中國煤炭性質(zhì)、分類和利用

1緒論1

1120世紀(jì)煤化學(xué)進(jìn)展回顧2

11120世紀(jì)煤利用研究的重大貢獻(xiàn)3

11220世紀(jì)煤利用研究的興衰4

12煤炭在社會發(fā)展過程中的地位和作用6

121煤炭在一次能源中的地位6

122能源效率和潔凈煤技術(shù)11

123煤化工的發(fā)展機(jī)遇18

124煤基多聯(lián)產(chǎn)22

2中國煤炭資源的特點、分級及13個大型煤炭基地27

21煤的生成：成煤作用及煤的系列27

22中國煤炭資源分類和分級30

221煤炭資源儲量的分類30

222煤炭資源儲量的分級32

223“固體礦產(chǎn)資源/儲量分類”國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 17766—1999）34

23中國煤炭資源儲量和特點36

231儲量36

232資源分布特征37

2413個大型煤炭基地42

241神東基地42

242晉北基地51

243晉東基地53

244蒙東（東北）基地55

245云貴基地59

246河南基地60

247魯西（兗州）基地63

248晉中基地64

249兩淮基地66

2410黃隴（華亭）基地68

2411冀中基地69

2412寧東基地71

2413陜北基地72

3煤的巖相組成與特性及其分類75

31煤顯微組分及其分類75

311煤巖宏觀組成75

312煤巖顯微組分76

313顯微煤巖類型82

314顯微組分的成因82

32鏡質(zhì)組平均反射率84

321鏡質(zhì)組反射率：表征煤階的分類指標(biāo)84

322最大反射率、隨機(jī)反射率和最小反射率86

33反射率分布圖87

331用反射率分布圖來判別混煤88

332評價煤巖分離組分的純度89

333反射率分布圖的特征劃分90

34中國煤巖相組成特點92

341中國煤巖組成的分布特征92

342不同成煤時代煤顯微組分的性質(zhì)差異96

343還原程度及其應(yīng)用98

344顯微組分性質(zhì)101

345近代分析技術(shù)測試顯微組分性質(zhì)101

35煤巖參數(shù)對加工工藝的影響及“煤巖相化學(xué)”116

351煤巖參數(shù)對加工工藝過程的影響116

352煤巖學(xué)在煤化學(xué)中的應(yīng)用及“煤巖相化學(xué)”116

4煤炭的組成、性質(zhì)及檢測119

41煤的化學(xué)組成與性質(zhì)119

411煤質(zhì)分析中的基準(zhǔn)與符號119

412元素分析：碳和氫124

413元素分析：氧和氮128

414元素分析：硫130

415水分132

416灰分136

417揮發(fā)分和固定碳139

418發(fā)熱量144

42煤中礦物質(zhì)與有害元素151

421礦物質(zhì)來源與賦存形態(tài)151

422煤中礦物質(zhì)測定與灰分154

423礦物質(zhì)的分析方法155

424煤灰的化學(xué)組成156

425煤中微量元素與有害元素158

426煤中伴生元素：鍺、鎵、鈾、釩及其他160

43煤的孔結(jié)構(gòu)162

431煤中孔的分類與形態(tài)162

432煤中孔的孔徑及其分布165

433煤多孔性的應(yīng)用170

44煤的物理性質(zhì)與工藝性質(zhì)174

441密度、視密度和散密度174

442煤的抗碎強(qiáng)度和顯微硬度180

443煤的成型性184

444煤的可選性188

4 45煤的可磨性191

446煤的磨損性196

447煤的燃點與氧化自燃199

448煤受熱后的塑性201

449黏結(jié)性210

4410結(jié)焦性219

4411煤灰熔融性和灰黏度223

4412煤灰玷污性230

4413煤對二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)性231

4414煤的熱穩(wěn)定性233

4415煤的結(jié)渣性235

4416煤液透光率237

5煤炭分類239

51分類研究的歷史沿革239

52中國煤炭分類的完整體系244

