無煙煤濾料的化學(xué)組成很復(fù)雜,但歸納起來可分為有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)兩大類,以有機(jī)質(zhì)為主體。無煙煤中的無機(jī)質(zhì)主要是水分和礦物質(zhì),它們的存在降低了無煙煤的質(zhì)量和利用價(jià)值,其中絕大多數(shù)是無煙煤濾料中的有害成分。另外,還有一些稀有、分散和放射性元素,例如,鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾……等,它們分別以有機(jī)或無機(jī)化合物的形態(tài)存在于無煙煤中。其中某些元素的含量,一旦達(dá)到工業(yè)品位或可綜合利用時(shí),就是重要的礦產(chǎn)資源。
1.無煙煤濾料水分
指單位重量的無煙煤中水的含量。無煙煤中的水分有外在水分、內(nèi)在水分和結(jié)晶水三種存在狀態(tài)。一般以無煙煤的內(nèi)在水分作為評定無煙煤質(zhì)的指標(biāo)。無煙煤化程度越低,無煙煤的內(nèi)部表面積越大,水分含量越高。水分對無煙煤的加工利用是有害物質(zhì)。在無煙煤的貯存過程中,它能加速風(fēng)化、破裂,甚至自燃;在運(yùn)輸時(shí),會(huì)增加運(yùn)量,浪費(fèi)運(yùn)力,增加運(yùn)費(fèi);煉焦時(shí),消耗熱量,降低爐溫,延長煉焦時(shí)間,降低生產(chǎn)效率;燃燒時(shí),降低有效發(fā)熱量;在高寒地區(qū)的冬季,還會(huì)使無煙煤凍結(jié),造成裝卸困難。只有在壓制無煙煤磚和無煙煤球時(shí),需要適量的水分才能成型。
2無煙煤濾料灰分
是指無煙煤在規(guī)定條件下完全燃燒后剩下的固體殘?jiān)K菬o煙煤中的礦物質(zhì)經(jīng)過氧化、分解而來。灰分對無煙煤的加工利用極為不利。灰分越高,熱效率越低;燃燒時(shí),熔化的灰分還會(huì)在爐內(nèi)結(jié)成爐渣,影響無煙煤的氣化和燃燒,同時(shí)造成排渣困難;煉焦時(shí),全部轉(zhuǎn)入焦炭,降低了焦炭的強(qiáng)度,嚴(yán)重影響焦炭質(zhì)量。無煙煤灰成分十分復(fù)雜,成分不同直接影響到灰分的熔點(diǎn)。灰熔點(diǎn)低的無煙煤,燃燒和氣化時(shí),會(huì)給生產(chǎn)操作帶來許多困難。為此,在評價(jià)無煙煤的工業(yè)用途時(shí),必須分析灰成分,測定灰熔點(diǎn)。
3.揮發(fā)分
指無煙煤中的有機(jī)物質(zhì)受熱分解產(chǎn)生的可燃性氣體。它是對無煙煤進(jìn)行分類的主要指標(biāo),并被用來初步確定無煙煤的加工利用性質(zhì)。無煙煤的揮發(fā)分產(chǎn)率與無煙煤化程度有密切關(guān)系,無煙煤化程度越低,揮發(fā)分越高,隨著無煙煤化程度加深,揮發(fā)分逐漸降低。
4.固定碳
測定無煙煤的揮發(fā)分時(shí),剩下的不揮發(fā)物稱為焦渣。焦渣減去灰分稱為固定碳。它是無煙煤中不揮發(fā)的固體可燃物,可以用計(jì)算方法算出。焦渣的外觀與無煙煤中有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)有密切關(guān)系,因此,根據(jù)焦渣的外觀特征,可以定性地判斷無煙煤的粘結(jié)性和工業(yè)用途。