煤炭指标有哪些
煤炭五大常用指标:
第一个指标:水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
第二个指标:灰分
指煤在燃烧的后留下的残渣。不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。灰分高,说明煤中可燃成份较低。发热量就低。同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。
第三指标:挥发份(全称为挥发份产率)V
指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物,不全是煤中固有成分,还有部分是热解产物,所以称挥发份产率。
第四个指标:固定碳
不同于元素分析的碳,是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。
第五个指标:全硫St
是煤中的有害元素,包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下,现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
扩展资料:
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为三大主要用途:动力煤、炼焦煤、煤化工用煤,主要包括气化用煤,低温干馏用煤,加氢液化用煤等。
动力煤
(1)发电用煤:中国约1/3以上的煤用来发电,平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
(2)蒸汽机车用煤:占动力用煤3%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
(3)建材用煤:约占动力用煤的13%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
(4)一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的26%。
(5)生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的23%。
(6)冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
参考资料来源:百度百科-煤炭
工业用煤主要是烟煤,烟煤的种类也较多,主要有以下的各种类型。
长焰煤:长焰煤是最年轻的烟煤。
呈弱粘结性的长焰煤在低温干馏时能析出较多的焦油。
—般用作动力、民用燃料,气化原料,也可供低温干馏生产半焦或炼油原料。
主要产地有甘肃的靖运、河南的义马、陕西的彬县、辽宁的阜新、抚顺,山西的大同及平朔等。
瘦煤:瘦煤属中高等变质烟煤,加热时能产生少量的胶质体,软化温度高,可以单独炼焦,结成的焦炭块度大,裂纹少,熔解较差,耐磨强度低。
主要产地有陕西的铜川、韩城、蒲白和澄合等煤矿,河南的平顶山,河北的峰峰煤矿等。
不粘煤:不粘煤在焦化中不结焦,煤的水分有时高达10%以上,一般用作动力及民用燃烧,也可作气化用煤。
主要产地有辽宁的阜新、陕西的神府等。
气煤:气煤属低等变质烟煤,加热时有较多的挥发物和焦油析出,胶质体的热稳定性差。
气煤能单独炼焦,但焦炭细长而易碎,配煤炼焦可以增加煤气生产率和提高副产品回收率。
主要产地有山西的大同、黑龙江的鹤岗、江西的乐平,陕西的黄陵等地。
焦煤:焦煤属中等变质烟煤,加热时能产生稳定性很好的胶质体。
焦煤是优质的炼焦原料,用焦煤单独炼焦时,所得焦炭块度大、裂纹少;机械强度和耐磨强度都很高,但由于膨胀压力大,用大型炼焦炉生产时,易造成推焦困难。
主要产地有河北的开滦、峰峰,江苏的大屯,安徽的两淮、山西的轩岗和黑龙江的双鸭山等煤矿。
肥煤:肥煤属中等变质的烟煤,加热时能产生大量的胶质体。
在炼焦过程中,煤的软化、固化温度的间隔较大,用肥煤单独炼焦时能产生熔解性良好的焦炭。
但裂纹较多,焦炭易成小块,机械强度及耐磨强度均差,多用作配煤炼焦的主要成分。
主要产地有山东的究州,河南的平顶山和山西的霍县等。
除了烟煤以外,我国其它的煤炭品种尚有:
烛煤:有一种炭,用纸就可点燃,并发出明亮的光焰,像蜡烛一样,因此人们称它为烛煤。
烛煤通常呈灰黑色或褐色,光泽也较暗淡,有时略带油脂光泽,断口呈贝壳状,含植物小袍子较多,可含少量藻类,也可能不含。
烛煤挥发物含量和焦油产出军较高。
主要产地:山西的浑源、大同,山东的新滇、兖州和枣庄。
藻煤:有—种光泽暗淡、结构均一、呈块状构造、韧性较大、易燃、有沥青味的煤;在显微镜下观察,可见它主要是由密集的藻类组成的,也含有少量粘土矿物,这就是藻煤。
藻煤的挥发物氢含量高、焦油产出宰高,但有时灰分也高。
主要产地:山西的浑源、蒲县,山东的肥城和兖州。
弱钻煤:弱粘煤是隔绝空气加压时产生的。
胶质体很少,有时也可单独炼焦,但焦炭多呈小块,易粉碎。
炼焦时可小量配用。
它的主要用途是作气化原料和机车、发电厂燃料。
主要产地有陕西的彬(县)长(武)矿区、铜川的焦坪等。
煤精:煤精是煤的一个特殊品种,煤精又称煤玉、炭精、灰根、乌玉、墨石、煤根石、墨精石等。
它同普通煤一样可以燃烧,其主要特点是质地致密,具有一定的韧性,不透明,黝黑闪亮,抛光后呈玻璃光泽,硬度2.4—4,相对密度1.3—1.35,可用作工艺雕刻制品原料;实物资料证实,有些煤精制品及其坯料被埋在地下数百年乃至数千年,仍保存完好,没有风化、龟裂现象。
沈阳新东遗址发掘出来的煤精雕刻制品,是我国从六七千年前石器时代就已开始利用煤炭的直接证据。
无烟煤:无烟煤是变质最深的矿产煤,含碳量通常高达90%一98%,而可燃基氢含量很低,一般<4%,它的化学反应性较低,光泽强、硬度高,常常供作民用燃料。
但有些化学反应性较强,热稳定性较高的无烟煤,可用作化学作合成的原料。
而低灰、低硫的老年无烟煤则是生产碳素制品的重要原料。
无烟煤主要产地有宁夏的汝箕沟,山西的晋城、阳泉,河南的焦作、郑州,贵州的毕节地区等。
褐煤:褐煤是未经变质的煤,其化学反应性强,放在空气中极易风化而破碎成小块,热稳定差,块煤加热后破碎严重,多作民用燃料或煤化工产品,如褐煤腊、硝基腐植酸铵等。
主要产地有内蒙古伊敏河、霍林河、大雁、元宝山、准噶尔,云南小龙潭、昭通等。
(://6chem/04.asp?classfirst=%C3%BA%BB%AF%B9%A4&classtwo=%CA%D0%B3%A1%B5%F7%D1%D0&id=188)
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类别
符号 包括数码 分类指标
Vdaf% GRL Y%MN PM%
无烟煤
WY 01,02,03
10
贫煤 PM 11 >10.0-20.0 ≤5
贫瘦煤 PS 12 >10.0-20.0 5-20
瘦煤 SM 13,14 >10.0-20.0 >20-65
焦煤 JM 24
15,25 >20.0-28.0
>10.0-20.0 >50-65
>65 <25.0
肥煤 FM 16,26,36 >10.0-37.0 (>85) >25
1/3焦煤 1/3JM 35 >28.0-37.0 >65 <25.0
气肥煤 QF 46 >37.0 (>85)
>25.0
气煤 QM 34
43,44,45 >28.0-37.0
>37.0 >50-65 <25.0
1/2中粘煤 1/2ZN 23,33 >20.0-37.0 >35-65
弱粘煤 RN 22,32 >20.0-37.0 >30-50
不粘煤 BN 21,31 >20.0-37.0 >5-30
长焰煤 CY 41,42 ≥37.0 <5
褐煤 HM 51 >37.0 <5-35 <30
52 >37.0 >30-50
类别 符号 包括数码 分类指标( Vdaf% 挥发份 GRL粘结指数 Y,MN胶质层 )
无烟煤 WY 01,02,03 10
贫煤 PM 11 >10.0-20.0 ≤5
贫瘦煤 PS 12 >10.0-20.0 5-20
瘦煤 SM 13,14 >10.0-20.0 >20-65
焦煤 JM 24 >20.0-28.0 >50-65 <25.0
15,25 >10.0-20.0 >65 <25.0
肥煤 FM 16,26,36 >10.0-37.0 (>85) >25
1/3焦煤1/3JM 35 >28.0-37.0 >65 <25.0
气肥煤 QF 46 >37.0 (>85) >25.0
