煤化学复习资料

除矿物质可能产生的催化作用外，它的存在都起着负面影响。主要表现在以下几个方面。灰分高，不仅使煤的热值降低，严重时可能会引起媳炉、停电事故。煤的灰分高也使煤的破碎难度加大。燃烧高灰分的煤灰增加飞灰和灰渣的热损失，降低燃烧效率和锅炉热效率。此外，燃煤的灰分高，粉煤灰和灰渣的排放量增大。粉煤灰和灰渣量影响烟囱排放及占地，微尘及微量有害元素对大气的污染，以及灰渣有害元素的积聚对水质的污染。1993年我国排放的灰渣总量为8602 万吨，2000年已达到1.5亿多吨；煤中As、F、Pb、Hg、Cd、Cl等有害元素在燃烧过程中向大气排放，以及灰渣造成的环境污染在局部地区已经非常严重，已引起有关部门的重视，例如西南个别地区燃煤引起的F、As中毒；北京某地燃煤的Cr异常等等。 三、煤的挥发分 煤样在高温隔绝空气的条件下，经过一定时间的加热，

煤中有机质受热分解出一部分分子量较小的液态（此时为蒸气状态）和气态产物，这些产物称为挥发物。挥发物占煤样重量的百分数称为挥发分产率或简称为挥发分，一般以符号V表示。挥发分是煤炭分类的主要指标，根据挥发分可以大致判断煤的变质程度。挥发分愈低，则煤的变质程度愈高。 四、煤的固定碳 固定碳是指除去分析煤样水分、灰分和挥发分后的残留物。它的组成以元素碳为主，固定碳和元素碳两者之间，存在有规律的正比关系。固定碳中仍然有少部分氢、氧、氮、硫等元素。煤中固定碳的高低除了与水分、灰分等杂质多少直接相关外，它还与煤化程度成正比，即煤化程度高，其挥发分低，固定碳高。由于煤的发热量与固定碳成正比，因而工业部门常把固定碳作为媒质分析的重要指标。如化肥用煤规定，固定碳必须大于65%，因为煤的挥发分受热后很快析出，很难得到充分燃烧，而固定碳高的煤则能在锅炉中得到较长时间燃烧，其热利用率高，因此工业锅炉用煤也要考虑其固定碳大小。 五、煤的硫分 硫是煤中的元素组成之一。煤中硫根据其存在状态可分为有机硫和无机硫两大类。有机硫存在于煤的有机质中；无机硫以黄铁矿、白铁矿和硫酸盐的形式存在于煤的矿物质中，其中以黄铁矿和白铁矿形式存在的硫，又称硫化物硫，因硫化物硫和有机硫可燃故称可燃硫；硫酸盐硫又称非可燃硫。煤中各种形态硫的总和称为全硫，以符号St表示。 硫含量也是评价煤质的重要指标之一。在评价煤中硫含量时，全硫要换算成干燥基、有机硫换算为可燃基，这是由于煤中的硫只存在于有机质和矿物质中，而与分析煤样的水分无关。 硫是存在于煤中的一种有害杂质，对煤的工业利用有不利的影响。动力用中的硫在煤燃烧过程中形成SO2，不仅腐蚀金属设备，而且还会造成大气污染。SO2在大气中形成酸雨，我国的酸雨现象已十分严重，每年因此而造成经济损失达百亿元以上。控制燃煤的含硫量是我国环保的主要措施之一。另外硫铁矿硫的存在，能促使煤的氧化和自燃。 六、煤的发热量 煤的发热量是评价媒质的一项重要指标。根据纯煤的发热量，可以大致推测煤的变质程度以及其他某些媒质特征。收到基低位发热（Qnet,ar）是评价动力用煤质量的主要参数之一。无论是动力煤的计价，或是电站粉煤锅炉和工业锅炉及窑炉的设计制造等都需要煤的发热量数据。煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量、低位发热量三种定义。煤的弹筒发热量也称煤的氧弹发热量，它的含义是单位质量的煤样在热量计的弹筒中的过量高压氧气中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25oC）。由于煤样是在高压氧气的条件下燃烧的，因此它产生了在大气中燃烧时不能发生的化学热反应，例如煤中的氮（以及充入氧气前在弹筒空气中含有的氮气）在空气中燃烧时，一般以气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却能生成 N2O5或NO2等高价的氮氧化物，这些物质溶于弹筒中的水后即变成硝酸，这一化学反应为放热反应。此外，煤中的可燃硫在空气中燃烧时只能生成SO2,而在氧弹中却能生成SO3，它溶于水生成硫酸。SO2生成SO3以及 SO3溶于水生成硫酸等都是放热反应，所以煤的氧弹发热量要高于煤在空气中、在工业锅炉中等燃烧时产生的热量。为此，在实用中，必

须把氧弹发热量折算成符合于煤在空气中燃烧时产生的热量，即煤的高位发热量。 七、煤的灰熔融特性 煤灰熔融特性是煤灰在高温下达到熔融状态的温度。过去习惯上称为灰融点。严格来讲，煤灰是一种多组分的混合物，没有一个固定的融点，而只有一个熔融的温度范围，因此它不是用一个温度点所能表示的，而是在煤灰熔融过程中所呈现的几种物理形态时的温度，国家标准是用4个不同形态下的温度表示，即 DT（变形温度）、ST(软化温度)、HT(半球温度)和FT（流动温度）。在工业上通常以煤灰的软化温度ST作为衡量煤灰熔融性（灰融点）的指标。 煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重要指标。煤的灰熔点大体能说明煤在锅炉中灰渣的熔融结渣特性。不同的锅炉要求不同的灰融点，当锅炉采用液体方式排渣时，要求煤的灰融点必须低于一定的值，否则给排渣带来困难。

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