¿Cuántos tipos de carbón crudo existen?
(1) Propiedades físicas del carbón
Las propiedades físicas del carbón son las manifestaciones externas de ciertos componentes químicos y estructuras moleculares del carbón. Está determinado por los materiales originales que forman el carbón y sus condiciones de acumulación, proceso de transformación, grado de coalificación, viento y grado de oxidación. Incluye color, brillo, rosado, gravedad específica y densidad aparente, dureza, fragilidad, fractura y conductividad. Entre ellos, excepto la gravedad específica y la conductividad, que deben medirse en el laboratorio, otros pueden determinarse mediante observación visual. Las propiedades físicas del carbón se pueden utilizar como base para la evaluación preliminar de la calidad del carbón y se pueden utilizar para estudiar el origen y el mecanismo de metamorfismo del carbón y resolver problemas geológicos como la comparación de vetas de carbón.
1. Color
Se refiere al color natural de la superficie del carbón fresco, que es el resultado de que el carbón absorbe ondas de luz de diferentes longitudes de onda. Negro pardusco, generalmente se profundiza a medida que aumenta el grado de coalificación.
Brillo
Se refiere a la capacidad reflectante de la superficie del carbón bajo luz normal. Generalmente asfalto, vidrio y brillo diamantado. Cuanto mayor es el grado de coalificación, más fuerte es el brillo; cuanto mayor es el contenido de minerales, más profundo es el brillo, más profundo es el grado de viento y oxidación, más oscuro es el brillo hasta que desaparece por completo;
3. Rosa
Se refiere al color del carbón molido hasta convertirlo en polvo o las huellas que quedan cuando se talla el carbón en un plato de porcelana vidriada, por eso también se le llama color rayado. Marrón claro-negro. Generalmente, cuanto mayor es el grado de coalificación, más oscuro es el color rosa.
4. Gravedad específica y densidad volumétrica
La gravedad específica del carbón, también conocida como densidad del carbón, es la relación entre el peso de un determinado volumen de carbón después de eliminar los poros. al peso del agua a la misma temperatura y volumen. La densidad aparente del carbón también se llama peso del carbón o gravedad específica falsa. Es la relación entre el peso de un cierto volumen de carbón, incluidos los poros, y el peso del agua a la misma temperatura y volumen. La densidad aparente del carbón es un indicador importante para calcular las reservas de las vetas de carbón. La densidad aparente del lignito es generalmente de 1,05 a 1,2, la del carbón bituminoso es de 1,2 a 1,4 y la de la antracita varía mucho entre 1,35 y 1,8. La composición del carbón y la roca, el grado de carbonificación y la composición y contenido de minerales en el carbón son los principales factores que afectan la gravedad específica y la densidad aparente. Con el mismo contenido mineral, la proporción de carbón aumenta con el grado de carbonificación.
5. Dificultad
Se refiere a la capacidad del carbón para resistir efectos mecánicos externos. Según las diferentes formas de fuerza mecánica externa, la dureza del carbón se puede dividir en tres categorías: dureza de rayado, dureza de indentación y dureza resistente al desgaste. La dureza del carbón está relacionada con el grado de coalificación. El lignito y el carbón coquizable tienen la dureza más baja, entre 2 y 2,5; la antracita tiene la dureza más alta, cercana a 4.
6. Fragilidad
Es el grado en que el carbón se daña por fuerzas externas. Los materiales originales que forman el carbón, la composición del carbón y el grado de carbonificación tienen un impacto en la fragilidad del carbón. Entre los carbones con diferentes grados de metamorfismo, el carbón de llama larga y el carbón gaseoso son menos frágiles, el carbón graso, el carbón coquizable y el carbón pobre son los más frágiles y el carbón de antracita es el menos frágil.
7. Fractura
Se refiere a la forma de la sección transversal que se forma después de que el carbón es impactado por una fuerza externa. Las grietas comunes en el carbón incluyen grietas en forma de concha y grietas irregulares. La composición del material original y el grado de coalificación del carbón son diferentes, y las formas de las fracturas también son diferentes.
8. Conductividad eléctrica
Se refiere a la capacidad del carbón para conducir corriente eléctrica, generalmente expresada como resistividad. El lignito tiene baja resistividad. Cuando el lignito se transforma en carbón bituminoso, la resistividad aumenta drásticamente. El carbón bituminoso es un mal conductor. A medida que aumenta el grado de coalificación, la resistividad disminuye, y cae bruscamente al llegar al carbón antracita, por lo que tiene buena conductividad eléctrica.
(2) Composición química del carbón
La composición química del carbón es muy compleja, pero se puede dividir en dos categorías: materia orgánica y materia inorgánica, siendo la materia orgánica la categoria principal.
