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煤的物理與化學性質

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煤的物理與化學性質

發布日期:2018-08-21 作者: 點擊:


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  一、煤的物理性質

  

  (一)煤的密度

  

  煤的密度有3種表示方法:真密度、視密度、堆密度。物理意義上都是單位體積煤的質量,以g/cm3為單位,工業上以t/m3為單位。而相對密度(真相對密度、視相對密度)和密度在數值上雖然相等,但物理意義不同。

  

  1.真密度

  

  真密度是指20C時單位體積煤(不包括煤的孔隙)的質量;真相對密度是指該質量與同體積水的質量之比,表示符號為TRD。真密度是研究煤的性質和計算煤層平均質量的重要指標之一。在選煤時也需要根據煤的真相對密度來確定重液的相對密度。

  

  (1)煤炭成因類型。腐泥煤的真相對密度比腐植煤的真相對密度小。一般腐泥煤為1.00,腐植煤為1.25以上。

  

  (2)煤的變質程度。隨著煤變質程度的增加,純煤的真相對密度也隨之增大。如褐煤一般<1.30,煙煤多為1.30-1.40,無煙煤則為1.40-1.90。

  

  (3)煤岩成分。煤岩成分不同,其真相對密度也不同。如絲炭最大為1.39-1.52,暗煤為1.30-1.37,亮煤為1.27-1.29,鏡煤為1.28-1.30。隨著煤化程度的增加,各種煤岩成分的真相對密度逐漸接近。

  

  (4)礦物質。煤中礦物質的真相對密度比有機質的真相對密度大。如石英為2.65,黏土礦物為2.40-2.60,黃鐵礦為5.00,菱鐵礦為3.80。因此,煤的真相對密度隨著礦物質含量的增加而增大。根據經驗,煤的灰分每增減1%,其平均真相對密度增減0.01。

  

  (5)其他因素。煤中水分增大或煤受到風化,都會使真相對密度變化。

  

內蒙古主焦煤

  2.視密度

  

  視密度是指20C時單位體積煤(包括煤的孔隙)的質量;視相對密度是指該質量與同體積水的質量之比,表示符號為ARD。視密度用於煤的埋藏量的計算,以及煤的破碎、磨碎、燃燒等過程的計算。此外還用於計算煤的孔隙率,作為煤層氣計量基準。不同煤階的煤,其視密度相差很大。如褐煤為1.05-1.30g/cm3,煙煤為1.15-1.50g/cm3,無煙煤為1.40-1.70g/cm3。

  

  3.堆密度(或稱散密度)

  

  在規定條件下,容器中單位體積散狀煤的質量稱為堆密度。堆密度用於煤倉設計、煤堆質量估算、帶式輸送機運輸量和車船裝載量的計算,以及焦爐、氣化爐裝煤量的計算。堆密度是條件性的指標,測定值受容器大小、容器形狀、裝煤方法、煤的水分、煤的粒度等條件的影響。

  

  (二)煤的機械性質

  

  1.煤的摩擦角

  

  將煤堆放在一塊平板上,使平板逐漸傾斜,直到煤開始向下滑動,這時平板的傾斜角就是煤的摩擦角。在設計選煤廠帶式輸送機傾斜角、中部槽角度和煤倉下部錐體角度時需用摩擦角。

  

  2.煤的安息角(休止角)

  

  散狀物料堆的表麵與水平麵所夾的最大銳角就是煤的安息角。在設計計算選煤廠帶式輸送機運輸量和煤倉、儲煤場、矸石堆等的有效容積時需用安息角。

  

  3.煤的硬度

  

  煤的硬度是指煤抵抗外來機械作用的能力。煤化程度低的褐煤和焦煤的刻劃硬度最小(2-2.5),無煙煤最大(接近4)。

  

  4.煤的脆度

  

  煤的脆度是指煤受外力作用而破碎的性質,表征煤被破碎或粉碎的難易程度,即可碎性。主要表現為抗壓強度和抗剪強度,強度小者,煤易破碎,脆度大;反之,脆度小。煤的脆度與岩相組成、煤化程度有關。絲炭最脆,鏡煤、亮煤居中,暗煤最韌。所以粉煤中絲炭成分居多。在選煤工藝設計中,對利用煤與矸石可碎性的差異,進行選擇性破碎分選。

  

  二、煤的化學性質

  

  (一)煤的氧化

  

  自燃對煤存在危害,所以,在選煤廠的設計中對煤的堆存方式、堆存數量和儲存時間方麵都應該充分考慮防止煤被風化和自燃的措施。例如:

  

  (1)儲煤場、煤倉應盡量減少死角煤。

  

  (2)存煤應循化使用。

  

  (3)一般煤儲存的安全溫度界限為50-800C,煉焦煤不超過500C,故儲煤設施應充分考慮通風散熱或換氣措施。

  

  (4)高硫煤要及時選除黃鐵礦。

  

  (5)儲煤量適中合理,儲存時間不宜過長。

  

  (二)煤的氫化

  

  煤的氫化(加氫)是研究煤的化學結構和煤的性質的主要方法。

  

  1.輕度加氫

  

  輕度加氫在較低的氫分壓和不超過煤分解溫度的情況下進行,經過加氫的煤可以提高黏結性,但煤的外形不變,元素組成也無顯著變化。

  

  2.深度加氫(或稱破壞加氫)

  

  深度加氫在高溫、高壓條件下,借助催化劑的作用,將煤與氫反應,增加煤的氫含量,降低氧、硫、氮含量,將煤全部轉化為液態烴類產物和少量氣態烴。這就叫做煤的直接液化,其工藝、設備比較複雜,是投資昂貴的煤炭轉化工藝。


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關鍵詞:內蒙古主焦煤

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