怎样通过分析煤炭质量检验结果报告单来判断煤炭质量好坏
煤炭质量检验结果报告单是判断煤炭质量的重要依据,作为煤炭化验仪器的生产厂家专业为您详解煤炭化验报告单:煤炭质量检验报告格式各不相同,在阅读煤质检验结果报告单之前,应注意以下信息:首先要注意煤质检测结果中,煤的发热量是否是以“收到基低位”(符号Qnet,ar)的形式提供。因为目前我国绝大多数煤炭是以“收到基低位发热量”作为贸易、结算的依据。以收到基低位发热量作为贸易、结算依据时,不必考虑全水分问题。结算也非常方便。结算煤款(元)=实际到货煤炭重量(吨)*结算价格(元/吨)如果发热量不是以“收到基低位”的形式,而是以“高位”的形式,不但会带来很多不便和误解,而且常常还需进行煤炭重量校正:结算重量(吨)=实际到货重量(吨)*(100-实际全水分)/(100-合同规定全水分)。则结算方式应按下式进行:结算煤款(元)=结算重量(吨)*结算价格(元/吨)可见,收到基低位发热量在煤炭贸易和结算中具有准确、方便和快捷特点,可以减少贸易由雨雪自然原因引起煤炭全水分变化而产生的贸易磨擦。其次还要注意煤质检测结果中是否含有“全水分(符号Mt)”、“空气干燥基水分(符号Mad)”、“全硫(符号St)”和“氢(符号H)”,因这四项指标都是计算收到基低位发热量所必不可少的辅助指标,如果缺少任何一项指标,对收到基低位发热量准确性都有很大的影响。第三还要注意除了煤的收到基低位发热量之外,还要看煤质工业分析结果是否齐全,因为煤炭作为工业的原料,对煤炭进行工业分析是必不可少的,这样才能粗略估计煤炭的性质和用途。煤的工业分析包括空气干燥基水分、灰分、挥发分、焦渣特征和固定碳。在环境问题日益突出的今天,控制煤炭燃烧造成的污染也是政府和整个社会都重视的工作,因此还应该进行煤的元素分析,元素分析应包括全硫、氮、碳、氢和氧。其中全硫是很重要的环保指标,全硫和氢又是计算收到基低位发热量的重要辅助指标。
看煤炭的化验单主要看:发热量,内水,外水,全水,硫分,挥发份,灰分,粘结,Y值(胶质层厚度)等,看你需要什么样的煤。灰分越低的煤炭越好,水分越低的煤炭越好。Y值越高的越好。其余的得看需要煤炭的指标来界定了。。
市和区县环境保护行政主管部门负责用煤单位炉前煤的污染物含量、大气污染防治设施的正常使用和储煤场地扬尘的监督管理工作。
市经济和信息化行政主管部门及区县工业经济行政主管部门负责组织、协调、指导清洁生产促进工作,会同相关部门督促企业节约用煤。
市质量技术监督行政主管部门负责组织制定本市煤炭经营使用地方质量标准。市和区县质量技术监督行政主管部门依职能负责对煤炭检验机构进行监督管理。
市和区县工商行政管理部门负责对不符合本市煤炭经营使用地方质量标准的煤炭及其制品的销售实施监督管理。
发展改革、公安、交通等有关部门依照各自职责共同做好煤炭经营使用监督管理工作。第六条 本市相关行业协会应当加强对煤炭经营企业的自律管理,协助煤炭经营监督管理部门做好工作。第七条 任何单位和个人有权对违反本规定的行为,按照商务、环保、工商等监督管理部门的职责分工向其举报。受理部门应当及时处理,为举报人保密。第二章 煤炭经营第八条 市商务行政主管部门应当根据本市城乡规划,结合本市环境保护的要求,制定本市经营性煤炭堆场(以下简称堆场)和民用煤配送网点的布局和总量控制计划。第九条 煤炭经营企业所存煤炭应当集中存放在堆场。禁止在本市外环线以内设置堆场。堆场和民用煤配送网点应当按照布局要求进行设置,并符合环境保护的要求。第十条 煤炭经营企业应当保证煤炭质量,确保供应本市的煤炭符合本市煤炭经营使用地方质量标准。
采用直供方式的用煤单位,应当确保采购的煤炭符合本市煤炭经营使用地方质量标准。
购销煤炭双方订立的合同,应当具有煤炭质量条款,并符合本市煤炭经营使用地方质量标准。第十一条 煤炭经营企业应当建立煤炭购销台账,载明煤炭购销数量、购销渠道及煤炭检验报告,并保留两年。第十二条 煤炭经营企业和用煤单位运输、装卸、储存、加工煤炭,应当符合本市环境保护要求,采取防护措施,防止自燃和煤粉尘污染。第十三条 堆场的经营者应当对其储煤场地采用防风抑尘网(墙)同时配套苫盖、喷淋设施,有条件的应当采取密闭措施。民用煤配送网点的储煤场地应当采取密闭措施。第三章 煤炭使用第十四条 用煤单位应当使用符合本市煤炭经营使用地方质量标准的煤炭。
用煤单位应当建立用煤台账,明确用煤量、用煤来源、煤质及煤炭检验报告,并保留两年。第十五条 用煤单位排放大气污染物,应当符合国家和本市环境保护标准,并不得超过大气污染物排放量指标。第十六条 用煤单位必须安装烟气净化装置或者采取其他防护措施,并保证大气污染防治设施的正常使用。拆除、关闭或者闲置大气污染防治设施的,应当事先报所在地环境保护行政主管部门批准。第十七条 钢铁、电力、石化、供热、建材等重点行业用煤单位的储煤场地应当采取密闭措施。其他用煤单位的储煤场地应当采用防风抑尘网(墙)同时配套苫盖、喷淋及监控设施。第十八条 对年综合耗能5000吨标准煤以上的用煤单位,应当按照国家和本市规定,实施强制性清洁生产审核。
实施强制性清洁生产审核的用煤单位,应当将审核结果在本地区主要媒体上公布,接受公众监督,但涉及商业秘密的除外。第四章 监督检查第十九条 市质量技术监督行政主管部门会同市发展改革、商务、环境保护等监督管理部门确定煤炭经营使用地方质量标准,并向社会公布。第二十条 商务行政主管部门应当加强对堆场、煤炭经营企业、民用煤配送网点的动态管理,加强日常监管。
环境保护行政主管部门定期对用煤单位炉前煤的污染物含量,污染物的处理设施、污染物排放情况开展检查,对储煤场地的扬尘进行检查,发现违法行为及时依法予以处理。
工商行政管理部门对不符合本市煤炭经营使用地方质量标准的煤炭及其制品的销售进行检查,发现违法销售的及时依法予以处理。
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T211 煤中全水分的测定方法
GB/T212 煤的工业分析方法(eqv ISO1171)
