Science and T echnology InnovatR. O科技創(chuàng)新導(dǎo)報|工業(yè)技術(shù)煤炭生成過程對煤炭質(zhì)量的影響張玉貞1.2(1.中國礦業(yè)大學化工學院江蘇徐州 221008; 2.宿遷高等師范學校江蘇宿遷 223800)摘要:煤炭的生成過程決定于成煤物質(zhì).咸堞環(huán)境及威煤作用。其威煤階段的熱變質(zhì)作用等因素決定煤的質(zhì)量。由于不同成煤作用條件下形成的煤在組分朗威及元案組成上具有各自的特點，決定了各自的煤質(zhì)特征。堞質(zhì)之間內(nèi)在的成因聯(lián)系以及所呈現(xiàn)出的規(guī)律性關(guān)系，對于研究環(huán)境與堞質(zhì)的關(guān)系，開展預(yù)測和評價煤質(zhì)工作,合理利用煤炭資源都有重要的理論意義和實際需義。關(guān)鍵詞;煤炭威煤物贗中圖分類號:TD91來物質(zhì)文獻標識碼:A文章編號:1674-098%(2010)11(e)-0081-02煤是植物遺體經(jīng)過生物化學作用,又要.首先， 泥炭層的聚積,要求地殼發(fā)生緩氮:煤中有機氮含量較少,約1%~ 2%，經(jīng)物理化學作用而轉(zhuǎn)變成的有機礦產(chǎn),是慢的下降。 下降的速度最好與植物物質(zhì)聚不能燃燒產(chǎn)生熱量.呈游離態(tài)進入廢氣中，由多種高分子化合物和礦物質(zhì)組成的混合積的速 度大致平衡。其次泥炭層的保存和氮主要來自于成煤植物蛋白質(zhì)。物。成煤作用大致分為兩個階段:第一階段轉(zhuǎn)變成媒層,要求地殼發(fā)生 較大幅度和較硫:煤中硫分的賦存狀態(tài)可分為有機是植物在泥潭沼澤、湖泊或找海中不斷繁快的沉降。 再次地殼在總的下降過程中發(fā)硫和無機硫兩 大類,有時也有微量的元素殖,其遺體在微生物的參與下不斷分解、化生 多次的升降或間歇性的下降,就能在同硫, 各種硫分的組合稱為全硫含敏。煤的有合、聚集的過程.第二階段是煤化作用階- 地區(qū)形成較多的煤層。機質(zhì)中所含的硫為有機碗,主要來自成煤段,即泥煤.腐煤在以溫度和壓力為主的作3.3成煤階段的熱變質(zhì)作用植物的蛋白質(zhì)和微生物蛋白質(zhì);還存在一用下轉(zhuǎn)變成煤的過程。泥炭層形成后，促使泥炭層中有機物些次生的有機硫, 它是黃鐵礦與有機質(zhì)相.煤與煤之間的性質(zhì)千差萬別,不僅不質(zhì)變化的因素主要來 自地熱及巖漿熱的溫互作 用的結(jié)果，有些硫化氫和植物的分解同煤田的媒質(zhì)差別較大，即使同一煤田中度.隨 若溫度的升高.泥炭層中有機質(zhì)分子產(chǎn)物作用,也可形成硫化合物。不同煤層的煤質(zhì),其差別也很大.引起這些的結(jié)構(gòu)將發(fā)生 - -系列變化，物理和化學工4.2煤的工業(yè)分析煤質(zhì)千差萬別的原因與成煤物質(zhì)、成煤環(huán)藝性 質(zhì)也相應(yīng)地發(fā)生變化。泥炭層轉(zhuǎn)變成4.2.1水分境和成煤作用密切相關(guān)。煤層或在溫度不斷增高的情況下繼續(xù)變水分是煤中的重要組成部分，是煤炭質(zhì),轉(zhuǎn)變?yōu)榧墑e高的煤型。當?shù)責岜容^高質(zhì)量的重要指標?？煞譃橛坞x水和化合水。1成煤物質(zhì)時,泥炭在很短的時間就可以變質(zhì)為煙煤煤的水分來源有多種,其中與成煤地質(zhì)作成煤的主要物質(zhì)為植物(高等植物、低甚 至無煙煤,當?shù)責岬蜁r，泥炭也可以在長用和煤化作用有關(guān)的主要是內(nèi)在水分。