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工業(yè)用煤質(zhì)量要求

2020-09-09 2583

煤的工業(yè)用途非常廣泛,歸納起來主要是冶金、化工和動力三個方面。同時,在煉油、醫(yī)藥、精密鑄造和航空航天工業(yè)等領(lǐng)域也有廣闊的利用前景。各工業(yè)部門對所用的煤都有特定的質(zhì)量要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。簡要介紹如下:

1.煉焦用煤

煉焦是將煤放在干餾爐中加熱,隨著溫度的升高(終達到1 000℃左右),煤中有機質(zhì)逐漸分解,其中,揮發(fā)性物質(zhì)呈氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)逸出,成為煤氣和煤焦油,殘留下的不揮發(fā)性產(chǎn)物就是焦炭。焦炭在煉鐵爐中起著還原、熔化礦石,提供熱能和支撐爐料,保持爐料透氣性能良好的作用。因此,煉焦用煤的質(zhì)量要求,是以能得到機械強度高、塊度均勻、灰分和硫分低的冶金焦為目的。國家對冶金焦用煤有專門的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2氣化用煤

煤的氣化是以氧、水、二氧化碳、氫等為氣體介質(zhì),經(jīng)過熱化學(xué)處理過程,把煤轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N用途的煤氣。煤氣化所得的氣體產(chǎn)物可作工業(yè)和民用燃料以及化工合成原料。常用的制氣方法有兩種:①固定床氣化法。目前國內(nèi)主要用無煙煤和焦炭作氣化原料,制造合成氨原料氣。要求作為原料煤的固定碳>80%,灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)≤2%,要求粒度要均勻,25~75mm,或19~50mm,或13~25mm,機械強度>65%,熱穩(wěn)定性S+13>60%,灰熔點(T2)>1 250℃,揮發(fā)分不高于9%,化學(xué)反應(yīng)性愈強愈好。②沸騰層氣化法。對原料煤的質(zhì)量要求是:化學(xué)反應(yīng)性要大于60%,不粘結(jié)或弱粘結(jié),灰分(Ag)<25%,硫分(SgQ)<2%,水分(WQ)<10%,灰熔點(T2)>1 200℃,粒度<10mm,主要使用褐煤、長焰煤和弱粘煤等。

3. 煉油用煤

一般以褐煤、長焰煤為主,弱粘煤和氣煤也可以使用,其要求取決于煉油方法。①低溫干餾法,是將煤置于550℃左右的溫度下進行干餾,以制取低溫焦油,同時還可以得到半焦和低溫焦?fàn)t煤氣。煤種為褐煤、長焰煤、不粘煤或弱粘煤、氣煤。對原料煤的質(zhì)量要求是:焦油產(chǎn)率(Tf)>7%,膠質(zhì)層厚度<9mm,熱穩(wěn)定性S+13>40%,粒度6~13mm,好為20~80mm 。②加氫液化法,是將煤、催化劑和重油混合在一起,在高溫高壓下使煤中有機質(zhì)破壞,與氫作用轉(zhuǎn)化成低分子液態(tài)或氣態(tài)產(chǎn)物,進一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要為褐煤、長焰煤及氣煤。要求煤的碳?xì)浠?C/H)<16,揮發(fā)分>35%,灰分(Ag)<5%,煤巖的絲炭含量<2%。

4.燃料用煤

任何一種煤都可以作為工業(yè)和民用的燃料。不同工業(yè)部門對燃料用煤的質(zhì)量要求不一樣。蒸汽機車用煤要求較高,國家規(guī)定是:揮發(fā)分(Vr)≥20%,灰分(Ag)≤24%,灰熔點(T2)≥1 200℃,硫分(SgQ)長隧道及隧道群區(qū)段≤1%,低位發(fā)熱量2.09312×107~2.51174×107J/kg以上。發(fā)電廠一般應(yīng)盡量用灰分(Ag)>30%的劣質(zhì)煤,少數(shù)大型鍋爐可用灰分(Ag)20%左右的煤。為了將煤用于發(fā)展冶金和化學(xué)工業(yè),近年來,我國在開展低熱值煤的應(yīng)用方面取得了較快的進展,不少發(fā)熱量僅有8 372.5J/ kg左右的劣質(zhì)煤和煤矸石也能用于一般工廠,有的發(fā)電廠已摻燒煤矸石達30%。

煤的其他用途還很多。如,褐煤和氧化煤可以生產(chǎn)腐殖酸類肥料;從褐煤中可以提取褐煤蠟供電氣、印刷、精密鑄造、化工等部門使用;用無煙煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造剛玉、人造石墨、電、電石和供高爐噴吹或作鑄造燃料;用煤瀝青制成的碳素纖維,其抗拉強度比鋼材大千倍,且重量輕、耐高溫,是發(fā)展太空技術(shù)的重要材料;用煤瀝青還可以制成針狀焦,生產(chǎn)新型的電爐電,可提高電爐煉鋼的生產(chǎn)效率等等。總之,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷,煤炭的綜合利用技術(shù)也在迅速發(fā)展,煤炭的綜合利用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)擴大。

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