气煤 QM 34 >28.0-37.0 >50-65 <25.0
43,44,45 >37.0 >35-65 <25.0
长焰煤 CY 41,42 ≥37.0
1/3焦煤
质量要求:灰份≤9.5--10% 挥发份 28--32% 硫份≤0.7% G值>75 Y值> 14mm 国际上级冶金煤
主焦煤
质量要求:灰份≤9.5--10% 可燃基挥发份 18--24% 硫份≤0.7% G值>75 Y值> 16mm。
主焦煤: 灰份% 含硫% 挥发份% G值 Y值
<9.5 <0.6 18-26 >65 >18
1/3焦煤: ≤9.5 ≤0.6 28-35 >75 >18
肥煤是指国家煤炭分类标准中,对煤化变质中等,粘结性极强的烟煤的称谓,炼焦煤的一种,炼焦配煤的重要组成部分,结焦性最强,熔融性好,结焦膨胀度大,耐磨;精煤是指经洗选加工供炼焦用或其他用途的洗选煤炭产品的总称。
煤的挥发分
煤的挥发分,即煤在一定温度下隔绝空气加热,逸出物质(气体或液体)中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的,而是在特定温度下热解的产物,所以确切的说应称为挥发分产率。
(1)煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标,也是动力用煤的一个重要指标,是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。
挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度,挥发分由大到小,煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%,褐煤一般为40~60%,烟煤一般为10~50%,高变质的无烟煤则小于10%。煤的挥发分和煤岩组成有关,角质类的挥发分最高,镜煤、亮煤次之,丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。
(2)煤的挥发分测试要点见GB212-91。
新制定的中国煤炭分类国家标准,首先根据煤的煤化程度,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类。烟煤部分按挥发分大于10~20%、大于20~28%、大于28~37%和大于37%的4个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。关于烟煤粘结性,则按粘结指数G区分:0~5为不粘结和微粘结煤。大于50~65为中等偏强粘结煤,大于65则为强粘结煤。对于强粘结煤,又把其中胶质层最大厚度y 值大于25mm或奥亚膨胀度b大于150%(对于Vdaf大于28%的烟煤,b大于220%)的煤定为特强粘结煤。这样,在烟煤部分,可分为24个单元,并用相应的数码表示。编号的十位数中,1~4代表煤的煤化程度,编号的个位数中,1~6表示煤的粘结性。在这24个单元中,再按同类煤性质基本相似,不同煤性质有较大差异的分类原则将部分单元合并为12个类别。再煤类的命名上,考虑到新旧分类的延续性和习惯叫法,仍保留气煤、肥美、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
为使同一类煤性质基本一致,新的煤炭分类国家标准增加了4个过度性煤类:贫瘦煤、1/2中粘煤、1/3焦煤和气肥煤。贫瘦煤是指粘结性较差的瘦煤,以区别于典型的瘦煤。1/2粘结煤是由原分类中一部分粘结性较好的弱粘煤和一部分粘结性较差的飞焦煤和肥气煤组成。1/3焦煤是由原分类中一部分粘结性较好的肥气煤和肥焦煤组成。这类煤是焦煤、肥美和气煤中间的过渡煤类,也具有这3类煤的一部分性质,但结焦性较好是公认的。气肥煤再原分类中属肥煤大类,但它的结焦性比典型肥煤要差得多,故新得煤炭分类国家标准将它单独列为一类。这样就克服类原分类方案中同类煤性质差异较大得缺陷。如气煤一号和肥气煤二号再性质上由明显差异,将它们为同一类别很不合理。新得分类国家标准将这些具有过渡性质得煤单独列为一类,从而有利于煤得合理使用。
新的分类国家标准对各类煤的若干特征表述如下:
1、无烟煤(WY)
挥发分低,固定碳高,比重大,纯煤真比重最高可达1.90,燃点高,燃烧时不冒烟。对这类煤,可分为:01号为老年无烟煤;02号为典型无烟煤;03号为年轻无烟煤,无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料,低灰、低硫和可磨性好的无烟煤不仅可以做高炉喷吹及烧结铁矿石用的燃料,而且还可以制造各种碳素材料,如碳电极、阳极糊和活性碳的原料,某些优质无烟煤制成航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。
2、贫煤(PM)
变质程度最高的一种烟煤,不粘结或微弱粘结,在层状炼焦炉中不结焦,燃烧时火焰短,耐烧,主要是发电燃料,也可作民用和工业锅炉的掺烧煤。
3、贫瘦煤(PS)
粘结性较弱的高变质、低挥发分烟煤,结焦性比典型瘦煤差,单独炼焦时,生成的焦粉甚少。如在炼焦配煤中配入一定比例的这种煤,也能起到瘦化作用,这种煤也可作发电、民用及锅炉燃料。
4、瘦煤(SM)
低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。焦化过程中能产生相当数量的焦质体。单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤,但这种焦碳的耐磨强度稍差,但2炼焦配煤使用,效果较好。这种煤也可作发电和一般锅炉等燃料,也可供铁路机车掺烧使用。
5焦煤(JM)
中等或低挥发分的以及中等粘结或强粘结性的烟煤,加热时产生热稳定性很高的胶质体,如用来单独炼焦,能获得块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦煤。这种焦煤的耐磨强度也很高。但单独炼焦时,由于膨胀压力大,易造成推焦困难,一般作为炼焦配煤用,效果较好。
6、1/3焦煤(1/3JM)
中高挥发分的强粘结性煤,是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤种,单炼焦时能生成熔融性良好、强度较高的焦煤,炼焦时这种煤的配入量可在较宽范围内波动,但都能获得强度较高的焦炭,1/3焦煤也是良好的炼焦配煤用的基础煤。
7、肥煤(FM)
中等及中高挥发分的强粘结性的烟煤,加热时能产生大量的胶质体。肥煤单独炼焦时,能生成熔融性好、强度高的焦炭,其耐磨强度也比焦煤炼出的焦炭好,因而是炼焦配煤中的基础煤。但单独炼焦时,焦炭上有较多的横裂纹,而且焦根部分常有蜂焦。
8、气肥煤(QF)
一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性肥煤,有人称之为“液肥煤”。这种煤的结焦性介于肥煤和气煤之间。单独炼焦时能产生大量气体和液体化学产品。气肥煤最适于高温干馏制煤气,也可用于配煤炼焦,以增加化学产品产率。
9、气煤(QM)
一种变质程度较低的炼焦煤。加热时能产生较多的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤,也能单独炼焦,但焦炭的抗碎强度和耐磨强度均稍差于其它炼焦煤,而且焦炭多呈长条而较易碎,且有较多的纵裂纹。在配煤炼焦时多配入气煤,可增加气化率和化学产品回收率,气煤也可以高温干馏来制造城市煤气。
10、1/2中粘煤(1/2ZN)
一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。这种煤有一部分在单煤炼焦时能生成一定强度的焦炭,可作为配煤炼焦的煤种;粘结性较弱的另一部分单独炼焦时,生成的焦炭强度差,粉焦率高。因此,1/2中粘煤可作为气化用煤或动力用煤,在配煤炼焦中也柯适量配入。
11、弱粘煤(RN)
一种粘结性较弱的低变质到中等变质程度的烟煤,加热时,产生的胶质体较少,炼焦时,有的能生成强度很差的小块焦,有的只有少部分能结成碎屑焦,粉焦率很高,因此,这种煤多适于作气化原料和电厂、机车及锅炉的燃料煤。
12、不粘煤(BN)
多是在成煤初期就已经受到相当氧化作用的低变质到中等变质程度的烟煤,加热时基本上不产生胶质体。这种煤的水分大,有的还含有一定量的次生腐植酸;含氧量有的高达10%以上。不粘煤主要作气化和发电用煤,也可作动力和民用燃料。
13、长焰煤(CY)
