腐殖煤的地质特征和开采后加工特征研究

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【摘要】通过对腐殖煤与腐泥煤根据植物的高低等级的界定，分析了腐殖煤形成的背景。并根据煤化程度的高低，将其划分成泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。总结了这几种煤所具有的地质特征以及在开采后加工使用领域的范畴，为腐殖煤的研究确定了实质性的方向。

【关键词】腐殖煤 地质特征 加工特色

2.2 泥煤

泥煤是所有生成煤炭的第一步环节，也属于腐殖煤的一部分。泥煤呈块状，含水量一般为80%～90%。比重为1.2～1.60，发热量为9.61～16.1兆焦/千克。泥煤质地松软，极容易燃烧。它主要的生成环境一般是在沼泽内，呈现棕色或黑色的颜色，含有多种不同成分的有机质，如腐殖酸，沥青，纤维素等，其中腐殖酸的比例较为高。这是由于泥炭在形成的过程中是依靠有机生物的尸体经过腐化作用，沉积到沼泽底部在常年偏酸性的环境中逐渐形成的。

在一些有机生物体在没有得到完全腐化分解后就会形成构成泥炭层，泥炭层生成的速率的快慢是由环境的潮湿和干燥决定的。因此，气象考古学家依靠这种结构特征分析古代气候的变迁[2]。

2.3 褐煤

褐煤，既是矿产煤又属于腐殖煤。它在泥煤的基础上覆加累积物体进一步对下层施压和菌解，构成一种呈褐色、无光泽的低级煤炭，根据外表的颜色命名的。含碳量达到50%～75%左右，发热量约为22-29兆焦/公斤，富含水分较多由此挥发性能显著。且在空气中容易风化，熔点较低，不适宜长期存储和远距离运输。它与泥煤的主要区别就在于腐殖酸中主要成分具有较大的差异性，如泥煤拥有的芳香合核缩合程度小于褐煤含有量。

根据外表特征，褐煤分为土状褐煤、暗褐煤和亮褐煤三种，土状褐煤、暗褐煤属于低煤化度褐煤，亮褐煤属于煤化度褐煤，此外还有一种特殊形态的煤称为木褐煤。土状褐煤结构较疏松，易碎成粉末，玷污手指。暗褐煤是典型的褐煤，表而呈暗褐，有一定硬度，破碎后成为块状而不成粉末。亮褐煤外观呈深褐色或黑色。木褐煤办称柴煤，是尚未受到充分腐败作用的泥炭所形成的一种特殊形态的褐煤。

2.4 烟煤

烟煤是煤化程度低于无烟煤而于褐煤的煤。它在褐煤的基础上经过温度与压力的双重作用下，形成一种含碳量高达75%-95%左右的煤，但是在燃烧中产生的火焰长且大量的烟雾喷出，因此而得名的。这种煤密度约为1.4左右，但是挥发性小，发热量较高，最高达到39000千焦/千克。外观呈灰黑色，且整体结构有明显的条带状。

根据工艺性质的不同，又可将烟煤细分为长焰煤、瘦煤、肥煤、焦煤、气煤等。其中长烟煤相对于其他煤质来说，是变质程度最低的一种，还有一定量的腐殖酸，但是在储存时和褐煤有同样的缺点（易风化和碎裂），且粉焦率很高。而瘦煤是则是变质程度较高的，结焦出来的焦炭块大，裂纹少，但是耐磨性差。肥煤属于在长焰煤与瘦煤变质程度的中间行，但是结焦中裂纹较大。而气煤在所有煤炭中煤化度最高的，在炼焦炉里不结焦，耐燃烧。

2.5 无烟煤

我国无烟煤资源极为丰富，且分布较为均衡。无烟煤是一种高煤化度、高含碳量的煤，在参与结焦过程中本身是不熔融的，但是在瘦化补强的作用下，即在吸附活性组分解出液相产物，降低自身的体内的液相含量降低，可以使其熔融性提高。配无烟煤炼焦时，无烟煤的热稳定性不好，易出现爆炸情况。而且硬度大，在参与燃烧时，需要在粉碎成粉的工序中下一番功夫。

随着近几年工业长足快速的发展，能源的需求量也在逐年上升，人们把目光转到泥炭的开发上。由于泥炭的发热量高达3000卡/kg，可以作为工业燃料。由此一些以泥炭为核心的产品与燃烧技术应运而生。如在西方国家，大量的泥炭用在烘烤麦子，形成苏格兰威士忌的主要燃料，而且利用泥炭烘烤出来的大麦用于独特烟熏味的，使得威士忌的口味与众不同。

3.2 褐煤气化的运用

褐煤的气化是指在一定温度和压力下，用气化剂对褐煤进行热化学加工，将间体的褐煤转变为煤气的过程。褐煤气化技术是洁净、效利用褐煤的重要技术之一。它是煤炭化工合成、煤炭直接/间接液化、IGCC技术、燃料电池等高新洁净煤利用技术的先导性技术和核心技术。褐煤是化学活性非常好的煤种，与烟煤和无烟煤相比，更容易气化，褐煤气化技术已经非常成熟，其气化工艺主要有同定流化床、流化床气化、气流床气化等工艺。

3.3 烟煤的加工利用现状

由于烟煤的含碳量较其他煤炭高，尤其在制造甲醇等化工原料有得天独厚的优势。同时烟煤不仅继承了泥炭作为燃料的特点，而且在建材和木材中替代品中也有建树，例如目前使用的纤维板，减少了一次能源的耗费，极大的相应节能减排的号召。烟煤还可以直接用作土壤改良剂、过滤剂、吸附剂处理废水等。

4 小结

根据煤化程度的高低，将其划分成泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。总结了这几种煤所具有的地质特征以及在开采后加工使用领域的范畴，为腐殖煤的研究确定了实质性的方向，并为曾经提出的腐殖煤海相成理论奠定一定的实例化基础。

参考文献

[1] 尚冠雄.华北地台晚古生代煤地质学研究[M].太原：山西科学技术出版社，1997：223-226

[2] 韩德馨.中国煤岩学[M].北京：中国矿业大学出版社，1996：175-191

作者简介

刘静（1989-），女，湖北省荆门市人，在读研究生，2011年就读于长江大学地球环境与水资源学院，研究方向：油气地质地球化学。