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煤的工艺性质

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煤的工艺性质范文第1篇

关键词:采煤技术;采煤方法;分析

在采煤的过程中只有应用恰当的采煤方式,才能更好的对煤炭资源进行利用。通过分析采煤技术和采煤方法,以促进经济和社会的快速发展。煤炭是经济和社会发展过程中的一中重要能源,在能源供应中发挥着很大的作用,不少国家储存了大量的煤炭,不断的提高采煤技术和采煤方式,才能对煤炭资源进行充分的利用。煤矿开采的企业在具体的生产过程中要分析当地的具体地质环境,也要研究采煤的方式,明确采煤机械的标准,创新采煤技术,并且提高煤的利用效率,尽量保护自然环境,提高采煤企业的经济和社会效益,为我国经济的发展和能源的节约贡献力量。

一、 采煤和煤的概述

采煤的过程主要分为两大部分:采煤系统和采煤工艺。在采煤系统中,一般指的就是采煤中布置巷道的方式,还有就是对掘进和回采顺序的要求。在回采工艺中,主要是研究采煤技术,也对相应的设备提出了要求,在回采的过程中对装煤以及运煤也提出了一定的要求。不同的采煤系统和不同的采煤工艺配合形成不同的采煤方法。

煤是一种非常重要的能源,可是它也是不可再生的,所以在使用的时候一定要最大限度的提高利用率,最大程度的减少浪费。煤由很多元素构成,含有大量的有机质,所以煤可以作为能源使用。我国的很多地区都有煤的分布,同时种类也非常丰富。当前,我国是世界上最大的产煤国,也是煤主要的供应国,大大促进了我国经济的发展,可是如果从长远角度来分析,这回影响我国能源的可持续发展。

二、 采煤技术工艺的分析

1.联合布置近距离煤层采区巷道。我国的煤炭资源一般会有很多近距离的煤层群,这种煤层群有大量的煤炭资源,过去在开采煤层群的时候,布置的巷道一般是单层的,单独开采各个煤层,过去这种开采方式是很实用的。可是当前对煤的需求不断增大,这种开采方式无法满足社会和经济发展的需求。所以在很多矿区一般是联合布置采区巷道,统一生产距离较近的煤层。联合布置采区促进了生产顺利进行,保证了开采质量。

2.布置单一煤层采区巷道。在开采单一煤层的过程时,布置采区的巷道可以采用长壁采煤法,在区段内回采工作面的上下布置回风巷以及运输巷,布置的过程相对简单。在布置采区的时候,也可以先布置阶段运输巷,同时也要布置采区内的下部车场。将通风系统布置在采区的上部,这样才能在开采的过程中确保安全,也确保开采的顺利完成。在布置采区的时候一定要预留出一定的隔离煤柱,这样就能在掘出的时候确保开切眼。同时也要使用很多机械设备进行开掘,这样就能促进生产过程的顺利。

3. 回采的工艺。在开采中厚煤层的时候,一般采用长壁采煤的开采技术,采用很多类型的回采工艺。在对采区回采工艺进行选择的时候,可以首先分析煤层的地质条件,分析设备的工艺、技术和技术管理水平,以确定科学合理的回采工艺。回采工艺主要有破煤、装煤、运煤、支护、顶板管理,为了促进煤炭开采的良好发展,就要提高煤炭开采的机械化程度。

三、 采煤方法进行选择的基本原则、采煤方法、影响因素的分析

1. 对采煤方法进行选择的基本原则。在矿山的具体地质环境下,需要对采煤方法进行正确的设计和选择,就要对选择采煤方法的因素进行充分考虑,并且依据实际的矿山地质条件、设备的供应、机械化水平、煤层自身的性质、技术水平、管理技术的水平等的生产经验,确定采煤方法的基本原则为生产安全、经济合理、回采率高,以此为依据对采煤方法进行选择。在对采煤方法进行具体选择的过程中,要对回采工艺和采煤系统进行综合研究,并考虑地质环境的具体情况,促使回采工艺和采煤系统适应地质环境。

2. 对采煤方法的分类。采煤方法有很多中,以煤层的埋藏条件和开采技术的水平为分类依据,我国煤矿当前使用的采煤方法主要分为缓倾斜以及倾斜煤层,煤的厚度一般低于2.8m,应用的采煤方法是长壁采煤法;如果煤的厚度在2.8m到8m的,一般应用倾斜分层下行垮落的采煤方法;如果煤的厚度超过了8m,应用的是倾斜分层水砂充填或者风力充填的采煤方法。现在,如果煤的厚度超过了6m,一般采用的是放顶煤开采的方法。针对急倾斜煤层,如果厚度小于2m,通常采用的是阶采煤法或者伪斜工作面矸石充填的采煤法;如果煤的厚度在2m到6m,同时煤层具有不大的厚度,一般采用的是掩护支架的采煤方法;如果煤的厚度大于6m,通常采用的是水平分层或者斜切分层的采煤方法。针对特殊环境下的煤层,比如说顶板非常的坚硬,开采之后一直不冒顶的,一般采用煤柱支撑刀柱式的采煤方法。

3. 对采煤方法有影响的因素。首先是地质方面的因素。而地质方面对采煤方法有影响的因素有煤层的厚度、煤层的倾斜角、顶底板岩石的性质、煤的性质、煤自身的构造,其中煤的性质又包括煤的硬度、自燃性、含水量、煤层之间的相互位置等。可是主要的影响因素还是煤层的厚度以及煤层的倾斜角度,和顶底板的性质,还有煤的埋藏条件是否稳定。其次是技术方面的因素。当前科学技术不断的发展,也改进和发展的采煤的方法。比如,采煤机改进为浅截式滚筒、输送机是可弯曲刮板型的,同时应用的机采工作面是金属支架,将破煤和装煤结合到一起,降低了人的劳动强度,提高了工作效率。还有就是工作的机械化程度也更高了,在采煤的过程中应用了采煤机、输送机以及自移式液压支架等,机械化完成了落煤、装煤、输送等工作。同时在煤层比较厚的采煤工作中普遍应用的是综采放顶煤技术,这是一个重大的采煤技术改革,在很大程度上促进了生产煤炭的发展。

结束语

随着经济和社会的发展,需要大量的能源供应。所以我国在不断发展的过程中加大了对能源的重视。能源供应中的一个重要组成就是煤炭,不少国家非常重视煤矿的采煤技术,这样就大大提高了采煤技术和采煤方式。而矿山的地质情况对煤矿开采的技术和方式有很大的影响,所以要充分考虑各种因素以后再设计和选择采煤的方式。

参考文献:

[1] 杨志. 煤矿采煤技术的合理优化探讨 [J]. 中国新技术新产品,2010(13).

[2] 把友权. 我国煤矿开采的方法及其选择分析 [J]. 中国新技术新产品, 2011(01).

[3] 王宁. 影响煤矿安全生产因素的探讨 [J]. 能源与环境,2011(01).

[4] 李胜辉,杨闯.司家营铁矿中深孔爆破形成切割井的试验研究 [J].矿业工程,2011(04).

[5] 邢海清,勾振丽. 微差爆破在采掘工程中的实践 [J]. 有色矿冶,2008(01).

[6] 吴大江. 浅谈煤矿生产中的爆破安全管理 [J]. 矿业安全与环保,2008(S1).