La materia orgánica del carbón está compuesta principalmente por cinco elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre orgánico. Entre ellos, el carbono, el hidrógeno y el oxígeno representan más del 95% de la materia orgánica. Además, existen cantidades muy pequeñas de fósforo y otros elementos. La composición elemental de la materia orgánica del carbón cambia regularmente con el grado de carbonificación. En términos generales, cuanto más profundo es el grado de carbonificación, mayor es el contenido de carbono, menor es el contenido de hidrógeno y oxígeno y menor es el contenido de nitrógeno. El contenido de azufre sólo está relacionado con el tipo de formación del carbón. El carbono y el hidrógeno son elementos importantes que generan calor cuando se quema carbón. El oxígeno es un elemento que favorece la combustión y constituye el cuerpo principal de materia orgánica. Cuando se quema carbón, el nitrógeno no produce calor y, a menudo, precipita en estado libre. Sin embargo, a altas temperaturas, parte del nitrógeno se convierte en amoníaco y otros compuestos que contienen nitrógeno, que pueden reciclarse para producir sulfato de amonio, urea y fertilizantes nitrogenados. El azufre, el fósforo, el flúor, el cloro y el arsénico son elementos nocivos del carbón. El gas sulfuro se produce cuando se quema carbón rico en azufre, que no sólo corroe los equipos metálicos, reacciona con el agua del aire para formar lluvia ácida, contamina el medio ambiente y perjudica la producción industrial, sino también cuando se utiliza carbón que contiene azufre y fósforo para coque metalúrgico, la mayor parte del azufre en el carbón, el fósforo se convierte en coque durante la fundición y luego en acero, lo que afecta gravemente la calidad del coque y el acero y no favorece la fundición y el procesamiento del acero. Al quemar o coquizar carbón que contiene flúor y cloro, varias tuberías y paredes del horno se corroen gravemente. Si se utiliza carbón que contiene arsénico como combustible en las industrias cervecera y alimentaria, un alto contenido de arsénico aumentará la toxicidad del producto y pondrá en peligro la salud de las personas.
Las sustancias inorgánicas del carbón son principalmente agua y minerales. Su presencia reduce la calidad y el valor de utilización del carbón, y la mayoría de ellas son componentes nocivos del carbón.
Además, existen algunos elementos raros, dispersos y radiactivos, como el germanio, galio, indio, torio, vanadio, titanio, uranio, etc., que existen en el carbón en forma orgánica o inorgánica. compuestos respectivamente. Una vez que algunos de estos elementos alcancen el grado industrial o puedan utilizarse de manera integral, se convertirán en importantes recursos minerales.
La composición química y el contenido del carbón se pueden conocer mediante análisis elemental, las propiedades del carbón se pueden comprender inicialmente mediante análisis industriales y el tipo y uso del carbón se pueden juzgar de manera aproximada. El análisis industrial del carbón incluye la determinación de humedad, cenizas y materias volátiles y el cálculo del carbono fijo.
1. Humedad
Se refiere al contenido de humedad por unidad de peso del carbón. Existen tres estados del agua en el carbón: agua externa, agua interna y agua cristalina. Generalmente, la humedad interna del carbón se utiliza como índice para evaluar la calidad del carbón. Cuanto menor sea el grado de carbonificación, mayor será la superficie interna del carbón y mayor será el contenido de humedad. La humedad es perjudicial para el procesamiento y utilización del carbón. Durante el proceso de almacenamiento del carbón, puede acelerar la erosión, el craqueo e incluso la combustión espontánea durante el transporte, aumentará el volumen, la capacidad de transporte de residuos y aumentará el flete durante la coquización, consumirá calor, reducirá la temperatura del horno y prolongará la coquización; tiempo, y reduce la eficiencia de producción al quemarse, reduce el poder calorífico efectivo. En invierno en las zonas alpinas el carbón se congela, dificultando la carga y descarga; Es solo que cuando se prensan briquetas y briquetas, se necesita una cantidad adecuada de agua para formarlas.
2. Ceniza
se refiere al residuo sólido que queda después de que el carbón se quema por completo en condiciones específicas. Se origina por la descomposición oxidativa de los minerales del carbón. La ceniza es extremadamente perjudicial para el procesamiento y utilización del carbón. Cuanto mayor sea el contenido de cenizas, menor será la eficiencia térmica durante la combustión; las cenizas fundidas también formarán escoria en el horno, lo que afectará la gasificación y combustión del carbón, dificultando la descarga de escoria. Durante la coquización, se transfiere todo el coque, lo que reduce la resistencia del coque y afecta gravemente a su calidad. La composición de las cenizas de carbón es muy compleja y los diferentes componentes afectan directamente el punto de fusión de las cenizas. El carbón con un punto de fusión de cenizas bajo traerá muchas dificultades a las operaciones de producción cuando se queme y gasifique. Por lo tanto, al evaluar el uso industrial del carbón, es necesario analizar la composición de las cenizas y determinar el punto de fusión de las mismas.