GB/T213 煤的发热量测定方法(eqv ISO 1928)
GB/T214 煤中全硫的测定方法(eqv ISO 334\ISO 351)
GB 474-1996 煤样的制备方法(eqv ISO 19881975)
GB 475-1996 商品煤样采取方法(epv ISO 19881975)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准:
3.1
检验值inspected value
检验单位按国家标准方法对被检验批煤进行采样、制样和化验所得的煤炭质量指标值。
3.2
报告值 reported values
被检验单位出具的被检验批煤的质量 指标值,包括被检验单位的测定值或贸易合同约定值、产品标准(或规格)规定值。
3.3
质量指标允许差tolerance of quality parameter
被检验单位对一批煤的某一质量指标的报告值和检验单位对同一批煤的同一质量指标的检验值的差值在规定概率下的限值。
3.4
采样基数 base for sampling
抽查或验收时,实施采样的批煤量。
4 商品煤质量抽查方法
4.1 方法提要
煤炭质量抽查单位从被抽查批煤中采取一个或数个总样,然后进行制样和有关项目测定,以抽查单位的报告值(3.2)与抽查单位的检验值(3.1)进行比较,对被抽查批煤的质量进行评定。
4.2 检验项目
4.2.1 原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤):
检验发热量(或灰分)和全硫。
4.2.2 冶炼用精煤:
检验全水分、灰分和全硫。
4.3 煤样的采取、制备和化验
4.3.1 采样、制样和化验人员
采样、制样和化验人员应经过专门的煤炭采样、制样和化验技术培训,并持有有效的操作证书或岗位合格证书。
2002-03-10发布 2002-10-01 实施
中 华 人 民 共 和 国
国家质量监督检验检疫总局
商品煤质量抽查和验收方法
1 范围
本标准规定了商品煤质量抽查方法和验收方法。
本标准适用于商品煤质量监督检查和验收检查。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T211 煤中全水分的测定方法
GB/T212 煤的工业分析方法(eqv ISO1171)
GB/T213 煤的发热量测定方法(eqv ISO 1928)
GB/T214 煤中全硫的测定方法(eqv ISO 334\ISO 351)
GB 474-1996 煤样的制备方法(eqv ISO 19881975)
GB 475-1996 商品煤样采取方法(epv ISO 19881975)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准:
3.1
检验值inspected value
检验单位按国家标准方法对被检验批煤进行采样、制样和化验所得的煤炭质量指标值。
3.2
报告值 reported values
被检验单位出具的被检验批煤的质量 指标值,包括被检验单位的测定值或贸易合同约定值、产品标准(或规格)规定值。
3.3
质量指标允许差tolerance of quality parameter
被检验单位对一批煤的某一质量指标的报告值和检验单位对同一批煤的同一质量指标的检验值的差值在规定概率下的限值。
3.4
采样基数 base for sampling
抽查或验收时,实施采样的批煤量。
4 商品煤质量抽查方法
4.1 方法提要
煤炭质量抽查单位从被抽查批煤中采取一个或数个总样,然后进行制样和有关项目测定,以抽查单位的报告值(3.2)与抽查单位的检验值(3.1)进行比较,对被抽查批煤的质量进行评定。
4.2 检验项目
4.2.1 原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤):
检验发热量(或灰分)和全硫。
4.2.2 冶炼用精煤:
检验全水分、灰分和全硫。
4.3 煤样的采取、制备和化验
4.3.1 采样、制样和化验人员
采样、制样和化验人员应经过专门的煤炭采样、制样和化验技术培训,并持有有效的操作证书或岗位合格证书。
4.3.2 煤样的采取
4.3.2.1 采样机械
应符合以下要求:
a) 采样器开口尺寸应不小于被采样煤炭最大粒度的2.5倍;
b) 移动煤流采样器应能截取一煤流全断面作为一子样;静止煤中采取的子样质量应符合GB/475—1996要求;
c) 经有资格的部门鉴定采样无系统误差、精密度达到GB475—1996要求。
4.3.2.2 采样地点
煤样应从被抽查单位销售或待销煤炭中,在移动煤流或火车、汽车载煤中采取,一般不直接在煤堆和轮船载煤中采取,而应在堆(装)煤和卸煤过程中、从转运煤流或小型转运工具如汽车载煤中采取。在特殊情况下,可从煤堆上分层采取,也可从高度小于2 m的煤堆上直接采取。
4.3.2.3 采样基数
抽查煤样的采样基数一般为1 000 t或一个发运批量。在采样基数小于和等1 000 t时,至少应为一个作业班的生产、堆存或运输量。在用被抽查单位的测定值进行质量评定时,抽查单位和被抽查单位的采样单元应相同。
4.3.2.4 采样方法
4.3.2.4.1 煤样按GB475—1996规定采取。当采样基数小于和等于 1 000 t时,采取1个总样;大于 1 000 t时,可采取1个或多个总样。
4.3.2.4.2 总样的子样分布除遵守GB475—1996的有关规定外还应遵守以下原则:
a) 在火车顶部采取原煤和筛选煤煤样时,抽查煤样和非抽查煤样的子样应分布在不同的对角线、不同的垂直平分线上或错开的小方块中,并将可能重合的采样点在最近的距离内错开;采取洗煤(包括洗煤和其他洗煤)煤样时,子样的起位置应随机错开。
b) 在汽车顶部采样时,根据每车子样数目,按a)条所述方法将抽查煤样和非抽查煤样的子样错开。
4.3.2.4.3 采样应由挫败查单位两名以上人员进行,并参照附录A(资料性附录)作好记录。