從等植物.微生物)，他們的有機組成都可能時 間內(nèi)受到地熱的烘烤形成高級別的煤。褐媒開始 ,隨煤化程度的提高，煤的內(nèi)在水通過不同途徑參與成煤,這是煤具有高度總之，從植物的來源到合適的環(huán)境與分是逐漸 下降的,到中等煤化程度的肥煤復(fù)雜性的重要原因之一.從低等蘭藻到高地 質(zhì)條件,對煤的形成都有很大影響。不同和焦煤階段,內(nèi)在水分最低，此后,隨煤化級被子植物顯示出五個階段,由低級到高年 代、不同植物形成的煤.不同地區(qū)的煤、程度的提高,內(nèi)在水分又有所上升。在煤炭級分別為:菌藻植物、苔蘚植物、蕨類植物、同一地區(qū)不同 層次的煤其分子式也是不同燃燒 .氣化、煉焦時,水分的存在,因汽化吸裸子植物、被子植物。不論是高等植物還是的。 因此其特征也就相應(yīng)不同。收熱量,使過程熱效率降低I在煤碳運輸過低等植物,主要由以下四類有機化合物組程中,水分高意味著運力的浪費,因此,煤成:碳水化合物、木植素.蛋白質(zhì).脂類化合4 煤炭生成過程對煤的工業(yè)分析和元素分中水分對煤炭的利用過程是有軎或者不利物。但是低等植物主要是由蛋白質(zhì)和碳水析的影響化合物組成，脂肪含量比較高,而高等植物4.1 煤的元素分析:4.2.2灰分的組成則以纖維素、半纖維索和木質(zhì)素為碳:碳是煤中最去要的組成部分，是組煤的灰分不是煤中的固有組成，而主主。由于成煤的原始物質(zhì)不同,必然導(dǎo)致煤成煤炭大分子的骨架， 是煤燃燒過程中產(chǎn)要是由煤中的無機礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來,其含炭性質(zhì)和用途上的不同。生熱量的重要元素之一。碳含斌隨煤化程量及成分取決于成煤時期煤盆地周圍蝕源度的加深而逐漸增加,從褐煤的60%左右區(qū)的巖石成分 和當時的古地理、古氣候條2成煤環(huán)境一直增加到年老無煙煤的98%。腐植煤的件。煤灰中的元素有幾十種,并且十分復(fù)植物的各有機組分都在不同的條件下碳含量高于腐泥煤 .在不同煤巖組分中碳雜，我國煤中的礦物質(zhì)組分大多以硅酸鹽參與了不同的成煤作用.因此,無論高等植含量的順序由惰質(zhì)組.鏡質(zhì)組到殼質(zhì)組遞類為主.作為能源或化工原料使用時.煤中物還是低等植物都是形成煤的原始物質(zhì),這減的礦物質(zhì)或灰分是不利的或有害的，如運是成煤的內(nèi)在因素。但是植物變成媒還必須氫:氫元素是煤中又一個重要組成部力的浪費:煉焦過程中灰分增加導(dǎo)致焦炭有一定的外在條件:即有溫暖潮濕的氣候，分，也是煤中的可燃部分，燃燒時放出大黛的機械強度下降、產(chǎn)量下降和原料消耗增有適宜植物大量繁茂生長的自然地理環(huán)境，的熱。若成煤的原始物質(zhì)主要是植物的根、植物死亡后,必須使遺體保存和聚集起來，莖等木質(zhì)纖維素組織,則煤的氫含量就比4.2.3揮發(fā)分和固定碳沼澤是植物生長和聚集的環(huán)境:地殼的沉降較低,若成煤物質(zhì)的原始物質(zhì)是由含脂類煤中揮發(fā)分來源干煤中的有機質(zhì)和無運動,不僅創(chuàng)造了植物的生成條件,還使得化合物多的角質(zhì)層.木栓層以及樹脂、孢粉機含揮發(fā)成分的礦物質(zhì)，主要與煤化程度遺體適時地俺入水中埋于地下，在地球內(nèi)部所組 成,則煤的氫含量就高;若成煤的原始和無機礦物的類型有關(guān)。隨著煤化程度的壓力與溫度的作用下轉(zhuǎn)變成煤。