3. Materia volátil
Se refiere a los gases inflamables producidos por la descomposición térmica de la materia orgánica del carbón. Es el principal indicador para clasificar el carbón y se utiliza para determinar inicialmente las propiedades de procesamiento y utilización del carbón. El rendimiento de materia volátil en el carbón está estrechamente relacionado con el grado de carbonificación. Cuanto menor es el grado de carbonificación, mayor es el contenido volátil y el contenido volátil disminuye gradualmente.
4. Carbono fijo
Al medir el contenido volátil del carbón, la materia no volátil restante se denomina escoria de coque. El residuo de coque menos las cenizas se llama carbono fijo. Es una sustancia combustible sólida no volátil presente en el carbón y se puede calcular mediante métodos de cálculo. La aparición de residuos de coque está estrechamente relacionada con las propiedades de la materia orgánica del carbón. Por lo tanto, basándose en las características de apariencia del residuo de coque, se puede juzgar cualitativamente la propiedad de apelmazamiento y el uso industrial del carbón.
(3) Características técnicas del carbón
Para mejorar el valor de utilización integral del carbón, es necesario comprender y estudiar las propiedades tecnológicas del carbón para satisfacer todos los aspectos del carbón. requerimientos de calidad. Las propiedades tecnológicas del carbón incluyen principalmente: propiedades de apelmazamiento y coquización, poder calorífico, reactividad química, estabilidad térmica, transmitancia de luz, resistencia mecánica y selectividad.
1. Cohesión y coquización
La cohesividad se refiere a la propiedad de que las partículas de carbón pueden adherirse entre sí y formar bloques debido a la descomposición y fusión de la materia orgánica del carbón durante la carbonización. proceso. La coquización se refiere a la capacidad del carbón para formar coque durante la retorta. La cohesión del carbón es una condición necesaria para la coquización. El carbón con buena cohesión debe tener buena cohesión, pero el carbón con buena cohesión no necesariamente produce coque de buena calidad por sí solo. Esta es la razón por la que la coquización requiere una mezcla de carbón. La cohesividad es el principal indicador de la clasificación industrial del carbón. Generalmente se expresa por el espesor del coloide formado por la descomposición térmica y el ablandamiento de la materia orgánica del carbón, que a menudo se denomina espesor de la capa de coloide. Cuanto más gruesa sea la capa de pegamento, mejor será la adherencia. Existen muchos métodos para determinar la unión y la coquización. Además del método de determinación de la capa coloidal, también existen el método del índice Logar, la prueba de expansión de Oya, etc. La cohesividad se ve afectada por muchos factores, como el grado de carbonificación, la composición del carbón, el grado de oxidación, el contenido mineral, etc. Los carbones con el mayor y menor grado de carbonificación generalmente no tienen propiedades de apelmazamiento y el espesor de la capa de coloide también es muy pequeño.
2. Poder calorífico
Se refiere al calor generado por la combustión completa de una unidad de peso de carbón, también conocido como poder calorífico, expresado habitualmente como 106J/kg. Es un indicador importante para evaluar la calidad del carbón, especialmente el carbón térmico. En el mercado internacional el precio del carbón térmico se fija en función del poder calorífico. Desde junio de 1985, las reformas de China han seguido el antiguo método de fijación de precios de cenizas a valor calorífico. El poder calorífico está relacionado principalmente con el contenido de elementos combustibles en el carbón y el grado de carbonificación. Para comparar el consumo de carbón, en la producción industrial, el consumo real de carbón a menudo se convierte en carbón estándar con un poder calorífico de 2,930368×107J/kg para el cálculo.
3. Reactividad química
También conocida como actividad. Se refiere a la capacidad del carbón para interactuar con el dióxido de carbono, el oxígeno y el vapor de agua a una determinada temperatura. Es un indicador importante para evaluar el carbón gasificado y el carbón térmico. La reactividad afecta directamente al consumo de carbón y a los componentes efectivos del gas de hulla. La actividad del carbón generalmente disminuye a medida que se profundiza la carbonificación.
4. Resistencia al calor
También conocida como resistencia al calor. Se refiere a la capacidad del carbón para mantener su tamaño de partícula original a altas temperaturas. Este es otro indicador importante para evaluar el carbón gasificado y el carbón térmico. La estabilidad térmica afecta directamente a la producción normal en el horno y a la eficiencia de gasificación y combustión del carbón.
5. Transmitancia de luz
Se refiere a carbones con bajo grado de carbonificación (lignito, carbón de llama larga, etc.) tras ser tratados con una solución mixta de ácido nítrico y ácido fosfórico en condiciones específicas, la transmitancia de luz obtenida de una solución se llama transmitancia. A medida que aumenta el grado de coalificación, la transmitancia de luz aumenta gradualmente. Por lo tanto, es un indicador importante para distinguir el lignito, el carbón de llama larga y el carbón gaseoso.