煤的工艺性质范文第2篇

关键词:配煤;工艺;元素分析

引言

煤是国家重要的动力资源,而配煤工艺作为重要的辅助流程,对于工厂产出煤料的质量则是起着至关重要的作用,在现阶段的发展当中,利用智能化和现代化装备对配煤工艺进行调整升级越来越得到重视,包括大型出煤机、智能配送系统等都是如此,而本文介绍的元素分析仪则是一种重要的小型智能化设备,在看似粗大的配煤工艺中,对细节的完善起到了很重要的作用。

1 元素分析仪

元素分析仪指的是应用半自动或者是全自动的仪器对某一种的元素含量进行检测,并且进行定性分离的一起电脑一体化联测设备。从检测终端分类上说,针对于不同的检测对象,也存在不同的特定元素分析仪。比如多元素分析仪、碳硫分析仪、金属分析仪、微量元素分析仪,从功能上说则包括红外分析仪、高频分析仪、电位分析仪、多波段分析仪等。

利用高质量的元素分析仪可以快速的测定出样品中各类元素的含量,目前,元素分析仪已经得到了相当广泛的应用,在食品科学、化学、化工、制药、农业、环保、能源和材料制造界都得到了相当广泛的应用。作为电脑自动化设备,该仪器的操作非常人性化,在没有人员进行操作的情况下依然可以对试验样品进行检测。一般来说,在不到5min的检测时间之内,就能够成功检测出差不多40个样品。在整个检测过程中,也不会产生任何化学附加产品,也不会产生污染物。配煤工艺的好坏对于出煤质量影响巨大,该工艺看似粗犷,但需要再每个环节都要保持严格的标准,基于此,元素分析仪也在配煤工艺得到了相当广泛的应用。

2 配煤工艺

所谓配煤工艺[1],指的是利用某种特定的方法,备煤系统内的产品按照一定比例配合成合适的煤料的过程。

其工艺流程比较复杂,需要众多机械进行配合,机械化是配煤生产线的基础,首先需要用装载机将不同性质的单种原料煤装入不同的贮煤斗,通过圆盘给料机或箱式给煤机出煤闸门的调节,控制各单种原料煤出煤量的大小,不同的煤经滚筒筛或振动筛等筛分设备进行筛分和混配,筛下物成为动力配煤,筛上物经粉碎后掺入动力配煤中,然后作为成品贮存或外运。一般中小型配煤场常用这种简单的工艺流程。

配煤过程中的配比计量是靠体积比来估算,混合掺配是靠煤在运输胶带的迭加,再经过滚筒筛的滚转搅拌来实现,虽然加工出来的配合煤质量不太稳定,但一般能满足工业锅炉正常燃烧的要求。

中国的很多城市工业用煤量比较大,如上海、北京、天津等大城市,这简单的配煤工艺就不能满足用户对配煤数量和质量的要求。在这类大城市中建立的配煤生产线,机械化和电子化程度较高,取料基本是专用设备,如滚轮取料机或斗轮取料机等;配比计量单位是靠电子胶带秤计量,按一定比例调节胶带的速度进行配料;混配的质量控制由在线分析仪监控等,这类配煤生产线加工量大,原料煤中常混有的优质块煤量也较多,因此在生产工艺流程中应先将优质块煤筛出后再混合,筛出的优质块煤单独存放和销售,以提高经济效益。

衡量一种配煤工艺质量高低的指标很多,包括工艺参数、工艺流程、主要设施、技术参数等。目前在中国,配煤工艺工作相对硭祷贡冉洗植冢煤炭分析数据主要靠人工来完成,时效性和实时性都比较差,煤炭存储、运输管理和燃烧锅炉的运行都是独立进行,煤炭分析人员的技术、经验和知识体系完整程度也有待完善,影响了配煤工艺和煤炭质量。从方法上说,包括电力配煤、动力配煤、炼焦配煤等技术。

元素分析仪可以在配煤工艺的各个环节中起到检测作用,所用的对象则是煤料样品。

3 试验研究

利用元素分析仪来进行配煤数据管理,是煤炭精益化智能化研究中的重要一环,主要对技术参数产生影响。煤的细度是配煤技术参数中需要考虑的第一要点,细度指的是煤经过粉碎小于3mm的颗粒级别占全部煤料的重量百分数。它是配合煤的质量指标之一。粉碎可以使得配煤之前的各类煤料可以均匀的混合,也可以让煤的各种成分粉碎的相对比较均匀。一般来说,所得到煤的粒度越小,均匀性也就越好,因为大的颗粒会有弱粘结煤和灰分使焦炭的均匀性变差,所用煤炭裂纹增多,粒度不均匀,运输和堆积过程中容易产生偏析,影响焦炭质量。煤炭元素分析仪可以对不同性质参数的煤炭进行技术分析,但在分析过程中,需要对C、H、O、N等诸多元素进行提取计算[2],在常用的分析仪中,对于S元素的检测,主要是利用艾氏卡重量分析法,C和H的元素提取计算,主要用的是二节炉法和三节炉法,而O元素的结果则是通过计算得出。所用的方法主要是动态燃烧来处理元素的分析问题,元素分析仪存在燃烧管路,催化剂可以存放在燃烧管路之内,在燃烧管路之外,加上助氧装置,试验样本可以在管路中充分的进行反应,氧气和氦气的反应环境很浓烈,各类元素可以转化为相应的充分燃烧气体,即二氧化碳、二氧化硫和水,三个反应物的属性不同,根据属性不同气体可以被分配至不同的属性位置处,图1即典型的分析过程。

采用数据样本代替总体质量的原则,可以通过元素分析仪来判断配煤工艺各个环节上的质量情况,本文所应用的配煤工艺存在以下几种比较典型的技术特点,分别是自动化程度高,在不同的配煤环节结束之后,可以通过自动化和智能化系统,利用access数据库进行分析方法的自动分配。也可以直接测定颗粒物中的样品,并且可以自动选择进样品其,对不同区域类的样品进行自动测算,量程也可以进行自动切换,节省用电量,工作寿命很长,性能稳定,适合野外作业,但为了测量结果的准确性,不适宜放在具有腐蚀性气体的地点。

元素分析仪要配置在配煤工艺的所有环节之内,设定反馈模式和定量比较模式,将元素分析仪作为检测整个工艺过程的产品,当出现结果大幅度变化的时候,应该进行反馈式检测。并且将元素分析的过程值和结果值均设定标准,严格控制配煤细节。

4 结束语

作为智能化设备,元素分析仪简单、实用、有效,在国家大力倡导工业产品去产能的今天,更需要对工业产品进行严格把关,在未来的配煤工艺中,分析仪的应用必将更加广泛,将可能形成现场的元素分析检测线。

参考文献

[1]姚文钊.精细化配煤工艺的研究与应用[J].神华科技,2016.

