煤炭深加工与利用毕业论文

煤的工业分析也称煤的实用分析、近似分析或技术分析，包括煤的外在水分、内在水分、全水分、分析煤样水分、灰分、挥发分、固定碳、全硫和各种硫及发热量等项目。作为校正挥发分、发热量和元素成分碳含量等需用的，碳酸盐中二氧化碳含量也属工业分析范围。一般把煤的水分、灰分、挥发分和固定碳称作煤的半工业分析，如包括硫分和发热量等分析项目，就称作煤的全工业分析。煤的工业分析是煤质分析中最基本的也是最重要的分析项目，因此凡是以煤为原料或燃料的工业部门都需要进行煤的工业分析。煤质分析化验分为两类，一类是测定煤所固有的成分如碳、氢、氧、氮等，称为元素分析，其测定结果是作为对煤进行科学分类的主要依据，在生产上，是计算发热量、热平衡、物料平衡的依据；另一类是在人为规定的条件下，（鹤壁市华诺电子科技有限公司）根据技术需要测定煤经转化生成的物质或呈现的性质如灰分、挥发分等，称作技术分， 根据水分、灰分、挥发分和固定碳含量四项基本测定结果，对煤中有机质、无机质的含量、性质等有了初步了解，并可初步判断煤的种类、加工利用效果及工业用途等。煤的工业分析是煤质分析中最基本的也是最重要的分析项目。

煤炭是我国主要的一次能源，在能源供给结构中，煤炭一直居第1位。在产煤大区内蒙古，煤炭在一次能源生产和消费结构中所占比重更高，约占90%以上。内蒙古地区煤炭资源丰富，战略地位重要，潜在价值巨大。然而，煤炭资源的开发利用在观念和体制上尚未完全摆脱传统发展模式。开采不合理，利用效率低，忽视生态环境的倾向比较严重。因此，在大力推进工业化的进程中，使资源优势转变为经济优势和竞争优势，使煤炭资源的开发利用与环境保护、生态建设相协调，为本地区的经济社会发展提供可靠的能源保障以及为中东部地区提供能源供应，从而推进经济社会的可持续发展，应该是研究内蒙古能源问题的意义所在。一、内蒙古煤炭资源状况（一）煤炭资源状况内蒙古是我国煤炭资源最富集的地区之一，区域内煤层面积大，分布范围广。全区万平方公里，现已查明含煤面积为12万平方公里，约占全区总面积的10%。全区101个旗县区中，有67个旗县区储存煤炭资源。全区累计探明的保有储量为亿吨，占全国保有储量的22%。探明储量在1亿吨以上的煤田有19个，100亿吨以上的煤田有6处。其中准格尔煤田储量253亿吨，锡林郭勒胜利煤田214亿吨，呼伦贝尔煤田215亿吨，东胜煤田736亿吨。目前，内蒙古共有各类煤矿1228处，其中国有重点煤矿67处，地方国有煤矿96处，乡镇集体煤矿1065处。形成了乌达、海勃湾、包头、平庄、大雁、扎赉诺尔、霍林河、伊敏、准格尔、神东等10个国有重点煤炭生产矿区以及胜利、白音花、宝日希勒、万利等4个国家重点建设矿区。内蒙古煤炭资源的特点可以概括为：一是资源分布广、总量多；二是种类齐全、品质优良，以低变质烟煤和褐煤为主，低硫优质煤占总储量的70%，低灰、低硫烟煤又占优质煤的60%；三是煤层埋藏浅、厚煤层多、地质构造和水文地质条件相对比较简单、层位稳定、煤田规模大、易开采；四是主要煤系中的共生、伴生矿产资源丰富，为其他矿产资源的综合开发提供了便利。（二）煤炭生产、消费状况“十五”以来，随着经济快速增长，区内外能源市场需求旺盛，刺激了我区能源工业、特别是煤炭工业的快速发展，煤炭产量增长迅速。2005年全区煤炭产量达到了25607万吨，比2004年增长％，比2001年增长了，不仅大大超出了自治区“十五”规划9500万吨的目标，也超出了2010年年产量达到13200万吨的远景目标。