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煤炭基礎(chǔ)知識

煤炭資源基礎(chǔ)知識

 

 

煤炭,簡稱煤,是遠古植物遺骸,埋在地層下,經(jīng)過地殼隔絕空氣的壓力和溫度條件下作用,產(chǎn)生的碳化化石礦物,主要被人類開采用作燃料。

煤炭

煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。一種固體可燃有機巖,主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用,埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中,就發(fā)現(xiàn)有煤制工藝品,河南鞏義市也發(fā)現(xiàn)有西漢時用煤餅煉鐵的遺址?!渡胶=?jīng)》中稱煤為石涅,魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家,希臘學(xué)者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有《石史》,其中記載有煤的性質(zhì)和產(chǎn)地;古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。

煤炭是一種可以用作燃料或工業(yè)原料的礦物。它是古代植物經(jīng)過生物化學(xué)作用和地質(zhì)作用而改變其物理、化學(xué)性質(zhì),由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。

煤作為一種燃料,早在800年前就已經(jīng)開始。煤被廣泛用作工業(yè)生產(chǎn)的燃料,是從18世紀末的產(chǎn)業(yè)革命開始的。隨著蒸汽機的發(fā)明和使用,煤被廣泛地用作工業(yè)生產(chǎn)的燃料,給社會帶來了前所未有的巨大生產(chǎn)力,推動了工業(yè)的向前發(fā)展,隨之發(fā)展起煤炭、鋼鐵、化工、采礦、冶金等工業(yè)。煤炭熱量高,標準煤的發(fā)熱量為7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的儲量豐富,分布廣泛,一般也比較容易開采,因而被廣泛用作各種工業(yè)生產(chǎn)中的燃料。

煤炭除了作為燃料以取得熱量和動能以外,更為重要的是從中制取冶金用的焦炭和制取人造石油,即煤的低溫干餾的液體產(chǎn)品——煤焦油。經(jīng)過化學(xué)加工,從煤炭中能制造出成千上萬種化學(xué)產(chǎn)品,所以它又是一種非常重要的化工原料,如我國相當(dāng)多的中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產(chǎn)化肥。我國的煤炭廣泛用來作為多種工業(yè)的原料。大型煤炭工業(yè)基地的建設(shè),對我國綜合工業(yè)基地和經(jīng)濟區(qū)域的形成和發(fā)展起著很大的作用。

此外,煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等,這些放射性和稀有元素是半導(dǎo)體和原子能工業(yè)的重要原料。

煤炭對于現(xiàn)代化工業(yè)來說,無論是重工業(yè),還是輕工業(yè);無論是能源工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機械工業(yè),還是輕紡工業(yè)、食品工業(yè)、交通運輸業(yè),都發(fā)揮著重要的作用,各種工業(yè)部門都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人稱煤炭是工業(yè)的“真正的糧食”。

中國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一,不僅儲量大,分布廣,而且種類齊全,煤質(zhì)優(yōu)良,為中國工業(yè)現(xiàn)代化提供了極為有利的條件。

研究過程


  中國安徽宣城溪口農(nóng)民李六四自發(fā)、自費研究地震十七年(截至2010年),他認為:“地震是由地幔中核變的及時效應(yīng)造成的。煤炭是石油演變產(chǎn)生的,石油是天然氣演變產(chǎn)生的。溶洞是因為液體受熱轉(zhuǎn)化成氣體,其膨脹壓力造成的,地球生物是在早期地球的液態(tài)有機硅中誕生并進化而來的。”其理論學(xué)說為《地球熱核演變說》。 他的學(xué)說有可能成為后人了解地球、地震等的理論基礎(chǔ)。但是,由于條件、知識的局限某些內(nèi)容尚在研究、完善中。

主要內(nèi)容

當(dāng)碳元素由一些較輕的元素聚變形成后的一定時期里,它與原始大氣里的氫元素反應(yīng)生成甲烷,隨著溫度下降,氧氣變得越來越活潑,它氧化、聚合了甲烷形成了石油分子,由于長時間的氧化、聚合,石油分子越來越大,形成了大量的近似瀝青的物質(zhì),當(dāng)早期地球頻繁的火山熔巖噴發(fā)在瀝青上時,由于熔巖密度大,沉入石油底部對其隔絕空氣加強熱,導(dǎo)致碳氫鍵斷裂,釋放氫氣,形成煤炭。(一部分石油分子不是甲烷經(jīng)氧化、聚合而形成的,它們是在地球溫度較高時,由碳、氫直接形成不飽和烴聚合而成的)

煤炭

煤炭被人們譽為黑色的金子,工業(yè)的食糧,它是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一。雖然它的重要位置已被石油所代替,但在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi),由于石油的日漸枯竭,必然走向衰敗,而煤炭因為儲量巨大,加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,煤炭汽化等新技術(shù)日趨成熟,并得到廣泛應(yīng)用,煤炭必將成為人類生產(chǎn)生活中的無法替代的能源之一。

煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖,在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質(zhì),由于地殼的變動不斷地埋入地下,長期與空氣隔絕,并在高溫高壓下,經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化等因素,形成的黑色可然化石,這就是煤炭的形成過程。

一座煤礦的煤層厚薄與這地區(qū)的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關(guān)。地殼下降的速度快,植物遺骸堆積得厚,這座煤礦的煤層就厚,反之,地殼下降的速度緩慢,植物遺骸堆積的薄,這座煤礦的煤層就薄。又由于地殼的構(gòu)造運動使原來水平的煤層發(fā)生褶皺和斷裂,有一些煤層埋到地下更深的地方,有的又被排擠到地表,甚至露出地面,比較容易被人們發(fā)現(xiàn)。還有一些煤層相對比較薄,而且面積也不大,所以沒有開采價值,有關(guān)煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。

但是,無可否認的事實和依據(jù),煤炭千真萬確是植物的殘骸經(jīng)過一系統(tǒng)的演變形成的,這是顛簸不破的真理,只要仔細觀察一下煤塊,就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡;如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察,就能發(fā)現(xiàn)非常清楚的植物組織和構(gòu)造,而且有時在煤層里還保存著像樹干一類的東西,有的煤層里還包裹著完整的昆蟲化石。

煤炭

我們可以設(shè)想一下,在千百萬年前的地質(zhì)歷史期間,由于氣候條件非常適宜,地面上生長著繁茂高大的植物,在海濱和內(nèi)陸沼澤地帶,也生長著大量的植物,那時的雨量又是相當(dāng)?shù)某渑妫?dāng)百年一遇的洪水或海嘯等自然災(zāi)害降臨時,就會淹沒了草原、淹沒了大片森林,那里的大小植物就會被連根撥起,漂浮在水面上,植物根須上的泥土也會隨之被沖刷得干干凈凈,這些帶著須根和枝杈的大小樹木及草類植物也會相互攀纏在一起,順流漂浮而下,一旦被沖到淺灘、灣叉就會擱淺,它們就會在那里安家落戶,并且象篩子一樣把所有的漂浮物篩選在那里,很快這里就會形成一道屏障,并且這個地方還會是下次洪水堆積植物殘?。ㄒ矔性S多動物的殘?。┑牡胤?。當(dāng)洪水消退后,這里就會形成一道逶迤的堆積植物殘骸的丘嶺,再經(jīng)過長期的地質(zhì)變化,這座植物殘骸的丘嶺就會逐漸地埋入地下,最后演變成今天的煤礦。

另外,由于人類對大自然認識的增強,抵御突發(fā)性自然災(zāi)害的能力不斷提高,興修水利,筑起堅固的堤壩,加固江堤、河堤,大大地減緩了兇猛洪水的沖擊力,泛濫的現(xiàn)象少了,甚至乖乖地聽從人類的召喚,并把兇猛的洪水變成了電能、動能、熱能,造福于人類,服務(wù)于人類社會。

煤炭

地球表面上的物質(zhì)不可能永久的一成不變地等待著地球進行沉降運動的,而且地球表面上的物質(zhì)是在不斷地循環(huán)流動著的。因此,“水災(zāi)說”是使煤炭形成得如此集中、優(yōu)質(zhì),還是有一定的道理的,是有說服力的,也是能夠令人信服的。

煤炭千真萬確是植物的殘骸經(jīng)過一系統(tǒng)的演變形成的,這是顛簸不破的真理,只要仔細觀察一下煤塊,就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡;如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察,就能發(fā)現(xiàn)非常清楚的植物組織和構(gòu)造,而且有時在煤層里還保存著像樹干一類的東西,有的煤層里還包裹著完整的昆蟲化石。值得探討的是它為何形成得如此集中,而且又是那么如此的優(yōu)質(zhì)呢?

由于古代的在植物大量沉積,被深深的埋在地層下,受到高壓和高溫,經(jīng)過幾億年的時間,變成煤炭

煤礦和其它礦一樣,是層狀的,且不是到處都有,如果是地表植物積聚而成,則不會那么集中,應(yīng)該到處都有,所以我認為,書上所說的不對。碳元素是地球故有的,地表的碳大部分以化合物形式存在,地心的碳以單質(zhì)形式存在,地心的碳向地表噴出時,一部分為鉆石,一部分為石墨,大部分為煤(不同條件下形成不同的物質(zhì)),和其它大部分礦的成因一樣。