6. Resistencia mecánica
Se refiere a la facilidad con la que se rompen los trozos de carbón por fuerzas externas. Cuando se coloca carbón con baja resistencia mecánica en un gasificador, se rompe fácilmente en pedazos pequeños y en polvo, lo que afecta el funcionamiento normal del gasificador.
Por tanto, el carbón utilizado para la gasificación debe tener una alta resistencia mecánica.
7. Opcional
Se refiere a la dificultad de eliminar las bandas de suciedad y minerales del carbón mediante el lavado. Los métodos actuales de preparación de carbón en China se describen en la Sección 4.
II. Uso e indicadores técnicos y económicos
(1) Clasificación industrial del carbón
En 65438-0958, el país promulgó una clasificación basada en el carbón coquizable. El plan ha creado condiciones favorables para que el sector industrial utilice racionalmente los recursos de carbón, pero en la práctica también existen algunos problemas. Sobre la base de un análisis cuidadoso y la absorción de métodos avanzados de clasificación extranjeros, con el fin de que los indicadores técnicos y económicos de cada clasificación reflejen mejor las características de calidad del carbón y logren el propósito de una utilización más racional de los recursos de carbón, en 1986, el país Se volvió a promulgar la transición del carbón de lignito a antracita. La norma de clasificación técnica integral divide el carbón en la naturaleza en 14 categorías, entre las cuales el lignito y la antracita se dividen en las subcategorías 2 y 3 respectivamente (Tabla 2. Esta es la norma nacional actual de mi país para la clasificación del carbón). .
Tabla 2.2.1 Estándar nacional de China para la clasificación del carbón (GB5751-86)
(1) El índice de clasificación y su símbolo Vr es materia volátil seca sin cenizas (%); contenido de hidrógeno seco sin cenizas (%); GR.I (abreviado como G) es el índice de cohesión del carbón bituminoso; y es el espesor máximo de la capa de coloide de carbón bituminoso; PM es la transmitancia de luz de la muestra de carbón (% b); es el grado de expansión del carbón bituminoso entre Australia y Asia (%); Q-A.GNGW es el poder calorífico más alto (MJ/kg) del carbón base sin cenizas con humedad constante
(2) Codificación de carbón. Los carbones están representados por dos números arábigos. El 10 representa la materia volátil del carbón, el número de unidad indica el grado de carbonificación de la antracita y el lignito, y la propiedad de apelmazamiento del carbón bituminoso.
(2) Principales características y usos de varios carbones
1. Lignito
Es el carbón coalificado más bajo. Se caracteriza por un alto contenido de humedad, baja gravedad específica, alto contenido de volátiles, falta de adhesividad y productos químicos fuertes. reactividad, mala estabilidad térmica, bajo poder calorífico y se usa comúnmente como combustible, las materias primas de gasificación o carbonización a baja temperatura también se pueden usar para extraer cera montana y ácido húmico para producir carbón sulfonado o carbón activado No. 1. El lignito también se puede utilizar como fertilizante orgánico en tierras de cultivo y huertos.
2. Carbón de llama larga
El carbón de llama larga tiene un alto contenido volátil, ninguna o solo una pequeña cantidad de cohesividad. , y el espesor de la capa coloide es inferior a 5 mm. Es fácil de quemar y tiene una llama larga al arder, por lo que se le llama materia prima para gasificación y carbonización a baja temperatura, y también se puede utilizar. como combustible civil y energético
3. Carbón antiadherente
Alto contenido de humedad, sin cohesividad y básicamente sin coloide cuando se calienta, tiene un bajo poder calorífico cuando se quema y contiene un. cierta cantidad de ácido húmico secundario. Se utiliza principalmente para producir gas y combustibles civiles o energéticos.
4. El carbón débilmente pegajoso tiene un alto contenido de agua y un alto contenido volátil. menos coloide y coque cuando se calienta, pero el coque formado es pequeño y quebradizo, y la tasa de polvo de coque es alta. Este carbón se utiliza principalmente como materia prima de gasificación y combustible energético. /p>
Tiene apelmazamiento medio y alto contenido volátil. Puede usarse como materia prima para la mezcla y coquización de carbón, y también como carbón de gasificación y combustible energético.
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6. Carbón bituminoso
Tiene un alto contenido volátil, una capa coloidal gruesa y poca estabilidad térmica. Puede formar coque de forma independiente, pero el coque refinado es delgado y frágil, y tiene una gran tasa de contracción. grietas longitudinales y es resistente a la corrosión. Tiene poca capacidad de trituración y resistencia al desgaste, por lo que solo puede usarse para mezcla de carbón y coquización, y también puede usarse para refinación de petróleo, producción de gas, producción de fertilizantes nitrogenados o combustible energético. p>
7. Carbón gaseoso
Otros. La materia volátil y la propiedad de apelmazamiento son muy altas, y la propiedad de coquización se encuentra entre la del carbón gaseoso y la del carbón graso. Se pueden producir gases y productos químicos líquidos. Es más adecuado para la carbonización a alta temperatura para producir gas y también es una buena materia prima para la mezcla de carbón y la coquización.