2001~2005年的5年间，内蒙古共生产原煤8亿吨，向区外输出煤炭亿吨，约占总量的57%。内蒙古已成为我国煤炭资源大区、产量大区和输出大区。截至2005年底，火力发电装机容量达到万kw，年发电量达到亿kw/h，比2000年增长了。随着全国能源市场需求的快速增长，国内大型能源企业纷纷到我区投资建设能源项目，推进了我区煤炭工业投资主体多元化，促进了煤炭工业投资的快速增长。特别是煤电一体化、煤化工等项目的实施，推动了煤炭工业向上、下游产业延伸，带动了相关产业的发展。二、内蒙古煤炭资源开发利用中存在的问题内蒙古丰富的煤炭资源曾经并将继续为区域经济社会发展提供可靠的能源保障。然而伴随能源开发，特别是煤炭资源的大规模开发利用，凸现了诸如能源资源问题、能源环境问题、能源效率问题、能源利益问题等一系列不容忽视的问题。（一）能源资源问题现代社会广泛使用的能源资源主体仍是煤炭、油气等不可再生的一次性能源资源，其地质资源的生成要以千百万年计，并且这些资源的绝对量是有限的。当前，这些资源的浪费性消耗就是未来可持续发展战略能源资源的缺失。因此，在能源资源战略管理上，应在充分研究能源需求和社会经济发展的基础上，认真评估能源需求以及增长、变化的规律和特点，在尽力提高能源资源的采储比、推进能源资源节约的情况下，有效地促进能源生产和需求的平衡。在能源产业管理战略上，鉴于小型能源生产企业的资源采储比普遍低于大中型企业，在能源资源富集地区要限制小型能源企业的发展。（二）能源利益问题一批中央企业在能源资源开发中担当主力，加快了能源开发。但是由于利益分配机制尚未理顺，中央企业与地方企业、政府和当地群众之间的利益冲突正在不断升级，已经影响了未来能源的有序开发。目前央企和地方煤矿相比，同样采1吨煤留给县级地方财政的实际可支配收入相差8~9倍；而且对地方长远产业规划缺乏统筹考虑。许多能源产区地方政府都不甘心央企从地方廉价输出一次性能源产品，希望借开发之势发展附加值更高的能源利用和深加工项目，保障地方的长远利益。例如煤炭主产区希望摆布更多的电厂和高耗能项目，但从事能源一次性开采的中央企业基本上不考虑地方的规划，许多地方的长远产业发展规划多年来仍然是“一纸蓝图”。在煤炭主产区，一方面是外来资本的扩张与积累，另一方面是当地群众和地方政府的利益争夺。由于利益分配失衡，导致畸形的开发态势。始于2003年下半年的晋陕蒙地区资源争夺热，使一些地方以割让资源为条件饥不择食地引进能源开发和利用项目，为今后的有序开发埋下了重大安全隐患；更有甚者，个人通过各种手段从政府那里买下一块资源，以便日后倒卖资源发大财，这种炒卖资源的行为不仅滋生腐败，更重要的是扰乱了正常的开发秩序。 （三）能源环境问题内蒙古煤炭资源富集地区均分布在大陆性干旱、半干旱气候带。这些地区水土流失和土地荒漠化相当严重，植被覆盖率低，生态环境十分脆弱。在煤炭的开采、加工、储运、燃烧使用过程中，会破坏地表，污染地下水资源，排放大量二氧化硫、二氧化碳和烟尘，造成大气污染。火力发电需用大量的水资源，会进一步加剧水资源紧张状况，而排出的废水又会污染河流湖泊及地下水。资料表明，平均每开采万吨煤炭可造成草原或农田塌陷公顷，开采1吨原煤需排放2吨污水。 内蒙古西部、晋陕蒙交界地区的能源开发区生态原本就十分脆弱，随着开发力度的加大，地质灾害日渐加剧，地下水枯竭，地表植被大面积枯死。