植物當(dāng)被壓在地下,在長時間的缺氧高壓的條件下便會形成煤。

石炭紀地球植物大繁盛,為煤的形成形成的強大的物質(zhì)基礎(chǔ),后來的造山運動為煤的形成提供了外部條件。經(jīng)過常年累月,便有了煤。

煤炭是地球上蘊藏量最豐富,分布地域最廣的化石燃料。據(jù)世界能源委員會的評估,世界煤炭可采資源量達4.84×104億t標準煤,占世界化石燃料可采資源量的66.8%。據(jù)《1997世界能源統(tǒng)計評論》統(tǒng)計,至1996年底,世界煤炭探明的可采儲量為1.03161×104億t,儲采比為224年,其中七位儲量最大的國家依次為美國、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。
煤炭
(1)煤炭種類在漫長的地質(zhì)演變過程中,煤田受到多種地質(zhì)因素的作用;由于成煤年代、成煤原始物質(zhì)、還原程度及成因類型上的差異,再加上各種變質(zhì)作用并存,致使中國煤炭品種多樣化,從低變及程度的褐煤到高變質(zhì)程度的無煙煤都有儲存。按中國的煤種分類,其中煉焦煤類占27.65%,非煉焦煤類占72.35%,前者包括氣煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占5.81%),瘦煤(占4.01%),其它為未分牌號的煤(占0.55%);后者包括無煙煤(占10.93%),貧煤(占5.55%),弱堿煤(占1.74%),不繳煤(占13.8%),長焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌號的煤(占13.80%)和牌號不清的煤(占1.06%)。

(2)煤質(zhì)特征

判別煤炭質(zhì)量優(yōu)劣的指標很多,其中最主要的指標為煤的灰分含量和硫分含量。一般陸相沉積,煤的灰分、硫分普遍較低;海陸相交替沉積,煤的灰分、硫分普遍較高。

中國煤炭灰分普遍較高,秦嶺以北地區(qū),晉北、陜北、寧夏、兩淮、東北等地區(qū),侏羅紀煤田為陸相沉積,煤的灰分一般為10%~20%,有的在10%以下,硫分一般小于1%,東北地區(qū)硫分普遍小于0.5%。中國北方普遍分布的石灰紀、秦嶺以南地區(qū)、湖南的黔陽煤系、湖北的梁山煤系等屬海陸交替沉積的煤,灰分一般達15%~25%,硫分一般高達2%~5%。

廣西合山、四川上寺等地的晚二疊紀煤層屬淺海相沉積煤,硫分可高達6%~10%以上。

據(jù)統(tǒng)計,中國灰分小于10%的特低灰煤僅占探明儲量的17%左右。大部分煤炭的灰分為10%~30%。硫分小于1%的特低硫煤占探明儲量的43.5%以上,大于4%的高硫煤僅為2.28%。中國的煉焦用煤一般為中灰、中疏煤,低灰和低硫煤很少。煉焦用煤的灰分一般都在20%以上;硫分含量大于2%的煉焦用煤占20%以上。中國煉焦用煤的另一大特點是:硫分越高,煤的動結(jié)性往往越強,其可選性一般較差。

中國褐煤多屬老年褐煤。褐煤灰分一般為20%~30%。東北地區(qū)褐煤硫分多在1%以下,廣東、廣西、云南褐煤硫分相對較高,有的甚至高達8%以上。褐煤全水分一般可達20%~50%,分析基水分為10%~20%,低位發(fā)熱量一般只有11.71~16.73MJ/kg。

煤炭
中國煙煤的最大特點是低灰、低硫;原煤灰分大都低于15%,硫分小于1%。部分煤田,如神府、東勝煤田,原煤灰分僅為3%一5%,被譽為天然精煤。煙煤的第二個特點是煤巖組分中絲質(zhì)組含量高,一般在40%以上,因此中國煙煤大多為優(yōu)質(zhì)動力煤。中國貧煤的灰分和硫分都較高,其灰分大多為15%-30%,流分在1.5%-5%之間。貧煤經(jīng)洗選后,可作為很好的動力煤和氣化用煤。

中國典型的無煙煤和老年無煙煤較少,大多為三號年輕無煙煤,其主要特點是,灰分和硫分均較高,大多為中灰、中硫、中等發(fā)熱量、高灰熔點,主要用作動力用煤,部分可作氣化原料煤。

(3)資源分布中國在地質(zhì)歷史上的成煤期共有14個,其中有4個最主要的成煤期,即廣泛分布在華北一帶的晚炭紀——早二疊紀,廣泛分布在南方各省的晚二疊紀,分布在華北北部、東北南部和西北地區(qū)的早中侏羅紀以及分布在東北地區(qū)、內(nèi)蒙東部的晚侏羅紀—早白堊紀等四個時期。它們所賦存的煤炭資源量分別占中國煤炭資源總量的26%、5%、60%和7%,合計占總資源量的98%。上述四個最主要的成煤期中,晚二疊紀主要在中國南方形成了有工業(yè)價值的煤炭資源,其他三個成煤期分別在中國華北、西北和東北地區(qū)形成極為豐富的煤炭資源。
中國煤炭資源分布面廣,除上海市外,全國30個省、市、自治區(qū)都有不同數(shù)量的煤炭資源。在全國2100多個縣中,1200多個有預(yù)測儲量,已有煤礦進行開采的縣就有1100多個,占60%左右。從煤炭資源的分布區(qū)域看,華北地區(qū)最多,占全國保有儲量的49.25%,其次為西北地區(qū),占全國的30.39%,依次為西南地區(qū),占8.64%,華東地區(qū),占5.7%,中南地區(qū),占3.06%,東北地區(qū),占2.97%。按省、市、自治區(qū)計算,山西、內(nèi)蒙、陜西、新疆、貴州和寧夏6省區(qū)最多,這6省的保有儲量約占全國的81.6%。