煤的工艺性质范文第3篇

关键词:白银纳盆地;九峰山组;煤质特征

中图分类号:P618 文献标识码:A

黑龙江省呼玛县白银纳盆地位于黑龙江省北部,距呼玛县城西北约96km,其范围为东经125°52′00″-126°13′45″,北纬52°09′15″- 52°27′15″。总面积为501.28 km2,本区含煤地层下白垩统九峰山组(K1j)主要发育在红光村断陷中。

九峰山组主要岩性由各种粒级的灰白色-灰色砂岩、砾岩、灰黑色粉砂岩,以及少量灰黑色泥岩、炭质泥岩和煤组成。含煤地层总厚度712 m。以薄煤线为主,可采及邻近可采煤层平均总厚1.40m,含煤系数为0.20%。其中可采及邻近可采煤层2层,自上而下编号为1、2号煤层,可采煤层为2号煤层。由于仅在地表、ZK6号、ZK7号钻孔见煤,因ZK6的2号层在煤质化验中精煤未浮起,必要的化验指标没作而定不了煤种,其化验结果仅作参考。本报告只依剧ZK7的1号、2号层的煤样来阐述。

1 煤的物理性质和煤岩特征

本区可采煤为黑色,块状或粉状,弱玻璃光泽-沥清光泽。条痕为黑色、棕黑色,断口呈参差状,条带状结构,宏观煤岩类型为半暗型-半亮型。

煤层煤岩组分以镜质组占绝对优势,镜质组中以均质镜质体为多,其次为基质镜质体和结构镜质体,可见碎屑镜质体。其次壳质组,壳质组中见角质体、木栓质体、类树脂体和碎屑壳质体,少见孢子体。惰质组主要为丝质体、半丝质体和碎屑惰质体。

2 煤的化学性质

据煤样的检测结果:

原煤水份含量(Mad):1号煤层为5.35%。2号煤层为7.79%。

原煤灰分产率(Ad):1号煤层为27.10%。为中灰煤。2号煤层为10.83%。为低灰煤。

精煤的挥发份产率(Vdaf):1号煤层在39.75%,属高挥发份煤。2号煤层在40.55%,属高挥发份煤。

煤的发热量(Qgr,daf):1号煤层为29.97MJ/kg;2号煤层为30.84MJ/kg,属于特高热值煤。

煤的元素分析:1号煤层:原煤,碳含量为76.02%,氢含量为4.70%, 氮含量为1.74%。2号煤层:原煤,碳含量为76.54%,氢含量为4.59%, 氮含量为1.73%。

3 工艺性能、有害元素及其它

(1)工艺性能

煤灰成份:本区在1号煤层和2号煤层中,都对SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2、K2O、Na2O等9种常规氧化物进行了分析,均以SiO2、Al2O3为主,详见表1。

煤灰熔融性:按煤灰熔融性软化温度(ST)℃分级标准,本区均为中等软化温度灰.煤的葛金低温干馏:1号煤层空气干燥基焦油产率(Tar,ad)为10.0%。2号空气干燥基焦油产率(Tar,ad)为9.1%。属于富油煤。

(2)有害元素

煤样有害元素(磷、砷、氯)含量见表2。本区为特低硫、特低磷煤。

4 煤变质作用类型

根据本次工作成果看,1号煤层和2号煤层煤岩类型单一,显微成分组成和结构变化不大,以暗煤为主。本地区煤的镜质组最大反射率ROmax1号层为0.54%。变质阶段为Ⅰ阶段。

从ZK7号钻孔的两层煤可见垂向上由浅至深透光率增高,表明本区煤层以区域变质为主。

5 煤的风化和氧化

1号煤层腐植酸值为10.9%。2号煤层腐植酸值为2.1%。属于低腐植酸煤。

结语

根据化验参数本区1号煤层和2号煤层均属低灰、高热值,特低硫、特低磷;并且属于高挥发份,弱粘结性的富油煤。煤种为长焰煤和褐煤。可做动力用煤或民用煤;也可考虑用于化工用煤。

参考文献

煤的工艺性质范文第4篇

[关键词]煤质化验 误差 控制方法

中图分类号:F871 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)13-0009-01

煤质化验是一项技术性强、环节较多的工作,在采样、制备、化验的过程中,因煤的不均匀性,造成各个工作环节产生偏差。化验操作者的技术水平直接影响测试结果。有些化验人员对国标掌握的不深不透,不注意技术环节的钻研学习,养成了错误的操作习惯,影响了化验结果的准确性。所以要对煤质常规化验操作化验员存在的突出问题进行分析,以保证煤质化验的测值准确,获得理想可靠的结果。

1.采样误差控制

煤样采取是煤质化验工作的第一步,也是煤质化验过程中产生误差的重要环节。在实际工作中,产生采样误差的原因很多。在采样过程中,重复地在不具代表性的部位采样。采样工具不符合要求。

如果所采煤样不能正确反映出总体的各种性质,该煤样没有代表性,要保证采样具有代表性,必须采用以下方法加以控制:

①如果被检查的对象是性质均匀的物质,则从中采取少量试样就有充分的代表性;如果被检查的对象性质在不同的时间里都比较均匀,则在较长时间从中采一次样品,试样要有充分代表性。②若被检查的原煤是性质不均匀的,如果采取的试样量过少就很难保证试样有充分的代表性。为获得代表性较好的试样,可以根据被检查对象的数量的大小分别处理:如果对象数量不大,采取先掺和均匀,从中缩分出试样的办法,粒度大于25毫米的物料,应先破碎后再缩分;如果对象数量大,无法掺和均匀,只能在被考察对象的不同部位均匀分布,多采子样,合在一起汇成总样。③在采样时,子样的质量应满足试样代表性的要求。被检物料粒度上限大时性质就不一定均匀,子样的质量应满足试验分析项目对总样质 量的要求。

采样点应设在胶带、溜槽、矿浆出口处等空间煤流中。采样要垂直于煤流的全断面,保证在采样的一瞬间,按物质组成的比例取出子样。

2.制样误差控制

通常,采样数量同试验所需煤样的数量会有一定程度的相异,因此,制样工艺的重要性就显得尤为突出。制样工艺必须使制得的试样同待检测煤样的工艺特性、物理性质以及化学性质都比较接近。由于待检测对象可能存在不均质等特性 ,因此在采样步骤中并不能完全满足代表待检测对象的要求,因而需要通过制样工艺使煤样同原始样品达到更高的相似程度。同采样步骤相比,制样工艺并不十分复杂,但由于制样过程会受到人为因素很大程度的干扰,如果操作不当可能会造成比采样误差更大的误差。可见,系统误差和缩分误差是在制样过程中必须要控制的两项误差。

2.1 系统误差

这是一项无法从根本上避免的误差,这项误差的存在往往会产生偏高会偏低的测试结果,因此,可以用正号或者负号对这一误差进行标示。系统误差产生的原因是多方面的,如试样中有外部物质混入、试样粒度及水分发生变化都会产生一定的系统误差。减小这种误差的方式有多种,比如单一制样工具的选择,或者性能相近的试样使用同一套设备,这些方式都能有效减小制样的系统误差。

2.2 缩分误差

这是一项随机产生的误差,其大小并不固定,对测试结果的大小变化也会有区别。此项误差产生的原因可主要归结为制样过程的选择性,对原始样品舍弃的越多,这种误差也就会越大,反之亦然。如果仅为了减小缩分误差而一味的增加试样的数目,这会给实际的操作带来很大的困难。因此,在现场检测过程中,既要保足够数目的试样,还不能增加实际操作难度。

3.干燥误差控制

干燥的方法有自然风干和在干燥箱中干燥。有人为节省时间,把烘箱温度调高或在电炉上烘烤煤样。在这样的高温度下,煤样会发生氧化变质,改变煤本身的物理和化学性质,试验时不可能得正确结果。