4.3.3 煤样的制备
4.3.3.1 煤样按GB474—1996和有关测定方法规定的粒度进行制备。
4.3.3.2 煤样缩分一般应使用二分器,煤样粒度过大或煤样过湿时,可用堆锥四分法进行缩分。
4.3.3.3 全水分煤样在一般分析煤样的制备过程中抽取。制样过程中应避免水分损失。
4.3.3.4 煤样可在采样后就地制成实验室煤样、带回抽查单位进一步制成分析用煤样。
4.3.4 煤样的化验
4.3.4.1 全水分按GB/T 212 测定。
4.3.4.3 发热量按GB/T 213 测定。
4.3.4.4 全硫按GB/T 214 测定。
4.4 煤炭质量的评定
4.4.1 质量评定指标
4.4.1.1 原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤),以干基高位发热量(或干基灰分)和干基全硫作为质量评定指标。
4.4.1.2 冶炼用精煤,以全水分、干基灰分和干基全硫作为质量评定指标。
4.4.2 质量评定指标允许差
商品煤质量抽查的各项质量评定指标允许差如表1、表2和表3所示。
4.4.3 质量评定
4.4.3.1 单项质量指标评定
4.4.3.1.1 按被抽查单位报告的测定值计价的商品煤的单项质量指标评定:被抽查单位的报告值和抽查单位的检验值的差值,满足下述条件时,该项质量指标评定为合格;否则评为不合格。
a) 灰分(Ad)
(报告值一检验值)≥表1规定值
b) 发热量(Qgr.d)
(报告值一检验值)≤表1规定值
c) 全水分(Mt)
(报告值一检验值)≥表2规定值
d) 全硫(St.d)
(报告值一检验值)≥表3规定值
表1 灰分和发热量允许差
煤的品种 灰分(以检验值计)
Ad/ % 允许差(报告值—检验值)
Δad/ % Δqu.d/(MJ/kg)
原煤和筛选煤 >20.00~40.00
10.00~20.00
<10.00 -2.82
-0.141Ad
-1.41 +1.12
+0.056 Ad
+0.56
非冶炼用精煤 — —1.13 按原煤、筛选煤计
其他洗煤 — —2.12-
冶炼用精煤 — —1.11 —
表2 全分允许差
煤的品种 允许差(报告值—检验值)%
冶炼用精煤 —1.1
表3全分允许差
煤的品种 全硫(以检验值计)St.d/% 允许差(报告值—检验值)%
冶炼用精煤 <1.00
≥1.00 -0.16
-0.16St.d
其他煤 <1.00
1.00~2.00
>2.00~3.00 -0.17
-0.17 St.d
0.34
4.4.3.1.2 按贸易合同约定值或产品标准(或规格)规定值计价的商品煤的单项质量指标评定:以被抽查单位报告的合同约定值或产品标准(或规格)规定值和抽查单位的检验值、按4.4.3.1.1规定进行评定,但各项指标的实际允许差按式(1)修正:
T=T0 /……………………… (1)
式中:
T 实际允许差,%或MJ/kg
T0 表1、表2和表3规定的允许差,%或MJ/kg。
注1:当合同约定值或产品标准(或规格)规定值为一数值范围时,全水分、灰分和全硫其约定值的上限值为被抽查单位报告值,发热量取下限值为报告值。
4.4.3.2 批煤质量评定
4.4.3.2.1 原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤):以灰分计价者,于基高位发热量和干基全硫都合格,该批煤质量评为合格,否则该批煤质量评为不合格。
4.4.3.2.2 冶炼用精煤:全水分、灰分和全硫三项都合格,该批煤质量评为合格,否则该批煤质量评为不合格。
4.5 抽查报告
抽查报告至少应包括以下主要内容:
a) 抽查单位名称、地址;
b) 被抽查单位名称、地址;
c) 采样时间、地点、气候状况和人员;
d) 抽查产品品种、规格和数量;
e) 样品数量、包括总样数量和质量、子样数量和质量;
f) 测定项目和依据标准;
g) 试验数据;
h) 质量评定结论;
i)主要检验人员、审查人员、批准人员。
5 商品煤质量验收方法
5.1 方法提要
由买受方从收到的、出卖方发给的一批煤中采取一个或数个总样,然后进行制样和有关项目测定,以出卖方的报告值和买受方的检验值进行比较,对该批煤质量进行评定。
5.2 检验项目
5.2.1 原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤):
检验发热量(或灰分)和全硫。
5.2.2 冶炼用精煤:
检验灰分和全硫。
5.3 煤样的采取、制备和化验
5.3.1 采样、制样和化验人员
同4.3.1。
5.3.2 煤样的采取
5.3.2.1 采样机械
同4.3.2.1。
5.3.2.2 采样地点
煤样应从买受方收到的批煤中,在落地之前,在运输工具如皮带、火车、汽车以及轮船卸煤用的皮带、汽车或其他小型运输工具载煤堆中,用迁移煤堆并在迁移 过程中采样的方式采取。
5.3.2.3 采样基数
验收煤样的采样基数应为买受方收到的、出卖方发给的整批煤量(包括分数次或数日抵达买受方的同一批煤炭)。
5.3.2.4 采样方法
5.3.2.4.1 煤样按GB 475—1996 规定采取。当采样基数小于和等于1 000 t 时,采取1个总样;大1 000 t时,可采取1个或数个总样。
5.3.2.4.2 总样的子样分布除遵守GB475—1996的有关规定外,还应尽量遵守以下原则:
a) 在火车顶部采取原煤和筛选煤煤样时,买受方采样和出卖方采样的子样应分布在不同的对角线、不同的垂直平分线上或错开的小方块中,并将可能重合的采样点在最近的距离内错开;采取洗煤(包括洗精煤和其他洗煤)煤样是,子样的起始位置应随机错开。
b) 在汽车顶部采样时,根据每车子样数目、按a)条所述方法将买受方采样和出卖方采样的子样错开。
5.3.2.4.3 采样应由验收单位两名以上人员进行,并参照附录A(资料性附录)作好记录。
5.3.3 煤样的制备
5.3.3.1 煤样按GB474—1996和有关测定方法规定的粒度进行制备。