煤炭
(4)對中國煤炭的評價

中國煤炭資源在儲量、勘探程度、地理分布、煤種及煤質(zhì)等方面有以下特點:

1)煤炭資源豐富,但人均占有量低。中國煤炭資源雖豐富,但勘探程度較低,經(jīng)濟可采儲量較少。所謂經(jīng)濟開采儲量是指經(jīng)過勘探可供建井,并且扣除了回采損失及經(jīng)濟上無利和難以開采出來的儲量后,實際上能開采并加以利用的儲量。在目前經(jīng)勘探證實的儲量中,精查儲量僅占30%,而且大部分已經(jīng)開發(fā)利用,煤炭后備儲量相當(dāng)緊張。中國人口眾多,煤炭資源的人均占有量約為234.4t,而世界人均的煤炭資源占有量為312.7t,美國人均占有量更高達1045t,遠高于中國的人均水平。

2)煤炭資源的地理分布極不平衡。中國煤炭資源北多南少,西多東少,煤炭資源的分布與消費區(qū)分布極不協(xié)調(diào)。從各大行政區(qū)內(nèi)部看,煤炭資源分布也不平衡,如華東地區(qū)的煤炭資源儲量的87%集中在安徽、山東,而工業(yè)主要在以上海為中心的長江三角洲地區(qū);中南地區(qū)煤炭資源的72%集中在河南,而工業(yè)主要在武漢和珠江三角洲地區(qū);西南煤炭資源的67%集中在貴州,而工業(yè)主要在四川;東北地區(qū)相對好一些,但也有52%的煤炭資源集中在北部黑龍江,而工業(yè)集中在遼寧。

3)各地區(qū)煤炭品種和質(zhì)量變化較大,分布也不理想。中國煉焦煤在地區(qū)上分布不平衡,四種主要煉焦煤種中,瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西,而擁有大型鋼鐵企業(yè)的華東、中南、東北地區(qū),煉焦煤很少。在東北地區(qū),鋼鐵工業(yè)在遼寧,煉焦煤大多在黑龍江;西南地區(qū),鋼鐵工業(yè)在四川,而煉焦煤主要集中在貴州。

4)適于露天開采的儲量少

露天開采效率高,投資省,建設(shè)周期短,但中國適于露天開采的煤炭儲量少,僅占總儲量的7%左右,其中70%是褐煤,主要分布在內(nèi)蒙。新疆和云南。

煤是重要能源,也是冶金、化學(xué)工業(yè)的重要原料。主要用于燃燒、煉焦、氣化、低溫干餾、加氫液化等。

①燃燒。煤炭是人類的重要能源資源,任何煤都可作為工業(yè)和民用燃料。

②煉焦。把煤置于干餾爐中,隔絕空氣加熱,煤中有機質(zhì)隨溫度升高逐漸被分解,其中揮發(fā)性物質(zhì)以氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)逸出,成為焦?fàn)t煤氣和煤焦油,而非揮發(fā)性固體剩留物即為焦炭。焦?fàn)t煤氣是一種燃料,也是重要的化工原料。煤焦油可用于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、合成纖維、合成橡膠、油漆、染料、醫(yī)藥、炸藥等。焦炭主要用于高爐煉鐵和鑄造,也可用來制造氮肥、電石。電石是塑料、合成纖維、合成橡膠等合成化工產(chǎn)品。

③氣化。氣化是指轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺鳛楣I(yè)或民用燃料以及化工合成原料的煤氣。

④低溫干餾。把煤或油頁巖置于550℃左右的溫度下低溫干餾可制取低溫焦油和低溫焦?fàn)t煤氣,低溫焦油可用于制取高級液體燃料和作為化工原料。

⑤加氫液化。將煤、催化劑和重油混合在一起,在高溫高壓下使煤中有機質(zhì)破壞,與氫作用轉(zhuǎn)化為低分子液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物,進一步加工可得汽油、柴油等液體燃料。加氫液化的原料煤以褐煤、長焰煤、氣煤為主。

綜合、合理、有效開發(fā)利用煤炭資源,并著重把煤轉(zhuǎn)變?yōu)闈崈羧剂?,是人們努力的方向?/p>

在各大陸、大洋島嶼都有煤分布,但煤在全球的分布很不均衡,各個國家煤的儲量也很不相同。中國、美國、俄羅斯、德國是煤炭儲量豐富的國家,也是世界上主要產(chǎn)煤國,其中中國是世界上煤產(chǎn)量最高的國家。中國的煤炭資源在世界居于前列,僅次于美國和俄羅斯。

