精选，每次要作双样，该法测试的时间长，所需原煤煤样甚多(一次需200g精煤样)，一些薄煤层或小口径钻进所取得的煤心煤样往往难以满足测定需要的量。胶质层指数法对中等粘结性煤的区分能力强，多数煤的Y值具可加性，利于炼焦配煤的计算。这种方法对Y值＞25mm，或Y值＜10mm的煤不易测准，对弱粘结性煤分辨能力差。

(二)罗加指数法

将粒度小于0.2mm的空气干燥烟煤样1g与5g标准的无烟煤样(宁夏汝箕沟无烟煤，Ad＜4%，Vdaf＞7%，粒度为0.3～0.4mm)均匀混合，放入坩埚内，煤样上加上压块，然后加上坩埚盖，放入(850±10)℃的马弗炉内，焦化15min后取出坩埚，冷却，称取焦渣总质量。把焦渣放在1mm圆孔筛上筛分，筛上部分称重后，放入转鼓内，进行第一次转鼓试验，以转速50转/分钟，转5min后，用1mm圆孔筛进行筛分，再称筛上部分的质量后，放入转鼓进行第二次转鼓试验，重复筛分，称重操作，共进行3次转鼓试验。按下式计算罗加指数:

煤地质学

式中:Q为焦渣总质量，ga为第一次转鼓前大于1mm的焦渣重，gb为第一次转鼓后大于1mm的焦渣重，gc为第二次转鼓后大于1mm的焦渣重，gd为第三次转鼓后大于1mm的焦渣重，g。

罗加指数表示粒度大于1mm的焦块占总质量的百分比，罗加指数越大，表示粒度大于1mm的焦块越多，煤的粘结性越好。R.I.(或以LR表示)值＞45为中等至强粘结煤，R.I.=20～45为中等粘结煤R.I.=5～20为弱粘结煤R.I.=0～5属不粘结至微粘结煤。R.I.值与Y值的关系见图6-16。从图6-16可以看出，当y=10～15毫米时，R.I.值的变动范围相当大，在20～70之间，表明罗加指数法对中等粘结煤的鉴别能力比y值好。甚至当Y值接近于0时，R.I.也能分辨。如陕西蒲白矿区某煤层一些煤样Y为15%～18%，Y均为0，但根据R.I.值的不同可加以区分，R.I.=0，为贫煤R.I.=15，定为瘦煤。

图6-15 Y值与煤化程度(Romax)的关系(据杨起等，1979)

图6-16 罗加指数与Y值的关系(据杨起等，1979)

罗加指数法实验用煤样很少，测定方法简便，快速，易于推广，不足之处是对粘结性强的煤区分能力不好，如Y值＞25mm时，R.I.值都在80～92之间，对粘结性很弱的煤测定的重现性较差。

(三)粘结指数法

测定原理与罗加指数相同，所不同的是无烟煤的粒度改为0.1～0.2mm，分析煤样与无烟煤的配比可以改变，转鼓试验由3次改为两次。粘结指数G按下式计算:

煤地质学

式中:m为焦渣总重，gm1为第一次转磨后＞1mm的焦渣重，gm2为第二次转磨后＞1mm的焦渣重，g。

如果计算结果G＜18，则将分析煤样和标准无烟煤的配比改为3∶3，再重复上述实验。G值按下式计算:

煤地质学

粘结指数适合区分弱和中粘结性煤，测试也比较简便。但对于强粘结煤区分能力欠佳，对弱粘结性煤测定时需要改变配比，比较麻烦。

(四)奥亚膨胀度试验

奥亚膨胀度试验也是国际煤分类指标之一。奥亚膨胀度b表示煤加热软化成胶质体状态时的最大膨胀率(图6-17)。b值的大小，主要和胶质体的数量、粘结度及挥发分析出速度有关。Y值与b值的关系见图6-18。从图6-18来看，当Y值＞25mm时，b值的变化规律还是很明显的，如我国一些地区的一号肥煤，Y值为28mm，但所测得的b值分别在160～270之间，可见奥亚膨胀度对强粘结煤具有较好的鉴别能力。

图6-17 几种煤的奥亚膨胀度曲线(据杨起等，1979)

这几项指标各有其特点，但都存在着对某一粘结性范围的煤区分不清的缺点。此外，自由膨胀序数、葛金干馏试验法都是在严格规定的条件下把煤加热，直接观察所得焦块的性质，与标准焦型相比，确定煤的粘结性、结焦性。这两个指标在评定时易带主观性，造成人为的误差，同时只能定性地定出序号，准确性差。

图6-18 b值与Y值的关系(据《中国煤田地质学》(上册)，1979)

为了拟定我国新的煤的工业分类指标，北京煤炭科学研究院煤化研究所和鞍山热能研究院等单位在改进粘结性指标方面进行了研究。新指标应该用严格的定量数据把不同粘结性的煤划分清楚。根据我国多年来引用罗加指数试验方法积累的大量资料，表明罗加指数对煤的粘结性较Y值和b值表现能力更好，如果针对罗加指数法的不足之处，加以重要的改进，可以得到较好的新指标。改进的途径是分别增加和减少测定强粘结煤和弱粘结煤时所用的标准无烟煤的表面积。

北京煤化研究所改进的主要要点是:把标准无烟煤的粒度由0.3～0.4mm改为0.1～0.2mm，接近烟煤的粒度，这样容易混合均匀，同时由于无烟煤的粒度变小，表面积大大增加，使具粘结性的煤的区别能力能反映更明显。对于弱粘结煤(测值＜20)，改用了3∶3配比，使无烟煤表面积相对地减少，测得的数据除以经验系数折算为1∶5配比的值。改进后的方法称为烟煤粘结指数测定法。

鞍山热能研究院改进的主要要点是:按试验煤样粘结性的强弱不同，试验时分别采用3种不同的试验煤和无烟煤的比例，1∶5，2.5∶3.5，6∶0。对于粘结性极弱的煤，试验时，除不加无烟煤外，还规定专门的转鼓试验法。为了使测试条件接近炼焦生产，把加热速度改为3℃/min。改进后的方法称为煤的粘结度试验法。

这两种改进方法，根据半焦块耐磨强度的高低和添加无烟煤的多少，分别用一定的公式和常数计算出指数，表示试验煤样的粘结性强弱。试验表明，改进的方法提高了再现性和区分能力。

20世纪60年代以来，随着钢铁工业的急剧发展，世界上很多国家都运用煤岩分析方法有效地预测和检验炼焦用煤的结焦性能。根据炼焦时各显微组分所起的作用不同，可分出:①活性组分(也称可熔性组分)，包括镜质组、稳定组，它们在热解时都能形成胶质体，稳定组分形成的胶质体易挥发，粘结性比镜质组稍差②惰性组分(也称不熔性组分)，包括丝质组、半丝质组和矿物质，它们在热解时不能形成胶质体。半镜质组的粘结性介于两者之间，计算时，其含量之三分之一划入活性组分。煤中活性组分对惰性组分的比例越高，所得焦炭质量越好。不同变质阶段煤中活性组分粘结惰性组分的能力不同，以肥煤阶段(Ro=0.9%)最强。近年来，由于煤岩分析自动化的进展，西德、美国、日本等国钢铁企业已经普遍地对商品煤样进行煤岩分析。