因此,煤样量较大、水分很高的煤样,无法进行制备时,要把煤样全部摊在制样室的钢板上自然风干,干燥到可以制样时再制样。煤样制备到一定粒度影响制样时,应根据煤样的数量、时间要求、设备情况等,决定采用自然风干或用干燥箱干燥。

4.分析误差控制

煤质分析是整个采、制、化系统工作的最后的环节和关键环节。分析的结果准确程度是以对煤样进行平行分析,两个分析结果之间的差值按国家标准允许误差的数值进行判定,出现分析结果超误差有:分析人员责任心不强,质量意识淡薄;分析人员业务操作技能不熟,国标知识不全面;天平分析室内温度及振动影响天平分析精度;管理松懈及相关制度不严等。

为减少采样、制样、化验过程中的误差,要通过对分析煤样建立抽检查制度,不定期对分析煤样进行抽查,提高分析人员的责任心;对技术人员进行业务技能培训,提高员工操作技能;定期对天平、烘箱、马弗炉进行技术鉴定,提高设备的精确度。

结语:在高新科技快速发展的时代,煤质化验在误差控制应该与时俱进,学习新的技术和方法。化验设备应该实现创新,采用现代化的精密仪器。化验员也应该具备新时期的要求,并不断地学习,灵活运用专业技能。那么,煤质化验的误差将会越来越小,一些非不可消除的因素最终将被完全控制甚至消除,而煤炭企业将走入新的发展平台。

参考文献

[1]杜伟,王玲.浅谈如何减少煤质化验中的误差[J]. 科技资讯,2011(5).

[2]孙艳云.提高煤质化验分析准确性的思考[J]. 科技风,2011(6).

[3]赵惠.浅谈如何减少煤质化验中的误差[J]. 中国科技信息,2010(10).

[4]张春华.煤质常规化验中如何避免几项误操作[J].科技情报开发与经济.2007.17(8).

煤的工艺性质范文第5篇

【关键词】选煤技术发展趋势

一、我国选煤工艺现状

近年来,国内外选煤工业发展迅速,我国煤炭洗选加工的工艺和技术经过国家科技攻关项目的实施和发展,整体水平取得了长足进步。重介选煤工艺得到了迅速的推广,重介质旋流器分选技术取得了重大进展,提高了选煤效率;煤泥分选的研究进一步深入,流化床选煤技术、干扰床选煤技术逐步进入生产实践。

但是当前,我国选煤工艺流程主要以跳汰+浮选、重介+浮选、跳汰+重介+浮选这三种工艺为主,为了简化生产环节和系统,大多采用混合入选,因而在实际的分选过程中导致粗细颗粒在运动上互相干扰;而且,不同的粒度级别在灰分密度的关系上存在差别。因此,采用混合入选工艺,在同一分选密度下,各个粒级必然产生不同的分选效果,必然会影响到分选的效率,造成分选效率低,产品质量波动范围大。近年来,国内出现了粗煤泥的分选工艺、技术和设备,如煤泥重介分选工艺、TBS分选工艺等,但由于我国原煤的可选性较差,研究起步较晚以及技术、设备原因,工艺效果不甚理想。

二、我国主要的选煤技术

(一)重介选煤

重介选煤是一种高效率的重力选煤方法,可高效率地分选难选煤和极难选煤,具有分选密度调节范围宽、适应性强、分选粒度范围宽、实现自动控制等特点。重介质选煤用的设备主要有重介质分选机和重介质旋流器,在重力场中分选时,块煤重介质分选粒度上限一般为300mm,下限为3-6mm。如果在离心力场中(如重介质旋流器内)分选,分选粒度下限为0.15-0.2mm,甚至更小些。给料的粒度上限,主要由重介质旋流器的人料管直径决定,目前末煤用重介质旋流器分选粒度上限为13-25mm,大直径无压给料重介质旋流器的入料粒度上限可达50-80mm。重介质分选易于实现自动控制,人为操作因素小,块煤分选机分选效率可达95%,重介质旋流器约达90%左右。重介质旋流器随着技术发展,入选粒度上限已扩大到38.80mm,已在更多的选煤厂设计中得到应用。三产品无压入料重介质旋流器是近年来发展起来的一项新技术,它能以单一低密度重介质悬浮液系统一次分选出质量合格的精煤、中煤和矸石产品,具有减少矸石泥化,简化流程,降低成本的优势,已在国内众多炼焦煤选煤厂得到应用。

重介质选煤流程较为复杂,设备、管道、阀门容易磨损,维修养护工作量较大。在操作、调节以及生产控制自动化方面要求更高。随着新的耐磨材料的使用,设备、管道等磨损严重的问题得到一定程度的解决,而介质耗量较大仍是困扰我国重介质选煤的一个主要问题。目前采用重介质选煤法的主要是炼焦煤选煤厂,对于动力煤选煤厂是否采用应当进行全面技术经济比较。

(二)跳汰选煤?

跳汰选煤是主要的煤炭分选工艺,它的优点在于工艺流程简单、设备操作维修方便、处理能力大且有足够的分选精确度,在处理一般可选性煤时,也能达到较好的工艺指标,因此,在选煤厂设计中普遍采用。另外,跳汰选煤入料粒度范围宽,能处理15mm-150mm粒级原料煤。跳汰选煤的适应性较强,主要应用于洗选中等难选到易选的煤种。跳汰机对于易选煤的分选精度与重介质选相当,但是,跳汰选煤法的分选效率受给料性质影响较大,在细粒物料多、可选性差的条件下,分选效率会显著下降。是否采用跳汰方法选煤关键看原煤的可选性,原则上中等可选、易选的和极易选原煤都应采用跳汰选煤方法。难选煤是用跳汰选还是用重介选,应通过技术经济比较来确定,对极难选煤,应采用重介选煤方法,以求得高质量和高效益。

选煤常用的跳汰机有定筛式跳汰机和动筛跳汰机,其工作原理与结构各不相同。动筛跳汰做为选煤厂的预排矸和取代人工手选作用获得了选煤界的广泛认可,近年来得到了迅速的推广。近年来,数控风阀和排矸自动化技术都有了明显的提高,跳汰分选效率得到很大的提高。

(三)浮选法

浮选工艺是利用矿物表面的物理化学性质的差别分选矿物颗粒的作业过程,是一种应用非常广泛的选煤方法。浮选既是煤泥分选方法,也是选煤厂洗水净化的有效方法。随着采煤机械化程度不断提高,煤矿开采深度加大,原煤中

三、我国选煤技术的主要发展趋势

我国煤炭资源丰富,煤种齐全,煤质变化大,为了进一步改善和提高选煤效果,各主要产煤企业都把注意力放在改进工艺、研制和采用新型、高效的洗选设备以及提高自动化水平方面。我国选煤技术的发展趋势主要表现在以下几个方面:

第一,原煤入洗比例将会进一步提高,煤炭洗选加工量将继续增加,并呈现出逐年递增的趋势;第二,选煤厂向大型化,多元化发展,以适应不同煤质的需要;第三,工艺流程不断简化,自动化程度不断提高;第四,重介旋流器与浮选机的联合洗选工艺趋向代替跳汰与浮选联合洗选工艺;第五,各种选煤技术将被不断开发与应用,并将出现工业化的超洁净煤分选技术的广泛应用。?