煤炭

煤有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種。云南常用的是褐煤、煙煤、無煙煤三種。煤的種類不同,其成分組成與質(zhì)量不同,發(fā)熱量也不相同。單位重量燃料燃燒時放出的熱量稱為發(fā)熱量,人為規(guī)定以每公斤發(fā)熱量7000千卡的煤作為標準煤,并以此標準折算耗煤量。

(1)褐煤:多為塊狀,呈黑褐色,光澤暗,質(zhì)地疏松;含揮發(fā)分40%左右,燃點低,容易著火,燃燒時上火快,火焰大,冒黑煙;含碳量與發(fā)熱量較低(因產(chǎn)地煤級不同,發(fā)熱量差異很大),燃燒時間短,需經(jīng)常加煤。

(2)煙煤:一般為粒狀、小塊狀,也有粉狀的,多呈黑色而有光澤,質(zhì)地細致,含揮發(fā)分30%以上,燃點不太高,較易點燃;含碳量與發(fā)熱量較高,燃燒時上火快,火焰長,有大量黑煙,燃燒時間較長;大多數(shù)煙煤有粘性,燃燒時易結(jié)渣。

(3)無煙煤:有粉狀和小塊狀兩種,呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮。雜質(zhì)少,質(zhì)地緊密,固定碳含量高,可達80%以上;揮發(fā)分含量低,在10%以下,燃點高,不易著火;但發(fā)熱量高,剛?cè)紵龝r上火慢,火上來后比較大,火力強,火焰短,冒煙少,燃燒時間長,粘結(jié)性弱,燃燒時不易結(jié)渣。應(yīng)摻入適量煤土燒用,以減輕火力強度。

煤炭
1989年10月,國家標準局發(fā)布《中國煤炭分類國家標準》(GB5751-86),依據(jù)干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、粘結(jié)指數(shù)G、膠質(zhì)層最大厚度Y、奧亞膨脹度b、煤樣透光性P、煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量Qgr,maf等6項分類指標,將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。

根據(jù)其巖石結(jié)構(gòu)不同分類,可以分為燭煤、絲炭、暗煤、亮煤和鏡煤。含有95%以上鏡質(zhì)體的為鏡煤,煤表面光亮,結(jié)構(gòu)堅實,含有鏡質(zhì)體和亮質(zhì)體的為亮煤,含粗粒體的為暗煤,含絲質(zhì)體的為絲炭,由許多小孢子形成的微粒體組成的為燭煤。

根據(jù)煤中含有的揮發(fā)性成分多少來分類,可以分為貧煤(無煙煤,含揮發(fā)分低于12%)、瘦煤(含揮發(fā)分為12-18%)、焦煤(含揮發(fā)分為18-26%)、肥煤(含揮發(fā)分為26-35%)、氣煤(含揮發(fā)分為35-44%)和長焰煤(含揮發(fā)分超過42%)。其中焦煤和肥煤最適合用于煉焦碳,揮發(fā)分過低不粘結(jié),過高會膨脹都無法用于煉焦,但一般煉焦要將多種煤配合。

煤炭
煤中有機質(zhì)是復(fù)雜的高分子有機化合物,主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成,而碳、氫、氧三者總和約占有機質(zhì)的95%以上;煤中的無機質(zhì)也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分,其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50%~60%,褐煤為60%~70%,煙煤為74%~92%,無煙煤為90%~98%。煤中硫是最有害的化學(xué)成分。煤燃燒時,其中硫生成SO2,腐蝕金屬設(shè)備,污染環(huán)境。煤中硫的含量可分為5級:高硫煤,大于4%;富硫煤,為2.5%~4%;中硫煤,為1.5%~2.5%;低硫煤,為1.0%~1.5%;特低硫煤,小于或等于1%。煤中硫又可分為有機硫和無機硫兩大類。

對煤的品質(zhì)鑒定,還要根據(jù)其發(fā)熱量、灰分(不能燃燒的部分)和含硫量等因素,根據(jù)起用途來確定。如果用做燃料,含硫高則會燃燒產(chǎn)生二氧化硫污染大氣,必須要增加脫硫的成本,用做煉焦,膨脹系數(shù)也是一個主要因素。

大部分煙煤和無煙煤均利用深度采煤法所取得,而近代技術(shù)已可使用露天采煤法。露天采煤法需動用每小時能移除數(shù)百公噸之大型挖土機,移走數(shù)百英呎深之表面土層。雖然成本較低及較快擴挖速度,但會破壞環(huán)境景觀。一般深度采煤法之深度為數(shù)百呎至數(shù)千呎,通常需要數(shù)個直井作為坑道通風(fēng),抽走甲烷并減少礦坑內(nèi)部之熱與濕度。目前大約90﹪以上的煤田利用機械方式采煤和輸送,因而坑道內(nèi)之運輸主要依賴輸送帶,其將煤輸送至直井,然后再送出地面予以清洗、分類等處理。