5.3.3.2 煤样缩分一般应使用二分器,煤样粒度过大或煤样过湿时,可用堆四分法进行缩分。
5.3.3.3 煤样可在采样后就地制成实验室煤样,带回验收单位进一步制成分析用煤样。
5.3. 4 煤样的化验
5.3.4.1 一般分析煤样的水分和灰分按GB/T 212 测定。
5.3.4.2 发热量按GB/T 213测定。
5.3.4.3 全硫按GB/T 214测定。
5.4 煤炭质量的评定
5.4.1 质量评定指标
5.4.1.1 原煤、 筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤),以干基高位发热量(或干基灰分)和干基全硫作为质量评定指标。
5.4.1.2 冶炼用精煤,以于基灰分和干基全硫作为质量评定指标。
5.4.2 质量评定指标允许差
商品煤质量验收的各项质量评定指标允许差如表1和表3所示。
5.4.3 质量评定
5.4.3.1 单项质量指标评定
5.4.3.1.1 出卖方提供测定值的商品煤的单项质量指标评定:当买受方和出卖方分别对同一批煤采样、制样和化验时,如出卖方的报告值(测定值)和买受方的检验值满足下述条件,则该质量指标评为合格;否则评为不合格。
a) 灰分(Ad)
(报告值—检验值)≥表1规定值
b) 发热量(Qgr.d)
(报告值—检验值)≤表1规定值
c) 全硫(St.d)
(报告值—检验值)≥表3规定值
5.4.3.1.2 有贸易合同约定值或产品标准(或规格)规定的商品煤质量指标评定:以合同约定值或产品
准(或规格)规定值和买受方检验值、按5.4.3.1.1规定进行评定,但各项指标的实际 允许差按式(1)修正。
5.4.3.1.3 既有出卖方的测定值、又有贸易合同约定值或产品标准(或规格)规定值的商品煤的单项质量指标,应分别按5.4.3.1.1和5.4.3.1.2进行评定。
注:当合同约定值或产品标准(或规格)规定值为一数值范围时,灰分和全硫取合同约定值或规定值的上限值为出卖方报告值,发热量取下限值为报告值。
5.4.3.2 批煤质量评定
5.4.3.2.1 原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤):以灰分计价者,干基高位发热量和干基全硫都合格,该批煤质量评定为合格;否则该批煤质量评定为不合格。
5.4.3.2.2 冶炼用精煤:干基灰分和干基全硫都合格,该批煤质量评为合格;否则该批煤质量评为不合格。
5.4.3.3 批煤质量争议解决方法
当买受方的检验值和出卖方的报告值不一致(二者的差值超过5.4.3.1.2规定的允许差)并发生争议时,先协商解决,如协商不一致,应改用下述两种方法之一进行验收检验,在此情况下,买受方应将收到的该批煤单独存放。
a) 双方共同对买受方收到的批煤进行采样、制样和化验,并以共同检验结果进行验收。
b) 双方请共同认可的第三公正方对买受方收到的批煤进行采样、制样和化验并以此检验结果验收。
5.4.4 其他
除5.2规定的检验项目外,贸易双方也可根据有关工业用煤技术条件约定其他检验项目,并按合同规定进行质量评定。
5.5 验收报告
验收报告至少包括以下主要内容:
a) 买受方名称、地址;
b) 出卖方名称、地址;
c) 检验实验室名称、地址;
d) 采样时间、地点、气候状况和人员;
e) 产品名称、规格和数量;
f) 样品数量,包括总样数量和质量,子样数量和质量;
g) 测定项目和依据标准;
h) 试验数据;
i) 质量评定结论;
j) 主要检验人员、审查人员、批准人员。
附录A
(资料性附录)
采 样 记 录
编号:执行标准:GB475;GB474;GB/T ΧΧΧΧΧ
被采样单位: 采样时间: 气候状况:
采样地点: (煤流、火车、汽车、煤堆、船舶)
煤(品)种: 批号: 批量/t 粒度/mm
采样单数/个: 采样单元号: 采样单元/t:
子样质量/kg: 子样数目/个: 总样质量/kg:
子样采取部位:表面;0.2m以下;0.4m以下;煤流上;煤流落头
子样分布方式:
制样设备: 缩分方式:
煤样粒度/mm: 煤样质量/kg:
其他:如车皮号、煤堆草图及子样布置等
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
采样人员(签字): 被抽样方代表(签字):
………………………………………煤检…………………( )号………
编号:
被采样单位:
煤(品)种: 煤样质量/kg:
采样地点: 采样时间:
煤样粒度/mm:
采样人员(签字):
(一) 煤的物理性质
煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中,除了比重和导电性需要在实验室测定外,其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据,并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色
是指新鲜煤表面的自然色彩,是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色,一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽
是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高,光泽越强;矿物质含量越多,光泽越暗;风、氧化程度越深,光泽越暗,直到完全消失。
3.粉色
指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹,所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高,粉色越深。
4.比重和容重
