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煤炭,簡稱煤,是遠古植物遺骸,埋在地層下,經過地殼隔絕空氣的壓力和溫度條件下作用,產生的碳化化石礦物,主要被人類開採用作燃料。

煤炭對於現代化工業來說,無論是重工業,還是輕工業;無論是能源工業、冶金工業、化學工業、機械工業,還是輕紡工業、食品工業、交通運輸業,都發揮着重要的作用,各種工業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的「真正的糧食」。是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一

基本信息

中文名稱;煤炭

外文名稱;coal

性質;固體可燃有機岩

原料;植物

形成原因

在地表常溫、常壓下,由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用,轉變成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏後, 由於盆地基底下降而沉至地下深部,經成岩作用而轉變成褐煤;當溫度和壓力逐漸增高,再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。腐泥是一種富含瀝青質的淤泥狀物質。冰川過程可能有助於成煤植物遺體匯集和保存。

煤的形成年代

在整個地質年代中,全球範圍內有三個大的成煤期: 

(1)古生代的石炭紀和二疊紀,成煤植物主要是孢子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。 

(2)中生代的侏羅紀和白堊紀,成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。 

(3)新生代的第三紀,成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤,其次為泥炭,也有部分年輕煙煤。

煤礦稀薄程度的形成

一座煤礦的煤層厚薄與這地區的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關。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。

應用歷史

現在雖然煤炭的重要位置已逐漸被石油所代替,但在今後相當長的一段時間內,由於石油資源的日漸枯竭,必然走向衰敗,而煤炭因為儲量巨大,加之科學技術的飛速發展,煤炭汽化等新技術日趨成熟,並得到廣泛應用,煤炭必將成為人類生產生活中的無法替代的能源之一。

根據成煤的原始物質和條件不同,自然界的煤可分為三大類,即腐植煤、殘植煤和腐泥煤。

中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧新樂古文化遺址中,就發現有煤制工藝品,河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址。《山海經》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。希臘古羅馬也是用煤較早的國家,希臘學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和產地;古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱

應用範圍

煤炭的用途十分廣泛,可以根據其使用目的總結為兩大主要用途:(1)動力煤,(2)煉焦煤。

動力煤

1) 發電用煤:中國約1/3 以上的煤用來發電,目前平均發電耗煤為標準煤370g/(kW·h)左右。電廠利用煤的熱值,把熱能轉變為電能。

2) 蒸汽機車用煤:占動力用煤2%左右,蒸汽機車鍋爐平均耗煤指標為100kg/(萬噸·km)左右。

3) 建材用煤:約占動力用煤的10%以上,以水泥用煤量最大,其次為玻璃、磚、瓦等。

4) 一般工業鍋爐用煤:除熱電廠及大型供熱鍋爐外,一般企業及取暖用的工業鍋爐型號繁多,數量大且分散,用煤量約占動力煤的30%。

5) 生活用煤:生活用煤的數量也較大,約占燃料用煤的20%。

6) 冶金用動力煤:冶金用動力煤主要為燒結和高爐噴吹用無煙煤,其用量不到動力用煤量的1%。

煉焦煤

中國雖然煤炭資源比較豐富,但煉焦煤資源還相對較少,煉焦煤儲量僅占中國煤炭總儲量27.65%。煉焦煤類包括氣煤(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%);非煉焦煤類包括無煙煤(占10.93%),貧煤(占5.55 % ),弱粘煤(占1.74%),不粘煤(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%)。

煉焦煤的主要用途是煉焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高溫冶煉而成,一般1.3 噸左右的焦煤才能煉一噸焦炭。焦炭多用於煉鋼,是目前鋼鐵等行業的主要生產原料,被喻為鋼鐵工業的「基本食糧」。

中國是焦炭生產大國,也是世界焦炭市場的主要出口國。2003 年,全球焦炭產量是3.9 億噸,中國焦炭產量達到1.78 億噸,約占全球總產量的46%。在出口方面,2003 年中國共出口焦煤1475 萬噸,其中出口歐盟458 萬噸,約占1/3。2004 年,中國共出口焦炭1472 萬噸,相當於全球焦炭貿易總量的56%,國際焦炭市場仍供不應求。2008 年中國焦炭產量總計約32700 萬噸,2009 年1月至9月焦炭產量25276.87萬噸。

煤炭分類

煤炭分類表

根據國家科委推薦的《中國煤炭分類方案》,我國煤炭分為十大類,一般將瘦煤焦煤肥煤氣煤弱粘結不粘結長焰煤等統稱為煙煤貧煤稱為半無煙煤;揮發分大於40%的稱為褐煤

無煙煤可用於製造煤氣或直接用作燃料,煙煤用於煉焦、配煤、動力鍋爐和氣化工業;褐煤一般用於氣化、液化工業、動力鍋爐等。

煤炭分類表(以煉焦用煤為主)

類別 無煙煤 貧煤 瘦煤 焦煤 肥煤 氣煤 弱粘結煤 不粘結煤 長焰煤 褐煤
揮發分 0~10 >10~20 >14~20 14~30 26~37 >30 >20~37 >20~37 >37 >40
焦渣特徵 - 0(粉狀) 0(成塊)8~2 0 12~25 12~25 9~25 0(成塊)~80(成塊)~9 0(粉狀) 0~5 -