煤炭
通過工業(yè)分析可大致了解煤的性質(zhì)。又稱技術(shù)分析。是指煤的水分、揮發(fā)分、灰分的測定以及固定碳的計算。水分可分為外在水分、內(nèi)在水分以及與煤中礦物質(zhì)結(jié)合的結(jié)晶水、化合水。外在水分為煤炭在開采、運輸、儲存及洗選過程中,附著在煤顆粒表面和大毛細孔中的水分。內(nèi)在水分為吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部的毛細孔中的水分,溫度超過100℃時可將煤中內(nèi)在水分完全蒸發(fā)出來?;曳质侵该和耆紵髿埩舻臍堅??;曳謥碜悦旱牡V物質(zhì)。揮發(fā)分是指煤中有機質(zhì)可揮發(fā)的熱分解產(chǎn)物。揮發(fā)分隨煤化程度增高而降低,可用于初步估測煤種。固定碳是指煤中有機質(zhì)經(jīng)隔絕空氣加熱分解的殘余物。固定碳隨變質(zhì)程度的加深而增高,可作為鑒定煤變質(zhì)程度的指標。

關(guān)閉現(xiàn)有運行的燃煤電廠, 和防止建造新的燃煤電廠。 目的是減少會導(dǎo)致氣候變化的高濃度溫室氣體的排放。

煤的工藝性質(zhì)是工業(yè)評價合理用煤的依據(jù),主要包括粘結(jié)性、結(jié)焦性、發(fā)熱量、化學(xué)反應(yīng)性、熱穩(wěn)定性、焦油產(chǎn)率和可選性等。粘結(jié)性是指煤在高溫干餾中產(chǎn)生膠質(zhì)體,使煤粒相互粘結(jié)成塊的性能。粘結(jié)性是評價煉焦用煤的主要指標。結(jié)焦性是指在煉焦?fàn)t中能煉出適合高爐用的有足夠強度的冶金焦炭的性質(zhì)。發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量。煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)的重要指標,是計算熱平衡、耗煤量、熱效率等的依據(jù)。

煤炭

指以有機或無機形態(tài)富集于煤層及其圍巖中的元素。有些元素在煤中富集程度很高,可以形成工業(yè)性礦床,如富鍺煤、富鈾煤、富釩石煤等,其價值遠高于煤本身。

根據(jù)煤中伴生元素的性質(zhì)和用途,可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要有鍺、鎵、鈾、釩等,可被利用。有害元素主要有硫、磷、氟、氯、砷、鈹、鉛、硼、鎘、汞、硒、鉻等。硫是煤中常見的有害成分,其他有害元素在煤中含量一般不高,但危害極大,如砷是一種有毒元素。煤在燃燒中,硫是造成城鎮(zhèn)環(huán)境污染的主要物質(zhì)源。當(dāng)然,對有害元素如果收集、處理得當(dāng)也可變成對人有用的財富。煤中伴生元素,有各自的地球化學(xué)性質(zhì),形成于不同的沉積環(huán)境中。因此,可根據(jù)元素的相對含量、元素的共生組合關(guān)系及元素的比值,來判斷相和沉積環(huán)境。

煤炭液化是把固態(tài)狀態(tài)的煤炭通過化學(xué)加工,使其轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品(液態(tài)烴類燃料,如汽油、柴油等產(chǎn)品或化工原料)的技術(shù)。煤炭通過液化可將硫等有害元素以及灰分脫除,得到潔凈的二次能源,對優(yōu)化終端能源結(jié)構(gòu)、解決石油短缺、減少環(huán)境污染具有重要的戰(zhàn)略意義。

煤的液化方法主要分為煤的直接液化和煤的間接液化兩大類。
(1)煤直接液化煤在氫氣和催化劑作用下,通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程稱為煤炭直接液化。裂化是一種使烴類分子分裂為幾個較小分子的反應(yīng)過程。因煤直接液化過程主要采用加氫手段,故又稱煤的加氫液化法。
(2)煤間接液化間接液化是以煤為原料,先氣化制成合成氣,然后,通過催化劑作用將合成氣轉(zhuǎn)化成烴類燃料、醇類燃料和化學(xué)品的過程。

固體煤變成液體燃料方法:

煤變成油通常有直接液化和間接液化兩種方法。直接液化又稱“加氫液化”,主要是指在高溫高壓和催化劑作用下,對煤直接催化加氫裂化,使其降解和加氫轉(zhuǎn)化為液體油品的工藝過程;煤的間接液化是先將煤氣化,生產(chǎn)出原料氣,經(jīng)凈化后再進行合成反應(yīng),生成油的過程。煤直接液化就是用化學(xué)方法,把氫加到煤分子中,提高它的氫碳原子比。在煤直接液化過程中,催化劑是降低生產(chǎn)成本和降低反應(yīng)條件苛刻度的關(guān)鍵。