变质程度最低的烟煤,从无粘结性到弱粘结性的均有,最年轻的长焰煤还含有一定数量的腐植酸,贮存时易风化碎裂。煤化度较高的长焰煤加热时还能产生一定数量的胶质体,结成细小的长条形焦炭,但焦炭强度甚差,粉焦率也相当高,因此,长焰煤一般作气化、发电和机车等燃料用煤。
14、褐煤(HM)
分为两小类:透光率PM大于30~50%的年老褐煤和PM小于或等于30%的年轻褐煤。褐煤的特点是:水分大,比重小,不粘结,含有不同数量的腐植酸。煤中含氧量常高达15~30%左右,化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重,存放在空气中易风化变质、碎裂成小块乃至粉末状。发热量低,煤灰熔点也大都较低,煤灰中常含较多的氧化钙和较低的三氧化二铝。因此,褐煤多作为发电燃料,也可作气化原料和锅炉燃料。有的褐煤可作来制造磺化煤或活性碳,有的可作为提取褐煤蜡的原料。另外,年轻褐煤也适用于制作腐植酸铵等有机肥料,用于农田和果园,能促进增产。
工业用煤主要是烟煤,烟煤的种类也较多,主要有以下的各种类型。
长焰煤:长焰煤是最年轻的烟煤。呈弱粘结性的长焰煤在低温干馏时能析出较多的焦油。—般用作动力、民用燃料,气化原料,也可供低温干馏生产半焦或炼油原料。主要产地有甘肃的靖运、河南的义马、陕西的彬县、辽宁的阜新、抚顺,山西的大同及平朔等。
瘦煤:瘦煤属中高等变质烟煤,加热时能产生少量的胶质体,软化温度高,可以单独炼焦,结成的焦炭块度大,裂纹少,熔解较差,耐磨强度低。主要产地有陕西的铜川、韩城、蒲白和澄合等煤矿,河南的平顶山,河北的峰峰煤矿等。
不粘煤:不粘煤在焦化中不结焦,煤的水分有时高达10%以上,一般用作动力及民用燃烧,也可作气化用煤。主要产地有辽宁的阜新、陕西的神府等。
气煤:气煤属低等变质烟煤,加热时有较多的挥发物和焦油析出,胶质体的热稳定性差。气煤能单独炼焦,但焦炭细长而易碎,配煤炼焦可以增加煤气生产率和提高副产品回收率。主要产地有山西的大同、黑龙江的鹤岗、江西的乐平,陕西的黄陵等地。
焦煤:焦煤属中等变质烟煤,加热时能产生稳定性很好的胶质体。焦煤是优质的炼焦原料,用焦煤单独炼焦时,所得焦炭块度大、裂纹少;机械强度和耐磨强度都很高,但由于膨胀压力大,用大型炼焦炉生产时,易造成推焦困难。主要产地有河北的开滦、峰峰,江苏的大屯,安徽的两淮、山西的轩岗和黑龙江的双鸭山等煤矿。
肥煤:肥煤属中等变质的烟煤,加热时能产生大量的胶质体。在炼焦过程中,煤的软化、固化温度的间隔较大,用肥煤单独炼焦时能产生熔解性良好的焦炭。但裂纹较多,焦炭易成小块,机械强度及耐磨强度均差,多用作配煤炼焦的主要成分。主要产地有山东的究州,河南的平顶山和山西的霍县等。
除了烟煤以外,我国其它的煤炭品种尚有:
烛煤:有一种炭,用纸就可点燃,并发出明亮的光焰,像蜡烛一样,因此人们称它为烛煤。烛煤通常呈灰黑色或褐色,光泽也较暗淡,有时略带油脂光泽,断口呈贝壳状,含植物小袍子较多,可含少量藻类,也可能不含。烛煤挥发物含量和焦油产出军较高。主要产地:山西的浑源、大同,山东的新滇、兖州和枣庄。
藻煤:有—种光泽暗淡、结构均一、呈块状构造、韧性较大、易燃、有沥青味的煤;在显微镜下观察,可见它主要是由密集的藻类组成的,也含有少量粘土矿物,这就是藻煤。藻煤的挥发物氢含量高、焦油产出宰高,但有时灰分也高。主要产地:山西的浑源、蒲县,山东的肥城和兖州。
弱钻煤:弱粘煤是隔绝空气加压时产生的。胶质体很少,有时也可单独炼焦,但焦炭多呈小块,易粉碎。炼焦时可小量配用。它的主要用途是作气化原料和机车、发电厂燃料。主要产地有陕西的彬(县)长(武)矿区、铜川的焦坪等。
煤精:煤精是煤的一个特殊品种,煤精又称煤玉、炭精、灰根、乌玉、墨石、煤根石、墨精石等。它同普通煤一样可以燃烧,其主要特点是质地致密,具有一定的韧性,不透明,黝黑闪亮,抛光后呈玻璃光泽,硬度2.4—4,相对密度1.3—1.35,可用作工艺雕刻制品原料;实物资料证实,有些煤精制品及其坯料被埋在地下数百年乃至数千年,仍保存完好,没有风化、龟裂现象。沈阳新东遗址发掘出来的煤精雕刻制品,是我国从六七千年前石器时代就已开始利用煤炭的直接证据。
无烟煤:无烟煤是变质最深的矿产煤,含碳量通常高达90%一98%,而可燃基氢含量很低,一般<4%,它的化学反应性较低,光泽强、硬度高,常常供作民用燃料。但有些化学反应性较强,热稳定性较高的无烟煤,可用作化学作合成的原料。而低灰、低硫的老年无烟煤则是生产碳素制品的重要原料。无烟煤主要产地有宁夏的汝箕沟,山西的晋城、阳泉,河南的焦作、郑州,贵州的毕节地区等。
褐煤:褐煤是未经变质的煤,其化学反应性强,放在空气中极易风化而破碎成小块,热稳定差,块煤加热后破碎严重,多作民用燃料或煤化工产品,如褐煤腊、硝基腐植酸铵等。主要产地有内蒙古伊敏河、霍林河、大雁、元宝山、准噶尔,云南小龙潭、昭通等。
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无 烟 煤
可 归 纳 为 三 最 低 、 五 最 高 、 一 较 高 。 三 最 低 是 氢 含 量 、 氧 含 量 和 挥 发 分 最 低 。 五 最 高 是 炭 含 量 、 硬 度 、 燃 点 、 比 重 和 煤 级 最 高 。 一 较 高 是 发 热 量 较 高 。 主 要 用 于 制 造 化 肥 , 高 炉 喷 吹 和 动 力 用 煤 。 全 国 45% 和 12% 动 力 , 化 肥 用 煤 来 自 晋 城 和 阳 泉 , 阳 泉 又 是 全 国 最 理 想 的 高 炉 喷 吹 煤 基 地 。 晋 城 、 阳 城 、 阳 泉 、 沁 水 、 高 平 、 翼 城 、 陵 川 、 和 顺 、 左 权 、 昔 阳 、 平 定 、 寿 阳 、 榆 次 、 长 子 、 长 治 、 清 徐 和 交 城 大 量 生 产 。
一是我国的能源禀赋特点是“缺油、少气、煤炭资源相对丰富”;二是煤炭价格相对低廉。有很多地方,煤炭资源丰而不富,如资源分布广而散,小矿多,大矿少,鸡窝矿多。这会导致煤炭供应数量的不稳定;成分上不 稳定。化工生产是要长周期稳定运行的,原料数量和质量不稳定,化工生产就无法正 常操作。一般地讲,一个像样的煤化工项目,一年要消耗几百万吨煤炭,要保持煤化 工企业运行几十年,考虑到开采率等问题,没有几十亿吨的储量是难以满足煤化工企 业的要求的。如果当地煤炭资源储量不大,成分不稳定,或者灰粉太高,热值不高, 那么,就不必要硬去搞煤化工,还是把这些煤用作燃料为好。
煤炭价格是发展煤化工的另一个重要因素。煤价过高,就使得煤化工企业没有竞 争力。相对于石油化工和天然气化工而言,煤化工单位产品投资大,财务费用高。煤 价过高,单位产品成本就必然高,体现不出煤化工的优势。2004 年美国一家煤化工公 司的到厂煤价为 20 美元/bbl。在工作中遇到很多煤化工项目,有的原料煤价格很便 宜,在 100 元/t 以下,项目效益很好,如陕北、内蒙古等地;而有的地方虽然有煤 炭资源,但煤价很高,有的烟煤甚至达到 400 元/t 以上,有些山西无烟块煤到厂价 达到 700 多元/t 甚至还要高,项目竞争力很弱。 耗水量大是煤化工的一大特点。很多地方煤资源丰富,水资源却短缺。中国北方和沿海大部分地区都属于这种情况。有许多煤化工企业受缺水的困扰,常常出现煤化工企业与农业或其他工业争水现象。要保持煤化工企业正常运行,起码要保证每小时 上千吨新鲜水的供应。真正上规模的煤化工企业,2000-3000t/h 的用水量也是必要的。
同时,煤化工企业对水价也比较敏感。全国各地水价相差很大,一般南方靠近江 河的地方水价便宜,新鲜水价格 0.2-0.3 元/t,水资源费0.02-0.03 元/t,大部分地区 水价格在 0.4-0.5 元/t。然而,有的地方要从很远地方调水,有些工业园区水价很高, 达到 1.5 元/t,企业难以承受。个别沿海缺水地区,选用海水淡化,水价至少达到 5 元/t,若煤化工企业用就承受不起。 中国煤炭资源丰富,但总体上说,煤含硫高,开发利用的环保要求高。2003 年中国 SO2 排放和 CO2 排放分别占世界第一和第二,其中 90%的 SO2 的排放来自煤的使用。
煤化工企业排污是不可避免的,即使经处理达到排放标准,总还是有三废要排放 的。这是不可回避的问题。中国南方煤质含硫量高,很多地方环境容量已经饱和或已 超标,尤其是山区较多的地区,废气扩散困难,很多地方酸雨严重,再发展煤化工已 没有余量,项目很难通过环保部门的审批。
煤化工替代燃料产品可分为三类:含氧燃料(醇/醚/酯)、合成油(煤制油)、气体燃料(甲烷气/合成气/氢气)。其中含氧燃料技术成熟,是应予推广应用的重点;合成油与现有车辆技术体系和基础设施完全兼容,但其技术尚待完善,将在2020年发挥重要作用;气体燃料车优点很多,我国将从基础科学研究、前沿技术创新、工程应用开发等方面逐一突破。
