煤化學第九章煤的分類和煤質(zhì)評價煤的分類和煤質(zhì)評價是煤化學領(lǐng)域中非常重要的內(nèi)容，它們對于煤的合理利用和煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有指導意義。在這一章中，我們將深入探討煤的分類標準以及煤質(zhì)評價的方法，以便更好地理解和應用煤的特性和用途。根據(jù)煤的揮發(fā)分，煤可以分為褐煤、煙煤和無煙煤三大類。褐煤是煤化程度最低的煤，外觀呈褐色或玄色，含有數(shù)目不等的腐植酸，高水分高揮發(fā)分，低發(fā)熱量，熱穩(wěn)定性差，化學反應性強，易在空氣中風化，不易儲存和運輸。煙煤的煤化程度高于褐煤，含碳量為75%90%，不含游離的腐殖酸，大多數(shù)具有粘結(jié)性，發(fā)熱量較高，燃燒時火焰長而多煙，多數(shù)能結(jié)焦。無煙煤是煤化程度最高的煤，含碳量高達9098%，含氫量較少，一般小于4%，外觀呈黑至鋼灰色，因其光澤強，又稱白煤。硬度高，不易磨碎，純煤的真密度為1.41.9g/cm3，燃點高，火焰短，化學反應弱。煤質(zhì)評價是通過對煤的各項煤質(zhì)化驗結(jié)果進行分析，來確定煤的利用方向和加工方法。評價煤質(zhì)的方法主要有化學方法、煤巖學方法、工藝方法、物理及物理化學方法等?；瘜W方法通過分析煤巖組成和性質(zhì)及顯微煤巖定量的統(tǒng)計，來評定煤的性質(zhì)，這種方法不破壞煤的原始結(jié)構(gòu)，可彌補化學評定方法的不足。煤巖方法通過對煤進行工藝加工的研究，確定煤的利用方向，要求模擬工業(yè)加工利用的條件，如煤的粒度、加熱最終溫度，加熱速度等。工藝方法要對煤質(zhì)做出正確評價，須掌握大量煤質(zhì)化驗資料，煤的工業(yè)分析、元素分析、工藝性質(zhì)、可選性及煤巖分析資料對煤質(zhì)評價有著重要作用。通過這些分類和評價方法，我們可以更好地了解不同種類煤的特性和用途，從而實現(xiàn)煤資源的合理利用和煤化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在實際應用中，根據(jù)煤的分類和煤質(zhì)評價結(jié)果，我們可以選擇合適的煤種進行煉焦、氣化、液化等加工，以滿足不同工業(yè)部門的需求，同時提高煤的利用效率，減少對環(huán)境的影響。當我們談論煤的分類時，除了上面提到的基于揮發(fā)分和煤化程度的宏觀劃分，還有更細致的考量維度。比如，煤的顯微組成也是一個重要的分類依據(jù)。煤并非均一的黑色塊狀物，它在顯微鏡下呈現(xiàn)出復雜的結(jié)構(gòu)，主要由鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組和殼質(zhì)組等顯微組分構(gòu)成。鏡質(zhì)組通常來源于植物的木質(zhì)纖維組織，是煤中最主要的顯微組分，其含量和性質(zhì)直接影響煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性。惰質(zhì)組則多來自植物的表皮、樹脂等不易分解的部分，它不易發(fā)生化學反應，燃燒時不易燃盡，含量高會使煤的活性降低。殼質(zhì)組則包含孢子和花粉等有機物，雖然含量較少，但有時會影響煤的某些特殊性質(zhì)。通過顯微組分分析，我們可以更精確地了解煤的原始母質(zhì)類型和變質(zhì)程度，這對于某些特定用途，如制備活性炭或研究煤的成巖演化歷史，具有重要意義。除了這些靜態(tài)的分類方法，煤質(zhì)評價還包含對煤在特定工業(yè)過程中的動態(tài)表現(xiàn)進行評估。這就像是在實驗室里給煤做“壓力測試”。一個典型的例子是粘結(jié)指數(shù)（G指數(shù)）的測定，這是評價煉焦煤粘結(jié)能力的關(guān)鍵指標。實驗中，將一定比例的煤樣和標準惰性物質(zhì)（如無煙煤）在特定條件下加熱，觀察它們能否形成膠質(zhì)體，并測量最終焦塊的強度。G指數(shù)越高，說明煤的粘結(jié)性越好，越適合作為煉焦配煤的原料。另一個例子是灰熔融性測定，即模擬煤在燃燒或氣化爐內(nèi)高溫區(qū)域灰分的行為。通過加熱灰樣并觀察其變形、軟化、熔融的溫度點，可以判斷煤灰是否會在爐內(nèi)結(jié)渣，影響設(shè)備運行。如果灰熔點過低，就需要采取措施防止結(jié)渣，或者選擇灰熔點更高的煤種。當我們談論煤的分類和評價時，不能忽視一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)——煤的采樣和制樣。這就像是醫(yī)生看病前要先取血樣或尿樣一樣，煤質(zhì)分析結(jié)果的準確性，很大程度上取決于最初采到的煤樣是否具有代表性，以及后續(xù)制樣過程是否規(guī)范。如果采到的煤樣只來自煤堆表面或某個特定角落，而忽略了煤堆深處的或不同部位的煤，那么分析結(jié)果就可能偏離真實情況。同樣，在將大塊煤破碎、縮分（減少樣品量）和研磨成適合分析粒度的過程中，如果操作不當，比如研磨不充分導致某些易碎組分過度損失，或者縮分比例不合理，都會引入誤差，使得最終的評價結(jié)果失真。因此，嚴格遵循標準的采樣和制樣流程，是獲得可靠煤質(zhì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，也是進行準確分類和評價的前提。煤質(zhì)評價不僅關(guān)注煤的“靜態(tài)”和“動態(tài)”特性，有時還需要考慮其“歷史”和“未來”。煤的形成經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)年代，其經(jīng)歷過的地質(zhì)構(gòu)造運動、地下水作用等，都會在煤的某些特性上留下印記。比如，煤中微量元素的含量和分布，不僅與其原始沉積環(huán)境有關(guān)，也可能受到后期地下水淋濾、富集等作用的影響。這些微量元素，有些可能是有害的，如砷、汞等，需要嚴格控制其含量以防止環(huán)境污染；有些則可能是有用的，如鍺、鎵等，它們是重要的稀有金屬，可以通過煤的加工過程進行回收利用，變廢為寶”。同時，煤在開采、運輸和儲存過程中，也可能發(fā)生物理和化學變化，比如風化導致水分和揮發(fā)分損失，或者受到微生物作用發(fā)生氧化，這些變化都可能改變煤的原始性質(zhì)，因此在評價時也需要考慮到這些因素。煤的分類和煤質(zhì)評價是一個綜合性的學科領(lǐng)域，它融合了地質(zhì)學、有機化學、物理化學、材料科學等多方面的知識。隨著科學技術(shù)的進步，我們對煤的認識也在不斷深化。新的分析測試方法，如高分辨率的顯微分析、同位素分析、分子水平的研究等，為我們提供了更精細、更深入的煤質(zhì)信息。這些信息不僅有助于我們更準確地分類煤種，更全面地評價煤質(zhì)，也為煤的高效潔凈利用提供了新的思路和可能性。例如，通過分子水平的研究，我們可能發(fā)現(xiàn)某些煤種中特