作為世界最大的煤炭生產(chǎn)國,從上世紀90年代開始我國煤炭出口量快速增長。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,1995年我國煤炭出口2861.7萬噸,凈出口2698.2萬噸;2003年出口9402.9萬噸,凈出口8293.1萬噸,在國際市場上具有舉足輕重的地位。隨著我國煤炭出口退稅政策逐步取消,以及增加出口關(guān)稅政策的實施,原來出口的煤炭開始轉(zhuǎn)向內(nèi)銷,國外煤炭大量涌進,我國煤炭市場進出口形勢發(fā)生逆轉(zhuǎn),出口連續(xù)三年以千萬噸的速度減少,而進口卻連續(xù)三年以千萬噸的速度遞增。
2009年我國首次成為煤炭凈進口國,業(yè)界預(yù)測全年凈進口量接近1億噸。而隨著世界經(jīng)濟轉(zhuǎn)暖,境外煤炭資源匱乏地區(qū)可能哄抬煤價以搶奪煤源,我國的煤炭進口形勢不容樂觀。在國際煤價可能被哄抬的預(yù)期下,國內(nèi)煤電雙方的供需合同簽署明顯加速,截至2010年1月12日,已突破12億噸。
  

煤電“頂牛” 電企去年大量進口 海關(guān)總署日前公布的數(shù)據(jù)顯示,2009年全年中國出口煤炭2240萬噸,約為2008年的一半左右。煤炭專家黃騰預(yù)測,去年全年煤炭進口量約達到1.2億噸。照此計算,全年凈進口量將接近1億噸。“2009年國際上沒有一家煤礦集團破產(chǎn),中國大量進口功不可沒。”黃騰說。
據(jù)了解,以往我國每年煤炭進口量約保持在三四千萬噸的水平,出口量一直高于進口,約在五六千萬噸的水平。
煤炭進口量激增,主要原因是去年國內(nèi)煤電雙方出現(xiàn)的嚴重價格分歧。由于中國經(jīng)濟一枝獨秀,形勢優(yōu)于其他國家,煤炭企業(yè)對市場預(yù)期樂觀,不愿過多降低價格,但終端電價尚未市場化的電企則認為需求下降應(yīng)該降價。同時,全球整體煤炭需求疲軟,導(dǎo)致國際煤價下跌,與國內(nèi)煤炭價格出現(xiàn)倒掛之勢,因此電企大量轉(zhuǎn)向國際市場進口,使得我國去年煤炭進口量激增。
  


搶奪煤源 國際煤價今年或被抬高
今年我國是否能持續(xù)保持凈進口不得而知,但專家指出,國際能源供需形勢將發(fā)生改變。“日本、韓國、中國臺灣等煤炭資源進口用戶在今年拉起煤價的欲望將非常強烈。”黃騰表示。
他指出,這些不產(chǎn)煤的國家和地區(qū)去年煤炭進口量持續(xù)走低,但2010年經(jīng)濟形勢轉(zhuǎn)好,他們會擔(dān)心國際上一些主要產(chǎn)煤國依然與中國保持合作,影響自己的煤炭供應(yīng)。
國際煤礦集團更愿意與中國這樣進口量大的需求方合作,保持輸出量的穩(wěn)定性,對進口量較少的需求方關(guān)注度則相對較低。因此,進口量較少的國家或地區(qū)可能采取抬高煤價的方式,使中國更關(guān)注自產(chǎn)煤炭的利用。
黃騰稱,日本、韓國、中國臺灣這些國家或地區(qū)并不會過多擔(dān)心高煤價帶來的成本負擔(dān),因為其企業(yè)的煤炭利用率比中國企業(yè)高,一定程度上可以消化價格上漲所增加的成本。數(shù)據(jù)顯示,臺灣去年11月份煤炭進口量為458萬噸,較上年同期下降14%,其中焦煤進口量較上年同期下降54%。
  


防患未然 煤炭網(wǎng)簽突破12億噸
在2010年進口可能受阻的情況下,國內(nèi)煤電供需雙方正加緊簽署合同,應(yīng)對可能出現(xiàn)的供應(yīng)緊張。
全國煤炭產(chǎn)運需銜接的期限已近結(jié)束,中國煤炭運銷協(xié)會昨日公布,到1月12日8時,2010年全國煤炭合同網(wǎng)上匯總量已達12.69億噸,比11日增加1億多噸。
山西省煤炭廳廳長王守禎在上周二舉行的“山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作新聞通氣會”上預(yù)計,2010年山西省煤炭產(chǎn)量將達7億噸左右,增加供給后價格也將保持穩(wěn)定。
但是,基于今年國際經(jīng)濟形勢轉(zhuǎn)暖的預(yù)期,專家對未來煤炭價格保持穩(wěn)定的預(yù)判并不認同。黃騰認為,2010年煤炭市場價格增長幅度將達到30%左右,國際市場煤炭價格漲幅將大于40%。
2008年我國煤炭產(chǎn)量為27.16億噸,產(chǎn)量與消費量均占全世界的40%以上。