第一章 总 则
第二章 煤炭生产开发规划与煤矿建设
第三章 煤炭生产与煤矿安全
第四章 煤炭经营
第五章 煤矿矿区保护
第六章 监督检查
第七章 法律责任
第八章 附 则 第一章 总 则
第一条 为了合理开发利用和保护煤炭资源,规范煤炭生产、经营活动,促进和保障煤炭行业的发展,制定本法。
第二条 在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事煤炭生产、经营活动,适用本法。
第三条 煤炭资源属于国家所有。地表或者地下的煤炭资源的国家所有权,不因其依附的土地的所有权或者使用权的不同而改变。
第四条 国家对煤炭开发实行统一规划、合理布局、综合利用的方针。
第五条 国家依法保护煤炭资源,禁止任何乱采、滥挖破坏煤炭资源的行为。
第六条 国家保护依法投资开发煤炭资源的投资者的合法权益。
国家保障国有煤矿的健康发展。
国家对乡镇煤矿采取扶持、改造、整顿、联合、提高的方针,实行正规合理开发和有序发展。
第七条 煤矿企业必须坚持安全第一、预防为主的安全生产方针,建立健全安全生产的责任制度和群防群治制度。
第八条 各级人民政府及其有关部门和煤矿企业必须采取措施加强劳动保护,保障煤矿职工的安全和健康。
国家对煤矿井下作业的职工采取特殊保护措施。
第九条 国家鼓励和支持在开发利用煤炭资源过程中采用先进的科学技术和管理方法。
煤矿企业应当加强和改善经营管理,提高劳动生产率和经济效益。
第十条 国家维护煤矿矿区的生产秩序、工作秩序,保护煤矿企业设施。
第十一条 开发利用煤炭资源,应当遵守有关环境保护的法律、法规,防治污染和其他公害,保护生态环境。
第十二条 国务院煤炭管理部门依法负责全国煤炭行业的监督管理。国务院有关部门在各自的职责范围内负责煤炭行业的监督管理。
县级以上地方人民政府煤炭管理部门和有关部门依法负责本行政区域内煤炭行业的监督管理。
第十三条 煤炭矿务局是国有煤矿企业,具有独立法人资格。
矿务局和其他具有独立法人资格的煤矿企业、煤炭经营企业依法实行自主经营、自负盈亏、自我约束、自我发展。
第二章 煤炭生产开发规划与煤矿建设
第十四条 国务院煤炭管理部门根据全国矿产资源勘查规划编制全国煤炭资源勘查规划。
第十五条 国务院煤炭管理部门根据全国矿产资源规划规定的煤炭资源,组织编制和实施煤炭生产开发规划。
省、自治区、直辖市人民政府煤炭管理部门根据全国矿产资源规划规定的煤炭资源,组织编制和实施本地区煤炭生产开发规划,并报国务院煤炭管理部门备案。
第十六条 煤炭生产开发规划应当根据国民经济和社会发展的需要制定,并纳入国民经济和社会发展计划。
第十七条 国家制定优惠政策,支持煤炭工业发展,促进煤矿建设。
煤矿建设项目应当符合煤炭生产开发规划和煤炭产业政策。
第十八条 开办煤矿企业,应当具备下列条件:
(一)有煤矿建设项目可行性研究报告或者开采方案;
(二)有计划开采的矿区范围、开采范围和资源综合利用方案;
(三)有开采所需的地质、测量、水文资料和其他资料;
(四)有符合煤矿安全生产和环境保护要求的矿山设计;
(五)有合理的煤矿矿井生产规模和与其相适应的资金、设备和技术人员;
(六)法律、行政法规规定的其他条件。
第十九条 开办煤矿企业,必须依法向煤炭管理部门提出申请;依照本法规定的条件和国务院规定的分级管理的权限审查批准。
审查批准煤矿企业,须由地质矿产主管部门对其开采范围和资源综合利用方案进行复核并签署意见。
经批准开办的煤矿企业,凭批准文件由地质矿产主管部门颁发采矿许可证。
第二十条 煤矿建设使用土地,应当依照有关法律、行政法规的规定办理。征收土地的,应当依法支付土地补偿费和安置补偿费,做好迁移居民的安置工作。
煤矿建设应当贯彻保护耕地、合理利用土地的原则。
地方人民政府对煤矿建设依法使用土地和迁移居民,应当给予支持和协助。
第二十一条 煤矿建设应当坚持煤炭开发与环境治理同步进行。煤矿建设项目的环境保护设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收、同时投入使用。
第三章 煤炭生产与煤矿安全
第二十二条 煤矿投入生产前,煤矿企业应当依照有关安全生产的法律、行政法规的规定取得安全生产许可证。未取得安全生产许可证的,不得从事煤炭生产。
第二十三条 对国民经济具有重要价值的特殊煤种或者稀缺煤种,国家实行保护性开采。
第二十四条 开采煤炭资源必须符合煤矿开采规程,遵守合理的开采顺序,达到规定的煤炭资源回采率。
煤炭资源回采率由国务院煤炭管理部门根据不同的资源和开采条件确定。
国家鼓励煤矿企业进行复采或者开采边角残煤和极薄煤。
第二十五条 煤矿企业应当加强煤炭产品质量的监督检查和管理。煤炭产品质量应当按照国家标准或者行业标准分等论级。
第二十六条 煤炭生产应当依法在批准的开采范围内进行,不得超越批准的开采范围越界、越层开采。
采矿作业不得擅自开采保安煤柱,不得采用可能危及相邻煤矿生产安全的决水、爆破、贯通巷道等危险方法。
第二十七条 因开采煤炭压占土地或者造成地表土地塌陷、挖损,由采矿者负责进行复垦,恢复到可供利用的状态;造成他人损失的,应当依法给予补偿。
第二十八条 关闭煤矿和报废矿井,应当依照有关法律、法规和国务院煤炭管理部门的规定办理。
第二十九条 国家建立煤矿企业积累煤矿衰老期转产资金的制度。
国家鼓励和扶持煤矿企业发展多种经营。
第三十条 国家提倡和支持煤矿企业和其他企业发展煤电联产、炼焦、煤化工、煤建材等,进行煤炭的深加工和精加工。
国家鼓励煤矿企业发展煤炭洗选加工,综合开发利用煤层气、煤矸石、煤泥、石煤和泥炭。
第三十一条 国家发展和推广洁净煤技术。
国家采取措施取缔土法炼焦。禁止新建土法炼焦窑炉;现有的土法炼焦限期改造。
第三十二条 县级以上各级人民政府及其煤炭管理部门和其他有关部门,应当加强对煤矿安全生产工作的监督管理。
第三十三条 煤矿企业的安全生产管理,实行矿务局长、矿长负责制。
第三十四条 矿务局长、矿长及煤矿企业的其他主要负责人必须遵守有关矿山安全的法律、法规和煤炭行业安全规章、规程,加强对煤矿安全生产工作的管理,执行安全生产责任制度,采取有效措施,防止伤亡和其他安全生产事故的发生。
第三十五条 煤矿企业应当对职工进行安全生产教育、培训;未经安全生产教育、培训的,不得上岗作业。
煤矿企业职工必须遵守有关安全生产的法律、法规、煤炭行业规章、规程和企业规章制度。
第三十六条 在煤矿井下作业中,出现危及职工生命安全并无法排除的紧急情况时,作业现场负责人或者安全管理人员应当立即组织职工撤离危险现场,并及时报告有关方面负责人。
第三十七条 煤矿企业工会发现企业行政方面违章指挥、强令职工冒险作业或者生产过程中发现明显重大事故隐患,可能危及职工生命安全的情况,有权提出解决问题的建议,煤矿企业行政方面必须及时作出处理决定。企业行政方面拒不处理的,工会有权提出批评、检举和控告。
第三十八条 煤矿企业必须为职工提供保障安全生产所需的劳动保护用品。
第三十九条 煤矿企业应当依法为职工参加工伤保险缴纳工伤保险费。鼓励企业为井下作业职工办理意外伤害保险,支付保险费。
第四十条 煤矿企业使用的设备、器材、火工产品和安全仪器,必须符合国家标准或者行业标准。
第四章 煤炭经营
第四十一条 煤炭经营企业从事煤炭经营,应当遵守有关法律、法规的规定,改善服务,保障供应。禁止一切非法经营活动。
第四十二条 煤炭经营应当减少中间环节和取消不合理的中间环节,提倡有条件的煤矿企业直销。
煤炭用户和煤炭销区的煤炭经营企业有权直接从煤矿企业购进煤炭。在煤炭产区可以组成煤炭销售、运输服务机构,为中小煤矿办理经销、运输业务。
禁止行政机关违反国家规定擅自设立煤炭供应的中间环节和额外加收费用。
第四十三条 从事煤炭运输的车站、港口及其他运输企业不得利用其掌握的运力作为参与煤炭经营、谋取不正当利益的手段。
第四十四条 国务院物价行政主管部门会同国务院煤炭管理部门和有关部门对煤炭的销售价格进行监督管理。
第四十五条 煤矿企业和煤炭经营企业供应用户的煤炭质量应当符合国家标准或者行业标准,质级相符,质价相符。用户对煤炭质量有特殊要求的,由供需双方在煤炭购销合同中约定。
煤矿企业和煤炭经营企业不得在煤炭中掺杂、掺假,以次充好。
第四十六条 煤矿企业和煤炭经营企业供应用户的煤炭质量不符合国家标准或者行业标准,或者不符合合同约定,或者质级不符、质价不符,给用户造成损失的,应当依法给予赔偿。
第四十七条 煤矿企业、煤炭经营企业、运输企业和煤炭用户应当依照法律、国务院有关规定或者合同约定供应、运输和接卸煤炭。