煤的比重又称煤的密度,它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重,它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05~1.2,烟煤为1.2~1.4,无烟煤变化范围较大,可由1.35~1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下,煤的比重随煤化程度的加深而增大。
5.硬度
是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同,可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关,褐煤和焦煤的硬度最小,约2~2.5;无烟煤的硬度最大,接近4。
6.脆度
是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中,长焰煤和气煤的脆度较小,肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大,无烟煤的脆度最小。
7.断口
是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同,断口形状各异。
8.导电性
是指煤传导电流的能力,通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时,电阻率剧增。烟煤是不良导体,随着煤化程度增高,电阻率减小,至无烟煤时急剧下降,而具良好的导电性。
(二) 煤的化学组成
煤的化学组成很复杂,但归纳起来可分为有机质和无机质两大类,以有机质为主体。
煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中,碳、氢、氧占有机质的95%以上。此外,还有极少量的磷和其他元素。煤中有机质的元素组成,随煤化程度的变化而有规律地变化。一般来讲,煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低,氮的含量也稍有降低。唯硫的含量则与煤的成因类型有关。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素,氧是助燃元素,三者构成了有机质的主体。煤炭燃烧时,氮不产生热量,常以游离状态析出,但在高温条件下,一部分氮转变成氨及其他含氮化合物,可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体,不仅腐蚀金属设备,与空气中的水反应形成酸雨,污染环境,危害植物生产,而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时,煤中的硫和磷大部分转入焦炭中,冶炼时又转入钢铁中,严重影响焦炭和钢铁质量,不利于钢铁的铸造和机械加工。用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时,各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料,砷含量过高,会增加产品毒性,危及人民身体健康。
煤中的无机质主要是水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值,其中绝大多数是煤中的有害成分。
另外,还有一些稀有、分散和放射性元素,例如,锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等,它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。其中某些元素的含量,一旦达到工业品位或可综合利用时,就是重要的矿产资源。
通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量,通过工业分析可以初步了解煤的性质,大致判断煤的种类和用途。煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。
1.水分
指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低,煤的内部表面积越大,水分含量越高。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中,它能加速风化、破裂,甚至自燃;在运输时,会增加运量,浪费运力,增加运费;炼焦时,消耗热量,降低炉温,延长炼焦时间,降低生产效率;燃烧时,降低有效发热量;在高寒地区的冬季,还会使煤冻结,造成装卸困难。只有在压制煤砖和煤球时,需要适量的水分才能成型。
2.灰分
是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。灰分对煤的加工利用极为不利。灰分越高,热效率越低;燃烧时,熔化的灰分还会在炉内结成炉渣,影响煤的气化和燃烧,同时造成排渣困难;炼焦时,全部转入焦炭,降低了焦炭的强度,严重影响焦炭质量。煤灰成分十分复杂,成分不同直接影响到灰分的熔点。灰熔点低的煤,燃烧和气化时,会给生产操作带来许多困难。为此,在评价煤的工业用途时,必须分析灰成分,测定灰熔点。
3.挥发分
指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指标,并被用来初步确定煤的加工利用性质。煤的挥发分产率与煤化程度有密切关系,煤化程度越低,挥发分越高,随着煤化程度加深,挥发分逐渐降低。
4.固定碳
测定煤的挥发分时,剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发的固体可燃物,可以用计算方法算出。焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系,因此,根据焦渣的外观特征,可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。