53中國煤炭分類245

531煙煤分類246

532無煙煤分類259

533褐煤分類259

534分類效果與特點260

535各類煤的性質(zhì)262

54中國煤炭編碼系統(tǒng)265

541編碼參數(shù)和方法267

542編碼系統(tǒng)的積極作用及與國外編碼系統(tǒng)的比較271

55中國煤層煤分類272

551煤階273

552組成279

553品位281

554煤層煤分類的稱謂與命名表述281

56中國煤分類體系的工程意義282

561煉焦用煤評價方法283

562煤炭利用指南286

57國際煤炭分類289

571國際硬煤分類289

572國際褐煤分類291

573國際中、高煤階煤編碼系統(tǒng)292

58主要產(chǎn)煤國家的煤炭分類295

581美國煤炭分類295

582澳大利亞煤炭分類與編碼系統(tǒng)296

583前蘇聯(lián)煤炭分類298

584英國煤炭分類300

585波蘭煤炭分類302

586德國煤炭分類303

587法國、荷蘭和意大利煤炭分類304

59最新國際煤分類標(biāo)準(zhǔn)(ISO 11760∶2005)305

591煤階307

592組成311

593灰分產(chǎn)率311

594稱謂與命名表述312

595分析誤差313

6煤分類學(xué)在燃燒工程中的應(yīng)用314

61煤燃燒的基本原理315

611煤的燃燒過程315

612煤燃燒的動力工況316

613煤的燃燒機(jī)理318

614煤的燃燒方式與環(huán)境保護(hù)318

615煤質(zhì)特征對燃燒工況的關(guān)系320

62煤階的影響322

63化學(xué)組成和性質(zhì)324

631發(fā)熱量324

632揮發(fā)分328

633灰分與礦物質(zhì)334

634水分345

635硫346

636氮350

637氯與氟355

64物理機(jī)械性能357

641黏結(jié)性和膨脹性357

642可磨性358

65煤巖相組成及其性質(zhì)360

66評定燃燒特性的有潛力的分析技術(shù)363

661差示熱重分析363

662熱解質(zhì)譜365

663滴管爐試驗及其他366

7氣化工藝與煤質(zhì)368

71概述368

72氣化工藝分類370

73氣化工藝特點與煤質(zhì)372

731移動床氣化372

732流化床氣化384

733氣流床氣化393

734熔融床氣化407

74影響煤成漿性的煤質(zhì)因素409

741煤的成漿性及其分類409

742煤階410

743礦物質(zhì)（灰分）412

744粒度分布和粒度級配414

745添加劑與煤質(zhì)及其他419

75煤炭地下氣化421

751國內(nèi)外地下氣化發(fā)展?fàn)顩r422

752問題與對策426

8煤分類學(xué)在焦化工程中的應(yīng)用428

81煤階的影響430

82化學(xué)組成和性質(zhì)436

821碳和氫及其原子比436

822氧437

823硫440

824氯和磷440

825揮發(fā)分441

826水分442

827無機(jī)組分442

83物理性質(zhì)與工藝性質(zhì)445

831吉澤勒最大流動度447

832膠質(zhì)層最大厚度452

833黏結(jié)指數(shù)454

834坩堝膨脹序數(shù)455

835奧阿膨脹度457

84煤巖相組成和性質(zhì)460

841活性組分與惰性組分461

842顯微組分受熱后的變化特征462

843活性組分與惰性組分的最佳比例464

844焦炭的顯微結(jié)構(gòu)465

85評定煤結(jié)焦性能的有潛力的分析技術(shù)467

851核磁共振NMR467

852傅立葉紅外光譜FTIR470

86煙煤黏結(jié)現(xiàn)象的化學(xué)解釋471

87煉焦技術(shù)的未來和當(dāng)前面臨的問題473

9液化工藝與煤質(zhì)477

91概述477

911煤的直接液化477

912煤的間接液化486

913煤煉油和煤提油492

92煤液化與化學(xué)制品502