四、结束语

选煤是洁净煤技术的源头和基础,做好煤炭的分选加工,在提高煤矿产品质量、促进煤矿资源合理利用等方面有着重要的作用,是实施国家发展战略的重要内容之一。因此,我国应高度重视选煤技术与设备的发展,不断提高煤炭的入选率,实施洁净煤技术战略,提高煤炭企业经济效益和社会效益,实现煤炭资源利用的可持续发展。

参考文献:

煤的工艺性质范文第6篇

(1内蒙古科技大学 内蒙古 包头 014010 2神华乌海能源有限责任公司 内蒙古 乌海 016000)

摘 要:在煤炭精加工过程中,洗煤是必不可少的工艺和程序,它直接影响到企业成本、煤炭质量和环保问题。煤炭作为我国的基础能源,对国民经济的发展起着十分重要的作用,探讨洗煤工艺的改进,对提高煤炭企业生产效率、降低企业成本、改变粗放型生产方式及环境保护等方面,都具有十分重要的意义。文章从我国煤炭企业的实际出发,分析了当前洗煤技术的现状及存在的问题,提出了相应的工艺和管理方法的改进、并在成本控制方面给出了一些建议。

关键词 :煤炭;洗煤;干法洗煤;成本控制

中图分类号:TQ53 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.01.009

0 引言

我国是煤炭生产和消费大国,煤炭作为中国经济发展的主导能源,在一次能源生产和消费结构中占到70%。我国煤炭资源丰富,煤种齐全,储量达1.5万亿吨。但近年来,在全国主要消费地区港口,煤炭库存呈现持续高位的现象,煤价呈下跌趋势。同时,由于与国外高品质煤炭的竞争一直处于弱势地位,导致我们煤炭市场持续低迷和下滑。总体来讲,我国煤炭市场体系和机制不够完备,煤炭生产、运输、销售成本大幅上升,价格却一路走低逐渐逼近成本价,加之激烈的煤炭企业之间竞争,利润空间开始逐渐减小,未来市场呈现产品结构多元化的发展趋势。

我国煤炭市场的不景气,究其原因:一是受国际经济的影响较大,包括欧美经济的疲软、油价的波动、进口煤炭的冲击等因素;二是中国煤炭市场体系和机制的不健全;三是洗煤选煤技术的落后,直接影响到了煤炭的质量和成色,并且使煤企生产成本居高不下,在与国外的优质煤竞争中处于下风。前两个原因,属于国际国内大环境因素,一时间无法改变,也不能为煤炭企业所左右,而第三个原因,即洗煤选煤技术的落后,是可以被企业所改变的,煤炭企业应该充分发挥自身的创新能力和主观能动性,研发洗煤选煤新工艺,提高成品质量,降低企业成本,提高产品及企业自身的市场竞争力,并积极开拓国际市场,以多元化的产品满足市场需求。

1 我国常见的洗煤工艺及存在的问题

1.1 跳汰洗煤工艺

跳汰洗煤是比较传统的洗煤工艺,它利用变速脉冲水流对原煤进行冲洗,由于煤和煤矸石的密度不同,从而在冲洗过程中达到二者分离的目的。这一工艺历史悠久,但技术含量低,且精度低、能耗大、适应性差,难以适应煤炭工业的发展需求。

1.2 重介质洗煤工艺

重介质洗煤是基于阿基米德原理,利用煤和杂质密度的不同,通过重介质悬浮液将两者分离开来。该洗煤工艺效率和精度较高,在实际应用中的可行性较高,是我国现行的常用洗煤工艺。

1.3 悬浮洗煤技术

浮选洗煤法是利用煤粒和煤矸石不同的亲水性实现二者的分离。先将煤泥水在搅拌桶中配制成浓度适当的浆液,然后加入化学药剂充分搅拌,搅拌后的煤浆进入单槽或多槽串联的浮选机,在浮选机中叶轮旋转的同时向煤浆进行充气,这样在煤浆中就会产生大量的气泡,在化学药剂的作用下,煤粒由于疏水性会附着在气泡上,被气泡带到矿浆面聚集在一处,收集后便是精煤;而煤矸石等杂质由于亲水性则留在浆液中,从而实现二者的分离。浮选洗煤法适合颗粒粒度较小,或密度差异较小的原煤,是对跳汰法和重介质法有效的补充。

1.4 化学洗煤技术

化学洗煤是利用化学反应将原煤中的杂质及有害成分去除,从而使精煤留存。常见的化学洗煤工艺方法比较多,如生物氧化还原反应法、碱水液法、熔融碱法、氯解法等等。化学洗煤在传统工艺技术中脱硫效果最佳,可除去煤炭中90%的硫,及95%以上的灰分,洗煤精度较高,但同时由于化学药剂本身的性质,可能会破坏煤炭的结构和燃烧效果。而且该工艺技术含量较高,工艺较为繁琐,对洗煤操作员和化学反应器的要求也比较高,后续的废渣废液处理也比较繁琐,如处置不当则容易造成污染。

1.5 筛分洗煤技术

筛分洗煤法是利用筛孔的大小分离粒径不同的原煤。在实际应用中,根据需要调节筛孔大小,将原煤颗粒进行过筛处理,粒径大于筛孔的留在筛面上,粒径小于筛孔的则会穿过筛面,从而实现不同大小的原料分离,再分别进行洗煤处理。筛分洗煤法的优点在于可以将原煤按照颗粒大小进行分类处理,不足之处在于这种方法去除杂质的效果不好,因为将原煤按照颗粒大小进行分类处理并不能完全将煤粒和杂质区分开来,更多的只是作为后续其他洗煤工艺的预处理。

2 现代化洗煤技术

2.1 多种工艺的结合技术

由于重介质洗选煤适合粒径较大、密度差异明显的原煤颗粒分选,而浮选法适合颗粒粒度较小,或密度差异较小的原煤,两者是相辅相成、形成互补的形态。在实际应用中遇到对洗选精度要求较高的情况,可考虑采用重介质法与浮选法相结合的工艺,从而达到更好的洗煤效果。同样的道理,根据不同的情况,可以采用重介质法与筛分法的结合、筛分法与其他工艺的结合等,充分发挥每种工艺技术的优势根据需要进行组合成新型洗煤工艺提高洗煤效率。

2.2 创新干法洗煤技术

传统洗煤工艺存在着耗水量大、能耗高的缺点,如常用的湿法洗煤工艺如跳汰法、重介质法等,需要消耗大量的水资源,约为200-500L/t,对资源较为浪费,特别是对于干旱缺水的煤区,传统的洗煤工艺不仅浪费珍贵的水资源,并且还需要建立专门的洗煤水处理设备以避免对环境造成破坏,等同于增加了企业成本;其次,中国很多的年轻煤种,如褐煤、不粘煤、长焰煤等遇水易泥化,不宜采用湿法分离。第三,采用湿法选煤工艺,其煤泥水系统的投资成本较高,一般占到设备总投资的一半左右,导致企业生产成本提高,所以并不适合资金实力不强的中小煤炭企业。并且传统洗煤工艺容易导致大量未经加工的煤炭、或者加工不精的煤炭进入市场,增加了能源消耗量,同时也降低了企业竞争力,并且造成运力浪费和环境污染。