物質(zhì)由藻類所組成，則煤的氫含量就更高。提高， 煤的揮發(fā)分不斷下降。褐煤的揮發(fā)分隨著煤化程度的提高，煤中的氫元素呈下最高,通常大 于40% ,無煙煤的揮發(fā)分最3成煤作用降趨勢.腐泥煤的氫含量高于腐植煤。由殼低,通常小于10%.煤的揮發(fā)分主要來源于3.1泥炭的原地堆積和異地搬運作用質(zhì)組、鏡質(zhì)組到惰質(zhì)組腐植性分子上不穩(wěn)定的脂肪側(cè)鏈.含氧官能團按成煤植物遺體是否經(jīng)過搬運而堆積組分氫含 量的依次減少。中國煤化工)子化合物和煤有機質(zhì)高的成煤過程，可將煤(泥炭)分為原地堆積和氧:氧元素在煤的然燒過T1H一 的氫氣。隨著煤化程度的異地搬運兩種作用類型。熱量,但與能產(chǎn)生熱量的氫元CN M H G脂肪側(cè)鏈和含氧官能團3.2地殼旋回運動所引起的埋藏作用使燃燒熱量降低，是動力煤的不利因素。腐均呈下降趨勢，所以煤的揮發(fā)分隨煤化程地殼旋回運動對煤形成的影響十分重泥煤的氧含量低于腐 植煤。度的提高而下降?？萍紕?chuàng)新導(dǎo)報Science and Technology Innovation Herald81科技創(chuàng)新導(dǎo)報I210 NO.331 Technology innovation Herald工業(yè)技術(shù)固定碳不是媒中的固有成分,而是煤質(zhì)量的煤完全燃燒后所釋放出的熱能.煤重要的理論意義和實際意義。中有機質(zhì)在一定條件下熱分解產(chǎn)物，是以的成因、煤化程度、煤巖組成、礦物質(zhì)含量固體形式殘留下來的有機質(zhì)占煤樣質(zhì)量的高低等對煤的發(fā)熱量均有不同程度的影 參考文獻百分數(shù)。響。腐泥煤和殘植煤的發(fā)熱量較腐植煤高: [1] 張雙全，吳國光.煤化學[M].中國礦業(yè)通常殼質(zhì)組的發(fā)熱量最高,鏡質(zhì)組的發(fā)熱大學出版社.2009.5煤的物理性質(zhì)和物理化學性質(zhì)量次之，惰質(zhì)組的最低。從低煤化程度的褐[2] 陳文敏,張自勛.煤化學基礎(chǔ)[M].北京:煤炭是我國的主要能源，是冶金和化煤開始，發(fā)熱量逐漸提高,到肥煤.焦煤階煤炭工業(yè)出版社,1993.工等行業(yè)的重要原材料。煤的物理性質(zhì)和段達到最大，之后隨煤化程度的提高,煤的[3] 郭樹才.煤華工工藝學[M].北京:化學物理化學性質(zhì)是確定煤炭加工利用途徑的發(fā)熱量呈下降趨勢，主要原因是煤中氫元工業(yè)出版社,1992.重要依據(jù)。素的變化。煤中礦物質(zhì)在煤燃燒過程中將[4] 李晶平，胡新恒.我國煤氣化技術(shù)實現(xiàn)煤的物理性質(zhì)包括:煤的密度和硬度，發(fā)生化學反應(yīng),這些反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)，跨 越發(fā)展[N].科學時報,2001-06-24煤的熱性質(zhì),煤的電磁性質(zhì),煤的光化學性造成煤燃燒時釋放出的熱量減少,熱值降[s1 楊煥祥,廖玉枝.煤化學及煤質(zhì)評價質(zhì)等。煤的物理化學性質(zhì)主要指煤的潤濕6.2粘結(jié)性和結(jié)焦性[M].武漢:中國地質(zhì)大學出版社，1990.性、潤濕熱和孔隨率等。這些性質(zhì)主要與系[6]楊起.煤地質(zhì)學進展[M].北京:科學出列因素有關(guān):(1)煤的成因因索.