运输企业应当将承运的不同质量的煤炭分装、分堆。
第四十八条 煤炭的进出口依照国务院的规定,实行统一管理。
具备条件的大型煤矿企业经国务院对外经济贸易主管部门依法许可,有权从事煤炭出口经营。
第四十九条 煤炭经营管理办法,由国务院依照本法制定。
第五章 煤矿矿区保护
第五十条 任何单位或者个人不得危害煤矿矿区的电力、通讯、水源、交通及其他生产设施。
禁止任何单位和个人扰乱煤矿矿区的生产秩序和工作秩序。
第五十一条 对盗窃或者破坏煤矿矿区设施、器材及其他危及煤矿矿区安全的行为,一切单位和个人都有权检举、控告。
第五十二条 未经煤矿企业同意,任何单位或者个人不得在煤矿企业依法取得土地使用权的有效期间内在该土地上种植、养殖、取土或者修建建筑物、构筑物。
第五十三条 未经煤矿企业同意,任何单位或者个人不得占用煤矿企业的铁路专用线、专用道路、专用航道、专用码头、电力专用线、专用供水管路。
第五十四条 任何单位或者个人需要在煤矿采区范围内进行可能危及煤矿安全的作业时,应当经煤矿企业同意,报煤炭管理部门批准,并采取安全措施后,方可进行作业。
在煤矿矿区范围内需要建设公用工程或者其他工程的,有关单位应当事先与煤矿企业协商并达成协议后,方可施工。
第六章 监督检查
第五十五条 煤炭管理部门和有关部门依法对煤矿企业和煤炭经营企业执行煤炭法律、法规的情况进行监督检查。
第五十六条 煤炭管理部门和有关部门的监督检查人员应当熟悉煤炭法律、法规,掌握有关煤炭专业技术,公正廉洁,秉公执法。
第五十七条 煤炭管理部门和有关部门的监督检查人员进行监督检查时,有权向煤矿企业、煤炭经营企业或者用户了解有关执行煤炭法律、法规的情况,查阅有关资料,并有权进入现场进行检查。
煤矿企业、煤炭经营企业和用户对依法执行监督检查任务的煤炭管理部门和有关部门的监督检查人员应当提供方便。
第五十八条 煤炭管理部门和有关部门的监督检查人员对煤矿企业和煤炭经营企业违反煤炭法律、法规的行为,有权要求其依法改正。
煤炭管理部门和有关部门的监督检查人员进行监督检查时,应当出示证件。
第七章 法律责任
第五十九条 违反本法第二十四条的规定,开采煤炭资源未达到国务院煤炭管理部门规定的煤炭资源回采率的,由煤炭管理部门责令限期改正;逾期仍达不到规定的回采率的,责令停止生产。
第六十条 违反本法第二十六条的规定,擅自开采保安煤柱或者采用危及相邻煤矿生产安全的危险方法进行采矿作业的,由劳动行政主管部门会同煤炭管理部门责令停止作业;由煤炭管理部门没收违法所得,并处违法所得一倍以上五倍以下的罚款;构成犯罪的,由司法机关依法追究刑事责任;造成损失的,依法承担赔偿责任。第六十一条 违反本法第四十五条的规定,在煤炭产品中掺杂、掺假,以次充好的,责令停止销售,没收违法所得,并处违法所得一倍以上五倍以下的罚款;构成犯罪的,由司法机关依法追究刑事责任。
第六十二条 违反本法第五十二条的规定,未经煤矿企业同意,在煤矿企业依法取得土地使用权的有效期间内在该土地上修建建筑物、构筑物的,由当地人民政府动员拆除;拒不拆除的,责令拆除。
第六十三条 违反本法第五十三条的规定,未经煤矿企业同意,占用煤矿企业的铁路专用线、专用道路、专用航道、专用码头、电力专用线、专用供水管路的,由县级以上地方人民政府责令限期改正;逾期不改正的,强制清除,可以并处五万元以下的罚款;造成损失的,依法承担赔偿责任。
第六十四条 违反本法第五十四条的规定,未经批准或者未采取安全措施,在煤矿采区范围内进行危及煤矿安全作业的,由煤炭管理部门责令停止作业,可以并处五万元以下的罚款;造成损失的,依法承担赔偿责任。
第六十五条 有下列行为之一的,由公安机关依照治安管理处罚条例的有关规定处罚;构成犯罪的,由司法机关依法追究刑事责任:
(一)阻碍煤矿建设,致使煤矿建设不能正常进行的;
(二)故意损坏煤矿矿区的电力、通讯、水源、交通及其他生产设施的;
(三)扰乱煤矿矿区秩序,致使生产、工作不能正常进行的;
(四)拒绝、阻碍监督检查人员依法执行职务的。
第六十六条 煤矿企业的管理人员违章指挥、强令职工冒险作业,发生重大伤亡事故的,依照刑法有关规定追究刑事责任。
第六十七条 煤矿企业的管理人员对煤矿事故隐患不采取措施予以消除,发生重大伤亡事故的,依照刑法有关规定追究刑事责任。
第六十八条 煤炭管理部门和有关部门的工作人员玩忽职守、徇私舞弊、滥用职权的,依法给予行政处分;构成犯罪的,由司法机关依法追究刑事责任。
第八章 附 则
第六十九条 本法自1996年12月1日起施行。
附录
第一百一十四条 工厂、矿山、林场、建筑企业或者其他企业、事业单位的职工,由于不服管理、违反规章制度,或者强令工人违章冒险作业,因而发生重大伤亡事故,造成严重后果的,处三年以下有期徒刑或者拘役;情节特别恶劣的,处三年以上七年以下有期徒刑。
第一百八十七条 国家工作人员由于玩忽职守,致使公共财产、国家和人民利益遭受重大损失的,处五年以下有期徒刑或者拘役。
chemical processing of coal 煤化工过程将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品,而后进一步加工成化工、能源产品的工业。 包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少,煤化工有着广阔的前景。 以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。 主要包括煤的气化 、液化 、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。 在煤化工可利用的生产技术中,炼焦是应用最早的工艺,并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。 煤的气化在煤化工中占有重要地位,用于生产各种气体燃料,是洁净的能源,有利于提高人民生活水平和环境保护;煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。 煤直接液化,即煤高压加氢液化,可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时,煤的液化产品将替代目前的天然石油。
编辑本段发展运用
煤化工开始于18世纪后半叶,19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪,许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产,煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后,石油化工发展迅速,很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料,从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构,是以芳香族为主的稠环为单元核心,由桥键互相连接,并带有各种官能团的大分子结构,通过热加工和催化加工,可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目的是制取冶金用焦炭 ,同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化在煤化工中也占有重要的地位,用于生产城市煤气及各种燃料气 ,也用于生产合成气 ;煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。
编辑本段加工过程
煤中有机质的化学结构,是以芳香族为主的稠环为单元核心,由桥键 加工过程
互相连接,并带有各种功能团的大分子结构(见煤化学),通过热加工和催化加工,可以使煤转化为各种燃料和化工产品(见图)。 在煤的各种化学加工过程中,焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目的是制取冶金用焦炭,同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃;煤气化在煤化工中也占有很重要的地位,用于生产城市煤气及各种燃料气(广泛用于机械、建材等工业),也用于生产合成气(作为合成氨、合成甲醇等的原料);煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料,在20世纪上半叶曾得到发展,第二次世界大战以后,由于其产品在经济上无法与天然石油相竞争而趋于停顿,当前只有在南非仍有煤的间接液化工厂;煤的其他直接化学加工,则生产褐煤蜡、磺化煤、腐植酸及活性炭等,仍有小规模的应用。