干法洗煤是一种创新的洗煤工艺技术,它的优势在于无需消耗水资源、投资规模小、建设成本低,并且可省去洗煤后的脱水干燥过程和废煤泥水的回收过程,大大简化了工艺流程和成本。并且由于不需要消耗水资源,所以特别适合高寒与缺水地区的煤炭企业,可有效解决湿法分选易泥化问题。干法洗煤基于物理机械原理,首先采用机械排矸将矸石去除,然后用三产品分选机分选出精煤、中煤和煤矸石。与水洗煤技术相比干法洗煤工艺技术在煤矸石的处理上具有明显的优势,可大幅降低运行成本、降低能耗、节约用水量和维护费用,而且无需处理废水,提高了环保效益,并可实现井下就地分选,大大提高了工作效率。

3 降低洗煤成本的措施

3.1 建立统一的管理机制

目前,中小型煤企普遍缺乏统一的管理机制,尤其是洗煤技术管理。由于洗煤工艺存在着相当的技术含量,对技术和管理都要求较高,因此需要有一套完善、统一、科学、有效的管理机制,促进管理科学的实现和管理效率的发挥。它不仅包括对洗煤工艺的管理,也包括对后续的煤泥水排放的管理和质量达标管理,同时包括相应的人事管理和财务管理。而管理机制的缺乏或者不完善,一直制约着我国洗煤技术和煤炭企业的发展。

3.2 加强技术创新和人才建设

由于现代化洗煤技术要实现革新的成本比较高,许多急功近利的煤企不注重技术投入,造成洗煤技术现代化推进十分困难。但事实上从长远来看,一次性实现技术改造的成本要远小于继续采用旧工艺所造成的浪费,反而能为企业带来更多的、更持久的利润;其次,国家在政策方面也应加强指导并给予一定补助,帮助中小型煤企加强技术创新,实现技术改造升级。

此外,企业还应加强对洗煤技术人员进行全方位培训,并大力培养洗煤管理人员。对于洗煤工艺来说,不仅需要专业的技术知识,还需要有着先进的管理理念和管理经验。长期以来,我国的煤炭企业只注重洗煤技术人员的水平,而忽略了对整个工艺的流程管理,导致科学管理人才的匮乏,在一定程度上也增加了洗煤的成本,制约了企业的发展。

3.3 降低介耗成本

洗煤过程中的介耗成本是整个洗选过程中成本的重要组成部分。降低介耗成本,可有效降低整个洗煤工艺的成本,同时也是提高煤炭产品的质量、建设节约型社会的需要。而对介耗成本的控制,主要是要对洗选过程严格监控。因为介质粉的运作过程难以目测,仅凭洗煤人员的经验难以做到。所以应提高对整个洗选过程的动态管理,对设备、管路、溢流点等都要全程跟踪监测,达到防患于未然的效果,从根本上保证成品煤的质量。同时,降低介耗成本还应做到提高介质的回收利用率,在允许条件下实现再次利用、循环利用,既降低了成本,又达到了环境保护的作用。

3.4 提高生产效率

在实际生产中,洗煤人员的工作效率对洗煤成果和成本有着重要的影响。要提高洗煤人员的工作效率,首先应对洗煤人员进行精细化管理,每位洗煤人员擅长的工艺不同,应对他们的岗位有所区分,做到人尽其才,达到人力资源配置的最优化;其次,要对洗煤工艺流程进行标准化管理,达到工作效果的最佳化,以提高员工的工作效率,降低洗煤的成本;再者,企业应对洗煤人员采取一定的激励措施,不能干多干少一个样,干好干坏一个样;最后,企业还应该尽可能地采用少污染、无污染的技术措施,减少甚至消除生产过程中“三废”的排放,创造良好的工作环境,使工作人员有良好的工作心态积极投身到工作中去,这是安全生产的需要,也是提高员工工作积极性的需要。

3.5 加强水资源的利用和管理

对于有条件实现技术创新的大中型煤炭企业,应尽快实现产业改造和技术升级,采用干法洗煤工艺,不仅大大简化了工艺流程,有效解决了洗煤水和煤泥的处理问题,更是节约水资源、实现可持续发展的保证。尤其对处于高寒缺水地区的煤炭企业,采用干法洗煤工艺势在必行。而对于大部分暂不能实现技术升级的企业,也应改进洗煤工艺,并加强对煤泥的处理力度,尽可能地节约水资源,并且不造成环境污染和生态破坏。

4 结语

对于煤炭企业而言,加强洗煤工艺的技术升级、控制生产成本不仅能为自身带来更多的利润,更可以在当下激烈的能源市场竞争中脱颖而出,使企业立于不败之地。而对于我国这样一个煤炭生产和消费大国来说,实现洗煤技术现代化是改变粗放型生产方式的必经之路,更是实现节约型社会和可持续发展的必然要求。

参考文献

1 刘飞龙.降低洗煤成本提高洗选效率的策略探讨[J].能源与节能,2013(10)

2 张李萌. 探讨现代化洗煤技术及管理[J].能源与节能,2014(7)

3 付国华. 洗煤的工艺技术探讨[J].科技传播,2013(6)

煤的工艺性质范文第7篇

关键词:甲醇 气化 合成 空分

一、煤气化制甲醇的重要意义

作为一种传统的化工原料,甲醇在化工行业中一直扮演着极其重要的角色。随着油价的日益上涨和甲醇应用领域的不断拓展,甲醇及其衍生品的应用也越来越受到人们的重视。在市场需求的推动下,甲醇及其衍生物的生产迎来了发展的黄金时期。

在我国,80%以上的甲醇来源于煤炭转化,充足的煤炭供应是甲醇经济发展的基础。据国有资产管理委员会的数据,我国累计探明可供建井的煤炭储量多达2000多亿吨,占全国已探明储量的90%以上,按近些年平均20亿吨/年的开采量计算,仅目前探明的储量就可以开采一百年以上。

甲醇作为极其重要的一种化工原料,其下游衍生品也很丰富,这也是煤基甲醇化工可以代替部分石油化工的原因。传统工艺上甲醇可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、甲基丙烯酸甲脂、醋酸、甲胺等一系列有机化工产品。

除了传统应用,甲醇化工应用技术近期还取得了不少新的突破。中科院福建物质结构研究所和上海金煤化工合作研发的煤基甲醇制乙二醇技术处于世界领先地位,并成功应用于内蒙古通辽经济开发区已开工的20万吨/年乙二醇项目。神华集团的百万吨级甲醇制烯烃项目运行平稳,兖矿集团国宏化工有限责任公司的甲醇制二甲醚的项目也将于近期开工。

除了化工应用外,甲醇作为替代燃料近年来发展也很迅猛,源于甲醇的替代燃料主要包括甲醇掺混汽油、甲醇制汽油和燃料电池等。 甲醇掺混汽油是指在汽油中掺入5%、15%、25%和85%等不同比例的甲醇。07年8月份,奇瑞甲醇燃料汽车的技术改造基本完成,由奇瑞研制的10辆M85高比例甲醇燃料样车已在山西进入试用阶段。而早在2005年10月至2006年6月,山西省已在阳泉、临汾、晋城进行M15低比例甲醇汽油的试点封闭运作。现在,兖矿集团国宏化工有限责任公司的甲醇汽油项目已经实现工业化,并且收益很高。

此外,甲醇制汽油(MTG)也是甲醇燃料应用的重要领域之一。除了埃克森美孚公司的二步法MTG技术,中科院山西煤化所与化学工业第二设计院共同开发的一步法甲醇转化制备汽油技术,已在其能源化工中试基地完成中试。与埃克森美孚公司的技术相比,国产技术具有汽油选择性高,工艺流程短,单程寿命长和催化剂稳定性等优势[1]。