二、煤的发热量

煤燃烧时放出大量热量。煤的发热量就是每单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量，常用cal/g或kcal/kg表示。发热量是供热用煤的一个质量指标，它是燃烧的工艺过程的热平衡、耗煤量、热效率等计算的依据。

(一)定义及单位

发热量是动力用煤的主要质量指标，煤的燃烧和气化要用发热量计算热平衡、热效率和耗煤量，它是燃烧和气化设备的设计依据之一。发热量是低煤级煤的分类指标之一，也可根据发热量判断煤级和煤的其他性质。煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧所产生的全部热量，以符号Q表示。热量的国际单位为焦耳(J)，1J=1N·m(牛顿·米)。过去我国用的热量单位是卡(cal)，热量的英制单位为Btu/lb(英国热制单位/磅)。这几个热量单位的关系为:

1cal≌1.8Btu≌4.1868J，1J=0.239cal，1000kcal=41868MJ

(二)发热量的测定原理将粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1g放在氧弹中燃烧，如图6-19所示。氧弹中充有2.5×106Pa压力的氧气，通电使氧弹内的金属丝点燃煤样，煤样在高压氧气中完全燃烧，燃烧产生的热量被内套筒中的水吸收，根据水上升的温度，计算出煤样产生的热量，该热量称为弹筒发热量，用符号Qb，ad表示。为防止测试时热量的散失和交换，测试时使外筒水温自动跟踪内筒水温而变化，使内外筒没有热交换，这种方法称为绝热式量热计测试法。

图6-19 使用铅垫密封的旧式氧弹(据能源地质学，2004)

(三)煤的弹筒发热量、高位发热量和低位发热量

1.弹筒发热量

弹筒发热量是指单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、硝酸、硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量，弹筒发热量也即实验室内用氧弹热量计直接测得的发热量单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量称为恒容高位发热量，恒容高位发热量也即由弹筒发热量减去硝酸形成热以及硫酸与二氧化硫形成热之差后得到的发热量单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量称为恒容低位发热量，低位发热量也即由高位发热量减去水(煤中原有的水和煤中氢生成的水)的气化潜热后得到的发热量。

由于煤样是在高压氧气条件下燃烧，因此产生了空气中燃烧时不能产生的化学反应。煤中的氮及氧弹空气中的氮，在弹筒高温高压作用下，生成NO2或N2O5，与水反应生成稀HNO3，该反应为放热反应。煤在空气中燃烧时，煤中的氮变成游离氮逸出，不产生这个反应煤中的硫在空气中燃烧时，生成SO2逸去，但在弹筒高压氧气作用下，SO2与水作用生成稀H2SO4，也是放热反应。稀硝酸和稀硫酸溶于水也是放热反应。煤在空气中燃烧时，煤中的水(包括煤中氢在燃烧时生成的水)，变为水蒸气逸去，这是吸热反应。但在弹筒的高压下，水不能变为水蒸气，所以不吸热。可以看出，煤在弹筒中燃烧产生的热量要高于在空气中或在工业锅炉中燃烧时实际产生的热量。因此，实际应用中要对煤的弹筒发热量进行换算。

2.煤的高位发热量(符号Qgr，ad)

用煤的弹筒发热量减去稀硝酸和稀硫酸的生成热后，便是煤的高位发热量。计算公式:

Qgr，ad=Qb，ad－(95Sb，ad+α·Qb，ad)

式中:Sb，ad为弹筒洗液中硫占空气干燥煤样的百分比，%(当煤中Sb，ad≤2%时，可用St，ad代替Sb，ad进行计算)α为硝酸生成热的校正系数，当Qb，ad≤16.7kJ/g时，α=0.0010当16.7kJ/g＜Qb，ad≤25.1kJ/g时，α=0.0012当Qb，ad＞25.1kJ/g时，α=0.0016。

3.煤的低位发热量(符号Qnet，ad)

用煤的高位发热量减去水的汽化热，便是煤的低位发热量。计算公式:

Qnet，ad=(Qgr，ad－206Had)－23Mad

式中:Had为空气干燥煤样氢含量，%Mad为空气干燥煤样水分，%。

一般讲，煤的收到基低位发热量(Qnet，ar)最接近于煤实际燃烧时产生的发热量。计算公式:

煤地质学

式中:Mt为煤样的全水分。

4.煤的发热量计算

煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量和低位发热量3种，而且有4种基准，即收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基，所以共有12种方式可报出测试结果。但一般常用的发热量指标有5种:

1)空气干燥基弹筒发热量Qb，ad，这是测试的直接结果，需要换算。

2)空气干燥基高位发热量Qgr，ad，用于报出测试结果。

3)干燥基高位发热量Qgr，d，用于评定煤的质量，研究煤质。

4)干燥无灰基高位发热量Qgr，daf，用于评定煤中有机质的性质，可反映煤级。

5)收到基低位发热量Qnet，ar，反映煤的实际质量，是煤炭计价的依据，也用于燃煤工业锅炉的设计。

在煤炭计价时，一定要注意所用的发热量指标的基准，不然将造成经济上的损失。

煤的发热量除了直接测定外，还可以根据元素分析或工业分析的数据进行计算，供无实测发热量的用煤单位参考。煤炭科学研究院煤化学研究所所根据我国煤质资料研究结果推导了一系列发热量计算公式。

(1)利用元素分析数据，计算高位发热量的公式

低煤化程度的煤:

Qgr，daf=80Cdaf+305(310)Hdaf+22Sdaf－26Odaf－4(Adaf－10)

式中:Hdaf前面的系数对褐煤为305，对长焰煤、不粘煤为310。对Ad≤10%的煤，不计算最后一项的灰分校正值。

炼焦煤:

Qgr，daf=80Cdaf+310Hdaf+22Sdaf－25Odaf－7(Adaf－10)

(2)利用工业分析数据，计算低热值煤高位发热量的公式

高灰分(Aad=45%～90%)烟煤:

煤地质学

(四)影响煤发热量的因素

煤的发热量与煤成因类型、煤岩成分、煤化程度(煤级)、煤中矿物杂质的含量、煤的风氧化程度有关。残植煤和腐泥煤的发热量比腐植煤要高，如江西乐平鸣山的树皮残植煤Qb，daf为9060cal/g。

煤岩成分:腐植煤同一煤级中，壳质组分的发热量最高，气煤阶段达8680cal/g，镜质组次之，为7925cal/g，而惰质组仅7841cal/g。在低煤级时，惰质组的发热量可以比镜质组高，因为镜质组的碳含量低，而氧含量高，故总发热量较低。而惰质组的氧含量不太高，碳含量很高，弥补了氢含量低的不足。至中煤级烟煤时，镜质组的氧含量减少，而碳含量增加很快，氢变化不大，故发热量超过惰质组。

煤化程度:当煤以镜质组为主时，随煤级升高，煤的发热量逐渐增高，至中煤级的焦煤、瘦煤时达到高峰，以后又稍有下降(图6-20)。这与煤的元素组成变化有关。低煤级时，氧高而碳低，故Q低中煤级时，氧低而碳高，如焦煤阶段Cdaf为87%～90%，虽不及无烟煤高，但Hdaf高达4.8%～5.5%，故Q最高高煤级时碳虽高，但氢降低快，氢的发热量比碳高3.5倍，故Q又有所下降。煤的发热量随煤级的变化见表6-10。