即原始物料煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是煉焦用煤最重版社，1987.及其堆積條件:(2)煤化程度或變質(zhì)程度，要的工藝性質(zhì)，在相同變質(zhì)程度下，較強還[7] 尹立群.我國褐煤資源及其利用前最(3)煤的某些物理性質(zhì)還與灰分、水分和風原型煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性比較弱還原型煤[].媒炭科學技術(shù)，2004,32(8):12-16.化程度有關(guān)。要強。較低煤階的強還原型煤也具有較強[8] 袁三畏.中國煤質(zhì)論評[M].北京:煤炭工在煤化作用的低級階段,成因因素對的粘結(jié)性和結(jié)焦性,是由于這種煤型的煤業(yè)出版社,1999.煤的性質(zhì)的影響起主要作用,在煤化作用中富含的強粘性載體(富氫鏡質(zhì)體)可以彌[9] 曹凡桂.潔凈煤技術(shù)中的煤巖學問題的中級階段,變質(zhì)作用稱為主要因素,而在補由于煤階偏低導(dǎo)致粘結(jié)性和結(jié)焦性較弱[].媒炭轉(zhuǎn)化，1995,18(3):7~12.煤化作用的高級階段，成因的影響區(qū)別很的不足。由于不同成煤作用條件下形成的各種[10]張德祥.煤化I工藝學[M].北京:煤炭小，變質(zhì)作用稱為唯一決定煤的物理和物工業(yè)出版社,1999.化性質(zhì)的因素。煤在組分組成及元素組成上具有各自特點,決定了各自的煤質(zhì)特征。這與煤質(zhì)之間6煤的工藝性質(zhì)內(nèi)在的成因聯(lián)系以及所呈現(xiàn)出的規(guī)律性關(guān)6.1發(fā)熱量系,對于研究環(huán)境與煤質(zhì)的關(guān)系，開展預(yù)測煤的發(fā)熱量也稱煤的熱值,是指單位.和評價煤質(zhì)工作,合理利用煤炭資源都有《科技資訊》期刊投稿要求及說明稿件要求1.稿件應(yīng)具有科學性、先進性和實用性,論點明確、論據(jù)可靠數(shù)據(jù)準確,邏輯嚴謹.文字通順。2.計量單位以國家法定計量單位為準;統(tǒng)計學符號按國家標準《統(tǒng)計學名詞及符號)的規(guī)定書寫。3.所有文章標題字數(shù)在20字以內(nèi)。4.盤考文獻應(yīng)引自正式出版物,在稿件的正文中依其出現(xiàn)的先后順序用阿拉伯數(shù)字加方括號在段末上角標出。5.參考文獻按引用的先后順序列于文末。6.正確使用標點符號,表格設(shè)計要合理,推薦使用三線表。7.圖片要清晰,注明圖號。投稿說明1.稿件須以電子文檔形式發(fā)送。如為打印稿，請附軟盤,軟盤采用Word格式。請勿-稿多投。來稿- -律不退， 請作者自留底稿。2.本刊已加入《中國學術(shù)期刊光盤版》、《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》《數(shù)字化期刊群)等網(wǎng)絡(luò)媒體,本刊發(fā)表的文章將在網(wǎng)絡(luò)堞體上全文發(fā)布。3.本刊編輯部對來稿有修改權(quán),不愿改動者請事先說明。自收稿之日起1個內(nèi)未收到用稿通知,作者可自行處理。4.來稿請注明作者姓名.單位.通訊地址.郵編.聯(lián)系電話及電子信箱。中國煤化工5.如有一稿多投.剽竊或抄襲行為者, -切后果由作者本人負責。MHCNMHG82科技創(chuàng)新導(dǎo)報Science and Technology Innovation Herald