编辑本段世界煤化工
世界上生产的煤,主要用作电站和工业锅炉燃料;用于煤化工的占一定比例,其中主要是煤的焦化和气化。80年代世界焦炭年产量约340Mt,煤焦油年产量约 16Mt(从中提炼的萘约1Mt)。煤焦油加工的产品广泛用于制取塑料、染料、香料、农药、医药、溶剂、防腐剂、胶粘剂、橡胶、碳素制品等。1981年,世界合成氨总产量95.3Mt,主要来源于石油和天然气。以煤为原料生产的氨只约占10%;自煤制合成甲醇的比例也很小,仅占甲醇总产量约1%。 美国煤化工 1984年美国用煤717.7Mt,其中用于炼焦的占5.5%,达39.5Mt。炼焦副产的苯占苯总产量的9%,以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占 8%。1984年美国建成由褐煤气化再甲烷化生产高热值城市煤气的工厂,日加工褐煤22kt,产气3.89Mm。近年,又在煤气化和液化方面,进行了不少新工艺试验。 联邦德国煤化工 1984年联邦德国用煤84.8Mt(不包括褐煤),炼焦用煤占32.6%,为27.6Mt,煤焦油年产量约 1.4Mt。全国钢铁等企业的焦炉生产的煤焦油集中到五个焦油加工厂进行加工,生产的化学品达500多种。电石乙炔化工方面曾有很大发展,当前在技术上仍有改进。在煤的加压气化和直接液化研究方面也有一些新的进展。 日本煤化工 1984年日本共用煤106.9Mt,由于其钢铁工业很发达,炼铁等冶金用焦炭需要量很大,因此炼焦用煤占66%,为 70.5Mt。每年的煤焦油产量达2.4Mt,提供了全部萘的工业来源。以电石乙炔为原料生产的醋酸乙烯在其总产量中占23%。 南非煤化工 南非是当前世界上仍拥有煤间接液化工厂的地区,有SASOL-Ⅰ、SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ三座合成液体燃料工厂,年加工煤共约33Mt,生产汽油、柴油、喷气燃料等油品数百万吨,副产气态烃、乙醇、氨、硫等化学品数十万吨。
编辑本段中国煤化工
从总量上来看,2006年在建煤化工项目有30项,总投资达800多亿元,新增产能为甲醇850万吨,二甲醚90万吨,烯烃100万吨,煤制油124万吨。而已备案的甲醇项目产能3400万吨,烯烃300万吨,煤制油300万吨。2006年,国家发改委出台了政策并利用各种渠道广泛征求意见,以期规范和扶持煤化工产业的发展。2006年中国自主知识产权的煤化工技术也取得了很大的进展,开始从实验室走向生产。 2007年是中国煤化工产业稳步推进的一年,在国际油价一度冲击百元大关、全球对替代化工原料和替代能源的需求越发迫切的背景下,中国的煤化工行业以其领先的产业化进度成为中国能源结构的重要组成部分。煤化工行业的投资机遇仍然受到国际国内投资者的高度关注,煤化工技术的工业放大不断取得突破、大型煤制油和煤制烯烃装置的建设进展顺利、二甲醚等相关的产品标准相继出台。 新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等,它与能源、化工技术结合,可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色,是今后20年的重要发展方向,这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说,煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。
编辑本段煤化工前景
纵观近百年化学工业的发展历史,其间每次原料结构的变化总伴随着化学工业的巨大变革。1984年世界化石燃料探明的可采储量,煤约占74%,而石油约12%、天然气约10%,从资源角度看,煤将是潜在的化工主要原料。未来煤化工将在哪些领域,以什么速度发展,将取决于煤化工本身技术的进展以及石油供求状况和价格的变化。从近期来看,钢铁等冶金工业所用的焦炭仍将依赖于煤的焦化,而炼焦化学品如萘、蒽等多环化合物仍是石油化工所较难替代的有机化工原料;煤的气化随着气化新技术的开发应用,仍将是煤化工的一个主要方面;将煤气化制成合成气,然后通过碳一化学合成一系列有机化工产品的开发研究,是近年来进展较快,且引起关注的领域;从煤制取液体燃料,无论是采用低温干馏、直接液化或间接液化,都不得不取决于技术经济的评价。
编辑本段发展条件
丰富、廉价的煤炭资源
一是我国的能源禀赋特点是“缺油、少气、煤炭资源相对丰富”;二是煤炭价格相对低廉。有很多地方,煤炭资源丰而不富,如资源分布广而散,小矿多,大矿少,鸡窝矿多。这会导致煤炭供应数量的不稳定;成分上不 稳定。化工生产是要长周期稳定运行的,原料数量和质量不稳定,化工生产就无法正 常操作。一般地讲,一个像样的煤化工项目,一年要消耗几百万吨煤炭,要保持煤化 工企业运行几十年,考虑到开采率等问题,没有几十亿吨的储量是难以满足煤化工企 业的要求的。如果当地煤炭资源储量不大,成分不稳定,或者灰粉太高,热值不高, 那么,就不必要硬去搞煤化工,还是把这些煤用作燃料为好。 煤炭价格是发展煤化工的另一个重要因素。煤价过高,就使得煤化工企业没有竞 争力。相对于石油化工和天然气化工而言,煤化工单位产品投资大,财务费用高。煤 价过高,单位产品成本就必然高,体现不出煤化工的优势。2004 年美国一家煤化工公 司的到厂煤价为 20 美元/bbl。在工作中遇到很多煤化工项目,有的原料煤价格很便 宜,在 100 元/t 以下,项目效益很好,如陕北、内蒙古等地;而有的地方虽然有煤 炭资源,但煤价很高,有的烟煤甚至达到 400 元/t 以上,有些山西无烟块煤到厂价 达到 700 多元/t 甚至还要高,项目竞争力很弱。
充足的水源
耗水量大是煤化工的一大特点。很多地方煤资源丰富,水资源却短缺。中国北方和沿海大部分地区都属于这种情况。有许多煤化工企业受缺水的困扰,常常出现煤化工企业与农业或其他工业争水现象。要保持煤化工企业正常运行,起码要保证每小时 上千吨新鲜水的供应。真正上规模的煤化工企业,2000-3000t/h 的用水量也是必要的。 同时,煤化工企业对水价也比较敏感。全国各地水价相差很大,一般南方靠近江 河的地方水价便宜,新鲜水价格 0.2-0.3 元/t,水资源费 0.02-0.03 元/t,大部分地区 水价格在 0.4-0.5 元/t。然而,有的地方要从很远地方调水,有些工业园区水价很高, 达到 1.5 元/t,企业难以承受。个别沿海缺水地区,选用海水淡化,水价至少达到 5 元/t,若煤化工企业用就承受不起。
交通便利
煤化工企业产品和原料运输量大,交通运输显得十分重要,最好是靠近铁路或水运方便的地方。铁路、水运和汽运比较起来,一是铁路和水运在数量上可以很方便地满足要求,数量大了,汽运组织起来很麻烦;二是铁路和水运价格大大低于汽车运输 价格。目前铁路运价一般为 0.15 元/(t·km)(指国铁),水运价格为 0.10 元/(t·km), 而汽运价格为 0.32 元/(t·km),相差甚大。三是汽车运输损耗大。当然,煤化工企 业坐在煤田上,靠皮带运输,可以大大减少原料煤的运输量。但产品还要运出去,还是有铁路好。国外的经验也是这样的。目前国内也有很多小型煤化工企业不靠铁路运 输,发展受到限制。
有一定的环境容量
中国煤炭资源丰富,但总体上说,煤含硫高,开发利用的环保要求高。2003 年中国 SO2 排放和 CO2 排放分别占世界第一和第二,其中 90%的 SO2 的排放来自煤的使用。 煤化工企业排污是不可避免的,即使经处理达到排放标准,总还是有三废要排放 的。这是不可回避的问题。中国南方煤质含硫量高,很多地方环境容量已经饱和或已 超标,尤其是山区较多的地区,废气扩散困难,很多地方酸雨严重,再发展煤化工已 没有余量,项目很难通过环保部门的审批。 煤化工替代燃料产品可分为三类:含氧燃料(醇/醚/酯)、合成油(煤制油)、气体燃料(甲烷气/合成气/氢气)。其中含氧燃料技术成熟,是近期应予推广应用的重点;合成油与现有车辆技术体系和基础设施完全兼容,但其技术尚待完善,将在2020年发挥重要作用;气体燃料车优点很多,我国将从基础科学研究、前沿技术创新、工程应用开发等方面逐一突破。
煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。下面是我整理了煤化工生产技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!