8. Carbón graso
Buena adherencia, contenido volátil medio y alto. Cuando se calienta, se puede producir una gran cantidad de coloide, formando una capa de coloide de más de 25 mm, que tiene la propiedad de coquización más fuerte. La coquización con este tipo de carbón puede producir coque con buenas propiedades de fusión y resistencia al desgaste, pero este tipo de coque tiene muchas grietas transversales y las raíces del coque suelen tener forma de panal y se rompen fácilmente en trozos pequeños. Debido a su fuerte cohesividad, es el componente principal de la mezcla y coquización del carbón.
9.1/3 Carbón coquizable
Es un carbón de transición entre el carbón coquizable, el carbón graso y el carbón gaseoso. Fuerte adherencia, contenido volátil medio y alto. Cuando se coquiza solo, puede formar coque con buena fusionabilidad y alta resistencia. Por lo tanto, es un buen carbón base para la mezcla y la coquización de carbón.
10. Carbón coquizable
Tiene una volatilidad media-baja y una cohesividad media-alta, pudiendo formar un coloide con buena estabilidad al calentarse. Cuando se usa solo para coquizar, puede formar coque con estructura densa, gran volumen, alta resistencia, buena resistencia al desgaste, pocas grietas y que no se rompe fácilmente. Sin embargo, debido a su alta presión de expansión, es fácil empujar el coque y dañar el cuerpo del horno, por lo que generalmente se usa para mezclar carbón coquizable.
11. Carbón pobre
Tiene baja volatilidad y cohesión media. Cuando se coquiza solo, puede formar coque de gran tamaño, pocas grietas, buena resistencia al aplastamiento y poca resistencia al desgaste. Por lo tanto, agregarlo a la mezcla de carbón coquizable puede aumentar el grado de trituración y la resistencia del coque.
12. Carbón pobre
Tiene bajo contenido de volátiles, débil cohesividad y malas propiedades de coquización. Cuando se coque solo, se producirá una gran cantidad de coque en polvo. Pero puede actuar como diluyente. Por lo tanto, se puede utilizar para coquizar y mezclar carbón, y también es un buen combustible para uso civil y energético.
13. Carbón pobre
Tiene cierta cantidad de materia volátil, no produce coloides cuando se calienta, no tiene cohesividad o es débil, tiene una llama de combustión corta y sí. no coque cuando se coque. Se utiliza principalmente para electricidad y combustible doméstico.
En áreas que carecen de materiales pobres, también se puede utilizar como diluyente para la mezcla de carbón y la coquización.
Antracita
Es el carbón con mayor grado de carbonificación. Tiene bajo contenido volátil, alta gravedad específica, alta dureza, menos humo al arder, llama corta y gran potencia de fuego. Comúnmente utilizado como combustible civil y energético. La antracita de alta calidad se puede utilizar como materia prima de gasificación, combustible para inyección en altos hornos y sinterización de mineral de hierro, y para la fabricación de carburo de calcio, electrodos y materiales de carbono.
(3) Requisitos de calidad del carbón industrial
Los usos industriales del carbón son muy amplios y se pueden resumir en metalurgia, industria química y energía eléctrica. Al mismo tiempo, también tiene amplias perspectivas de aplicación en refinación de petróleo, medicina, fundición de precisión, aeroespacial y otros campos. Todos los sectores industriales tienen requisitos de calidad y normas técnicas específicas para el carbón que utilizan. Una breve introducción es la siguiente:
1. Carbón coquizable
La coquización consiste en calentar carbón en un horno de retorta. A medida que aumenta la temperatura (llegando finalmente a unos 65438 ± 0000 °C), la materia orgánica del carbón se descompone gradualmente. Entre ellos, las sustancias volátiles escapan en estado gaseoso o de vapor y se convierten en gas de hulla y alquitrán de hulla, y el producto no volátil restante es el coque. El coque desempeña un papel importante en la reducción y fusión del mineral en los altos hornos de fabricación de hierro, proporcionando energía térmica y soportando la carga, y manteniendo una buena permeabilidad al aire de la carga. Por tanto, los requisitos de calidad del carbón coquizable tienen como objetivo la obtención de coque metalúrgico de alta calidad con alta resistencia mecánica, grumosidad uniforme y bajo contenido de cenizas y azufre. El país cuenta con estándares de calidad especiales para el carbón coquizable metalúrgico, como se muestra en la Tabla 2.2.2.