图6-20 煤的挥发分产率与发热量的关系(据能源地质学，2004)

表6-10 煤发热量随煤级升高的变化

(据李增学等，2005)

煤的发热量随煤中矿物杂质含量的增加而降低。矿物杂质不发热，其含量越多，煤的发热量越低。对煤种变化不大的同一矿区而言，由矿物杂质形成的灰分与发热量往往保持十分规律的反比关系(图6-21)。煤受风氧化后，煤中的C和H变成CO2和H2O逸去，故煤的C和H含量降低，氧含量增高，煤的发热量下降。如果风氧化严重，煤变成不可燃。

图6-21 霍林河煤田露天矿区煤的灰分与发热量的关系(据杨起等，1979)

三、煤的气化指标

煤经过气化可产生做燃料用的动力煤气和供化学合成煤气。通常把煤的反应性、机械强度、热稳定性、灰熔点、灰粘度和结渣性作为气化用煤的质量指标。

(一)煤的反应性

煤的反应性，又称活性，指在一定温度条件下，煤与不同气化介质，如二氧化碳、氧、水蒸气相互作用的反应能力。反应能力强的煤，在气化和燃烧过程中，反应速度快、效率高。尤其一些高效能的新型气化工艺(如沸腾床、悬浮床气化)，反应性强弱更直接影响到煤在炉中反应的情况、耗煤量、耗氧量及煤气中有效成分等。在流化燃烧新技术中，煤的反应性强弱与其反应速度也有着密切的关系。因此，反应性是一项重要的气化和燃烧的特性指标。

测定煤的反应性的方法很多。目前我国采用的方法是测定在高温下煤焦还原CO2的性能，以CO2还原率表示煤的反应性。

将CO2还原率(α，%)与相应的测定温度绘成曲线(图6-22)，可见煤的反映性随温度升高而增强。各种煤的反应性随煤化程度加深而减弱。这是由于碳与CO2反应不仅在燃料的外表面进行，而且也在燃料的微细毛细管壁上进行，气孔愈多，反应表面积愈大。不同煤化程度煤及所得的煤焦的气孔率是不同的。褐煤的反应性最强，但到较高的温度(900℃以上)，反应性增高缓慢。无烟煤的反应性最弱，但在较高温度时，随温度升高而显著增强。煤的灰分数量等因素对反应性也有明显的影响。

(二)煤的机械强度

煤的机械强度包括煤的抗碎、耐磨和抗压等物理机械性质及其综合性质。气化用煤和燃烧用煤多数情况下要求用粒度均匀的块煤。机械强度低的煤投入气化炉时，容易碎成小块和粉末，从而破坏了块煤粒度的均匀性，影响气化炉的正常操作，因此，要求煤有一定的机械强度。另外，设计部门可以根据煤的机械强度，正确估计块煤用量及确定使用前是否需要再行筛分。所以，煤田勘探时，应提供气化用煤或燃烧用煤的机械强度资料。

煤的机械强度测试方法有几种，应用比较普遍的落下试验法是根据煤块在运输、装卸、入炉过程中落下、互相撞击而破碎等特点拟定的，它与表示煤的抗压、耐磨等机械强度试验法有所区别。测定方法为:选取60～100mm的块煤10块，称重。然后一块一块地从2m高的地方落到厚度＞15mm的金属板上。这样自由跌落3次，用25mm的方孔筛筛分，以＞25mm的块煤质量占试样总质量的百分数来表示煤的机械强度，其分级标准见表6-11。

我国大多数无烟煤的机械强度好，一般为60%～92%，还有一些煤受构造破坏成片状、粒状，煤质松软，机械强度差或很差，一般为40%～20%，甚至在20%以下。

图6-22 褐煤、烟煤、无烟煤的活性曲线示意图(据杨起等，1979)

表6-11 煤的机械强度分级

(据杨起等，1979)

(三)煤的热稳定性

煤的热稳定性是指煤在高温燃烧或气化过程中保持原来粒度的性能。热稳定性好的煤，在燃烧或气化过程中能以其原来的粒度烧掉或气化而不碎成小块，或破碎较少热稳定性差的煤在燃烧或气化过程中迅速裂成小块或煤粉，轻则增加炉内阻力和带出物，降低气化和燃烧效率，重则破坏整个气化过程，甚至造成停炉事故。因此，要求煤有足够的热稳定性。

各种工业锅炉和气化炉对煤的粒度有不同要求，因此测定煤的热稳定性的方法也有所不同。常用的是13～25mm级块煤测定法和小粒度6～13mm级块煤测定法。

13～25mm级块煤测定法是把煤样放在预热到850℃的马弗炉内热处理15min，求出各筛分级别残焦占总残焦的百分比，以各级累计百分数与筛分级别作出曲线，以大于13mm级残焦的百分数S+13作为热稳定性指标，以小于1mm级残焦的百分数S－1及热稳定性曲线作辅助指标(图6-23)。

小粒度6～13mm级块煤测定法是把煤样放在预热到850℃的马弗炉内加热90min，然后称重、筛分。将所得6～3mm，3～1mm及小于1mm的残焦占总残焦量的百分比，作为热稳定性的指标，分别以KPG，KPJ和KP1表示。指标数值愈大，表明热稳定性愈差，因此，更确切地说，这些指标是代表不稳定性的。按KPG的分级标准见表6-12。

图6-23 热稳定性曲线图(据杨起等，1979)

表6-12 煤的热稳定性分级

(据杨起等，1979)

我国大多数无烟煤的热稳定性较好。KPG均在35%以下，但在高变质无烟煤中也有少数煤的热稳定性不好或很不好(如京西大安山煤、福建天湖山大蔗沟煤)，其原因尚待进一步查明。这种热稳定性不好的无烟煤，经预热处理后，其热稳定性都有显著改善。

(四)煤的结渣性

在气化中，煤灰结渣会给正常操作带来不利的影响，结渣严重时将会导致停产。由于煤灰熔点(T2)并不能完全反映煤在气化炉中的结渣情况，因此还须用煤的结渣性来判断煤在气化过程中的结渣难易程度。

煤的结渣性测定要点，是用空气为气化介质，来气化预热到800～850℃的赤热煤样，气化过程的后期温度降到100℃时即停止气化。以＞6mm的灰渣占灰渣总重的百分数及其相应的最高温度作为煤样的结渣性指标。

四、煤的低温干馏焦油产率

为评价各种煤和油页岩的炼油适应性以及在低温干馏工业生产中鉴定原料煤或油页岩的性质并预测各种产品的产率，都要求进行低温干馏试验。实验室测定煤的低温干馏焦油产率一般采用“铝甑法”。收集干馏出来的焦油，计算出焦油产率，代号为T。评定煤的低温干馏焦油产率时用分析基指标Tad。低温干馏用煤的Tad一般不应小于7%。一般Tad＞12%者称高油煤Tad=7%～12%者为富油煤Tad≤7%者为含油煤。