但目前采空塌陷区没有明确的赔偿机制，采空区的生态治理和恢复投资在煤炭生产成本中列支较少。 （四）能源效率问题当前，我们的能源开采、运输、加工转化以及利用效率还很低，一方面是能源短缺，另一方面，能源浪费又是惊人的。从能源利用效率来看，目前我国的能源综合利用总效率仅为33%，比发达国家低10个百分点；考虑到开采、运输后，我国能源总效率不到10%，这就意味着90%左右的能源资源在生产、加工转换、输送、储存和终端利用过程中损失和浪费掉了。2005年中国每万元GDP能耗为吨标准煤，与发达国家或发展水平相当的国家相比差距较大，每万元产值的能耗是世界平均水平的倍，是OECD(经济合作发展组织)国家和地区的倍，更是日本的9倍。而相关数据资料表明，内蒙古目前的能源利用效率比全国平均水平低得多。2005年内蒙古每万元产值能耗为吨标准煤，是全国平均水平的2倍多；单位工业增加值耗能水平为吨标准煤/万元，是全国平均水平的倍。与能源利用效率最高的广东省相比更是分别高出倍和倍。我区90%的小煤矿采用非正规采煤方法，资源回采率仅为30%。 这些数据既反映了目前的能源使用浪费，但也充分表明了内蒙古提高能源使用效率的潜力是巨大的。在节能增效方面，可以大有作为。 三、推进内蒙古煤炭资源可持续开发利用的思路能源资源属于战略性资源。在能源资源的开发、转换、利用过程中存在明显的外部性，就是说能源资源不仅具有私人产品的性质，同时它也具有一定的公共产品的性质，这就决定了能源资源的开发利用不能仅仅依靠市场机制这只“看不见”的手来调节，更需要政府这只“看得见”的手来进行强有力的调控。事实也表明，世界上大多数国家在能源问题上都有政府的介入和干预。对于煤炭这个战略性资源的开发利用，中央和地方政府必须统筹考虑开发规模、资源接续、产业升级、替代产业的培育、生态环境保护等问题，制定科学合理的开发利用规划方案。（一）坚持节能为本，尽快修改和完善相关的法律法规应尽快修订节约能源法。我国的能源形势、管理体制和社会环境发生了很大变化，现行法律已经不能适应实践需要。许多规定过于原则化，倡导性条款多，惩戒性条款少，缺乏强制力和可操作性。通过修订，完善政府节能管理、监督和服务体系，形成统一负责、分工协作的节能管理体制。加强节约能源法与可再生能源法的衔接，推动可再生能源在建筑、交通和民用领域的应用。明确国家鼓励节能的经济政策和具体措施，建立“谁节能，谁受益”的机制，不能纵容个体浪费，代价却由社会来承担的行为。建立以节能为导向的财税价格政策体系，将现行消费税征收范围扩大到煤炭等不可再生能源及其产品，逐步调高税率，使之与节能需要相适应，最终达到提高用能成本，激励市场主体自觉节能，遏制能源浪费的政策效果。全面实施资源税以储量计征的办法，规范和提高税率，防止资源浪费和破坏性开采。建立以节能为导向的市场准入制度。尽快制订和完善各类产品能效标准、行业能耗准入标准和节能设计规范、公共建筑用能设备运行标准。对主要耗能行业和产品要实行适度超前的能效标准，逐步提高市场准入门槛，明显缩小与国内国际先进水平的差距，促进企业加快高效节能产品的研发生产，引导社会消费。严格节能目标责任制，实行节能工作问责制。各级政府在每年的政府工作报告和计划报告中，要专门报告节能工作情况。建立适应节能需要的统计体系和工作制度。