(三)煤的工艺性质
为了提高煤的综合利用价值,必须了解、研究煤的工艺性质,以满足各方面对煤质的要求。煤的工艺性质主要包括:粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。
1.粘结性和结焦性
粘结性是指煤在干馏过程中,由于煤中有机质分解,熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。煤的粘结性是结焦性的必要条件,结焦性好的煤必须具有良好的粘结性,但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。粘结性是进行煤的工业分类的主要指标,一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示,常称胶质层厚度。胶质层越厚,粘结性越好。测定粘结性和结焦性的方法很多,除胶质层测定法外,还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。煤化程度最高和最低的煤,一般都没有粘结性,胶质层厚度也很小。
2.发热量
是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量,亦称热值,常用106J/kg表示。它是评价煤炭质量,尤其是评价动力用煤的重要指标。国际市场上动力用煤以热值计价。我国自1985年6月起,改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化程度有关。为便于比较耗煤量,在工业生产中,常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368×107J/kg的标准煤来进行计算。
3.化学反应性
又称活性。是指煤在一定温度下与二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反应能力。它是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。反应性强弱直接影响到耗煤量和煤气的有效成分。煤的活性一般随煤化程度加深而减弱。
4.热稳定性
又称耐热性。是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。它是评价气化用煤和动力用煤的又一项重要指标。热稳定性的好坏,直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。
5.透光率
指低煤化程度的煤(褐煤、长焰煤等),在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后,所得溶液对光的透过率称为透光率。随着煤化程度加深,透光率逐渐加大。因此,它是区别褐煤、长焰煤和气煤的重要指标。
6.机械强度
是指块煤受外力作用而破碎的难易程度。机械强度低的煤投入气化炉时,容易碎成小块和粉末,影响气化炉正常操作。因此,气化用煤必须具备较高的机械强度。
7.可选性
是指煤通过洗选,除去其中的夹矸和矿物质的难易程度。我国现行的选煤方法,详见第四节。
二、用途与技术经济指标
(一) 煤的工业分类
1958年,国家颁布了以炼焦用煤为主的分类方案,为工业部门合理使用煤炭资源创造了有利条件,但在实践中也出现了一些问题。在认真分析研究和吸收国外先进分类方法的基础上,为了使各项分类的技术经济指标最能反映煤的质量特点,达到更加合理地利用煤炭资源的目的,1986年,国家重新颁布了从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准,将自然界中的煤划分为14大类,其中,褐煤和无烟煤又分别划分为2个和3个小类(表2.2.1)。这就是我国现行的煤炭分类国家标准。
表 2.2.1中国煤炭分类国家标准 (GB5751-86)
(1) 分类指标及其符号Vr为干燥无灰基挥发分(%);Hr为干燥无灰基氢含量(%);GR.I(简记G)为烟煤的粘结指数;Y为烟煤的胶质层最大厚度;PM为煤样的透光率(%);b为烟煤的奥亚膨胀度(%);Q-A.GNGW为煤的恒湿无灰基高位发热量(MJ/kg)。
(2) 煤类的编码各类煤用两位阿拉伯数码表示。10位表示煤的挥发分,个位数在无烟煤及褐煤表示煤化程度,在烟煤表示结粘性。
(二) 各煤类的主要特征和用途
1.褐煤
它是煤化程度最低的煤。其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化学反应性强、热稳定性差、发热量低,含有不同数量的腐殖酸。多被用作燃料、气化或低温干馏的原料,也可用来提取褐煤蜡、腐殖酸,制造磺化煤或活性炭。一号褐煤还可以作农田、果园的有机肥料。
2.长焰煤
它的挥发分含量很高,没有或只有很小的粘结性,胶质层厚度不超过5mm,易燃烧,燃烧时有很长的火焰,故得名长焰煤。可作为气化和低温干馏的原料,也可作民用和动力燃料。
3.不粘煤
它水分大,没有粘结性,加热时基本上不产生胶质体,燃烧时发热量较小,含有一定的次生腐殖酸。主要用作制造煤气和民用或动力燃料。
4.弱粘煤
水分大,粘结性较弱,挥发分较高,加热时能产生较少的胶质体,能单独结焦,但结成的焦块小而易碎,粉焦率高。这种煤主要用作气化原料和动力燃料。
5. 1/2中粘煤
它具有中等粘结性和中高挥发分。可以作为配煤炼焦的原料,也可以作为气化用煤和动力燃料。
6.气煤
挥发分高,胶质层较厚,热稳定性差。能单独结焦,但炼出的焦炭细长易碎,收缩率大,且纵裂纹多,抗碎和耐磨性较差。故只能用作配煤炼焦,还可用来炼油、制造煤气、生产氮肥或作动力燃料。
7.气肥煤
它的挥发分和粘结性都很高,结焦性介于气煤和肥煤之间,单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学物质。最适合高温干馏制造煤气,更是配煤炼焦的好原料。