921煤間接液化與煤化工502

922 煤直接液化與煤化工505

93直接液化工藝對煤質(zhì)的要求510

931煤階的影響511

932煤的化學(xué)組成和性質(zhì)：碳和氫518

933氧和氮519

934硫521

935揮發(fā)分521

936水分522

937無機(jī)組分522

94巖相組成和性質(zhì)524

95具有潛力的分析技術(shù)527

951差示掃描熱量計527

952熱解質(zhì)譜528

953核磁共振530

954傅立葉紅外光譜531

955熱重分析534

10煤和煤利用過程中的有害物質(zhì)及其防治536

101概述536

102 煤中有害元素的分布、遷移及防治540

1021煤中微量元素及其分布540

1022煤中有害元素的遷移與富集566

1023煤中有害物質(zhì)的防治570

103煤利用過程中的致癌化合物573

1031多環(huán)芳烴化合物的形成573

1032致癌化合物的活性及其分子結(jié)構(gòu)575

1033致癌作用與實例580

104煤中硫和SO2排放及其防治582

1041中國不同含硫量煤的分布582

1042高硫煤的賦存、生產(chǎn)與消費585

1043SO2的減排措施及其經(jīng)濟(jì)性590

1044脫除煤中有機(jī)硫的方法605

105排放CO2的封存及利用606

1051CO2封存607

1052CO2利用611

附錄1煙煤分類用煤(洗煤)性質(zhì)及其煉焦所得焦炭結(jié)果615

附錄2煙煤分類煤樣(大樣的浮煤)的分析結(jié)果627

附錄3煙煤分類煤樣（小樣）的分析結(jié)果635

附錄4無煙煤分類煤樣的分析結(jié)果646

附錄5a褐煤分類煤樣的分析結(jié)果656

附錄5b褐煤分類煤樣煤質(zhì)特征綜合表659

附錄6國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 15585硬煤黏結(jié)指數(shù)測定方法

20060115第一版661

主要參考文獻(xiàn)673

第一版后記674

本書是一本從煤炭性質(zhì)入手，以煤炭分類為主線，闡述煤炭利用過程中如何選擇和開發(fā)潔凈、有效利用途徑的專著，為讀者在中國煤炭資源、性質(zhì)及分類到有效和潔凈利用工程之間架起一座橋梁。

內(nèi)容簡介

《中國桉樹和相思人工林木材性質(zhì)與加工利用》是國際熱帶木材組織(Intemational Tropical Tinlber Orgallization)資助項目的最新研究成果。在科學(xué)試驗的基礎(chǔ)上，首次較系統(tǒng)、全面地揭示了我國主要桉樹和相思人工林木材的基本特性(包括木材解剖、物理力學(xué)和化學(xué)性質(zhì))，并針對桉樹生長應(yīng)力高的特點，探討了其形成機(jī)制、測試方法及其對木材加工利用的影響，對木材機(jī)械加工特性(包括刨切、砂光、鉆孔、榫眼、成型)與表面涂飾性能進(jìn)行評估，并且針對桉樹木材高生長應(yīng)力特性，開發(fā)了適合桉樹和相思人工林木材實木利用的鋸解、干燥、膠合指接的工藝與技術(shù)。還對這兩種人工林木材的市場前景進(jìn)行了市場調(diào)查與經(jīng)濟(jì)分析?！吨袊駱浜拖嗨既斯ち帜静男再|(zhì)與加工利用》是首次專門論述桉樹和相思人工林木材性質(zhì)與加工利用和市場前景的書籍。

土地利用分類分類體系

《關(guān)于我國土地利用分類問題的討論》一文中提到三種分類體系：(1) 土地利用分類體系; (2) 土地資源/ 土地覆蓋分類體系; (3)土地利用類型與土地資源/土地覆蓋類型相結(jié)合的綜合分類體系,常簡稱為土地利用/土地覆蓋分類體系。

Rind D & Hudson R

在Land Use一文中指出了形式分類標(biāo)準(zhǔn)。他認(rèn)為土地利用分類應(yīng)反映人類對土地利用改造的形式, 反映土地利用本身的內(nèi)在自然特征。據(jù)此, 一般地將土地利用分為: 林地、草地、水域、建筑、開闊地、石山、冰川、沙漠等, 并按形式繼續(xù)分為亞類, 甚至更詳細(xì)的級別類型。如:建筑用地類型可以分為: 高層建筑、低層建筑、道路、開闊地等。

