大宗固废---煤矸石的热值

大宗固废---煤矸石的热值

一、强烈的正相关关系（为什么说“是”）

1.热值的来源： 

煤矸石的热值（发热量）本质上是由其中可燃物燃烧释放的。这些可燃物主要包括：

（1）固定碳

这是残炭的主要组成部分，是热值的最主要贡献者。

（2）挥发分 

煤矸石中残留的一些复杂有机物，受热时会以气体形式析出并燃烧，也贡献一部分热值。

2.主导因素： 

在大多数情况下，固定碳的含量是决定煤矸石热值高低的最主要因素。因此，残炭含量越高，其热值通常也越高。这是一个普遍规律。

在工程应用上，我们经常通过测定热值来快速估算残炭的大致含量，尤其是在评估煤矸石是否适合用于发电或作为燃料时，热值是直接且关键的指标。

二、不能完全划等号的原因（为什么说“不完全是”）

“残炭含量”是一个质量百分比概念，而“热值”是一个能量强度概念。两者不能完全等同，主要是因为以下几点：

1.碳的“质量”不等于“能量”：

（1）不同煤矸石中的“残炭”其化学结构和成熟度（煤化程度）可能不同，例如，一些煤矸石中的碳可能是石墨化程度较高的固定碳，其热值很高；而另一些可能含有较多未成熟有机质，其热值相对较低。

打个比方： 一公斤干燥的优质木炭和一公斤潮湿的稻草，虽然都是“可燃物”，但燃烧时释放的热量（热值）天差地别。同样，不同来源的“残炭”其“品质”不同。

（2）其他可燃物的影响

煤矸石的热值是所有可燃物贡献的总和。除了固定碳，挥发分也贡献热值。有可能出现两种煤矸石残炭含量相同，但一种挥发分高，导致其总热值更高的情况。

（3）不可燃物质的“稀释效应”

煤矸石中含有大量灰分（如硅酸盐、粘土矿物等），这些是不可燃的。两个残炭绝对含量相同的煤矸石样本，如果灰分含量不同，其热值也会不同。灰分越高的样本，相当于对可燃物稀释得越厉害，单位质量的热值就越低。

（4）有害元素的负面影响

虽然硫分（S）燃烧本身也释放热量，但它是极其有害的成分。在评价煤矸石燃料品质时，高硫分是负面指标，但它却会贡献热值。所以，一个热值稍高但硫分也高的煤矸石，其利用价值可能反而低于一个热值稍低但硫分也低的煤矸石。

特性	残炭含量	热值
定义	单位质量煤矸石中固定碳的质量百分比	单位质量煤矸石完全燃烧所释放出的能量
关系	热值的主要决定因素	残炭含量和品质的综合体现
应用侧重	- 生产建材时更关心：因为碳的燃烧会影响产品体积稳定性。含量是关键。 - 浮选法回收碳时更关心：因为目标是回收碳物质。	- 发电或作燃料时更关心：这是直接的经济指标，决定了能量产出。 - 堆放时评估自燃风险：热值越高，一般意味着可燃物越多，自燃倾向越大。

 

在宏观和工程意义上，可以说煤矸石的热值高低直接反映了其残炭含量的多少。 这是一个非常可靠的经验判断。

在精确的科学研究和特定的工艺要求下，需要区分这两个概念。 比如，对于制砖，即使热值相同，但若残炭的燃烧特性（燃点、燃烧速度）不同，对砖质量的影响也可能不同。

因此，在实际项目中，通常需要同时测定工业分析（包括水分、灰分、挥发分、固定碳）和发热量，才能全面、准确地评价一批煤矸石的特性，从而选择最合适的处理或利用方式。