[科普中国]-非炼焦煤

我国非炼焦煤资源

我国煤种资源分布极不平衡，非炼焦煤中的褐煤、无烟煤和不粘煤的储量较多，而优质动力煤、弱粘煤的储量却较少。我国非炼焦煤的储量和产量见下表1。我国煤炭资源地区分布也很不平衡，主要集中在华北区的山西省和内蒙古自治区。

|| || 非炼焦煤储量和产量

我国各大区的煤炭储量见表2。由于我国煤种资源分布和地区分布的不平衡性，所以就必须根据产煤地区的经济结构，合理有效地利用非炼焦煤资源。1

|| || 我国各大区的煤炭储量分布概况

非炼焦煤资源及其有效利用1、长焰煤

长焰煤是煤化程度仅高于褐煤的最年轻的烟煤。长焰煤的挥发份高，热值高，灰熔点高，所以它是一种很好的动力用煤和气化用煤。它的块煤可以作为机车用煤，也可以作为发生炉制气的原料。陕西铜川矿务局的陈家山煤矿，用长焰煤直接入炉气化制造中热值民用煤气已经取得成功，为长焰煤代化开辟了一条有效途径。

该煤也可以用立箱炉来生产煤气，同时还能得到半焦和焦油，半焦可以民用或用于合成氨。长焰煤的粉煤可以用作发电，也可以做回转窑生产水泥用煤。

2、不粘煤

不粘煤的化学反应性较好。不粘煤的水份高，Mad高达5~10%，但是灰份和硫份较低，平均灰份只有10.85%，平均全硫只有0.75%。不粘煤煤灰中的Al2O3含量较低，平均只有13.1%，而Fe2O3和CaO含量较高，分别高达23%和16.45%，所以其灰熔点较低，ST仅1200℃。

由上可知，不粘煤是很好的动力用煤和气化用煤，是制造活性炭的优选原料，也是上点火易燃蜂窝煤的引火原料，它还是化学选煤制取超纯煤的优选原料。

3、弱粘煤

我国的弱粘煤主要生产矿区有山西的大同，山东的坊子，河北的下花园。弱粘煤具有一定的粘结性，其胶质层最大厚度Y值多，在0~9mm之间。这种煤灰份较低，平均煤层灰份为10.11%，挥发份比较适中，平均挥发份Vdaf为31.2%，硫份较低，平均全硫含量仅0.87%。该煤的丝质组及半丝质组含量较高，平均为39.5%，而镜质组含量较低，平均仅40.5%。

煤灰中的Fe2O3和CaO含量较高，而Al2O3含量较低，所以其煤灰熔点较低，平均ST仅1228℃。

我国的弱粘煤热值高，挥发份适中，灰分低，硫分低，丝质组含量高，因此，它是一种很好的动力用煤和气化用煤。块煤可以做机车燃料和固定床气化炉的原料，粉煤适用于电厂锅炉和其它粉煤锅炉。

从经济合理的角度考虑，弱粘煤气化的最佳方案是伍德炉气化，因为该煤具有一定的粘结性，所得焦炭强度较好，可以作合成氨的原料，或炼制铁合金原料，该煤也可以作为固定床气化炉的原料。

对于粘结性较好的低灰、低硫弱粘煤可以作为炼焦配煤，这样可以降低炼焦成本，提高化产回收率，还可以节约有限的炼焦煤资源。例如，大同晋华宫矿的弱粘煤已为太钢和首钢用作炼焦配煤原料，取得了很好的经济效益和社会效益。

4、贫煤

贫煤是煤化程度最高的烟煤，在我国分布较广。贫媒的主要煤质特征是挥发份低，可燃基挥发份Vdaf一般为一，没有粘结性，并且多半属高灰高硫煤，但是它的发热量较高，是一种较好的动力用煤，也是一种良好的固定床气化原料。

对于某些低灰、低硫的年老贫煤也可以做高炉喷吹的原料。较年轻的贫煤可以部份地作为炼焦配煤。对于某些表面活性较好的低灰分贫煤，如新密的裴沟矿粉煤，还可作为橡胶填料等。2

非炼焦煤的粒度对焦炭质量的影响进行配煤炼焦时应保证煤结构的均一性，也就是说配合煤应很均质，这就要求配合煤的细度要适当；细度适当可保证各组分间混合均匀，使不同组分的煤粒子在炼焦过程中相互作用，相互充填间隙，相互结合，以确保得到结构均匀的焦块。当煤的粒度较大时（未达到规定的粒度范围），煤粒的粘结表面积减少，结果降低了煤的大分子物质表面层形成的几率，因而使煤粒达不到足够的粘结强度。同时，非炼焦煤的粒度大小对配合煤的粘结性有很大的影响。

非炼焦煤的粒度全部小于3mm时所炼得的焦炭质量比非炼焦煤粒度全部小于1mm时好。这是由于煤的粘结性不仅取决于煤化度和岩相组成，也因煤粒子的大小及整体煤料的粒度分布而异，因此必须调解各煤种的粒度分布，使之处于最佳状态。因为煤粒的粘结是在表面上进行的，所以，表面积的大小对焦炭性质会产生很大的影响，表面积的大小决定于煤的粉粹程度也就是煤的粒度的大小。非炼焦煤与配合煤A的粒度的大小要适中，不能粉粹过细，当煤的粒度过细时，将产生自身的瘦化效应，从而使得其反，在这种情况下，为了湿润煤粒不断增加的活性表面，将消耗更多的胶质体的液相部分，此时胶质体的液相部分是不够的。因此炼出的焦炭质量相对于粒度适中时差。

非炼焦煤的粒度粉粹过细将导致煤粒表面到中心的传热过程和分解产物的析出都不同。煤受破坏的挥发产物的扩散，取决于煤的胶质体的性质，特别是取决于胶质体的透气性和在胶质体状态阶段所分解出来的挥发产物的数量。当胶质体的液相部分含量较大时，胶质体急剧膨胀，结果形成很多的孔隙，因而造成半焦及以后的焦炭的冷态强度降低。在煤中瘦化组分的含量增大到某一值时，焦炭的冷态强度随着半焦裂纹率的降低而提高。此时，煤胶质体性质的变化起重要的作用。如果胶质体的粘度小，则促使煤强度膨胀和增大其总气孔率，因而降低孔壁强度，亦即降低焦炭的结构强度。当煤中的瘦化组分含量增大时，煤胶质体的不均匀性有很大的提高，胶质体液相部分的作用减弱，因此可以减少胶质体的流动性和增大胶质体的透气性。这对焦炭的形成是有利的，因为它减少多孔体的形成。然而当胶质体液相部分的数量减少和瘦化组分的总表面增加时，煤粒的粘结性将变化。所以，煤中瘦化组分含量的提高对焦炭的机械强度有两个相反的影响。当瘦化组分的含量增加不多时，则只形成较少的裂纹和较少的多孔结构，因而可以补偿煤粘结性的降低，这就是国内很多焦化厂在配煤中的配加少量（3%～5%）非炼焦煤能炼得合格焦炭的原因。1