La tabla 2.2.2 Estándar de calidad del carbón coquizable metalúrgico (GB397-65) se muestra en la imagen de arriba.
2 Carbón para gasificación
La gasificación del carbón utiliza oxígeno, agua, dióxido de carbono, hidrógeno, etc. como medios gaseosos, y convierte el carbón en gases para diversos usos mediante tratamiento termoquímico. Los productos gaseosos obtenidos de la gasificación del carbón se pueden utilizar como combustible industrial y civil y como materia prima para la síntesis química. Hay dos métodos comunes de producción de gas: ①Gasificación en lecho fijo. En la actualidad, mi país utiliza principalmente antracita y coque como materias primas de gasificación para producir gas de alimentación de amoníaco sintético. Se requiere que el contenido de carbono fijo, contenido de cenizas (Ag) y contenido de azufre (SGQ) del carbón utilizado como materia prima sea > 80%, ≤ 2%, y el tamaño de partícula debe ser uniforme, 25 ~ 75 mm, o 19 ~ 50 mm, o 13 ~ 25 ~ 75 mm, Resistencia mecánica > 65%, estabilidad térmica S. ② Método de gasificación en lecho ebullente. Los requisitos de calidad para el carbón en bruto son: reactividad química debe ser superior al 60%, no adhesivo o débilmente adhesivo, cenizas (Ag) < 25%, azufre (SGQ) < 2%, humedad (WQ) < 10%, fusión de cenizas. punto (T2) > 1 200 ℃, tamaño de partícula < 65438.
3. Carbón utilizado en el refino de petróleo
Generalmente, el lignito y el carbón de llama larga son los principales, dependiendo del método de refino. . ① Método de carbonización a baja temperatura, es decir, el carbón se carboniza a una temperatura de aproximadamente 550 °C para producir alquitrán a baja temperatura, y al mismo tiempo se puede obtener semicoque y gas de horno de coque a baja temperatura. Los tipos de carbón incluyen lignito, carbón de llama larga, carbón no apelmazante o carbón débilmente apelmazante y carbón gaseoso. Los requisitos de calidad para el carbón en bruto son: rendimiento de alquitrán (TF) > 7 %, espesor de la capa de gel < < 9 mm, estabilidad térmica S+13 > 40 %, tamaño de partícula 6 ~ 13 mm, preferiblemente 20 ~ 80 mm. (2) Método de hidrogenación y licuefacción, que implica mezclar carbón, catalizador y petróleo pesado, destruir la materia orgánica del carbón a alta temperatura y presión, reaccionar con hidrógeno y convertirlo en productos líquidos o gaseosos de bajo peso molecular, que se procesan posteriormente. para obtener combustibles como gasolina y diesel. El carbón en bruto es principalmente lignito, carbón de llama larga y carbón gaseoso. Se requiere que la hidrogenación de carbono (C/H) del carbón sea < 16, la materia volátil sea > 35%, el contenido de cenizas (Ag) sea < 5% y el contenido de carbono de las fibras de roca de carbón sea <2%.
4. El carbón como combustible
Cualquier tipo de carbón puede utilizarse como combustible para uso industrial y civil. Los diferentes sectores industriales tienen diferentes requisitos de calidad para el carbón combustible. Las locomotoras de vapor necesitan carbón relativamente alto. Las regulaciones nacionales son: materia volátil (Vr) ≥ 20%, contenido de cenizas (Ag) ≤ 24%, punto de fusión de las cenizas (T2) ≥ 1 200°C, azufre (SgQ) ≤ 1% y bajo poder calorífico ≤ 2,09365438 en largos. Túneles y grupos de túneles +. Generalmente, las centrales eléctricas intentan utilizar carbón de baja calidad con un contenido de cenizas (Ag) > 30%. Algunas calderas grandes pueden utilizar carbón con un contenido de cenizas (Ag) de aproximadamente el 20%. Con el fin de utilizar carbón de alta calidad para desarrollar las industrias metalúrgica y química, mi país ha logrado rápidos avances en la aplicación de carbón de bajo poder calorífico en los últimos años. En las fábricas generales también se puede utilizar una gran cantidad de carbón y ganga de carbón de baja calidad con un poder calorífico de sólo aproximadamente 8 372,5 J/kg. Algunas centrales eléctricas se mezclan con un 30% de ganga de carbón.
