煤炭行业必备知识：高阶煤和低阶煤有何不同？

在学习什么叫低阶煤、高阶煤之前，我们首先来回顾一下，煤是怎么形成的？

煤是由远古时代的植物遗体在经过长时间的地质作用后形成的。这个过程可以分为两个阶段：泥炭化和煤化。

在泥炭化阶段，植物遗体在沼泽中堆积并被微生物分解，形成泥炭或腐泥。这个阶段主要是生物化学过程，其中包含复杂的生物化学反应，例如厌氧细菌的分解和甲烷的产生等。

在煤化阶段，泥炭或腐泥经过高温和高压的作用，逐渐转化成不同种类的煤，如褐煤、烟煤和无烟煤等。这个阶段主要是物理化学过程，包括煤的成焦和变质等过程。

因此，煤是由大量植物遗体经过数百万年的地质作用转变而来的，是一个复杂的有机-无机混合物。在形成过程中，煤的成分和性质会受到许多因素的影响，包括植物的类型、环境条件、时间和压力等。

根据不同的分类标准，煤的种类也不同。以下是几种常见的煤的分类方法：

1. 根据煤化程度由低到高，可以依次分为泥炭、褐煤（棕褐煤、黑赫煤）、烟煤（生煤）、无烟煤。其中，无烟煤的碳化程度最高，泥炭的碳化程度最低。
2. 根据其岩石结构不同分类，可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。
3. 根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可以分为贫煤（无烟煤，含挥发分很低）、瘦煤（含挥发分比贫煤高点）、焦煤（含挥发分比瘦煤高）、肥煤（含挥发分比焦煤高）、气煤（含挥发分又比肥煤高）和长焰煤（含挥发分最高）。

【煤阶与煤化】

煤阶代表了煤化作用中能达到的成熟度的级别，煤阶的改变是由于深埋而增加的温度而改变的。煤阶是影响煤层饱和状态的参数。

当泥岩沉积被掩埋，并随着温度和压力的增加而转变成煤时，它的物理和化学性质发生了深刻的变化。“煤阶”这一概念用来将这一转变步骤细分成几个阶段，并且定义同各个阶段相关的属性。

低阶煤是煤化程度较低的煤种，通常也被称为软煤或低变质煤。

高阶煤则是煤化程度较高的煤种，也被称为硬煤或高变质煤。

随着煤埋藏深度的增加，煤阶从褐煤，亚烟煤，烟煤到无烟煤间不断变化，煤处于哪种煤阶是很重要的，因为无烟煤煤阶的煤层很可能是最好的煤层气储层。较不成熟的煤层将产生并保持较高少的煤层气，而较成熟的煤层的渗透率较低。

【低阶煤】

根据煤化程度的不同，可以将低阶煤分为褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等类型。

低阶煤的外观呈灰黑色至黑色，粉末从棕色到黑色。其结构中，有光泽的部分和无光泽的部分互相集合，形成层状构造，具有明显的条带状、凸镜状构造。低阶煤的含碳量较高，通常在75%～90%之间，但其挥发分含量也相对较高，约在10%～40%之间。由于其煤化程度较低，低阶煤的发热量较高，且多数具有粘结性，能结焦。

低阶煤主要用于炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料，也可直接用作燃料。此外，低阶煤在全球已探明的煤炭资源中占有较大比例，其中我国的低阶煤资源主要分布在西北地区的新疆、内蒙古等地。

低阶煤的利用方式主要包括直接燃烧发电、气化、液化以及煤热解等。

1. 直接燃烧发电：低阶煤含水量较高、活性较强，不适合长距离运输，通常在坑口建电厂燃烧发电。然而，低阶煤直接燃烧发电不仅浪费了其富含的高附加值组分，而且会造成严重的环境污染问题。
2. 气化：将低阶煤进行气化处理，得到合成气或合成液体燃料，用于燃气发电、城市燃气供应或化工原料等用途。
3. 液化：将低阶煤通过液化技术转化为液体燃料，例如煤油、柴油等，用于交通运输或工业燃料。
4. 煤热解：将低阶煤通过热解技术转化为焦炭、煤气和煤焦油等产品。其中，焦炭可以用于高炉炼铁、铸造等工业领域；煤气可作为燃料；煤焦油则可以进一步加工成化学品。

【高阶煤】

高阶煤的煤化程度较高，通常在0.8以上，其外观呈灰黑色至黑色，粉末从深灰色到黑色。高阶煤的含碳量较高，通常在70%以上，同时含有较低的水分和灰分。由于其煤化程度较高，高阶煤的热值相对较高，燃烧时产生的热量也较多。

高阶煤的典型代表包括烟煤和肥煤等。烟煤是高阶煤的一种，其特点是挥发分含量较低，燃烧时烟色较淡，因此得名。肥煤也是高阶煤的一种，其特点是含碳量较高，同时具有粘结性和结焦性，是炼焦工业的重要原料之一。

高阶煤主要用于炼焦、气化、燃烧等工业领域，也可直接用作燃料。在我国，高阶煤主要分布在华北、东北和华东地区。

高阶煤的利用方式主要包括以下几种：

1. 燃烧发电：高阶煤具有较高的热值，可以用于燃烧发电，产生电能和热能。这是目前高阶煤最主要的利用方式之一。
2. 化工原料：高阶煤可以作为化工原料，用于生产各种化学品，如化肥、塑料、合成橡胶等。高阶煤中的碳含量较高，适合用于生产这些高分子化合物。
3. 燃料油：高阶煤可以通过加工转化为燃料油，如柴油、汽油等。这种燃料油可用于交通运输、工业生产和家庭取暖等领域。
4. 生产焦炭：高阶煤可以用于生产焦炭，焦炭是钢铁、化工、电石等行业的原料，具有广泛的用途。
5. 其他用途：高阶煤还可以用于生产活性炭、石墨烯等新材料，以及用于制作煤制天然气等清洁能源。