煤化工生产技术论文篇一煤化工及甲醇生产技术探索
摘要:甲醇是一种有机化工原料,它的用途非常广泛,普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面,在甲醇的制造方面,一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序,在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。难点在于如何去调控操作所需的参数,本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点,同时对生产技术进行一个流程上的模拟,更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。
关键词:煤化工甲醇温度化学反应化学式
中图分类号:Q946文献标识码: A
1煤气化原理
在甲醇生产的流程中,煤气化是第一步,它是一种化学反应,将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下,然后使其发生中和反应,产生一氧化碳、氢气等可燃气体。在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等,在加入这些气化剂后,煤炭就会发生一系列化学反应,从而生成所需的气体。煤炭在加入气化剂后,经历了干燥、热裂解等热力反应,该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等,这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类,以下是煤气化过程中会出现的化学式:
吸收热量:C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O
发散热量:C + O2→ C O2C +12O2→ C O
变换反应:C O + H2O → C O2+ H2
从大体上来说,煤气化反应是化学中的强吸热效应,如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象,重点在于对温度的把握,温度过高会造成气体流失,温度过低则无法产生完整的化学反应,导致生成的气体数量少、质量差。同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值,这样可以使化学反应的速度提高,对甲醇的生产效率起积极作用。
2变换工段
甲醇产品在合成时,一般调整碳元素与氢元素的比例的方法是通过一氧化碳的变换反应来实现的,在甲醇生产的流程中,碳元素与氢元素的分离都在催化剂的影响下进行,在此需要注意的是,碳氧分离工序对水蒸气的需求量相当大,水蒸气的生产成本在这道工段中会激增不少,所以,如何最大限度地利用水蒸气,节约生产成本,这将直接考验生产部门的气体生产技术和操作人员的工作效率。在变换工段中,煤气化之后的煤气物质含有大量的一氧化碳和水蒸气,在催化剂的效果影响到位之后,就可以生成氢与二氧化碳,在此时还会有小部分的一氧化硫转化为氰化硫,此时化学式表现如下:
C O + H2O → C O2+ H2
这是一个主要反应式,但是在主反应进行的同时,还有一部分副反应也会产生,生成甲醇的副产品,这些化学反应包括:
2C O + 2H2→ C O2+ C H
2C O → C + C O2
C O + 3H2→ C H4+ H2O
C O + H2→ C + H2O
C O2+ 4H2→ C H4+ 2H2O
C O2+ 2H2→ C + 2H2O
化学反应在化工产业中要求平衡,在主要变换的化学反应中是一种发散热量反应的类型,这里的化学反应会使煤气化后的温度降低,温度适当降低有利于化学反应的平衡作用,但是如果温度太低,就会导致化学反应时间过长,效率越低,当煤气化工段的生成气体慢慢消耗殆尽时,就会浪费前一道工段的时间和成本,造成浪费。同时,温度还与催化剂的适应性挂钩,如果温度没有调整到位,催化剂的效力就无法发挥到最大值,这就会造成碳氧分离程度不足,必须加大催化剂的剂量,这也会增加生产成本。
3甲醇生产中的注意事项
1.)气化压力的大小在其他的生产条件没有变化的情况下,如果改变气化压力,就会产生非常细微但是关键的变化。通常气压定格在2M Pa以上的范围时,在煤气化工段里基本上不会产生影响,但是如果气压低于2M Pa就会使气化炉的气化效果变低。所以,在煤气化工段中,一定要保证气化压力控制在2M Pa以上,而且可以视实际情况适当提高,这样可以增加气体数量,提高生产效率。
2.)氧气与煤量的比例氧煤比例的提高,指的是在煤炭中氧气流量的增多,直观反映为在煤炭高温加热时,煤炭的燃烧反应量明显提升。同时因为氧气流量的增加,使气化炉的温度也得以升高,煤炭的气化反应会更加强烈,一氧化碳和氢气的数量会增加不少,但是生成的气化产物中,二氧化碳和水分的含量占了很大比例,而一氧化碳和氢气的含量会变少,所以,如果不仔细控制氧煤比例,就会使气化炉中的气化反应过强而导致生产甲醇所需的气体成分变少。
4 甲醇生产工艺模拟
传统的烧煤方式已经不能满足人们对甲醇的需求量,而且单纯的燃烧煤炭既是对资源的浪费,也会造成环境污染。所以,当务之急是要尽快找到新的甲醇提取方法和更快捷有效的甲醇生产技术,在这方面,煤气化生产流程已经被初步运用于各大化工厂中,作为目前提取甲醇的有效方式,煤气化工段还需要更多的模拟和分析来增强其效率,简化其工序。
在模拟中我们假设煤浆和高压后的氧气依照固定比例放置在气化炉中,然后在高温作用下因气温及气压生成各种气体,其中包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等,其中高压后的氧气进入气化炉可以通过设置烧嘴的中心管道和外环管道,而煤浆可以通过烧嘴的中环管道进入气化炉。在模拟环境下,我们还设置了激冷室,位于气化炉下段,激冷室主要是处理煤炭中的灰份。在煤气化工段进行到末尾后,会残留一些灰份物质,这些物质会在气化炉的高温中熔融,熔渣和热量汇聚,合成了气体,然后结合离开气化炉的燃烧室部分,经由反应室,进入气化炉下段的激冷室。这些气体在激冷室中将被极寒温度降低到200摄氏度左右,熔渣会立即固体化,然后生成大量的水蒸气,经水蒸气饱和后带走了灰份,从激冷室的排出口派排
出。
需要进行变换的水煤气在预热器中加入一部分进行换气和换热步骤,然后进入模拟的变换炉,这部分水煤气在经过煤气化工段后,自身携带了不少的水蒸气,变换炉中的催化剂进行催化作用进行变换反应,在第一部分结束后,另一部分的水煤气也进入变换炉,变换炉这时就会需要新的高温气体,模拟的变换工段里加入了预热装置,提前储存并加热生成高温气体,然后连入变换炉中与另一部分的水煤气进行变换反应,然后进入气液分离器进行分离,分离成功后的气体将进入低压蒸汽室内降温,再次进入气液分离器进行分离,再喷入冷水来清洗掉气体中的三氢化氮,最后气体进入净化系统,生产气态甲醇。
精馏工段的流程为四塔工作方式,首先甲醇气态材料在预热器中进行高温加热,再传输进预塔中部,在这里去除粗甲醇里的残留溶解气体与二甲醚等,这些属于低沸点物质。在加热后,气体进入冷却器进行气体降温,形成甲醇蒸气后进入预塔的回流管道。甲醇蒸气在经过回流后进入换热器,加热后进入加压塔,甲醇在加压塔中进行冷凝化处理,其中小部分送回加压塔顶部作为回流液。剩余的甲醇气体进入精度甲醇管道,最后由加压塔提供压力与热量,将冷凝的高精度甲醇视需求定制成液态或固态储存,然后将杂质或者甲醇残留物通过排污口排入废水处理器进行净化提取处理。
参考文献:
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成“能耗双控”重点,短期运行影响大
《意见》强调:我国将继续强化能源消费强度和总量双控。根据意见,坚持节能优先的能源发展战略,严格控制能耗和二氧化碳排放强度,合理控制能源消费总量,统筹建立二氧化碳排放总量控制制度。
由此看来, 我国“能耗双控“政策将长期坚持,煤化工企业所盼的是,地方政府在执行这一政策时,切莫采取”一刀切“和”运动式“减碳行为,让煤化工企业或转型升级、或有序退出。