（二）建立“绿色GDP”核算体系，体现资源环境成本传统的国民经济核算体系存在多方面的缺陷，其中一个重要方面就是其建立的基础是纯粹经济系统分析，对与经济活动关系密切的资源环境系统没有加以考虑，没有体现资源价值，没有计入生态环境污染和破坏及其损耗；其投入产出核算未涉及存量与流量之间相互关系。对于生产者而言，传统的会计核算方法也没有将环境资源作为生产者的资产进行核算，使生产者的经济行为建立在以牺牲环境为代价的基础上。为此，应通过“绿色GDP”和建立绿色会计系统，将资源与环境的真实价值反映在其中，将其作为考核能源开发地区和企业的指标，从制度上建立起可持续发展的有效机制。同时要明晰全要素产权，扭转传统的生产要素观念，将产权变革的视角从资金、劳动力及其他有形资产和无形资产等领域扩展到资源、环境等生产要素，从产权上对其加以明确，并根据实际建立起市场化的产权交易规则，通过规范的市场行为和活动，实现资源、环境类生产要素产权的有序让渡。在不断拓宽自然资源有偿使用范围的基础上，建立自然资源全过程有偿使用制度。资源有偿使用的内涵不仅要包括开采价格和附加开发成本，还要包括资源恢复、处理和更新的费用。（三）尽快建立资源与环境损耗补偿机制能源资源（主要指不可再生资源）的开发利用，必然造成资源价值的改变。如果资源的产权关系是明确的，成本结构是合理的，那么，这种损耗就可以通过能源产品供需双方的等价交换而得到合理的补偿；反之，如果能源产品的价值与价格相背离，能源产品购买地区的经济发展就是以牺牲能源开发地区的可持续发展为代价的。根据可持续发展理论，一个国家或地区只有当其全部资本存量（自然资本、人力资本、产品资本）随时间推移保持一定增长时，其发展才是可持续的。为此需要建立可持续收入的概念，即将资源的折旧也纳入到产品的销售价格中，使能源开发主体可以通过能源产品的市场交换获得对资源进行补偿的合理收入。在此可以采用用户成本法和净价格法，通过对资源总储量、开采量、开采年限、开采成本、资源租金的分析，借助资源总价值的计算来实现。需要尽快建立地区之间合理的贸易协同关系。因为我国东、中、西部三大经济带的社会经济发展呈现非均衡状态且差距愈显扩大，加上国内统一市场的建立和运行，有可能使建立在市场运行关系基础上的环境问题、利益问题变得更加突出。西部欠发达地区与东部发达地区在贸易结构上的不对等，东部发达地区高新技术产业的形成与其高耗能、高污染产业的西移以及东部在发展过程中得到的西部地区以资源、环境、效益为代价而给予的支持，都使得各地区在环境破坏的责任、环境保护的能力、经济利益的分配等方面存在明显的分歧，而不同地区在经济发展水平、科技竞争能力、人力资本存量等可持续发展方面所表现出的严重不对称，又使得地区间的贸易关系日趋复杂，使西部资源输出地的贸易条件不断恶化。所以，建立协调各地区贸易关系的统一规则显得十分紧迫而又非常必要。 （四）建立规范有序的财政转移支付制度内蒙古环境问题欠账多，历史遗留包袱重，国家应加大对内蒙古的财政转移支付力度，具体规定一定时期内向内蒙古转移支付的比例和递增比例，以确保中央财政向内蒙古转移支付的份额，重点支持内蒙古经济建设和环境治理。 针对内蒙古工业发展畸重，能源工业又以煤炭开发为主的状况，中央政府应加大投资力度，加强基础设施建设，促进地区产业结构调整。对地方政府所采取的结构调整政策，特别是在一些产业互补、产业替代和高新技术产业开发领域，中央政府更应给予大力扶持。应对一些资源综合利用产业、可再生能源开发产业提供低息或无息贷款政策、减免税收政策。