《储运部培训教材》word版

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1、第一章输煤系统第一节煤的基础知识一、煤的生成（一）煤的成煤过程1．煤是古代的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的。大体可分为两个阶段，第一阶段是泥煤炭化阶段，由植物转变成泥炭阶段。当植物枯死之后，堆积在充满水的沼泽中，开始是水存在的氧气不足，后来在水面下隔绝空气，并在细菌的作用下，直到植物的各部分不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这就是泥炭。这个过程，叫做泥炭化过程。这个阶段需要漫长的地质历史时期，需要进行千百万年。第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。当泥炭层形成后，有水经常冲刷大陆的低洼地方，带来了

2、大量的上砂、石，在泥潭层逐渐形成岩层被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下，发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时它的化学组成也发生了缓慢的变化，逐步变成比重较大，较致密的黑褐色的褐煤。当顶板逐渐加厚，顶板的静压力逐渐增高，煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。如果有更高的温度，最终可能变成石墨。2．成煤必须具备四个先决条件：植物条件，气候条件，地理条件，地壳运动条件。（二）煤的种类和特征1．由于成煤植物和生成条件的不同，煤一般可以分为三大类:腐植煤、残植煤和腐泥煤。由高等

3、植物形成的煤称为腐植煤。由高等植物中稳定组分（角质，树皮，孢子，树脂等）富集而形成的煤称为残植煤。2．这两类煤都在沼泽环境中形成；主要由湖沼，泻湖中的藻类等浮游生物在还原环境下经过腐败分解形成的煤称为腐泥煤。在自然界中分布最广最常见的是腐植煤，如泥炭，褐煤，烟煤，无烟煤就属于这一类。残植煤的分布则非常少。3．腐植煤类和腐泥煤类的几种主要特征种类特征腐植煤类腐泥煤类颜色光泽用火柴燃烧有机物的氢含量低温焦油产率褐色和黑色光亮的居多不燃烧一般小于6%一般小于20%褐色占多数暗燃烧,有沥青味一般大于6%,可达11.5%一般大于25%-140-4．根据煤化程度的不同，腐植煤类又可分为泥炭，褐煤，

4、烟煤及无烟煤四个大类，它们的特征如下。特征泥炭褐煤烟煤无烟煤颜色光泽外部条带燃料现象水分相对密度硬度棕褐色为主无有原始植物残体有烟多很低褐色,黑褐色大多数暗不明显有烟较多1～1.4低黑色有一定光泽呈条带状多烟少2～1.5较高灰黑色有金属光泽无明显条带无烟较少4～1.8高5．根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可以分为贫煤（无烟煤，含挥发分低于12%）、瘦煤（含挥发分为12~18%）、焦煤（含挥发分为18~26%）、肥煤（含挥发分为26~35%）、气煤（含挥发分为35~44%）和长焰煤（含挥发分超过42%）。（三）煤的元素组成煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等

5、元素。煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。1．碳是煤中最重要的组成元素。碳含量（Cr）随煤化程度的升高而增加。泥炭的Cr为50~60%，褐煤为60~77%，烟煤为74~92%，无烟煤为90~98%。氢是煤中第二个重要的组成元素。腐泥煤的氢含量（HR）比腐植煤高，一般在6%以上，有时达11%，这是由于形成腐泥煤的低等生物富含氢。在腐植煤中，稳定组的HR最高，镜质组次之，丝质组最低。随煤化程度升高，它们的HR均逐渐减少。2．煤中的氮，主要是由成煤植物中的蛋白质转化而来。人们认为煤中的氮通常都是有机氮，其中有一些是杂环形的。3．氧在煤中存

6、在的总量和形态直接影响着煤的性质。4．煤中的硫是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫（SO2）污染大气，危害动、植物生长及人类健康。所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。根据煤中硫的赋存形态，一般分为有机硫和无机硫两大类。（四）煤的工业分析1．水分：对煤炭的加工利用有很大影响。水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分，一般以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。（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。外在

7、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，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．灰分：是煤炭完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。-140-灰分的来源和种类。煤灰几乎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