El carbón tiene muchos otros usos. Por ejemplo, el lignito y el carbón oxidado pueden producir fertilizantes de ácido húmico; la cera montana puede extraerse del lignito y utilizarse en el suministro de energía, la impresión, la fundición de precisión, la industria química y otros sectores. La antracita de alta calidad se puede utilizar para fabricar carburo de silicio, arena de carbón, corindón artificial, grafito artificial, electrodos y carburo de calcio, y se puede inyectar en altos hornos o utilizar como combustible de fundición. La fibra de carbono fabricada a partir de brea de alquitrán de hulla tiene una resistencia a la tracción miles de veces mayor que la del acero, es liviana y resistente a altas temperaturas. Es un material importante para el desarrollo de la tecnología aeroespacial. La brea de alquitrán de hulla también se puede convertir en coque de aguja para producir nuevos electrodos de hornos eléctricos, lo que puede mejorar la eficiencia de la producción de acero en hornos eléctricos, etc. En resumen, con el avance continuo de la ciencia y la tecnología modernas, la tecnología de utilización integral del carbón también se está desarrollando rápidamente y el campo de la utilización integral del carbón continuará expandiéndose.
3. Una breve historia de la minería
(1) Una breve historia de la antigua minería del carbón
China es el primer país del mundo en descubrir y utilizar carbón.
Desde 65438 hasta 0973, se descubrió una gran cantidad de productos de carbón limpios en la capa inferior del sitio neolítico de Xinle cerca de Beiling, Shenyang, Liaoning. Entre ellos, hay 25 adornos de burbujas redondas, 6 adornos para las orejas y 15 cuentas redondas. Al mismo tiempo, se desenterraron 97 trozos de carbón pulverizado, carbón semiacabado y bloques de carbón. Estos productos de carbón, identificados por el Instituto de Investigación Científica de la antigua Compañía Provincial de Exploración Geológica de Campos de Carbón de Liaoning, se caracterizan por "un brillo aceitoso débil, una estructura uniforme, una gran dureza y una buena tenacidad. Se encienden fácilmente con una cerilla y emiten un brillo brillante". Llamas humeantes al quemarse y huele a goma quemada. Análisis industriales y análisis elementales han demostrado que su materia prima es el carbón vela. Esta es la evidencia concluyente más antigua del uso del carbón en el mundo y también es un testimonio histórico de que China descubrió y comenzó a utilizar el carbón hace seis o siete mil años.
A mediados de los años 50 y 70, los arqueólogos desenterraron esculturas de carbón de cuatro tumbas de Zhou occidental en la provincia de Shaanxi, de las cuales más de 200 fueron desenterradas en Rujiazhuang, ciudad de Baoji. De esto se puede juzgar que ya en la dinastía Zhou Occidental se había desarrollado y utilizado el carbón, como centro político y económico del país en ese momento.
Durante el Período de los Reinos Combatientes, además de seguir utilizando carbón para satisfacer las necesidades diarias, también había registros sobre el carbón en funcionamiento en ese momento. Hay tres registros sobre el nirvana de piedra en la obra de geografía anterior a Qin "El clásico de las montañas y los mares": uno está en el "Clásico de las montañas occidentales", una montaña con una cama de mujer, su yang está lleno de cobre y su yin está lleno de nirvana de piedra; los otros dos se pueden encontrar en el "Zhongshan Jing". "La cabeza de la montaña Minshan se llama montaña Nv'er y tiene muchos pinos piñoneros". Se llama Montaña Fengyu. Tiene mucho oro blanco y muchos pinos piñoneros ". Según investigaciones de expertos relevantes, la montaña Nvtang, la montaña Nvtang y la montaña Fengyu están ubicadas en Fengxiang, Shuangliu, Shifang, Tongjiang, Nanjiang y Bazhong en Sichuan. Comparando los tiempos antiguos y modernos, el carbón se produce en todos los lugares mencionados, lo que demuestra que los registros de "El Clásico de las Montañas y los Mares" son básicamente correctos. Al mismo tiempo, muestra que se descubrió carbón en estos lugares en ese momento y se acumuló algún conocimiento geológico preliminar sobre la prospección del carbón.
Desde la dinastía Han Occidental hasta las dinastías Wei, Jin, Sur y Norte, aparecieron minas de carbón de cierta escala y la correspondiente tecnología de extracción de carbón. El carbón se utiliza no sólo para producir combustible sino también para fabricar hierro. No sólo se puede utilizar carbón en bruto, sino que también se puede formar briquetas con carbón pulverizado, lo que mejora el valor de utilización del carbón. El carbón se produce no sólo en el norte, sino también en el sur e incluso en Xinjiang. Al mismo tiempo, la tecnología de tallado en carbón se había vuelto popular en ese momento.