当前，由于地方财力有限，资金配套政策实际上限制了内蒙古争取中央建设资金的能力。因此，从“补偿”的角度出发，对有关资金配套的要求改为将项目建设资金由中央财政全额转移支付，是一个值得考虑的问题。（五）坚持多能并举、环境优先，减少不可再生资源的消耗在积极有效地推进节能增效的基础上，通过产业政策引导，大力调整能源生产、消费结构，有计划、有步骤地减少煤炭等常规能源的消耗，鼓励和支持天然气、风能、太阳能等清洁能源和新能源的生产和消费，逐步增加清洁能源在能源消费构成中的比重。中国能源消耗的70%以上来自煤炭，而采煤产生的甲烷在全球温室气体排放中占据首位。有研究结果表明，我国煤层气资源总量为万亿立方米，相当于450亿吨标准煤，其中尤以晋陕蒙含气区煤层气资源量最大，为万亿立方米，占全国煤层气资源总量的1/2以上。其中，内蒙古境内2000米以上浅煤层气资源估计储量为7万亿立方米。如果在各个矿区对煤层气加以开发利用，将创造可观的经济效益、环境效益和社会效益。

巨野煤田煤质分析及科学利用评价摘要]从工业、元素、工艺性质方面，对巨野煤田煤质进行了详细的分析，根据其煤质特点，进行科学论证，得出巨野煤田是优质动力用煤和炼焦用煤的结论，可以用来制备水煤浆，用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品，用作焦化原料等。[关键词]煤质分析；煤质特点；科学利用；评价1巨野煤田煤质分析煤的工业分析工业分析是确定煤组成最基本的方法。在指标中，灰分可近似代表煤中的矿物质，挥发分和固定碳可近似代表煤中的有机质。衡量煤灰分性能指标主要有灰分含量、灰分组成、煤灰熔融性（DT、ST、HT和FT）。其中煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要性能指标。一般以煤灰软化的温度（即灰熔点ST）作为衡量煤灰熔融性的指标。龙固矿钻孔煤样工业分析结果(表1)变形温度（DT）为煤灰锥体尖端开始弯曲或变圆时的温度；软化温度（ST)为煤灰锥体弯曲至锥尖触及底板变成球形时的温度；半球温度（HT）为灰锥形变至近似半球形，即高约等于底长的一半时的温度；流动温度（FT）为煤灰锥体完全熔化展开成高度＜ mm薄层时的温度。彭庄矿钻孔煤样工业分析结果（表2）2煤质特点及科学利用评价巨野煤田煤质特点由煤炭科学研究总院《巨野矿区煤质特征及菜加工利用途径评价》可以看出巨野煤田煤质有如下特点：①灰分含量低，属于中、低灰煤层。②挥发分含量高，各煤层原煤的挥发分含量在33%以上，且差异不大，均属于高挥发分煤种。③磷含量特低；硫分含量上低下高。④干燥基低位热值高。各层煤的都比较高，且随原煤灰分的降低而升高。⑤粘结指数、胶质层厚度和焦油产率均较高。⑥碳、氢含量较高。碳含量在～之间，氢含量在～之间，C/H比值＜16。⑦灰熔点上高下低。成浆性实验评价2008年1月，华东理工大学对巨野煤田龙固矿(1#)、赵楼矿(2#)和彭庄矿(3#)原煤进行成浆性实验及评价。成浆浓度实验成浆浓度是指剪切速率100 s-1，粘度为1 000 mPa·s，水煤浆能达到的浓度。采用双峰级配制浆，粗颗粒与细颗粒质量比为3∶7；选取腐殖酸盐作为添加剂，用量为煤粉质量的1%。制成一系列浓度的水煤浆，测量其流动性，观察水煤浆的表观粘度随成浆浓度上升的变化规律，结果如表10所示。