煤的低温干馏焦油产率与煤的成因类型有关。腐泥煤、残植煤的低温干馏焦油产率相当高，如山东兖州煤田腐泥煤的Tad为13.50%～45.53%，浙江长广煤田某矿树皮残植煤的Tad为10.70%～21.00%，大多数为高油煤。腐植煤的焦油产率与煤化程度和煤岩组成有关，褐煤和长焰煤的Tad较高，如山东黄县煤田褐煤的Tad为14%左右。当稳定组分含量较高时，焦油产率也比较高，如淮南煤田气煤中，当稳定组分为15%～26%时，Tad为12%～15%而当稳定组分＜10%时，Tad多半小于10%。

五、壳质组的荧光性

在低煤化阶段，壳质组的荧光性是较好的煤化程度指标。煤的荧光性与反射率之间具有互相消长的关系，即反射率越低，荧光性愈强，二者并非线性关系。

Otteniann(1975)曾详细地研究了孢子体荧光光谱与煤化阶段的关系(图6-24)。光谱峰随煤化程度的增高有规律地移向更长波段。泥炭阶段λmax在500nm以下，挪动范围较宽褐煤阶段λmax大致在560～580nm之间，峰形陡峭随煤化程度的进一步提高，光谱曲线在630nm上逐渐形成一个小突峰，它在亚烟煤阶段(相当老褐煤阶段)迅速增大，在相当长焰煤阶段640nm波长段出现了第二个峰，直到气煤阶段640nm峰取代了580nm峰，煤化程度继续增高，640nm峰继续迁移向红光谱段，到肥煤阶段λmax移到670nm以上。

图6-24 孢子体荧光光谱随煤化程度增高的变化(据邵震杰等，1993)

煤炭基础知识

1 煤 coal 植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃沉积岩煤炭

2 煤的品种 Categories of coal 以不同方式加工成不同规格的煤炭产品　 　

3 标准煤 Coal equivalent 凡能产生29.27MJ的热量（低位）的任何数量的燃料折合为1标

准煤。1MJ=1/4.1816*1000=239.143kcal/kg

4 毛煤 Run-of-mine coal 煤矿生产出来的，未经任何加工处理的煤　 　

5 原煤 Raw coal 从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤　 　

6 商品煤 Commercial coalsalable coal 作为商品出售的煤（销煤）

7 精煤 clenedcoal 煤经精选（干选或湿选）后生产出来的、符合质量要求的产品（洗精煤 ）

8 中煤 Middings 经分选后得到的灰分介于精煤与煤矸石之间的煤。 　 　

9 洗选煤 Washed coal 经过洗选后的煤’　 　

10 筛选煤 Screened coalsieved coal 经过筛选加工的煤　 　

11 粒级煤 Sized coal 煤通过筛选或精选生产的,粒度下限大于6mm并规定有限下率的产品　 　

12 粒度 Size 颗粒的大小　 　

13 限上率 Oversize fraction 筛下产品中大于规定粒度上限部分的质量百分数　 　

14 限下率 Undersize fraction 筛上产品中小于规定中的粒度下限部分的质量百分数含末率

15 特大块 Uitra large coal(>100mm) 大于100mm的粒级煤　 　

16 大块煤 Large coal(>50mm) 大于50mm的粒级煤　 　

17 中块煤 Medium-sizldcoal(25～50mm) 5～50mm的粒级煤　 　

18 小块煤 Small coal(13～25mm) 13～25mm的粒级煤　 　

19 混中块 Mixed medium-sized coal (13～80mm) 13～80mm的粒级煤　 　

20 混块 Mixedlumpcoal(13～300mm) 13～300mm之间的粒级煤　 　

21 粒煤 Pea coal(6～13mm) 6～13mm的粒级煤　 　

22 混煤 Mixed coal(>0～50mm) 0～50mm之间的煤　(蒙煤为主) 　

23 末煤 Slackslack coal(>0～25mm) 0～25mm之间的煤 （山煤为主） 　 　

24 粉煤 Fine coal(>0～6mm) 0～6mm之间的煤　 　

25 煤粉 Coal fines(>0～0.5mm) 小于0.5mm的煤

　 　 26 煤泥 slime 煤经洗选或水采后粒度在0.5mm以下的产品　 　

27 矸石 Shale 采.掘过程中从顶、底板或煤层混入煤中的岩石、矸子

28 夹矸 Dirt band 夹层在煤层中的矿物质层　 　

29 洗矸 washeryrejects 从洗煤中排出的矸石　 　

30 含矸率 Shale cont ent 煤中大于50mm矸石的质量百分数

(二)煤的采样和制样

1 煤样 Coals samplesample 为确定某些特性而从煤中采取的、具有代表性的一部分煤　 　

2 采样 Samping 采取煤样的过程　 　

3 子样 Increment 采样器具操作一次或截取一次煤流分断面所采取的一份样　 　

4 总样 Gros sample 从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样　 　

5 随机采样 random sampling 在采取子样式，对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出　 　

6 系统采样 Systematic sampling 按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取　 　

7 批 Batchlot 在相同的条件下，在一段时间内生产的一个量　 　

8 采样单元 Sampling unit 从一批煤中采取一个总样的煤量。一批煤可以是一个或多个采样单元　 　

9 多份采样 Reduplic atesampling 从一个采样单元取出若干子样依次轮流放入各容器中，每个容器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份每样能代表整个采样单元的煤质　 　

10 煤层煤样 Seam dample 按规定在采掘工作面、探巷或坑道中从一个煤层采取的煤样　 　

11 分层煤样 Stratified deam sample 按规定从煤和夹矸的每一自然分层中分别采取的试样　 　

12 可采煤样 Workable seam sample 按采煤规定的厚度应采取的全部试样　 　

13 生产煤样 Sample froproduction 在正常生产情况下，在一个整班的采煤过程中采出的，能代表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样　 　

14 商品煤样 Sample forcommercial coal 代表商品煤平均性质的煤样　 　

15 浮煤样 Float sample 经重液分选浮在上部的煤样　 　

16 沉煤样 Sink sample 经重液分选沉在下部的煤样　 　

17 实验室煤样 Laboratory sample 由总样或分样缩制的、送往试验室供进一步制备的煤样　 　

18 空气干燥煤样 Air-dried sample 粒度小于0.2mm、与周围空气湿度达到平衡的煤样 一般分析煤样　 　

19 标准煤样 Certified reference-coal 具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样，主要用于校准测定仪器，评价分析试验方法和确定煤的特性量值　 　

20 煤样制备 Sample preparation 使煤样达到实验所要求的状态的过程，包括煤样的破碎、混合、缩分和空气干燥　 　

21 煤样破碎 Sample reduction 在制样过程中用机械或人工减小煤样粒度的过程　 　

22 煤样混合 Sample mixing 把煤样混合均匀的过程　 　

23 煤样缩分 Sample division 按规定把一部分煤样留下来，其余部分弃掉以减少煤样数量的过程　 　

24 堆锥四分法 Coning andquarterirg 把煤样堆成一个圆锥体，再压成厚度均匀的圆饼，并分成四个相等的扇形，取其中两个相对的扇形部分作为煤样的方法　 　

25 二分器 riffle 混合、所分煤样的工具。由已列平行而交替的、宽度均等的斜槽所组成　

（三）煤的分析

1 工业分析 proximatanalysis 水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析的总称　 　

2 外在水分 Freemoisturesurfacemoisture 在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分 Mf　