Mather A. S

在Land Use一書中提到了土地功能分類標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)調(diào)土地利用分類依據(jù)不同地域單元上的人類活動, 即土地利用地域單元的功能或用途。Clawson 和Stewart 定義為主導(dǎo)的人類和土地相關(guān)的人類活動。由此, 可先將土地分為已利用土地和未利用土地兩大類, 在已利用土地中根據(jù)土地利用部門分出第二級十類, 即種植業(yè)用地(耕地)、園藝和園林業(yè)用地(園地)、林業(yè)用地(林地)、畜牧業(yè)用地(牧草地)、交通用地、居民點用地、獨立工礦用地、國防用地、娛樂旅游用地、漁業(yè)用地等, 然后每一部門用地還可分出第三級。

Burley J

在Land use and land utilization一文中提到綜合分類標(biāo)準(zhǔn)的概念。實質(zhì)上, 這個標(biāo)準(zhǔn)是模糊了功能和形式的區(qū)分, 代之以土地覆蓋(Land Cover) 的概念。1961 年Burley 提出土地覆蓋是指由人工建設(shè)和各種植被對土地表面的覆蓋 。在分類運用中, 許多研究者便同時考慮功能和形式, 一般不加區(qū)分, 邏輯性較差。如美國70 年代地質(zhì)調(diào)查時擬定的土地利用調(diào)查分類系統(tǒng), 分9個大類、37個亞類, 其中大類為: 城市或建設(shè)用地、農(nóng)用地、牧地、林地、水域、濕地、荒地、凍土、多年積雪或冰。

左大康

在《現(xiàn)代地理學(xué)辭典》中提到：土地覆蓋/土地利用(LC/LU)分類是隨著遙感技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的針對土地分類的新概念。土地覆蓋側(cè)重于土地的自然屬性,是被自然營造體和人工建造物所覆蓋的地表諸要素的綜合體的反映,遙感影像分類可對所有地表覆蓋物(包括已利用和未利用)進(jìn)行分類;而土地利用則側(cè)重于土地的社會屬性,是人類根據(jù)土地的自然特點,按照一定的經(jīng)濟(jì)、社會目的,采取一系列生物、技術(shù)手段,對土地進(jìn)行長期或周期性的經(jīng)營管理和治理改造活動。土地利用是一個把土地的自然生態(tài)系統(tǒng)變?yōu)槿斯ど鷳B(tài)系統(tǒng)的過程,是自然、經(jīng)濟(jì)、社會諸因素綜合作用的復(fù)雜過程,土地利用的方式、程度、結(jié)構(gòu)及地域分布和效益,既受自然條件影響,更受到各種社會、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的約束,而且社會生產(chǎn)方式往往起決定性的作用。土地利用是土地覆蓋變化的最直接和主要的驅(qū)動因子。

Antonio Di Gregorio

在Land cover classification system(LCCS):classification concepts and use manual一文中提到：土地覆蓋(Land Cover)是指在地球上陸地表面的各種生物或物理的覆蓋類型,包括地表的植被(天然或種植)、人類的建設(shè)用地(建筑、道路等)、湖泊、冰川、裸巖和沙地等,主要描述地球表面的自然屬性。隨著全球變化科學(xué)的研究和對地觀測技術(shù)的發(fā)展,20世紀(jì)90年代以來,國際上對土地覆蓋的概念進(jìn)行了深化,對土地覆蓋及其特征的含義有了新的理解,土地覆蓋不再僅僅被看作單一的土地或植被類型,而是土地類型及其所具有的一系列自然屬性和特征的綜合體。如地表覆蓋的生物物理、生物地球化學(xué)特征及生態(tài)環(huán)境要素與土地覆蓋類型是密切相關(guān)的,正是它們之間復(fù)雜的相互作用,才形成了地球表面多樣的生態(tài)系統(tǒng)及景觀,并對地球表層系統(tǒng)(包括大氣圈、水圈等)產(chǎn)生重要影響。

