無煙煤濾料的化學組成很復雜,但歸納起來可分為有機質(zhì)和無機質(zhì)兩大類,以有機質(zhì)為主體。無煙煤中的無機質(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,它們分別以有機或無機化合物的形態(tài)存在于無煙煤中。其中某些元素的含量,一旦達到工業(yè)品位或可綜合利用時,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。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,它能加速風化、破裂,甚至自燃;在運輸時,會增加運量,浪費運力,增加運費;煉焦時,消耗熱量,降低爐溫,延長煉焦時間,降低生產(chǎn)效率;燃燒時,降低有效發(fā)熱量;在高寒地區(qū)的冬季,還會使無煙煤凍結,造成裝卸困難。只有在壓制無煙煤磚和無煙煤球時,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渣。它是無煙煤中的礦物質(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,熔化的灰分還會在爐內(nèi)結成爐渣,影響無煙煤的氣化和燃燒,同時造成排渣困難;煉焦時,全部轉入焦炭,降低了焦炭的強度,嚴重影響焦炭質(zhì)量。無煙煤灰成分十分復雜,成分不同直接影響到灰分的熔點。灰熔點低的無煙煤,燃燒和氣化時,會給生產(chǎn)操作帶來許多困難。為此,在評價無煙煤的工業(yè)用途時,必須分析灰成分,測定灰熔點。
3.揮發(fā)分
指無煙煤中的有機物質(zhì)受熱分解產(chǎn)生的可燃性氣體。它是對無煙煤進行分類的主要指標,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,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,可以用計算方法算出。焦渣的外觀與無煙煤中有機質(zhì)的性質(zhì)有密切關系,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性和工業(yè)用途。