3 内在水分 moisture in theairdried sample moisture in the analysis sample 在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分 Minh　

4 全水分 TOTAL MOISTURE 煤的外在水分和内在水分的总和 Mt　

5 空气干燥煤样水分 Moisture in theairdried sample moisture in the analysis sample 用空气干燥煤样（粒度<0.2mm）在规定条件下测得的水分 Mad 分析煤样水分

6 最高内在水分 Moisture holding capacity 煤样在温度0c、相对湿度96%下达到平衡时测得的内在水分 MHC　

7 化合水 Water of constitution 以化学方式与矿物质结合的、在全水分测定后仍保留下来的水　 　

8 矿物质 Minera matter 赋存在煤中的无机物质 MM　

9 灰分 ash 煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物 A　

10 外来灰分 EXTRANEOUS ASH 由煤炭生产过程混入煤中的矿物质所形成的灰分　 　

11 内在灰分 INHERENT ASH 由原始成煤植物中的和由成煤过程进入的矿物质所形成的灰分　 　

12 碳酸盐二氧化碳 Carbonate carbon dioxide 煤中以碳酸盐形态存在的二氧化碳 CO2　

13 挥发分 VOLATILE MATTER 煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失 V　

14 焦渣特征 Characteristics of charresidue 煤样再测定挥发份后的残留物的粘结性柱状　 　

15 固定碳 Fixed carbon 从测定煤样的挥发份后的残渣中减去灰分后的残留物 FC　

16 燃料比 Fuel ratio 煤的固定碳和挥发分之比 FC/V　

17 有机硫 Organic sulfur 与煤的有机质相结合的硫 s　

18 无机硫 Inorganicsulfurmineral sulfur 煤中矿物质内的硫化物硫、硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称（矿物质硫）

19 全硫 Total sulfur 煤中无机硫和有机硫的总和 St　

20 硫铁矿硫 Pyretic sulfnr 煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫 S　

21 硫酸盐硫 Sulfate sulfur 煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫 Ss　

22 固定硫 Fixed sulfur 煤热分解后残渣中的硫 　

23 真相对密度 True relative density 在20Oc时煤（不包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 TDR真比重

24 视相对密度 APPARENT RELATIVE DENSITY 在20OC时煤（包括煤的孔隙）的质量与同体积水的质量之比 ARD视比重、 容重

25 散密度 BULKDENS-ITY 容器中单位体积散状煤的质量 堆比重

26 块密度 DENSITY OF LUMP 整块煤的单位体积质量体重

27 孔隙率 POROSITY 煤的毛细孔体积与煤的视体积（包括煤的孔隙）之比 孔隙度

28 恒容高位发热量 GROSS CALORIFIC value ATCON STANT OOLU ME 煤样在氧弹内燃烧时产生的热量减去硫和氮的校正值后的热值 Qgr,v　

29 恒容低位发热量 Net calor ific value at constant tvolu me 煤的恒容高位发热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值 Qnet,v　

30 元素分析 Ultimate analysis 碳、氢、氧、氮、硫五个项目煤质分析的总称　 　

31 煤中有害元素 Harmful elements in coal 煤中存在的、对任何生态有害的元素，通常指煤中砷、氟、氯、磷、硫、镉、汞、硌、铍、砣、铅等元素　 　

32 煤中微量元素 Trace elements in coal 在煤中以微量存在的元素如锗、镓、铀、钍、铍、镉、铬、铜、锰、镍、铅、锌等元素　 　

33 燃点 Ignition temperature 煤释放出足够的挥发分与周围大气形成可燃混合物的最低着火温度

(四)煤质分析结果的表示方法

1 收到基 As received basis 已收到状态的煤为基准 ar 应用基

2 空气干燥基 Air dried basis 与空气湿度达到平衡状态的煤为基准 ad 分析基

3 干燥基 Dry basis 以假想无水状态的煤为基准 d 干基

4 干燥无灰基 Dry ash-free basis 以假想无水、无灰状态的煤为基准 daf 可燃基

5 干燥无矿物质基 Dry mineralmatter free basis 一假想无水、无矿物质状态的煤为基准 dmmf

有机基

6 恒湿无灰基 Moist ashfree basis 一假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准 maf 　

7 恒湿无矿物质基 Moist mineral matter-free-baisis 以假想含最高内在水分、无矿物质状态的煤为基准 M,mmf 　

（五）煤的工艺性试验

1 结焦性 Chking property 煤经干馏结成焦炭的性能 　 　

2 粘结性 Caking property 煤在干馏时粘结其本身或 外加惰性物质的能力

3 塑性 Plastic property 煤在干馏时形成的胶质体的粘稠、流动、透气等性能 　 　

4 膨胀性 Swelling property 煤在干馏时体积发生膨胀或收缩的性能 　 　

5 胶质层指数 (sapozhnikov)plastometer indices 由勒.姆.萨波日尼柯夫提出的一种表征烟煤结焦性的指标，以胶质层最大厚度Y值，最终收缩度X值等表示 　 　

6 罗加指数 ROGA INDEX 由布.罗加提出的一种表征烟煤粘结无烟煤能力的指标 R.I. 　

7 粘结指数 Caking indexG 在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力表征烟煤粘结性的指标 Gr.i. G指数

8 坩埚膨胀序数 Crucible swelling numberfree swell-ngindex 以煤在坩埚中加热所得焦块膨胀程度的序号表征煤的膨胀性和粘结性的指标 CSN 自由膨胀指数

9 奥亚膨胀度 Audiberts arnu dilatation 由奥迪勃斯和亚尼二人提出的、以膨胀度（b）和收缩度（a）等参数表征烟煤膨胀性和粘结性的指标 　 　

10 基氏流动度 Giseeler fluidity 由基斯勒尔提出的以测得的最大流动度表征烟煤塑性的指标 　 　

11 葛金干馏试验 Gray-King assay 由葛莱和金二人提出的煤低温干馏试验方法，用以测定热分解产物收率和焦型 　 　

12 铅甄干馏试验 Fisher Schrader assay 由费舍尔和史莱德二人提出的低温干馏实验方法，用以测定焦油、半焦、热解水收率 　 　

13 抗碎强度 Resistance tobreakage 一定粒度的煤样自由落下后抗破碎的能力 　 机械强度

14 热稳定性 Thermal stability 一定粒度的煤样受热后保持规定粒度的性能 TS 　

15 煤对二氧化碳的反应性 Carboxyre activity 煤将二氧化碳还原为一氧化碳的能力 A 　

16 结渣性 Clinkering property 在气化或燃烧过程中，煤灰受热、软化、熔融而结渣的性质 Clin 　

17 可磨性 Grindabili-ty 煤研磨成粉的难易程度 　 　

18 哈氏可磨性指数 Hardgrove grindability 用哈氏仪测定的可磨性表示硬煤被磨细的难易程度 HGI 　

19 磨损性 abrasiveness 煤磨碎时对金属件的磨损能力 　 　

20 灰渣融性 Ash fusibility 在规定条件下得到的随加热温度而变化的煤灰变形、软化和流动特征物理状态 　 灰熔点

21 灰粘度 Ash viscosity 灰在熔融状态下的粘度 　 　

22 灰的酸度 ash acidity 灰中酸性组分（硅、铝、钛等的氧化物）与碱性组分（铁、钙、镁、锰等的氧化物）之比 　 　

23 灰的碱度 ash basicity 灰的碱性组分（铁、钙、镁、锰等的氧化物）与碱性组分（硅、铝、钛等的氧化物）之比 　 　

24 透光率 transmittance 褐煤、长焰煤在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后所得溶液的透光率 Pm 　