《中國百科大辭典》

而《中國百科大辭典》對土地覆蓋和土地利用有更為詳細(xì)的闡述：土地覆蓋是指被自然營造物和人工建造物所覆蓋的地表諸要素的綜合體，是隨遙感技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一個新概念，其含義與“土地利用”相近，只是研究的角度有所不同，土地覆蓋側(cè)重于土地的自然屬性，土地利用側(cè)重于土地的社會屬性，對地表覆蓋物（包括已利用和未利用）進(jìn)行分類。如對林地的劃分，土地覆蓋依據(jù)林地生態(tài)環(huán)境的不同，將林地所處的生態(tài)環(huán)境的不同，將林地分為針葉林地、闊葉林地、針闊混交林地等，以反映林地所處的生態(tài)環(huán)境、分布特征及其地帶性分布規(guī)律和垂直差異。土地利用從林地的利用目的和林用方向出發(fā)，將林地分為用材林地、經(jīng)濟(jì)林地、薪炭林地、防護(hù)林地等。但兩者在無多情況下有共同之處，故在開展土地覆蓋和土地利用的調(diào)查研究工作中常將兩者合并考慮，建立一個統(tǒng)一的分類系統(tǒng)，統(tǒng)稱為土地利用/土地覆蓋分類系統(tǒng)。

土地利用分類用途分類

同時也總結(jié)出土地形式分類與土地用途分類的區(qū)別與聯(lián)系：

1、對某些土地，形式分類和用途分類是從兩個方面進(jìn)行評價，但實質(zhì)一樣。如：形式分類叫林地，而用途分類叫林業(yè)用地。

2、形式分類從土地本身的自然特征著手，反映土地利用本身內(nèi)在自然特征；而用途分類則根據(jù)人類在不同地域單元上的活動來區(qū)分土地。簡單地說，形式分類偏重于自然屬性，而用途分類偏重于社會經(jīng)濟(jì)屬性。

3、某一形式土地的功能可能不止一種，如：水域及水利設(shè)施用地中的河流水面，其用途有航運、養(yǎng)殖、供水等等，因此用功能分類就不能描述其特性，于是就用形式分類對其進(jìn)行分類。

4、具有某功能的土地的形式可能不止一種，如：工礦倉儲用地中的采礦用地，其形式有露天礦山、砂場、鹽田等等，用形式分類就不能概括這一類土地，于是就用功能分類對其進(jìn)行分類。

5、對于城市地塊，土地用途分類占的比例要相對大一點，而形式分類更多用于人類活動影響相對較小的非城市地塊。

6、對于土地利用，單純的形式分類或用途分類都不能很好地闡述土地利用的情況。只有把形式分類和用途分類置于同一體系中，才能對土地利用情況進(jìn)行很好的詮釋。

土地利用分類分類標(biāo)準(zhǔn)

2017年11月1日，經(jīng)國家質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)，發(fā)布并實施了新版《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T21010-2017），新版標(biāo)準(zhǔn)秉持滿足生態(tài)用地保護(hù)需求、明確新興產(chǎn)業(yè)用地類型、兼顧監(jiān)管部門管理需求的思路，完善了地類含義，細(xì)化了二級類劃分，調(diào)整了地類名稱，增加了濕地歸類，將在第三次全國土地調(diào)查中全面應(yīng)用。

新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了土地利用的類型、含義，將土地利用類型分為耕地、園地、林地、草地、商服用地、工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地、特殊用地、交通運輸用地、水域及水利設(shè)施用地、其他用地等12個一級類、72個二級類，適用于土地調(diào)查、規(guī)劃、審批、供應(yīng)、整治、執(zhí)法、評價、統(tǒng)計、登記及信息化管理等。

土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T21010-2017)

1、輕集料的分類

1）按輕集料粒徑分類

（1）輕粗集料 粒徑不小于5mm，最大松堆密度小于1000Kg/㎡者；　（2）輕細(xì)集料 粒徑小于5mm，最大松堆密度小于1200Kg/㎡者。