煤炭是地球上重要的化石能源之一,主要由古代植物遗体经过长时间的生物和化学变质作用形成。煤炭的生成过程分为两个阶段:首先是泥炭化阶段,植物遗体在缺氧和细菌作用下转变为泥炭;然后是成岩作用阶段,泥炭在地层压力和温度的影响下逐渐转化为褐煤、烟煤直至无烟煤。成煤过程需要满足四个关键条件:充足的植物资源、适宜的气候、地理环境以及地壳运动。
煤炭按照煤化程度和特性分为多个类别,每种煤有不同的特性和用途:
1. 褐煤:煤化程度最低,含水量高,挥发分丰富,主要用于燃料、气化和低温干馏,也可提取褐煤蜡和腐殖酸。
2. 长焰煤:挥发分极高,无或仅有微弱粘结性,适用于气化和作为民用或动力燃料。
3. 不粘煤:几乎不粘结,主要用于煤气制造和燃料。
4. 弱粘煤:粘结性弱,挥发分较高,适合作为气化原料和动力燃料。
5. 1/2 中粘煤:中等粘结性和挥发分,可用于配煤炼焦、气化或燃料。
6. 气煤:挥发分高,胶质层厚,适合配煤炼焦、炼油、制气和燃料。
7. 气肥煤:挥发分和粘结性都很高,适合高温干馏制气和配煤炼焦。
8. 肥煤:粘结性极强,适合炼焦,但焦炭易碎,常用于配煤。
9. 1/3 焦煤:介于焦煤、肥煤和气煤之间,是配煤炼焦的理想基础煤。
10. 焦煤:中低挥发分,中高粘结性,单独炼焦能产生优质焦炭,但膨胀压力大,常作配煤使用。
11. 瘦煤:挥发分低,中等粘结性,用于增加配煤炼焦的焦炭强度。
12. 贫瘦煤:挥发分低,粘结性弱,可用作炼焦配煤的瘦化剂。
13. 贫煤:挥发分低,无粘结性,主要用于动力和民用燃料。
14. 无烟煤:煤化程度最高,挥发分低,硬度大,适合作为燃料和化工原料。
在煤炭的工业分析中,对煤的工艺性试验至关重要,如结焦性试验评估煤在干馏过程中形成焦炭的能力,粘结性试验衡量煤在加热时粘结其他物质的能力,塑性试验则涉及煤在一定温度下变形的特性。这些指标直接影响着煤炭的利用效率和适用领域。通过对这些属性的了解和测试,可以更科学地选择和利用煤炭资源,优化工业生产和环保效果。