25 酸性基 Acidic groups 煤中呈酸性的含氧官能团的总称，主要为羧基和酚泾基 总酸性基

26 腐植酸 Humic acid 煤中能溶于稀苛性碱和焦磷酸钠溶液的一组多种缩合的酸性基的高分子化合物 HAt 总腐植酸

27 游离腐植酸 Free humic acid 酸性基保持游离状态的腐植酸，在实际测定中包括与钾、钠结合的腐植酸 　 　

.29 黑腐植酸 Pyrotomalenic acid 一组分子量较大的腐植酸，一般呈黑色，能溶于稀苛性碱溶液，不溶于稀酸的丙酮 　 　

30 黄腐植酸 Fulvic acid 组分子量较小的腐植酸，一般呈黄色，能溶于水、稀酸和碱溶液 　 　

31 综腐植酸 Hymatomalenic acid 一组分子量中等的腐植酸，一般呈棕色，能溶于稀苛性碱溶液和丙酮，不溶于稀酸 　 　

32 苯萃取物 Benzene extractsbenzene soluble extracts 褐煤中能溶于苯的部分，主要成分为蜡和树脂 Eb 苯抽出物 褐煤蜡

1.水份： 是煤中无用成分，同时还影响煤的发热量和可磨性。因此，无论是对炼焦用煤或对蒸汽用煤来讲，它都是一个重要的指标。对于用户来讲，具有实际意义的是应用基水份，既从洗煤厂运到工厂时的煤炭所含有的水份。关于煤的水份含量的极限，还没有统一的限制。水份的大小随当地条件和运输距离而定。对于外销煤炭，装船时允许的水份一般为6-8%。由于水份就炼焦煤来说是无效的，它还需热量使其蒸发，同时还会降低炼焦炉装煤容量，因此越低越好。某些新型炼焦炉在装煤前进行预热，虽然增高了费用，但能显著地提高生产率。另一方面，如果煤太干时。也会产生问题；尤其是在风大的地区，装卸时煤粉会污染环境。

2.挥发分：可燃基挥发分几乎是世界各国用来进行煤炭分类的指标之一。一般认为挥发分低于14%的煤将不能炼焦，或只能炼出质量差的焦炭；如果太高，也不能炼焦。虽然没有固定的界限，但38%被认为是上限，也有把上限定到43%。通常认为15-31%的煤炭属于很好的炼焦煤；美国有一种炼焦炉要求最理想的挥发分是28-30%。由于符合理想的单个煤炭的数量有限，因此，不得不采用把几种不同的煤炭搀和起来，以炼成最理想的焦炭。

3.固定碳： 是美国作煤炭分级的一个普通指标。由于固定碳是全部真正的碳，其含量的多少，对于焦炭是很重要的。适于炼焦的煤炭，固定碳限于69-78%。

4.元素分析：随煤阶的增加，即煤化程度的加深，碳含量逐渐增加，氧含量逐渐减少。褐煤和较低品级的烟煤，氢含量稳定在大约5%左右；较高品级的烟煤和无烟煤氢含量降至3-4%。氢含量随煤阶的增加而减少，是与挥发分减少有关。烟煤的氮含量最高，大约是1.7%；较低煤阶和较高煤阶的氮含量要低一些。碳是煤中最重要的元素，完全是碳含量提高了焦炭的价值。但高氧煤则只能炼出质量较次的焦炭。

5.硫分： 由于硫能进入焦炭而危害金属的质量，以及随煤炭燃烧时会进入大气，污染环境。因此，无论是冶金用煤，还是蒸汽用煤，都需要给以极大重视的一个指标。炼焦时，煤中的硫含量大约有80-85%进入焦炭，比灰分更有害于高炉。为了使硫不进入铁中，让其随炉渣排除，这样就会增加炉渣量，也就是需要消耗更多的焦炭，根据某些计算，焦炭中硫含量从1.0%增加到1.5%，要多消耗焦炭15%。

用作炼焦煤的硫分，其上限一般在1.0%。不过，某些硫分稍高的煤炭，如果是用来与低硫煤搀和炼焦时，其平均硫含量不超过1%的话，也是可用的。有文章指出，如果煤炭经洗选后不能把硫降到1.5%以下，就不适合于作为炼焦煤掺合使用。

至于蒸汽用煤的硫分，在国际煤炭市场上，主要视当地的环境保护法而定。如有的地区把它限制在1%。此外，有的用户还从锅炉的结污观点去关心煤中硫含量。

为了评价煤中的硫含量，有必要测定各形态硫。煤中硫的赋存形态主要有硫酸盐硫、硫化铁硫和有机硫。硫酸盐硫的正常数值应是很小的，一般不大于0.1%，超过时则很可能是煤已受了氧化。硫化物硫主要是黄铁矿和白铁矿，它们一般呈细粒状、结核状赋存。把煤经过破碎、研磨，再进行洗选，这部分硫有一半以上可以除去。有机硫是碳氢化合物结构中的一部分，只能用代价高昂的溶剂才能分离出去，一般只能随燃烧过程挥发。因此，在估计将来洗煤硫的可能含量时，可以用硫化物硫的一半加有机硫。然后经可选性试验，就会得到更准确的资料。

6.磷：对于炼焦煤，磷是有害成分，弄清其含量是非常重要的。由于高炉炉料中所有的磷可以还原进入铁水。因此，铁水中的磷含量 取决于耗焦率、灰分和矿石。煤灰中磷含量通常是很低的。对于耗焦率为900磅、灰分为7%的焦炭，最大允许限度是焦炭灰分中的磷含量为0.09%，呈现在铁水中的磷含量是0.073%，这是大多数钢铁厂多半会接受的平均水平。由于焦炭灰分大多高于7%，因此，对煤中磷含量最好安全极限应是0.05-0.06%。

7.氯：对炼焦和蒸汽用煤都是有害元素(腐蚀管道和炉壁)。因此对各种煤中的氯含量测定值应予以重视。大多数煤中的氯含量是很低的，一般低于0.1%。虽然还没有一个上限，但对于任何氯含量较高的煤炭，应认为是可疑的。

8.可磨性：一般来说，现代煤炭生产的最终产品的尺寸是很小的。这是由于：(1)煤炭利用方面，要求越来越多的粉煤。例如：产生蒸汽的锅炉，装煤时是以强大的压力把粉煤喷入燃炉内；冶金高炉喷吹煤粉；近年来开始发展的煤炭管道运输，要求把煤炭研磨成粉煤后，才能在管道中以煤浆送走。(2)通过研磨可以把与矿物杂质分离出一部分，然后经过洗选，降低灰分、硫分等有害杂质，以减少运输费用和提高煤炭的利用效率。(3)可以使不同的煤炭，例如采自同一矿井(矿区)的不同煤层的煤炭，经研磨和洗选后，按要求进行搀和，可以获得不同级别的煤炭产品，供不同目的的用户使用，以达到煤炭最佳的利用效果。