二、煤制甲醇基本的工艺及设备介绍

1.煤炭的气化

煤气化技术是煤制甲醇工艺中的关键性。目前,国内外先进的煤气化技术主要包括:荷兰Shell公司的SCGP粉煤加压气化工艺、德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化技术、美国Texaco公司德士古气化工艺、德国Lurgi公司的Lurgi块煤加压气化工艺等,本文以德士古气化工艺为例进行气化工艺的介绍。

1.1煤浆制备

由输送系统送来的原料煤干基(

1.2气化

在本工段,水煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。

煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送来的高压氧通过烧嘴进入气化炉,在气化炉中煤浆与氧气发生主要反应如下:

CmHnSr+m/2O2mCO+(n/2-r)H2+rH2S

CO+H2OH2+CO2

气化反应在气化炉反应段瞬间完成,生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等气体。

离开气化炉反应段的热气体和熔渣进入激冷室水浴,被水淬冷后温度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉;气体经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤除尘冷却后送至变换工段。

气化炉反应中生成的熔渣进入激冷室水浴后被分离出来,排入锁斗,定时排入渣池,由扒渣机捞出后装车外运。

1.3 灰水处理

将气化来的黑水进行渣水分离,处理后的水循环使用。

1.4 CO变换

将气体中的CO部分变换成H2。发生的的化学反应为变换反应,以下列方程式表示:

CO+H2OH2+CO2

2.合成气的净化

本工段采用低温甲醇洗工艺脱除变换气中CO2、全部硫化物、其它杂质和H2O。低温甲醇洗工艺是使用物理吸收法的酸性气体净化技术,使用冷甲醇作为酸性气体的吸收液,利用甲醇在零下60℃左右的低温下对酸性气体溶解度特别大的性质,分段选择性地吸收原料气中的CO2、H2S及各种有机硫等杂质,低温甲醇洗工艺一般有林德和鲁奇两种,二者基本原理相同,并且技术都很成熟,只是在工程实施、工艺流程设计和设备设计上各有特点。

3.甲醇的合成

国内外使用的甲醇合成塔主要有冷管式、冷激式、固定管板列管式水管式和多床内换热式合成塔。冷激式合成塔碳转化率太低,能耗高,已基本淘汰:冷管式合成塔碳转化率较高但副产的蒸汽仅为0.4MPa,大型装置中很少采用;水管式合成塔传热系数较高,能更好地移走反应热,缩小传热面积,并能多装催化剂,同时可副产中压蒸汽,是大型化较理想的塔型,在60万t以上大型装置应用较为广泛;固定管板由于列管需用特种的不锈钢,因而造价最高;多床内换热式合成塔由大型氨合成塔发展而来,目前氨合成塔均采用三床(四床)内换热式合成塔。

4.甲醇的精馏

甲醇的精馏工艺,主要有ICI的两塔流程和Lurgi三塔流程两种。ICI两塔工艺虽然工艺流程简单、装置投资省,但是能耗相对较高;而Lurgi三塔精馏工艺流程虽然相对较长,但操作能耗较ICI两塔工艺流程低。从投资和能耗等方面来综合考虑,对大、中型甲醇精馏装置,三塔精馏工艺优点更加明显。主要原因在于三塔型工艺流程设置有一个加压操作(压力为0.6~0.7 MPa)的主精馏塔,加压塔塔顶甲醇蒸汽冷凝热可以用作常压精馏塔塔底再沸器热源,减少了水蒸汽和冷却水消耗,从而使得精馏过程总的能耗可比二塔流程低20%~30%。

从清洁环保角度来讲,也应该采取三塔精馏工艺。目前在原来三塔精馏的基础上又增加了回收塔,这进一步提高回收常压精馏塔塔底排出的含有少量甲醇的废水的能力,提高了产品收率并减少废水污染物产生量。

三、甲醇生产工艺的选择

甲醇的生产现已大规模连续化,生产过程中要求合成气中(H2+CO)含量高,要求煤气化工艺更成熟可靠,效率更高。结合产品的质量要求、环境友好以及不同工艺设备的技术特点,煤制甲醇工艺的选择应依据以下原则:

1.适用性,不同的煤气化技术适用于不同的煤种,硬根据所用煤的质量、性质、品种等选择合适的煤气化工艺及后续工艺。

2.可靠性,技术必须成熟可靠,在保证产品质量和生产能力的前提下,设备装置应能连续稳定运转。

3.先进性,先进性体现在产品质量性能、设备水平和工艺水平等方面,先进性决定项目的市场竞争力,应全面研究工艺技术的现状和发展趋势,深入探讨是否可以采用更为先进的工艺技术。

4.经济性,要求所才用技术设备运行和维护成本低、投资省、消耗低。

5.安全环保性,煤化工生产过程容易产生大量煤粉、“三废”等污染物,应选用安全环保的工艺进行安全、清洁生产[2]。

四、结语

甲醇用作燃料,排放气中的一氧化碳,氮氧化物等含量降低,是一种环境友好的燃料,尤为重要的是,对于我国来说,能够降低对石油的依赖程度,优化能源结构。但是在甲醇生产工艺选择上,一定要根据实际情况,遵循适用、安全可靠、经济环保、技术先进的原则。

参考文献

煤的工艺性质范文第8篇

文章根据神华宁煤40Mt/a煤炭间接液化项目煤储运装置工艺设计,总结了大型煤化工项目煤储运装置工艺设计的思路及重点,为我国类似煤化工项目在煤储运工艺设计方面提供了较强的理论依据和实践经验。

关键词:

煤化工;煤炭间接液化;煤储运;工艺设计

神华宁煤40Mt/a煤炭间接液化项目位于宁夏回族自治区宁东煤化工基地,煤储运装置是煤液化项目的重要组成部分,煤储运装置主要任务是完成矿区来煤的卸煤、储煤、配煤、供煤等一系列环节,结合气化及动力站装置对原料煤和燃料煤的质量要求,解决项目来煤复杂、煤质波动、保证煤化工项目对供煤均质、稳定、连续的内在需求。

1工艺系统

煤储运装置工艺系统主要包括卸煤工艺系统、储煤工艺系统及供煤工艺系统三个主要系统,同时还要根据项目的实际情况考虑合理的筛分破碎系统、采制样系统、煤质在线检测系统及配煤系统等辅助系统[1-3]。工艺系统的选择应以来煤性质、化工及锅炉装置对于用煤要求为依据,制定一个合理、可靠、简单、高效、经济的工艺系统,以满足化工装置对供煤连续稳定运行的基本需要[4,5]。

1、1项目煤炭供应介绍项目年消耗原料煤约200Mt,燃料煤约50Mt,主要煤源为宁东鸳鸯湖矿区生产矿井,来煤采用矿区铁路运输,运距约为20~100km。主要供煤矿井以梅花井煤矿、石槽村煤矿、红柳煤矿和麦垛山煤矿为主,灵新煤矿、羊场湾煤矿、枣泉煤矿及清水营煤矿作为调剂。根据规划供给煤化工基地及煤液化项目年最低供煤量为:梅花井煤矿90Mt、麦垛山煤矿60Mt、红柳煤矿50Mt、石槽村煤矿50Mt、灵新矿煤矿20Mt、羊场湾煤矿20Mt、枣泉煤矿20Mt、清水营煤矿30Mt,总量达到340Mt。该区原煤牌号以长焰煤和不粘煤为主,原煤以低~低中灰分、特低~低中硫、特低~低磷、高热值、不具粘结性煤为主,部分上煤组硫分较高,为中高硫煤,煤质基本符合直接液化和间接液化用煤技术要求。

