知识点：
①煤的分类
②煤的成分分析及基准换算
③煤的发热量
④垃圾燃料特性
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视频讲义：
1. 煤是古生植物在地下经千百万年的的物理化学及生物过程而形成的一种最常见的固体燃料，是一种多种元素和物质构成的混合物。对煤的成分分析一般有两种方法，一是元素分析，二是工业分析。煤的元素分析实际上是分析其可燃组分中碳、氢、硫(S)、氧(O)、氮(N)五种元素的百分比，可燃组分加上不可燃的水分和灰分及构成煤的整体。一般来说，煤中碳氢含量对煤种燃烧特性影响较大，而硫和氮燃烧后生成的有害气体如SO2或NOX则影响煤的污染物排放。对煤的分析基准基于其运输储存和预处理过程中水分和灰分的变化，可分为收到基，即以收到状态的煤为基准，脚标为AR；空气干燥基，即与空气湿度达到平衡状态，温度20℃，相对湿度60％下进行自然干燥后的煤为基准，脚标为AD；干燥基，即以脱除全部水分的煤为基准，脚标为D；以及干燥无灰基，也称可燃基，即以无水、无灰状态的煤为基准，脚标为daf，其成分只包含可以燃烧的固定碳和挥发份组分了。对于任意一种基准，其各组分百分比之和为100%。。各基准间的相互包含关系如图所示，即从收到基到可燃基的过程是不断脱除外部水分，内部水分及灰分的过程。基于各基准的相互关系，当已知某基准中某一组份含量时，可利用其相关性计算在另一基准中该组分的含量，具体的换算系数如下表所示，其中的比例系数其实并不需要死记硬背，只需要按照同一组分质量守恒的原则进行计算便可。
煤的工业分析则不去计较可燃组分中具体元素构成，而是将煤按照其物理化学特性直接分为四个部分，即煤的水分，符号M、灰分，符号A、挥发分，符号V和固定碳，符号FC。其中水分和灰分作为不可燃部分，不利于煤的着火，燃烧及发热量等特性，而可燃组分则由挥发份和固定碳构成。煤在隔绝空气条件下加热分解的气体产物，包括可燃气体CO、CH4等和CO2、N2、O2等称为挥发份，完全热解后，挥发份全部析出，剩余固体残余物称为焦炭，由可燃的固定碳和不可燃的灰分构成。
2. 由于煤的成分各不相同，其燃烧后所生成的热量也会有明显的差异。我们以单位质量的煤完全燃烧所放出的热量定义为煤的发热量，也成为煤的热值，并由此衍生出三种煤的发热量计量方法。第一是弹筒发热量，即煤在实验室氧弹式量热计中，S、N燃烧生成SO2与NOx，并溶于氧弹内的水中生成硫酸与硝酸，并放出热量，将这部分热量计入煤燃烧后的总发热量中称为弹筒发热量，其数值最高。第二是高位发热量，即不再将形成酸所释放的热量计入煤的发热量，但依然将燃烧产物中水蒸汽凝结成室温（25℃）水时放出的热量计入发热量，其数值低于弹筒发热量。第三是低位发热量，即形成酸所释放的热量和水蒸气凝结所释放的热量均不计入煤的发热量时，所获取的煤的发热量。与高位发热量相比，低位发热量扣除了水冷凝时所释放的汽化潜热，其数值最低。由于在锅炉运行过程中为减少或消除受热面腐蚀，其运行参数必须尽可能避免蒸气的凝结和酸的形成，因此其对应的热量都是难以直接利用的，所以，煤的低位发热量才是在锅炉的设计计算中采用的计算参数。
3. 我国对煤的分类主要采用表征煤的煤化程度的一个主要参数，即干燥无灰基中挥发份含量进行划分，也就是可燃基中气体成分的比例来进行划分。一般来说，可燃基中挥发份小于10%的煤为无烟煤，也称白煤，表面呈明亮金属光泽，挥发分低，固定碳高，燃烧时不冒烟。一般灰分不多，水分也较少，热值介于25 000～32 500kJ/kg，主要用作动力煤。可燃基中挥发份含量介于10%～37%的煤为烟煤，煤化程度低于无烟煤，挥发分/含碳量较高，热值介于20 000～30 000kJ/kg，优质烟煤常呈强粘结性，多用于冶金工业，而劣质烟煤常用作锅炉燃料。可燃基中挥发份含量高于30%的煤为烟煤，其外观多呈褐色，光泽暗淡或呈沥青光泽，水分高，机械强度低，在空气中易风化，不易储存，热值介于热值10 000～21 000kJ/kg。实际在电厂的煤种分类中，上述三大类煤种还有细分，其主要划分依据是挥发份、灰分、水分、硫分和灰熔融特性，并辅助以煤的发热量来进行划分。
4. 垃圾焚烧发电作为近些年来发展颇为迅猛的一个行业，其背景是国家对环保要求日益增强，而传统的填埋，堆肥等方式已经不合时宜。与煤相比，垃圾的成分更为复杂，比如校园垃圾中纸张及塑料等高热值组分含量较高，而厨余垃圾水分含量较高等等。因此其热值和燃烧稳定性不及燃煤，且垃圾燃烧后除SO2及NOX等污染物排放外，还有二恶因等毒性气体排放，在运输和储存过程中也有大量有毒气体及渗滤液生成，因此环保要求颇为严格，但其成分的分析换算，热值的测定和燃烧设备的设计和燃煤都基于同一原则，但需要针对其上述特性进行专门的燃烧优化和污染物排放净化处理。目前垃圾焚烧行业从垃圾收集到上网售电都有不同程度的政府补贴，其前景光明且意义远大，是同学们挥展才干的一片红海。