煤炭粒度分類

分類 特大塊 大塊 中塊 小塊 末煤 混煤
粒度(mm) >100 50~100 25~50 13~25 0~13 0~50 0~100

褐煤粗體文字

多為塊狀,呈黑褐色,光澤暗,質地疏鬆;含揮發分40%左右,燃點低,容易着火,燃燒時上火快,火焰大,冒黑煙;含碳量與發熱量較低(因產地煤級不同,發熱量差異很大),燃燒時間短,需經常加煤。

煙煤

一般為粒狀、小塊狀,也有粉狀的,多呈黑色而有光澤,質地細緻,含揮發分30%以上,燃點不太高,較易點燃;含碳量與發熱量較高,燃燒時上火快,火焰長,有大量黑煙,燃燒時間較長;大多數煙煤有粘性,燃燒時易結渣。

無煙煤

有粉狀和小塊狀兩種,呈黑色有金屬光澤而發亮。雜質少,質地緊密,固定碳含量高,可達80%以上;揮發分含量低,在10%以下,燃點高,不易着火;但發熱量高,剛燃燒時上火慢,火上來後比較大,火力強,火焰短,冒煙少,燃燒時間長,粘結性弱,燃燒時不易結渣。應摻入適量煤土燒用,以減輕火力強度。

1989年10月 ,國家標準局發布《中國煤炭分類國家標準 》(GB5751-86),依據乾燥無灰基揮發分Vdaf、粘結指數G、膠質層最大厚度Y、奧亞膨脹度 b、煤樣透光性P、煤的恆濕無灰基高位發熱量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。

國標煤炭分類

國標把煤分為三大類,即無煙煤、煙煤和褐煤,共29 個小類。無煙煤分為3個小類,數碼為01、02、03,數碼中的「0」表示無煙煤,個位數表示煤化程度,數字小表示煤化程度高;煙煤分為12 個煤炭類別,24 個小類,數碼中的十位數(1~4)表示煤化程度,數字小表示煤化程度高;個位數(1~6)表示粘結性,數字大表示粘結性強;褐煤分為2 個小類,數碼為51、52,數碼中的「5」表示褐煤,個位數表示煤化程度,數字小表示煤化程度低。

在各類煤的數碼編號中,十位數字代表揮發分的大小,如無煙煤的揮發分最小,十位數字為0,褐煤的揮發分最大,十位數字為5,煙煤的十位數字介於1~4之間,個位數字對煙煤類來說,是表徵其粘結性或結焦性好壞,如個位數字越大,表徵其粘結性越強,如個位數字為6 的煙煤類,都是膠質層最大厚度Y 值大於25mm 的肥煤或氣肥煤類,個位數為1 的煙煤類,都是一些沒有粘結性的煤,如貧煤、不粘煤和長煙煤。個位數字為2~5 的煙煤,他們的粘結性隨着數碼的增大而增強。

煤炭儲量

煤炭是地球上蘊藏量最豐富,分布地域最廣的化石燃料。據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《1997世界能源統計評論》統計,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,其中八個儲量最大的國家依次為美國、俄羅斯、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。

行業現狀

2013年以來,國內煤炭產業一片蕭條,大量煤炭企業陷入了虧損破產的困境。[1]

面對着煤炭產業的蕭條和煤炭企業的成批倒閉,各地政府紛紛出台各種救市政策。內蒙古經信委擬建立東部區煤炭銷售聯動機制,旨在積極應對煤炭市場下行壓力,加強行業自律,規範銷售行為,保障煤炭有序有效供應。而山西省更是傳出,將於近期再出台17條煤炭救市政策,其內容主要涉及全省煤炭經營的市場化改革。

從各地出台的政策來看,基本的救市思路還是限量保價:通過合約定價、區域聯保定價、限制煤炭產量、加快煤礦兼併重組等,從而實現人為托市的目的。但是,從實施效果看,山西省煤炭行業通過那麼長時間的政府調控,但是到現在依然沒有走出困境,不得已還要進一步出台煤炭救市政策,這說明通過強硬幹擾市場的方式,很難從實質上解決煤炭行業的問題。

因此,煤炭行業救市政策的思路必須要轉變。2013年以來,在市場需求增幅回落、產能建設超前、進口煤影響範圍擴大和煤炭企業稅費負擔與歷史包袱較重等多重因素疊加影響下,我國煤炭行業經濟效益大幅下降、企業虧損面擴大。[2]

根據前瞻產業研究院發布的《2015-2020年中國煤炭行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》分析顯示,2013年,在銷售收入同比下降3.23%以及利潤總額同比下降33.34%的情況下,全國規模以上煤炭企業財務費用總額達到了770億元,相比上年激增23.21%,占行業利潤總額的比重為32.51%,是行業虧損企業虧損總額的1.68倍。

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參考資料

  1. [hxny.com/nd-43881-0-17.html 中科大校長:中國貧油少氣不缺煤 但很多省提到煤就怕!我們只能這麼辦……] , 華夏能源網 2020-01-02
  2. 煤炭行業該怎樣發展?終於有人說清楚了 , 搜狐 2019-05-21