1、2原料煤及燃料煤规格间接液化对原料煤的煤种、显微组分及相关煤制指标要求相对宽松,严格讲煤炭气化生成的合成气(CO+H2)才是间接液化F-T合成的原料,从气化效果及项目整体经济效益讲,低灰、低硫、高氧的原料煤为理想的间接液化用煤,另外原料煤还必须均匀稳定,已确保后续化工装置的稳定运行。根据本液化项目设计基础资料,液化项目装置对原料煤、燃料煤主要规格要求详见表1、表2。

1、3工艺系统设计煤储运装置分为厂外煤储运及厂内煤储运两个部分:①厂外煤储运独立于化工工业场地单独布置,主要包括火车卸煤系统和储配煤系统,工作制度为330d/a,16h/d;②厂内煤储运装置布置在化工工业场地内,靠近气化及动力站用煤装置,主要包括缓冲仓及供煤带式输送机系统,工作制度为8000h/a,24h/d。煤储运装置主要工艺系统流程图如图1所示。根据该项目的主要特点,制定工艺系统流程时主要考虑因素分别如下:1)火车卸煤系统。由于项目来煤为矿区自有铁路和企业自备车,设计采用底开门火车卸煤系统,相比翻车机卸煤系统而言优势在于:①卸车速度快、能力大,可靠性高;②无动力消耗,卸煤高度低,起尘量非常小,噪音小,节能环保效果好;③对列车无损害,维修保养费用低;④总投资低,总运行成本低。2)储煤系统。该项目年消耗煤炭约250Mt,每天耗煤约76万t。装置煤炭储存周期为项目7d用煤量,其中厂内储存1d用煤量,厂外储存6d用煤量。厂外设计有6个Φ90m圆形料场,采用6个Φ90m圆形料场方案无论从多煤种来煤、储量、配煤线路设计、经济性等方面均具有明显的优势。来煤可以采用分质堆放及分矿堆放两种方式,料场内布置有顶堆侧取式圆形堆取料机,该料场具有自动化程度高、取料量可控、便于配煤、环保效果好等诸多优点。3)配煤系统。该装置设有两条主配煤线路,其中三个料场串联布置,通过料场下方的一条输煤带式输送机组成一条配煤线,正常情况下为两种或三种煤之间进行配煤,两条配煤线之间也可以配煤,通过配煤专家系统以及在线检测设备确保煤质的均匀稳定。4)厂内缓冲仓。由于厂外煤储运执行每天16h工作制,而厂内输煤系统为24h工作制,因此要在厂内建设缓冲仓以匹配工作制度,厂内设计有3个Φ30m圆筒仓。5)厂内供煤系统。结合气化装置及动力站装置实际情况,厂内设计有3条输煤线路,分别供给东边气化装置、西边气化装置及动力站,每条输煤线路均为双系统设计,一用一备,保证系统的可靠性。考虑到燃料煤仅有一个缓冲仓,为进一步增加燃料煤供煤的可靠性,系统增设一个原料煤仓进动力站的通道,而原料煤仓的检修可以结合气化装置检修周期进行。6)由于项目来煤均为企业内部的选煤厂,来煤粒度可以控制在50mm以下,因此不需要设筛分破碎系统;考虑到冬季会有冻车的可能性,设计在受煤坑地面建筑内预留有增加红外加热板的空间;设计考虑了完善的煤质采样及在线检测系统。

2设备选型原则

对于煤储运装置来说,设备的处理能力、可靠性、工艺技术指标等尤为重要,设备选型应注意以下原则:①选择技术先进、成熟可靠、大型高效的优质设备;②考虑到通用性及互换性,设备及其配件尽可能选择同类型、同系列、同规格的设备,以便于设备维护及零配件的备用;③厂外煤贮运装置设备选型按照《煤炭洗选工程设计规范》(GB50359—2005)及项目的实际情况综合确定,厂内设备主要依据气化及动力站的供煤要求确定;④大型关键设备大修期不低于4a,不低于煤液化项目的大修期;⑤在技术条件允许的条件下,以国产设备为主。煤储运装置主要工艺设备一览表见表3。

3工艺布置

3、1工艺总平面布置工艺总平面布置必须在完成工艺线路技术方案及主要生产建筑物布置的基础上进行。工艺总平面应分区明确,便于生产管理,煤流简单、顺畅、中转环节少、占地省是工艺总平面布置的重要原则,同时还应充分考虑项目后期的发展余地。

3、2受煤系统布置煤储运装置设计有2条1/3列车长度的火车底开门受煤线,每条受煤线坑容为5600t,每条受煤坑下布置有4台叶轮给煤机;受煤坑长327m,宽16m,地下部分高115m,局部180m,地上部分高81m;两股道受煤坑铁路中心线间距为75m。受煤坑布置时要对坑容进行计算,充分考虑叶轮给煤机检修空间和场地,以及通风、除尘、排水、供电等相关设施的布置。

3、3圆形料场布置圆形料场直径为90m,侧壁挡煤墙高17m,圆形料场的正下方设有一条带式输送机地道和三个落煤坑,其中1个在中心立柱下布置,上部由刮板取料机给煤,另外2个对称布置在圆形料场的两侧,上部采用自然落煤漏斗落煤,可作为事故备用或辅助配煤。

3、4缓冲仓布置缓冲煤仓为3个Φ30m圆筒仓,仓体高565m,每个仓容积为27万m3,按照堆密度075t/m3考虑,约可存放20万t原燃料煤。仓上布置有2台可逆移动配仓带式输送机,可把厂外来煤分配给任意一个缓冲仓内储存,每个仓下布置有8台甲带给煤机及两条收集带式输送机,为便于生产及管理缓冲仓配有1台3t防爆型客货两用电梯。

4结语

大型煤化工项目煤储运装置在工艺设计中要充分考虑来煤方式、种类及煤质特性,充分结合化工装置对供煤的各种工艺要求,综合考虑各种制约因素,制定合理的工艺技术方案,神华宁煤煤炭间接液化项目煤储运装置在工艺设计上具有如下特点:1)工艺总平面分区合理,分为厂外和厂内煤储运两个部分,工艺系统简洁、顺畅、完善、可靠,厂外煤储运仅有5个转运站,厂内8个转运站。2)底开门受煤坑卸煤能力大,受煤坑采用双线设计,受煤坑长度为1/3列车长度(整列为60节),整列车从进入铁路咽喉区至离开咽喉区只需68min,考虑15的富裕系数,按照每天16h计算,两条受煤线每天可完成20列车卸煤工作。3)6个Φ90m圆形料场分两条线串联布置,火车来煤可以进入到任意一个圆形料场内,通过配煤专家系统及相关检测设备,实现配煤功能。4)厂内缓冲仓仓下至气化及动力站装置均按双系统配置,按照年工作8000h设计,系统可靠性高,保证了化工装置对供煤的连续性要求。5)主要工艺设备均选自技术先进、处理能力大、高效、性能可靠的国产设备,设备及其配件的通用性、互换性很强,便于生产管理及维护。

参考文献:

[1]戴少康.选煤工艺设计实用技术手册[M].北京:煤炭工业出版社,2010.

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