事实上,今年以来,一些地方推行“一刀切”和“运动式”减碳行动,“能耗双控”政策不断趋严加码,煤化工企业很受伤。例如一家大型煤化工公司自今年以来多次受到地方政府双控政策影响,3月份被当地政府要求企业每天大幅降低电量,限电后企业无法满足最低负荷用电需求,经沟通无果后被迫按照政府要求停车。这家企业周围的其它三家企业也遭遇相同的命运,相继被迫停产。今年9月初又以能耗指标用完为由,被要求停产。就这样开开停停,断断续续,原本效益就不好,如今更是雪上加霜。
今年8月12日,国家发改委印发《2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》显示,我国包括青海、宁夏、广西等9省(区)上半年能耗强度不降反升,被列为红色一级预警;广东、福建、云南等8个省(区)在能源消费总量控制方面被列为红色一级预警。受此影响,3季度以来,上述拉响红色一级预警的省区纷纷雷霆出击,限制“两高”产业。又由于4季度是传统的用能旺季,那些上半年能耗双控指标完成得较好的省(区),同样不敢掉以轻心,也开始加大了对列入“两高”名单的产业的控制。一时间,几乎所有煤化工项目受到限制,产业现状一片黯然,行业发展信心再次受挫。
各地“一刀切、运动式“减碳”方式,严重制约了煤化工产业的生存和发展,给企业的运行、经济的正常发展带来极大负面影响。最直接影响,就是一些地方对煤化工企业限制供煤、减少供电,给正常运行的煤化工企业带来极大困扰,导致不少企业处于停产、半停产状态,整个现代煤化工行业面临生死大考。
被列入“两高项目”,长远发展无前途
《意见》强调指出:坚决遏制高耗能高排放项目盲目发展。出台煤电、石化、煤化工等产能控制政策。未纳入国家有关领域产业规划的,一律不得新建改扩建炼油和新建乙烯、对二甲苯、煤制烯烃项目。合理控制煤制油气产能规模。提升高耗能高排放项目能耗准入标准。
不难看出, 《意见》将煤化工作列为“两高项目”,并直接点了煤制烯烃、煤制油气的名。 而国务院在《方案》也明确要求:坚决遏制“两高”项目盲目发展。采取强有力措施,对“两高”项目实行清单管理、分类处置、动态监控。
我国煤化工行业中,传统煤化工早已被各地列为两高项目限制发展。例如内蒙古自治区从2021年起不再审批焦炭(兰炭)、电石、聚氯乙烯、合成氨(尿素)、甲醇、乙二醇等“两高”项目;广东省将年综合能耗超过1万吨标煤的煤化工、焦化等项目纳入“两高”项目管理台账;陕西省也出台了对“两高”项目限产等一系列具体措施。
我国现代煤化工一般指包括煤制烯烃、煤制油、煤制气、煤制乙二醇四个工业路径。其中煤制烯烃是现代煤化工中近年来表现最好的一个路径,发展也最快。据统计,2020年国内煤制烯烃总产能达1120万吨/年,且产能还在进一步释放中。尤其是今年上半年,受市场价格暴涨影响,不少企业着实赚了一把。但这个现代煤化工领域的“明星“项目,《意见》规定”不得新建改建扩建“,意思是,煤制烯烃的“存量项目”仍可继续保持运转,但今后不得有“增量”项目出现。由此,煤制烯烃产业的发展前景已十分清晰,试图再行上马煤制烯烃的想法可以打消了。
《意见》要求 “合理控制煤制油气产能规模”,事实上,我国煤制油气的产能规模并不大,煤制油产能为921万吨/年,煤制气产能规模为51亿立方米/年,由于煤制油气项目投入高、经济性差、风险大,企业发展意愿普遍不强,此前一些获得批复的项目基本处于观望状态,有的甚至不打算继续推进,即使不控制,也少有愿意再干这类项目。
煤炭供应“量缺价高”,企业普遍”吃不饱”
《意见》提出,加快煤炭减量步伐,“十四五”时期严控煤炭消费增长,“十五五”时期逐步减少。这表明,我国煤炭消费的“峰值”将于2025年到来。
今年以来,由于煤炭供应骤然紧张,煤化工企业普遍“吃不饱“。《意见》使不少企业再一步认识到,今后煤炭“量缺价高”将成为制约煤化工发展的关键瓶颈。
今年三季度以来波及我国20余省市突然爆发的“拉闸限电”危机,背后的要因就是缺煤。
我国煤化工已经成为继煤电之后,消耗煤炭最多的产业,是煤炭的第二大用户。据统计,我国煤炭年消费总量为40.8亿吨,其中发电消费动力煤34亿吨,占煤炭消费总量的83%;其余17%则主要为煤化工用煤,约5亿吨以上。
在一些煤炭富集地区,由于煤化工产业发展的速度远高于煤炭产能释放的速度,使得原本富足的煤炭产量骤然变得紧张起来。以蒙东地区为例,这里是我国褐煤的主产区,储量丰富,过去煤炭贱比白莱,2005年当地褐煤价格每吨仅几十元,眼下却超过300元/吨。由于多个大型煤化工项目和煤电项目的上马,该地区煤炭紧张状况已持续多年,无论是发电项目、还是煤化工项目都因缺煤而“半死不活‘,由于煤炭”量缺价涨“,使得当地多个煤化工项目因缺煤日子很不好过,生产负荷难以保证,企业持续亏损;而煤电项目也因缺煤而不能正常发电,有的坑口电厂都难以保障煤炭需求。而据了解,这决不是蒙东一地独有的情况,如比陕西榆林、神木,内蒙鄂尔多斯等地的拉煤卡车排起了长龙,我国多个富煤地区出现煤炭供不应求的紧张局面。
今年下半年以来,国际原油价格一路走高,国内大宗化工商品居高不下,对煤化工构成极大利好,几乎所有的煤化工项目都有钱可赚,高油价支撑煤化工开工率显著提升。于是,各地煤化工企业开足马力抢抓市场契机,这样一来,煤化工开工率远高于去过几年,煤化工对煤炭的需求更加旺盛。据测算,2021年煤化工用煤或增加5000万吨,平均每月增长400多万吨。有人测算,“十四五”期间,如果油价一直处于相对高位,2025年煤化工用煤量将比2020年底增加约1.2亿吨。
最近,国家正在加大煤炭市场的干预力度。10月19日,国家发改委就缓解当前能源危机推出了大力释放煤炭产能、稳定增加煤炭产量、引导煤价回归合理水平等8项措施,煤炭紧张局面开始出现好转,各地“拉闸限电”已有好转。但“头痛医头、脚痛医脚”的阶段性措施不能毕其功于一役,有关部门在考虑煤炭总量控制时,如果忽略了煤化工产业对煤炭的刚性需求,煤炭“量缺价高”的现象还将长期存在下去。
优质无烟煤主要是指灰分<15%、硫分<1%、可选性好的无烟煤,主要分布于山西阳泉、潞安、晋城,河南焦作、永城和宁夏汝箕沟等矿区。因为含C量较高,煤化工主要使用煤作为原料,生产化工产品,主要应用煤炭液化技术。煤炭液化分为直接液化和间接液化,可生产醇醚、烯烃等化工原料。
一、传统煤化工:产能过剩,将严控
传统煤化工在油价大幅度攀升的背景下确立了一定的成本优势。传统煤化工产业的发展对于缓解我国石油、天然气等紧缺能源供求的矛盾,促进钢铁、化工、农业等下游产业的发展,发挥了难以替代的作用。
经过几十年的发展,我国煤炭能源化工产业已经拥有雄厚基础。前瞻产业研究院《2015-2020年中国煤化工产业发展前景预测与投资战略规划分析报告前瞻》显示,截至2012年底,我国焦炭产量为4.43亿吨,电石产量1869万吨,合成氨产量为5459万吨,甲醇产量为2640万吨,均位居世界前列。
然而,这几个领域技术门槛较低,进入者众多,同时能耗大、污染严重。2004年以来,焦炭、电石行业的产能利用率一直处于较低水平,都已属于产能过剩行业。目前国内不仅煤炭、尿素产能过剩的局面已持续日久,电石和焦炭产能也仍大大高于市场需求。
产能过剩会引发企业间的恶性竞争,导致产品的价格下降,经营风险显著上升,增长空间受到一定的限制。因此,国家发改委已经出台了相应的产业结构调整政策,进行了干预和引导,已经将其列为限制发展的范围。
总体上来说,传统煤化工领域由于技术含量低、政策限制等因素的影响,虽然相对石油化工仍然具备一定的成本优势,但是增长潜力比较有限。
二、新型煤化工:政策日渐明朗,前景向好
现代新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主,包括煤制天然气、煤制烯烃、煤制油、煤炭分质利用、煤制芳烃、煤制乙二醇等,其产品附加值高,市场缺口大,是我国优化能源结构、保障能源安全的重要途径之一。
由于我国新型煤化工还处于行业发展初期,存在投入高,技术不稳定等特点,相关配套体系远没有完善,排放物的回收也没有得到解决,行业发展具有很高的不确定性。鉴于此,2009年后国家收紧了新型煤化工政策。
2013年,我国对新型煤化工的政策导向日渐明朗,从“严格控制”转为“鼓励发展”。自3月以来,10多个新型煤化工项目相继获国家发展改革委“路条”,其中包括了煤制天然气、煤制烯烃和煤制油等项目。专案获批从中可以看出新一届政府对发展新型煤化工的积极态度。
目前,大多数新型煤化工项目仍处于产业化示范和开发研究阶段,预计部分项目将在未来3-5年内建成并投产。