无烟煤滤料的化学组成很复杂,但归纳起来可分为有机质和无机质两大类,以有机质为主体。无烟煤中的无机质主要是水分和矿物质,它们的存在降低了无烟煤的质量和利用价值,其中绝大多数是无烟煤滤料中的有害成分。另外,还有一些稀有、分散和放射性元素,例如,锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等,它们分别以有机或无机化合物的形态存在于无烟煤中。其中某些元素的含量,一旦达到工业品位或可综合利用时,就是重要的矿产资源。
1.无烟煤滤料水分
指单位重量的无烟煤中水的含量。无烟煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一般以无烟煤的内在水分作为评定无烟煤质的指标。无烟煤化程度越低,无烟煤的内部表面积越大,水分含量越高。水分对无烟煤的加工利用是有害物质。在无烟煤的贮存过程中,它能加速风化、破裂,甚至自燃;在运输时,会增加运量,浪费运力,增加运费;炼焦时,消耗热量,降低炉温,延长炼焦时间,降低生产效率;燃烧时,降低有效发热量;在高寒地区的冬季,还会使无烟煤冻结,造成装卸困难。只有在压制无烟煤砖和无烟煤球时,需要适量的水分才能成型。
2无烟煤滤料灰分
是指无烟煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是无烟煤中的矿物质经过氧化、分解而来。灰分对无烟煤的加工利用极为不利。灰分越高,热效率越低;燃烧时,熔化的灰分还会在炉内结成炉渣,影响无烟煤的气化和燃烧,同时造成排渣困难;炼焦时,全部转入焦炭,降低了焦炭的强度,严重影响焦炭质量。无烟煤灰成分十分复杂,成分不同直接影响到灰分的熔点。灰熔点低的无烟煤,燃烧和气化时,会给生产操作带来许多困难。为此,在评价无烟煤的工业用途时,必须分析灰成分,测定灰熔点。
3.挥发分
指无烟煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对无烟煤进行分类的主要指标,并被用来初步确定无烟煤的加工利用性质。无烟煤的挥发分产率与无烟煤化程度有密切关系,无烟煤化程度越低,挥发分越高,随着无烟煤化程度加深,挥发分逐渐降低。
4.固定碳
测定无烟煤的挥发分时,剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是无烟煤中不挥发的固体可燃物,可以用计算方法算出。焦渣的外观与无烟煤中有机质的性质有密切关系,因此,根据焦渣的外观特征,可以定性地判断无烟煤的粘结性和工业用途。
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