8.肥煤
具有很好的粘结性和中等及中高等挥发分,加热时能产生大量的胶质体,形成大于25mm的胶质层,结焦性最强。用这种煤来炼焦,可以炼出熔融性和耐磨性都很好的焦炭,但这种焦炭横裂纹多,且焦根部分常有蜂焦,易碎成小块。由于粘结性强,因此,它是配煤炼焦中的主要成分。
9. 1/3焦煤
它是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤,具有很强的粘结性和中高等挥发分,单独用来炼焦时,可以形成熔融性良好、强度较大的焦炭。因此,它是良好的配煤炼焦的基础煤。
10.焦煤
具有中低等挥发分和中高等粘结性,加热时可形成稳定性很好的胶质体,单独用来炼焦,能形成结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易破碎的焦炭。但因其膨胀压力大,易造成推焦困难,损坏炉体,故一般都作为炼焦配煤使用。
11.瘦煤
具有较低挥发分和中等粘结性。单独炼焦时,能形成块度大、裂纹少、抗碎强度较好,但耐磨性较差的焦炭。因此,用它加入配煤炼焦,可以增加焦炭的块度和强度。
12.贫瘦煤
挥发分低,粘结性较弱,结焦性较差。单独炼焦时,生成的焦粉很多。但它能起到瘦化剂的作用。故可作炼焦配煤使用,同时,也是民用和动力的好燃料。
13.贫煤
具有一定的挥发分,加热时不产生胶质体,没有粘结性或只有微弱的粘结性,燃烧火焰短,炼焦时不结焦。主要用于动力和民用燃料。在缺乏瘦料的地区,也可充当配煤炼焦的瘦化剂。
14.无烟煤
它是煤化程度最高的煤。挥发分低、比重大、硬度高、燃烧时烟少火苗短、火力强。通常作民用和动力燃料。质量好的无烟煤可作气化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料,以及制造电石、电极和炭素材料等。
(三) 工业用煤的质量要求
煤的工业用途非常广泛,归纳起来主要是冶金、化工和动力三个方面。同时,在炼油、医药、精密铸造和航空航天工业等领域也有广阔的利用前景。各工业部门对所用的煤都有特定的质量要求和技术标准。简要介绍如下:
1.炼焦用煤
炼焦是将煤放在干馏炉中加热,随着温度的升高(最终达到1 000℃左右),煤中有机质逐渐分解,其中,挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出,成为煤气和煤焦油,残留下的不挥发性产物就是焦炭。焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石,提供热能和支撑炉料,保持炉料透气性能良好的作用。因此,炼焦用煤的质量要求,是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。国家对冶金焦用煤有专门的质量标准,见表2.2.2。
表 2.2.2冶金焦用煤质量标准 (GB397-65)见上图
2气化用煤
煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质,经过热化学处理过程,把煤转变为各种用途的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种:①固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料,制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固定碳>80%,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)≤2%,要求粒度要均匀,25~75mm,或19~50mm,或13~25mm,机械强度>65%,热稳定性S+13>60%,灰熔点(T2)>1 250℃,挥发分不高于9%,化学反应性愈强愈好。②沸腾层气化法。对原料煤的质量要求是:化学反应性要大于60%,不粘结或弱粘结,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)<2%,水分(WQ)<10%,灰熔点(T2)>1 200℃,粒度<10mm,主要使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。
3.炼油用煤
一般以褐煤、长焰煤为主,弱粘煤和气煤也可以使用,其要求取决于炼油方法。①低温干馏法,是将煤置于550℃左右的温度下进行干馏,以制取低温焦油,同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是:焦油产率(Tf)>7%,胶质层厚度<9mm,热稳定性S+13>40%,粒度6~13mm,最好为20~80mm 。②加氢液化法,是将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化成低分子液态或气态产物,进一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要为褐煤、长焰煤及气煤。要求煤的碳氢化(C/H)<16,挥发分>35%,灰分(Ag)<5%,煤岩的丝炭含量<2%。
4.燃料用煤
任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。蒸汽机车用煤要求较高,国家规定是:挥发分(Vr)≥20%,灰分(Ag)≤24%,灰熔点(T2)≥1 200℃,硫分(SgQ)长隧道及隧道群区段≤1%,低位发热量2.09312×107~2.51174×107J/kg以上。发电厂一般应尽量用灰分(Ag)>30%的劣质煤,少数大型锅炉可用灰分(Ag)20%左右的煤。为了将优质煤用于发展冶金和化学工业,近年来,我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展,不少发热量仅有8 372.5J/ kg左右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂,有的发电厂已掺烧煤矸石达30%。
