一、基础认知:无烟煤到底是什么?

无烟煤是煤化程度最深的煤种,简单说就是煤炭 “进化” 到极致的形态。它还有个俗称叫 “白煤” 或 “红煤”,外观发黑且带金属光泽,断口像贝壳一样光滑,摸起来坚硬致密,和常见的烟煤手感差别很大。

为什么叫无烟煤?真的完全不冒烟吗?

确实是因为燃烧时烟雾极少而得名,但并非绝对无烟。它的挥发分含量特别低,通常在 10% 以下,而燃烧冒烟主要和挥发分有关。所以点燃后火焰短且呈青蓝色,基本看不到浓黑烟,这也是它和烟煤最直观的区别之一。

无烟煤和其他煤炭有什么核心区别?

最关键的是煤化程度和成分。比如褐煤是最 “年轻” 的煤,水分高、碳含量才 60%-77%,燃烧时黑烟大还容易自燃;烟煤碳含量 80%-90%,燃烧冒浓烟且多数能结焦;而无烟煤碳含量能超过 90%,杂质最少,燃点高、不结焦,发热量虽不如优质烟煤,但胜在洁净稳定。

无烟煤有哪些具体分类?

按煤化程度和挥发分含量分成三类:无烟煤一号(WY1)挥发分最低,低于 3.5%,属于年老无烟煤;无烟煤二号(WY2)挥发分 3.5%-6.5%,是典型无烟煤;无烟煤三号(WY3)挥发分 6.5%-10%,算年轻无烟煤。有些挥发分特别高的还会被叫做半无烟煤。

二、资源分布:无烟煤都藏在哪些地方?

国内无烟煤储量有多少,主要分布在哪?

截至 2023 年底,全国探明无烟煤保有资源储量约 1120 亿吨,占全国煤炭总储量的 12.3%,可采储量大概 480 亿吨,能保障供应 50 年以上。分布特别集中,山西占了 42%,贵州 18%,河南 12%,宁夏 9%,其中山西晋城、河南焦作、贵州六盘水是三大核心产区。

不同产区的无烟煤质量有差别吗?

差别还不小。山西晋城、阳泉的无烟煤是优质品,挥发分低于 10%,固定碳 85% 以上,硫分不到 0.5%,灰分也低于 10%;贵州的无烟煤固定碳也高,但部分区域硫分 1%-2.5%,得洗选后才能用;宁夏贺兰山的虽然储量小,但硫分低于 0.3%,是稀缺的超低硫品种,冶金领域特别抢手。

这些产区的开采条件怎么样?

差异很大。山西沁水盆地的矿井开采深度多在 300-800 米,部分到了 1000 米以下,面临高地温、高瓦斯问题;贵州矿区受喀斯特地貌影响,断层多、地下水丰富,开采难度大,可采率较低;不过像晋东基地通过智能化改造,单井产能已经提升到 120 万吨 / 年了。

三、核心特性:无烟煤的 “过人之处” 在哪?

除了无烟,无烟煤还有哪些关键特性?

首先是固定碳含量高,能达到 90% 以上,这意味着燃烧时有效成分多;其次热稳定性好、灰熔点高,适合高温工况;还有机械强度大、耐磨,而且硫分、灰分普遍较低,属于清洁煤种。不过它燃点高,着火和燃尽都比较困难,需要较高的点火温度。

无烟煤的热值大概在什么水平?

热值不算最高,但很稳定,一般在 6000-6500 千卡 / 公斤,换算成焦耳就是 25.11-27.21 MJ/kg。虽然比优质烟煤略低,但胜在杂质少,燃烧效率高,污染物排放也少,综合使用成本更有优势。

作为滤料的无烟煤有什么特殊要求?

水处理用的无烟煤滤料得经过精选、破碎、筛选,外观得是多棱形颗粒,有光泽,抗压耐磨性强。技术指标很严格,比如破碎率加磨损率不能超过 3%,含泥量低于 4%,密度在 1.4-1.6g/cm³,粒径范围还要根据滤池类型调整,比如双层滤料常用 0.8-1.8mm 的。

四、实际应用:无烟煤都能用来做什么?

工业上用无烟煤最多的领域是哪些?

化工和冶金是两大主力。2023 年全国高炉喷吹煤用了 1.2 亿吨,其中 40% 是无烟煤,主要用于钢铁冶炼;化工领域里,无烟煤是生产化肥(尤其是合成氨)的重要原料,山西、河南的煤化工基地都靠它支撑。此外电力、建材行业也常用。

生活中能用到无烟煤吗?

以前民用挺多的,比如家庭取暖、小锅炉燃烧。但现在京津冀等环保严格的区域,因为高污染燃料禁燃政策,民用和小锅炉领域基本不让用了。不过在一些农村地区,经过处理的优质无烟煤还是会作为清洁燃料使用。

无烟煤怎么用于水处理?

它是很好的过滤滤料,因为含碳量高、杂质少,还能牢牢吸附水中的悬浮颗粒。双层滤池里一般铺 300-400mm 厚,正常滤速 10-14m/h;三层滤池铺 450mm 厚,滤速能到 18-20m/h。反洗的时候用水冲或者水汽混合冲就行,能反复使用。

还有哪些冷门的应用场景?

现在已经延伸到新材料领域了,比如用来做负极材料、碳素、碳化硅等。另外在精密制造、航天航海的高级用水过滤中,日本标准的 TJP 型无烟煤滤料也能派上用场,轧钢循环水处理、石油化工污水深度处理也离不开它。

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