由表10看出，随着煤浆浓度增大，煤浆表观粘度也明显升高。本实验3种煤样成浆浓度分别为龙固矿66%(wt)；赵楼矿67%(wt)；彭庄矿68%(wt)。流变性实验水煤浆流变特性是指受外力作用发生流动与变形的特性。良好的流变性和流动性是气化水煤浆的重要指标之一。将实验用煤制成适宜浓度的水煤浆，然后用NXS-4 C型水煤浆粘度计测定其粘度。将水煤浆的表观粘度随剪切变化的规律绘制成曲线，观察水煤浆的流变特性，见表11。从表11可以看出，3种煤制成的水煤浆中，随着剪切速率增大，表观粘度都随之降低，均表现出一定的屈服假塑性。屈服假塑性有利于气化水煤浆的储存、泵送和雾化。实验结论煤粉粗粒度（40～200目）和细颗粒（＜200目）质量比为3∶7，腐殖酸盐作为添加剂，添加量为煤粉质量的1%时，龙固矿煤浆浓度为66%（wt）、赵楼矿煤浆浓度为67%（wt）、彭庄矿煤浆浓度为68%（wt），满足加压气流床水煤浆气化技术对水煤浆浓度的要求。原料煤的应用适合于制备水煤浆水煤浆不但是煤替代重油的首选燃料，而且是加压气流床水煤浆气化制备合成气的重要原料。同时它又是一种很有前途的清洁工业燃料。实践上，华东理工大学“巨野煤田原煤成浆性实验评价报告”表明：巨野煤田各矿井原料煤均适合于制备高浓度稳定水煤浆。用于煤气化合成氨、合成甲醇及后续产品巨野煤田原煤属于高发热量的煤种（弹筒热平均值在28～31 MJ/kg之间），该煤有利于降低氧气和能量消耗，并能提高气化产率；因灰熔点较高（＞1 300℃），有利于固态排渣。根据鞍钢和武钢分别使用双鸭山和平项山1/3焦煤作高炉喷吹的经验，巨野煤田的1/3焦煤与双鸭山和平顶山1/3焦煤一样成浆性较好，其1/3焦煤洗精煤可以制成水煤浆，作为德士古（Texaco）水煤浆气化炉高炉喷吹用原料。煤气化得到的合成气既可通过变换用于合成氨/尿素，又可经净化脱硫合成甲醇或二甲醚。以甲醇为基础可进一步合成其他约120余种化工产品。另外，还可利用甲醇制备醇醚燃料及合成液体烃燃料等。用作焦化原料焦化用于生产冶金焦、化工焦，其副产焦炉煤气可用于合成甲醇或合成氨，副产煤焦油进行分离和深加工后可得到一系列化工原料及化工产品。由表12看出，巨野煤田大槽煤经过洗选以后，可以供将来的400万t/a焦化厂或者上海宝钢等大型钢铁企业生产I级焦炭时作配煤炼焦使用；灰分≤的8级精煤（2#），也可供华东地区的中小型焦化企业生产2级和3级冶金焦的配煤炼焦使用。此外，该煤也可以单独炼焦，但所生产焦炭的孔隙率偏高，最好进行配煤炼焦。远景目标———煤制油煤直接液化可得到汽油、煤油等多种产品。巨野煤田的大部分煤层均为富油煤，尤其是15煤层平均焦油产率＞12%，属高油煤；根据元素分析计算的碳氢比各煤层均＜16%；大部分煤层挥发分＞35%的气煤和气肥煤通过洗选后的精煤挥发分＞37%，而其灰分＜10%。因此，巨野煤田的煤炭都是较好的液化用原料煤。煤间接液化可制取液体烃类。煤经气化后，合成气通过F-T合成，可以制取液体烃类，如汽油、柴油、石腊等化工产品及化工原料。3结语综上所述，巨野煤田第三煤层大槽煤属于低灰、低硫、低磷、结焦性好、挥发分高、发热量高的煤炭资源，其中的气煤、1/3焦煤、气肥煤、肥煤、天然焦等是国内紧缺的煤种，它们的洗精煤不仅可作为炼焦用煤、动力用煤，而且是制备水煤浆和高炉喷吹气化的重要原料。因此,菏泽大力发展煤气化合成氨和甲醇并拉长产业链搞深度加工是必然的正确选择。