在设计和改进制粉系统、估计磨煤机的产量和耗电率时，都需用到煤的可磨性。因此，煤的可磨性是评价煤炭工艺性能的重要的控制性参数之一。

美国测定煤的可磨性采用哈德葛罗夫法。它是以一种易磨碎的烟煤为标准，把它的可磨性定为100，以此作为标准，来对其它被测定的煤样的相对可磨性或破碎的难易程度。

可磨性指数越大，表明该煤软，越容易被破碎。一般要求哈德葛罗夫可磨性指数大于50。一般情况下，大多数烟煤的可磨性指数最大，褐煤和无烟煤较小。

煤的水份含量和杂质可以影响可磨性指数。

由于煤炭—特别是煤阶较低的次烟煤和褐煤—受内在水份的影响，因此在报告可磨性指数时要报告水份含量。未经干燥的高水份煤炭，会引起研磨时的困难；烘干的煤对于研磨当然是理想的，但这难免要增加费用。

各煤层以及采自同一煤层的不同样品，可磨性指数会有很大的变化，这是由于一般存在于煤中的杂质引起的。

哈德葛罗夫可磨性指数是在理想的煤炭破碎和煤粒分级的假设条件下进行的，它仅仅代表了那些取了煤样或粒级样品的测定结果。煤炭是非均质体，是以显著的易变性为其特征。这样一旦判断错了，对将来的生产必然会引起严重影响。虽然存在这个问题，但在不久的将来，还没有切实可行的方法来替代。

9.筛分试验：是洗煤厂设计所需考虑的问题，在焦炭生产中也是很重要的。因此，不仅要求在生产煤矿、采样工程中采取煤层大样进行试验，还要求用6英寸或8英寸直径的钻孔中取样进行这种试验。

大多数炼焦煤用户愿意接到小于35-50毫米的煤炭。有些购煤合同把小于0.5毫米物料的数量限制在20-25%。进入炼焦炉的粒级，一般在进炉前，把煤破碎到通过3.3毫米(1/8英寸)的煤级达90%。

10.煤的可选性： 经过筛分后的各粒级煤样，再进行浮沉试验，以了解煤的可洗性。为洗煤厂设计提供选煤方法、工艺流程和选用设备等方面的技术数据。

煤炭经过洗选，除了在前面“可磨性”一项中已叙述的可以降低有害组分、减少运输量、提高热能利用之外，还可以：(1)从其它被认为是蒸汽用煤或非炼焦用煤中，获得一些炼焦煤。在国际煤炭市场，炼焦煤的价格比非炼焦煤要高的多。同时还可以充分发挥煤炭资源的潜力，尤其对缺乏炼焦煤资源的地区，更具有实际意义。因此，对于接近炼焦煤的非炼焦煤煤种，有必要进行自由膨胀序数、基氏塑性计等结焦性试验。(2)由于对各比重级的灰分、硫分、发热量进行了测定，如果再配以结焦性试验和煤岩分析资料，就有可能计算出两种或多种煤炭搀和后所能炼出最理想焦炭的最佳百分比。(3)对于多煤层的矿井(或矿区)，根据洗选资料可以计算出：进行怎样的搀和，才能使各类煤炭的强弱性达到平衡。以满足市场需要，并获得最大的经济效益。(4)可以供应或销售多种煤炭产品。特别是可以计算出优质产品所占的百分比。此外，目前采用较大马力的设备，这些设备具有切割所碰到的任何物料的能力。它所切割下来的物料，既是较小尺寸的产物，又混杂有非可燃的物料。这样也就增加了洗选的必要性。

11.灰分及煤灰性质：煤中的灰分是有害成分。主要的害处就是增加了运输量和炉渣量。为了减轻运输量，现在国际上一般都是经过洗选后才运出。

煤灰性质是指煤灰成分、煤灰熔融温度和煤灰粘度。煤灰成分是以化学分析方法了解其化学性质，煤灰的熔融温度和煤灰粘度是测定煤灰的物理性质，煤灰的化学成分又影响着煤灰的物理性质。

美国在使用煤炭产生蒸汽方面，特别注意通过释放更多热量的方法来提高热效率的利用。这样就产生了极为严重的结渣和结污方面的问题，并导致了对煤炭性质的较为详细的研究。

煤灰在炉中燃烧时的状况，对于蒸汽锅炉的设计、选型、效率和决定技术参数方面有着非常重要的关系。实用的锅炉是使用特地的煤炭设计的，也就是说，煤炭的物理性质和化学性质要附和特地的范围。这样锅炉制造厂就能根据煤灰特性来改进锅炉的设计。这样，在签订购销合同时，煤灰特性是合同的内容之一。同时，这种合同期限一般是30年左右，以保证设备的服务年限，然后再挑选新的设备和煤源。

煤灰在炉中的燃烧状态，取决于化学组分。根据煤灰的化学成分可以计算出结渣指数(slagging index)和结污指数.

风选：适合风，簸箕簸机网各种使用小种子。少量种子簸箕杨去杂物。

2。筛选：使用不同大小的筛，将大于小于删除的种子的夹杂物，那么其他的方法将被移除碎片与同等大小的种子。筛选可以去除的小颗粒杂质的一部分，也可以使用不同的网筛种子颗粒大小进行分类。种子大小，种子萌发和幼苗出土幼苗生长的潜在能力。播种分级，播下的种子，同样大小的保证苗木花卉苗木发芽整齐，具有增长潜力相一致，易于管理。实践证明，同样的种子，种子粒更大更重的苗更健壮的苗质量较好。速度？近缘种均匀播种，出苗，幼苗的均匀生长和发展，分化现象。等级评定工作通常是同时净物种，我们可以用风选，筛选和粮食的选择方法。

3。水选：一般用于大而重的种子，如橡木，豆类，种子，利用水，碎屑和空瘪的种子漂移的浮力，充分的种子留在下面。选自通常使用生理盐水或Nai水的组中的水，其比重为1.1?1.25克/立方厘米，鱼，漂浮在上述的瘪粒和杂质。选后用清水浸泡。选举后，不暴露于干种子在水中，水选定的时间不会太长。

煤的工业分析

1. 水分

(1) 外在水分(Wwz)外在水分是指煤在开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及大毛细孔（直径＞10-5厘米）中的水。它以机械方式与煤相连结着，较易蒸发,其蒸汽压与纯水的蒸汽相等.在空气中放置时,外在不分不断蒸发,直至煤中水分的蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡时为止,此时失去的水分就是外在水分.含有外在水分的煤称为应用煤,失去外在水分的煤称为风干煤.外在水分的多少与煤粒度等有关,而与煤质无直接关系.

(2)内在水分(Wnz)吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔（直径〈10-5厘米〉中的水,称为内在水分.内在水分指将风干煤加热到105～110时所失去的水分,它主要以物理化学方式(吸附等)与煤相连结着,较难蒸发,故蒸气压小于纯水的蒸汽压.失去内在水分的煤称为绝对干燥或干煤.

2. 分灰

1).灰分的来源和种类煤灰几呼全部来源于煤中的矿物质,但煤在燃烧时,矿物质大部分被氧化,分解,并失去结晶水,因此,煤灰的组成和含量与煤中矿物质的组成和含量差别很大.我们一般说的煤的灰分实际上就是煤灰产率，煤中矿物质和灰分的来源,一般可分三种.

