動力的源泉:能源科技 第一節(8)(1 / 1)

5.煤中的硫

煤中的硫分能使鋼鐵熱脆、設備腐蝕,而且燃燒時生成的二氧化硫(SO2)還會汙染大氣,危害動、植物生長及人類健康。所以,硫分是有害雜質,其含量是評價煤質的重要指標之一。無論是變質程度高的煤或變質程度低的煤,都存在著有機硫或多或少的煤。所以煤中含硫量的多少,似與煤化度的深淺沒有明顯的關係,但與成煤時的古地理環境卻有著密切的關係。在內陸環境或濱海三角洲平原環境下形成的和在海陸相交替沉積的煤層或淺海相沉積的煤層,其中硫含量就比較高,且大部分為有機硫。有機硫主要來自成煤植物和微生物中的蛋白質。煤中的無機硫一般又分為硫化物硫和硫酸鹽硫兩種,它主要來自礦物質中各種含硫化合物,有時也有微量的單質硫。硫化物硫主要以黃鐵礦為主,其次為白鐵礦、磁鐵礦等。硫酸鹽硫主要以石膏為主,也有少量的綠礬。有機硫和無機硫是兩種硫賦存形態,而兩種形態的硫份總和就稱為全硫份。

6.煤的工業分析

煤的工業分析也叫技術分析或實用分析,包括煤中水分、灰分和揮發分的測定及固定碳的計算。

水分在煤的基礎理論研究中具有特殊的作用。並對其加工利用、貿易和貯存運輸也有很大影響,所以水分是一項重要的煤質指標。根據煤中水分隨煤的變質程度加深而呈規律性變化,從年輕無煙煤到年老無煙煤,水分逐漸增加,而從泥炭、褐煤、煙煤、年輕無煙煤,水分又逐漸減少。鍋爐燃燒中,水分高會影響燃燒穩定性和熱傳導;在煉焦工業中,水分高會降低焦炭產率,而且由於水分蒸發帶走大量熱量而延長焦化周期;煤的水分是一個重要的計質和計量指標。有時水分高反倒是一件好事,如在現代煤炭加工利用中,煤中水分可作為加氫液化和加氫汽化的供氫體。在煤質分析中,煤的水分是進行不同的煤質分析結果換算的基礎數據。

在煤質特性和利用研究中另一項起重要作用的指標則是灰分煤中的灰分。由於在煤質研究中灰分與其他特性,如含碳量、發熱量、結渣性、活性及可磨性等有不同程度的依賴關係,因此可以通過灰分來研究上述特性。還有煤灰是煤中礦物質的衍生物,所以可以用灰分來計算煤中礦物質含量。此外,由於煤中灰分測定簡單,而在煤中它的分布又不易均勻,因此在煤炭采樣和製樣方法研究中,一般都用灰分來評定方法的準確度和精密度。並把它作為一項洗選效率指標運用在煤炭洗選工藝的研究中。根據煤灰含量以及它的諸如熔、黏度、導電性和化學組成等特性來預測煤的燃燒和汽化中可能出現的腐蝕、結渣等問題,並據此選擇爐型並研究煤灰渣的利用。

煤的揮發分隨著變質程度的提高,而逐漸降低。如煤化程度低的褐煤,揮發份產率為65%~37%;變質階段進入煙煤時,揮發份為55%~10%;到達無煙煤階段,揮發份就降到10%甚至3%以下。因此,揮發份煤的揮發份產率與煤的變質程度有著密切的關係。可以根據煤的揮發份產率大致判斷煤的煤化程度。在我國煤炭分類方案以及美、英、法和國際煤炭分類、方案中都把揮發份作為第一分類指標。根據揮發份產率和測定揮發份後的焦渣特征可以初步確定煤的加工利用途徑。如高揮發份煤,幹餾時化學副產品產率高,適於作低溫幹餾或加氫液化的原料,也可作汽化原料;揮發份適中的煙煤,黏結性較好,適於煉焦。用揮發份在配煤煉焦中,確定配煤比,以將配煤的揮發份控製到適宜範圍即25%~31%。揮發份可以用來估算煉焦時焦炭、煤氣和焦油等產率。可根據揮發份在動力用煤中,選擇特定的燃燒設備或特定設備的煤源。揮發份在汽化和液化工藝的條件選擇上,也有重要的參考作用。揮發份還在環境保護中,作為製定煙霧法令的一個依據。此外,揮發份與其它媒質特性指標如發熱量、碳和氫含量都有較好的相關關係。可以利用揮發份計算煤的發熱量和碳、氫、氯含量及焦油產率。