促進煤炭工業(yè)健康發(fā)展的政策建議

1、調(diào)整鐵路運力結(jié)構(gòu),加大對運力短缺地區(qū)鐵路建設(shè)投入

由于運輸瓶頸的影響,運力配置的失調(diào),中國煤炭主產(chǎn)區(qū)的煤炭長期以來集中供應(yīng)到華東、華南相對狹窄的沿海地區(qū),而中部的湖南、湖北、江西省,西南的大部分省區(qū)及西部的部分地區(qū)由于鐵路運輸?shù)倪\力分配問題使煤炭供應(yīng)特別是電煤供應(yīng)一直比較緊張。因此,應(yīng)努力調(diào)整好鐵路運力結(jié)構(gòu),加大對煤炭供應(yīng)緊張、運力短缺地區(qū)的鐵路建設(shè)投入。

2、通過資源整合加快大型煤炭企業(yè)、煤炭基地建設(shè)

中國煤炭行業(yè)的集中度還較低,煤炭開采企業(yè)過于分散,存在大量個體開采的情況,這一方面導(dǎo)致中央和地方政府對煤炭企業(yè)的管理難度增大,安全問題令人頭痛;另一方面加劇了煤炭供給的不確定性,增加了市場的波動性。煤炭作為一種日趨減少的不可再生資源,國家應(yīng)當(dāng)對其開采、使用實施統(tǒng)一管理、統(tǒng)一規(guī)劃,而不是放任自流。而大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)性、安全性、可控性等方面的優(yōu)勢勿庸置疑,因此,有必要對現(xiàn)有的煤炭資源進行有效整合。一方面,對所有不具備安全和科學(xué)開采條件的企業(yè)堅決關(guān)閉,另一方面,由政府牽頭,按照市場運作方式,將大量分散的煤炭開采企業(yè)以股份制的方式,組成大型煤炭集團和基地,實行統(tǒng)一開采、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一銷售。

3、積極探索煤電聯(lián)營的新模式、新途徑

煤炭與電力是密切相連的上下游產(chǎn)業(yè),電力企業(yè)煤炭消費量占全國煤炭消費量的一半以上,煤電聯(lián)營模式已經(jīng)得到了普遍認同。煤炭是中國能源的主體,長期以來西煤東運、北煤南運,由于資源的布局無法改變,要改變階段性能源供應(yīng)緊張的情況,必須運用市場機制解決煤電矛盾,推進煤電一體化建設(shè)、推進產(chǎn)業(yè)融合。煤電聯(lián)營模式可以多種多樣,如在煤礦所在地建立坑口電廠,改“輸煤”為“輸電”,加快發(fā)展特高壓輸電,提高煤電就地轉(zhuǎn)化比例,減輕電煤運輸壓力。其次,煤電企業(yè)之間還可以簽訂長期煤炭供需協(xié)議,進行煤電戰(zhàn)略合作。再次,大型煤炭企業(yè)和發(fā)電企業(yè)之間可以通過相互參股,形成煤電一體化的企業(yè)。最后,使煤電企業(yè)通過資產(chǎn)重組、聯(lián)合上市、兼并收購等多種形式,促進煤電企業(yè)的戰(zhàn)略合作。

4、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變

中國許多行業(yè)的高速發(fā)展是建立在低電價、低煤價和高能耗的基礎(chǔ)上,市場化的煤炭價格不斷上漲,恰恰反映了這些產(chǎn)業(yè)對能源的過度消耗。應(yīng)下決心、下力氣控制高耗能產(chǎn)業(yè)過快增長勢頭,完善產(chǎn)業(yè)政策,加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,抑制不合理的能源需求,切實轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式。一方面,對高耗能產(chǎn)業(yè)和過熱行業(yè)在項目許可、土地、環(huán)保、信貸投放等方面要收緊口子、抬高門檻。另一方面,盡快改革資源價格形成機制,使資源價格充分反映資源的稀缺性和環(huán)境成本,使提高能源使用效率成為企業(yè)的自覺行為。

5、加快資源稅費制度改革,促進煤炭資源的節(jié)約使用

改革中國的資源稅制度,改從量征收為從價征收,實行以儲量為基數(shù)、與回采率等掛鉤的資源有償使用辦法,這一方面加大了煤炭資源獲取的難度,增加了煤炭生產(chǎn)的前期投入和財務(wù)成本,使得煤礦不能夠盲目擴大生產(chǎn)規(guī)模;另一方面,將使煤炭生產(chǎn)企業(yè)更加珍惜資源,節(jié)約資源,更加科學(xué)合理配采,在某種程度上遏制“采肥丟瘦盲目增加產(chǎn)量的行為。

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