(1)原生矿物质它是原来存在于成煤植物中的矿物质,质紧密地结合在一起,极难用机械的方法将其分开.它燃烧后形成母体灰分,这部分数量很小

(2)次生矿物质当死亡植质堆积和菌解时,由风和水带来的细粘土,砂粒或由水中钙,镁,铁等离子生成的腐植酸盐及FeS2等混入而成,在煤中成包裹体存在.用显微镜观察煤的光片或薄片时,如它们均匀分布在煤中,并且颗粒很细,则很难与煤分离如它们颗粒较大,比重与差很大,并在煤中分布不均,则把煤破啐后尚可能将它们洗选掉.

煤中的原生矿物质和次生矿物质合称为内在矿物质.来自于内在矿物质的灰分,称为内在灰分.一般次生矿物质在煤中的含量也不多,仅有少数煤层中次生矿物质较多,如迁移堆积抽形成的煤层即如此.

(3)外来矿物质这种矿物质原来不含于煤层中,它是由在采煤过程中混入煤中的顶,底板和夹矸层中的矸石所形成的.

其数量多少,根据开采条件在很大的范围里波动.它的主要成分为SiO2,A12O3,也有一些CaSO3，CaSO4，FeS2等。这类矿物质应通过加强质量管理，机智地使用炸药，巩固坑道，合理采煤并通过转筒筛选机筛选和手选的方法予以减少。外来矿物质的块度，比重越大时，越易分离，可用一般选煤方式将它除掉。外来矿物质在煤燃烧时形成的灰分称为外在灰分。

2)煤灰熔融性煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重要指标.煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点,但严格来讲这是不确切的.因为煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围.开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低.这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能,从而改变了熔体的成及其熔化温度.

煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成.煤灰成分十分复杂,主要有:SiO2,A12O3,Fe23,CaO,MgO,SO3等,如下表所示:

我国煤灰成分的分析

灰分成分 SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O

含量(%) 15~60 15~40 1~35 1~20 1~5 1~5

煤灰成分及其含量与层聚积环境有关。我国很多煤层的矿物质以粘土为主，煤灰成分则为SiO2，A12O3为主，两者总和一般可达50~80%。在滨海沼泽中形成的煤层，如华北晚石纪煤层黄铁矿含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦较高；在内陆湖盆地中形成的某些第三纪褐煤的煤灰中CaO含量较高。

大量试验资料表明，SiO2含量在45~60%时，灰熔点随SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量〈45%或〉60%时，与灰熔点的关系不够明显。A12O3在煤灰中始终起增高灰熔点的作用。煤灰中A12O3的含量超过期30%时，灰熔点在1500。灰成分中Fe2O3，CaO，MgO均为较易熔组分，这些组分含量越高，灰熔点就越低。灰熔点也可根据其组成用经验公式进行计算。

3.挥发分和固定碳

挥发分主要是煤中有机质热分解的产物，评价煤质时为了排除水分，灰分，变化的影响，须将分析煤样挥发分换算为以可燃物为基准的挥发分，以符号VR表示。换算分式为：

Vr=Vf100

100-WF-AF

式中：Vr——可燃基（无水无灰基）挥发分，%；

Vf——分析基挥发分，%；

Wf——分析煤样水分，%；

Af——分析煤样灰分，%。

挥发分随煤化程度升高而降低的规律性十分明显，可以初步估计煤的种类和化学工艺性质，而且挥发分的测定简单，快速，易于标几乎世界各国都采用可燃基挥发分（Vr）作为煤炭工业分类的第一分灯指标。

挥发分的分析结果常受煤中矿物质的影响。所以当煤中碳酸盐含量较高，矿物质在高温下分解出来的CO2，结果水等也包括在挥发分内。所以当煤中碳酸盐含量较高，分解出来的CO2产率大于2%时，需要对煤的挥发进行正。也可在测定挥发分之前，用盐酸处理分析煤样，使煤中碳中碳酸盐事先分解。在我国大我数煤中，粘土矿物，高岭土在560析出的结果水也算入挥发分，因此粘土矿物含量高的煤所测出的挥发分通常偏高。

固定碳就是测定挥发分后残留下来的机物质的产率，可按下式算出：Cgd=1000-（Wf+Af+Vf）

焦渣按其形状，特征的不同可分为八种类型，用来初步表不同煤种的粘性，熔融性及膨胀性。根据挥发分测定后的焦渣可知，泥炭，褐煤，烟煤中长焰煤，贫煤及无烟煤没有粘结性；烟煤中气，肥，焦，瘦煤都有粘结性，可作为炼焦煤，而其中肥煤和焦煤没有粘结性最好，其坩埚焦熔融，粘结良好且具有膨胀性。

煤的形成

在地质历史上，沼泽森林覆盖了大片土地，包括菌类、蕨类、 灌木、乔木等植物。但在不同时代海平面常有变化...... 当水面升高时，植物因被淹而死亡。如果这些死亡的植物被沉 积物覆盖而不透氧气，植物就不会完全分解，而是在地下形成有机 地层。随着海平面的升降，会产生多层有机地层。 经过漫长的地质作用，在温度增高、压力变大的还原环境中，这一有机层最后会转变为煤层。因埋深和埋藏时间的差异，形成的 煤也不尽相同。

煤的物理性质 主要包括煤的密度、表面性质（湿润性、表面积、孔隙度）、光学性质(折射率、反射率)、电性质（电导率、介电常数）、磁性质、热性质（比热容、热导率、热稳定性）和机械性质（硬质、脆度、可磨性）。

煤的工艺性质

①粘结性。指烟煤在受热时本体粘结或与外加惰性物质粘结的能力，它是评价工业用煤特别是炼焦煤的主要指标。实验室测定方法有粘结指数、坩埚膨胀序数、罗加指数等。②结焦性。指在模拟工业焦炉条件下，或在半工业性试验焦炉内，煤结成焦炭时的性能，实验室测定方法有奥亚膨胀度、胶质层指数、葛金焦型等。③发热量。指单位质量的煤在完全燃烧时放出的热量。它是评价燃料煤的主要指标。根据计算时燃烧产物中水的状态不同，有高位发热量与低位发热量之分，包含燃烧生成的水蒸气冷凝潜热的，称为高位发热量，不包括水蒸气冷凝潜热的，称为低位发热量。④反应性。又称活性，是指在一定温度下，煤与不同气体介质如二氧化碳、水蒸气、氧气、氢气作用的气化反应能力。⑤热稳定性。指气化、燃烧用煤在加热时块度变化的性质。⑥焦油产率。是评价煤和油页岩炼油适宜性的指标，通常采用铝甑低温干馏法测定。⑦可选性。是反映煤在洗选过程中，除去其中矿物质的难易程度。它是将各级粒度的煤在不同密度的液体中经浮沉试验而确定的。⑧灰熔点和熔融灰的粘度。将煤灰制成三角锥体，放在高温炉中，在一定气氛下加热，观察灰锥形状的变化,从而测定变形温度T1、软化温度T2和流动温度T3,其中T2表示煤灰熔点。熔融灰的粘度用高温粘度计测量。

参考资料：http://www.cctd.com.cn/