Desde las dinastías Sui y Tang hasta la dinastía Yuan, el carbón fue más desarrollado y utilizado. La metalurgia, la cerámica y otras industrias utilizan el carbón como combustible. El carbón se ha convertido en un producto importante en el mercado y su estatus es cada vez más importante. Lo que hay que señalar en particular es que el uso de carbón para coque comenzó a surgir en la dinastía Tang, y en la dinastía Song, la tecnología de coque había alcanzado la madurez. En el otoño de 1978 y el invierno de 1979, el Instituto Provincial de Arqueología de Shanxi desenterró una gran cantidad de coque de la tumba de ladrillos de la dinastía Jin en Macun, condado de Jishan, provincia de Shanxi. Desde el solsticio de invierno de 1957 hasta abril de 1958, el equipo de reliquias culturales de la Oficina Provincial de Cultura de Hebei excavó tres ruinas de hornos de coque en la ciudad de Yantai, área minera de Fengfeng, Hebei. La aparición del coque y la invención de la tecnología de coque marcaron una nueva etapa en el procesamiento y utilización del carbón.
Desde la dinastía Ming hasta el año 20 del reinado Daoguang de la dinastía Qing (1840), los gobernantes feudales de esa época prestaron más atención al desarrollo del carbón y tomaron algunas medidas para desarrollar la producción de carbón. La política de gestión minera también experimentó algunos cambios y la industria del carbón ha experimentado grandes avances en todos los aspectos. Se ha desarrollado tecnología de desarrollo del carbón, formando una rica y colorida tecnología del carbón antigua china. Aunque en aquella época todas las minas de carbón funcionaban manualmente, fueron explotadas antes que otros países. Por lo tanto, antes del siglo XVII, China ocupaba una posición de liderazgo en muchos aspectos de la tecnología y la gestión del carbón, algo de lo que deberíamos estar orgullosos. Pero el sistema feudal en decadencia finalmente obstaculizó el desarrollo de la antigua industria del carbón, lo que llevó al nacimiento de las modernas minas de carbón en China.
Resultados de la inspección de la calidad del carbón
El informe es una base importante para juzgar la calidad del carbón. Como fabricante de instrumentos de prueba de carbón, le explicaremos en detalle el formulario de informe de prueba de carbón:
Los formatos de los informes de prueba de calidad del carbón son diferentes. Antes de leer el informe de resultados de la inspección de calidad del carbón, debe prestar atención a la siguiente información:
En primer lugar, preste atención a si el resultado de la inspección de calidad del carbón proporciona la calidad del carbón en forma de "base baja recibida". " (símbolo Qnet, ar) Calorías. Porque actualmente la gran mayoría del carbón en nuestro país utiliza como base para la liquidación comercial el "bajo poder calorífico recibido". Cuando el poder calorífico básico recibido se utiliza como base para la liquidación comercial, no es necesario considerar la cuestión de la humedad total. El pago también es muy conveniente.
Pago de liquidación por carbón (yuanes) = peso real del carbón (toneladas) * precio de liquidación (yuanes/tonelada)
Si el poder calorífico no se expresa en la forma de "recibir base baja" pero en la forma de "recibir una base alta" no sólo trae muchos inconvenientes y malentendidos, sino que a menudo también requiere una corrección del peso del carbón:
Peso de liquidación (toneladas) = real peso de llegada (toneladas) * (100-Humedad total real)/(100-Humedad total especificada en el contrato).
El método de liquidación es el siguiente:
Pago de liquidación por carbón (yuanes) = peso de liquidación (tonelada) * precio de liquidación (yuan/tonelada)
Puede Se puede ver que el valor calorífico básico recibido es preciso, conveniente y rápido en la liquidación del comercio del carbón, y puede reducir las fricciones comerciales causadas por los cambios en el contenido de humedad total del carbón causados por la lluvia y la nieve.
En segundo lugar, debemos prestar atención a si los resultados de las pruebas de calidad del carbón contienen "humedad total (símbolo Mt)", "humedad base seca al aire (símbolo Mad)", "azufre total (símbolo st)". e "hidrógeno (símbolo H)".
Debido a que estos cuatro indicadores son indicadores auxiliares necesarios para calcular el calor generado por la superficie de la base receptora, si falta alguno de ellos, tendrá un gran impacto en la precisión del calor generado por la base receptora. superficie.
En tercer lugar, además del bajo poder calorífico del carbón, también debemos prestar atención a si los resultados del análisis industrial de la calidad del carbón son completos, porque el análisis industrial del carbón, una materia prima industrial, es esencial. para que podamos estimar aproximadamente las propiedades y usos del carbón. El análisis industrial del carbón incluye las propiedades de la humedad, las cenizas, la materia volátil, los residuos de coque y el carbono fijo en el secado al aire. Hoy en día, cuando los problemas ambientales son cada vez más importantes, controlar la contaminación causada por la quema de carbón también es una tarea a la que el gobierno y toda la sociedad conceden gran importancia. Por lo tanto, también se debe realizar un análisis elemental del carbón. azufre total, nitrógeno total, carbono total, hidrógeno total y oxígeno total. Entre ellos, el azufre total es un indicador importante de protección ambiental, y el azufre total y el hidrógeno son indicadores auxiliares importantes para calcular el poder calorífico de la base receptora.