煤的其他用途还很多。如,褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类肥料;从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、印刷、精密铸造、化工等部门使用;用优质无烟煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和供高炉喷吹或作铸造燃料;用煤沥青制成的碳素纤维,其抗拉强度比钢材大千倍,且重量轻、耐高温,是发展太空技术的重要材料;用煤沥青还可以制成针状焦,生产新型的电炉电极,可提高电炉炼钢的生产效率等等。总之,随着现代科学技术的不断进步,煤炭的综合利用技术也在迅速发展,煤炭的综合利用领域必将继续扩大。
三、矿业简史
(一) 古代煤矿业简史
我国是世界上发现、利用煤炭最早的国家。1973年,在辽宁省沈阳市北陵附近新石器时代的新乐遗址下层发现了为数不少的精煤制品。其中有:圆泡形饰25件,耳(王当)形饰6件,圆珠15件,和这些煤制品同时出土的还有碎煤精、精煤半成品和煤块97块。这些煤制品,经过前辽宁省煤田地质勘探公司科研所鉴定,“呈弱油脂光泽,均一状结构,硬度、韧性均很大为其特点”,很容易用火柴点燃,燃烧时发出明亮而带黑烟的火焰,并发出一种烧橡皮的气味。经过工业分析和元素分析证明,其原料就是烛煤。这是世界上用煤最早的确凿证据,也是说明我国早在六七千年前就已发现并开始利用煤炭的历史见证。
50年代中期和70年代中期,考古工作者先后在陕西省4处西周墓中出土了煤雕制品,其中,宝鸡市茹家庄一处就出土了200余枚之多。据此可以判断,早在西周时期,作为当时全国政治、经济中心的陕西地区,煤炭已经被开采利用。
战国时期,除继续利用煤炭雕刻生活用品外,还在当时的著作中出现了关于煤的记载。先秦时期的地理著作《山海经》就有3处有关石涅的记载:一处见于该书的《西山经》,“女床之山,其阳多赤铜,其阴多石涅”;另二处见于《中山经》,“岷山之首,曰女几之山,其上多石涅”,“又东一百五十里,曰风雨之山,其上多白金,其下多石涅”。据有关专家考证,女床之山,女几之山,风雨之山,分别位于今陕西凤翔、四川双流、什邡和通江、南江、巴中一带。古今对照,以上各地均有煤炭产出,证明《山海经》的记载基本是对的,同时,说明当时这些地方的煤炭已被发现,而且已积累了一些找煤的初步地质知识。
西汉至魏晋南北朝,出现了一定规模的煤井和相应的采煤技术,煤的用途,不仅用作生产燃料,而且还用于冶铁;不仅能够利用原煤,而且还把粉煤进行成型加工成煤饼,从而提高了煤炭的使用价值。煤的产地不仅在北方,而且在南方,甚至新疆也都有了产煤的记载。同时,煤雕工艺在这时已初步普及。
隋、唐至元代,煤炭开发更为普遍,用途更加广泛,冶金、陶瓷等行业均以煤作燃料,煤炭成了市场上的主要商品,地位日益重要,人们对煤的认识更加深化。特别应该指出的是,唐代用煤炼焦开始萌芽,到宋代,炼焦技术已臻成熟。1978年秋和1979年冬,山西考古研究所曾在山西省稷山县马村金代砖墓中发掘出大量焦炭。1957年冬至 1958年4月,河北省文化局文物工作队在河北峰峰矿区的砚台镇发掘出3座宋、元时期的炼焦炉遗址。焦炭的出现和炼焦技术的发明,标志着煤炭的加工利用已进入了一个崭新的阶段。
从明朝到清道光20年(1840年)的时间里,当时的封建统治者比较重视煤炭的开发,对发展煤炭生产采取了一些措施,矿业管理政策也发生了某些利于煤业的变化,煤炭行业的各个环节,比以前都有较大的进步。煤炭开发技术得到了发展,形成了丰富多彩的中国古代煤炭科学技术。尽管当时都是手工作业煤窑,但因其开采利用早于其他国家,因此,17世纪以前,中国煤炭技术和管理许多方面都处于世界领先地位,这是值得我们自豪的。但是,日益衰败腐朽的封建制度终于阻碍了古代煤业的继续前进,这就导致了中国近代煤矿的诞生。
煤炭质量检验结果
报告单是判断煤炭质量的重要依据,作为煤炭化验仪器的生产厂家专业为您详解煤炭化验报告单:
煤炭质量检验报告格式各不相同,在阅读煤质检验结果报告单之前,应注意以下信息:
首先要注意煤质检测结果中,煤的发热量是否是以“收到基低位”(符号Qnet,ar)的形式提供。因为目前我国绝大多数煤炭是以“收到基低位发热量”作为贸易、结算的依据。以收到基低位发热量作为贸易、结算依据时,不必考虑全水分问题。结算也非常方便。
结算煤款(元)=实际到货煤炭重量(吨)*结算价格(元/吨)
如果发热量不是以“收到基低位”的形式,而是以“高位”的形式,不但会带来很多不便和误解,而且常常还需进行煤炭重量校正:
结算重量(吨)=实际到货重量(吨)*(100-实际全水分)/(100-合同规定全水分)。
则结算方式应按下式进行:
结算煤款(元)=结算重量(吨)*结算价格(元/吨)
可见,收到基低位发热量在煤炭贸易和结算中具有准确、方便和快捷特点,可以减少贸易由雨雪自然原因引起煤炭全水分变化而产生的贸易磨擦。
其次还要注意煤质检测结果中是否含有“全水分(符号Mt)”、“空气干燥基水分(符号Mad)”、“全硫(符号St)”和“氢(符号H)”
,因这四项指标都是计算收到基低位发热量所必不可少的辅助指标,如果缺少任何一项指标,对收到基低位发热量准确性都有很大的影响。
第三还要注意除了煤的收到基低位发热量之外,还要看煤质工业分析结果是否齐全,因为煤炭作为工业的原料,对煤炭进行工业分析是必不可少的,这样才能粗略估计煤炭的性质和用途。煤的工业分析包括空气干燥基水分、灰分、挥发分、焦渣特征和固定碳。在环境问题日益突出的今天,控制煤炭燃烧造成的污染也是政府和整个社会都重视的工作,因此还应该进行煤的元素分析,元素分析应包括全硫、氮、碳、氢和氧。其中全硫是很重要的环保指标,全硫和氢又是计算收到基低位发热量的重要辅助指标。