配煤有关的论文

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配煤有关的论文(一)
配煤论文

中国煤的加工与利用技术现状

开开

摘要：我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，对煤炭的无节制的大量生产与消费带来了严重的资源与环境问题，发展洁净煤技术做好煤的配合加工与利用时我国煤炭工业可持续发展的战略选择。

关键词：洁净煤技术、型煤、动力配煤、水煤浆

中国是世界第一大煤炭生产与消费国，2001年煤炭在一次能源的生产和消费中分别占68和67。在相当长时期内中国以煤为主要能源的生产和消费结构不会发生改变。煤炭在为国民经济作出巨大贡献的同时,其开发利用过程也产生了很严重的污染。中国是典型的煤烟型大气污染国家。据2000年《中国环境状况公报》资料显示，全国废气中SO2、烟尘排放总量分别为1995万吨、1165万吨，导致酸雨的覆盖面积已达国土面积的30。据粗略统计，SO2等大气污染造成的经济损失总量达到GDP的2以上。燃煤造成的二氧化硫及总悬浮颗粒物的排放量分别约占85和70，造成的经济损失年高达1000亿元以上。由于中国落后的燃煤技术及装备，导致中国主要工业产品能耗比先进国家高出20～60，能源效率为34，比先进国家低10个百分点。因此，发展洁净煤技术是提高中国能源效率、减少环境污染的重要途径。 （一）中国洁净煤技术框架体系

洁净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高技术国际竞争的重要领域之一。我国围绕提高煤炭开发利用效率、减轻对环境污染开展了大量的研究开发和推广工作。随着国家宏观发展战略的转变，中国政府把洁净煤技术作为可持续发展和实现两个根本转变的战略措施之一。我国于1994年成立了煤炭工业洁净煤工程技术研究中心，1995年成立了国家洁净煤技术推广应用领导小组，1997年国务院批准了《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》。在中国国民经济第十个五年计划和煤炭工业“十五”规划中，都强调要加大洁净煤技术研究开发力度，扩大洁净煤领域的对外开放，推进洁净煤技术的产业化。

中国已将发展洁净煤技术列入《中国21世纪议程》，并根据中国煤炭消费呈现多元化格局的特点，本着环境与发展的协调统一环境效益与经济效益并重以及发展洁净煤技术要覆盖煤炭开发利用的全过程等原则，提出了符合中国国情，具有中国特色的洁净煤技术框架体系。中国洁净煤技术计划框架涉及四个领域（煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理），包括十四项技术。

1、煤炭加工领域：包括选煤、型煤、配煤、水煤浆技术。

2、煤炭的高效洁净燃烧技术领域：先进的燃烧器、流化床燃烧（FBC）技术、整体煤气化联合循环发电技术。

3、煤炭转化领域：包括煤炭气化、煤炭液化、燃料电池。

4、污染排放控制与废弃物处理领域：包括烟气净化、煤层气的开发利用、煤矸石、粉煤灰和煤泥的综合利用、工业锅炉和窑炉等技术。

重点针对电厂、工业炉窑和民用3个领域，注重经济与环境协调发展，重点开发社会效益、环境效益与经济效益明显、实用而可靠的先进技术。在组织实施上采取优先推广一批技术成熟、在近期能够显着减少烟煤污染的技术，如选煤、型煤、配煤、烟气脱硫等；示范一批能在21世纪初实现商业化的技术，如增

压循环流化床发电、大型循环流化床、工业型煤等；研究开发一批起点高、对长远发展有影响的技术，如煤炭液化、燃料电池等。

（二）洁净煤技术国内发展概况及趋势

在有关部门的配合与支持下，我国洁净煤技术开发、应用、推广方面有显着的进展。主要表现在：煤炭的深加工有所进步，煤炭入洗比重逐年提高；工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步，已有示范性项目投入使用；煤炭气化技术已比较成熟，煤气已成为城市民用燃料的重要组成部分；正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验，以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。但是，我国在洁净煤技术研究和产业化方面还存在许多问题，主要是我国洁净煤技术层次不高，还没有形成推进洁净煤技术产业化的有效机制，推进洁净煤技术产业化的法规不健全，政策不配套，措施不具体，力量不集中，资金筹集渠道不畅。

1、煤炭洗选

煤炭洗选加工，是根据原煤（毛煤）、矿物杂质和煤矸石的粒度、密度、硬度、润湿性等物理化学性质的差别，采用人工拣矸、机械筛分、物理选煤、物理化学选煤、化学选煤和微生物选煤等处理方法，清除原煤中的有害杂质，排除矸石，降低灰分、硫分、水分，提高回收率，回收伴生物矿，改善煤炭质量，按照市场所需求的产品分选加工生产出不同规格品种及不同用途的煤炭产品，以供不同用户的过程，是煤炭达洁净、高效利用的目的及后续深加工的必要前提。

选煤工艺可分为四类：筛分、物理选煤、化学选煤、细菌脱硫。理选煤、化学选煤、细菌脱硫。筛分是把煤分成不同的粒度。物理选煤目前普遍使用的方法有跳汰、重介质选煤和浮选三种。跳汰选煤是在上下波动的变速脉冲水流中，使相对密度不同的煤和矸石分开。重介质选煤是用磷铁矿粉等配制的重介质悬浮液（其相对密度介于煤与矸石之间），将煤与矸石等杂质分开。浮选是利用煤和矸石表面湿润性的差异，洗选粒度小于0.5mm的煤。

煤炭经洗选后可显着降低灰分和硫分的含量，减少烟尘、二氧化硫等污染物的排放。目前发达国家需要洗选的原煤已100入洗，重介质旋流器、跳汰机、浮选机等成熟的选煤技术己被广泛采用，洗煤厂处理能力大，洗选效率高。

1）中国煤炭洗选技术的发展。

中国是世界上最早采用选煤技术的国家。早在宋代（公元960-1279年），已经采用人工拣矸和筛分技术进行选煤排除杂物。从20世纪30年代开始发展机械煤炭洗选加工，到90年代，其洗选工艺已基本与世界同步发展。目前，我国已经具有很成熟的煤炭加工技术，如洗选、动力配煤、型煤及水煤浆等。 在国务院批准的《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展规划》中，选煤和型煤被列为我国洁净煤技术的首选项目。与此同时，国家经贸委目前也正在积极推进洗选煤在各个行业特别是电力行业的应用，这为加工和使用洗选煤提出了更高的要求。

现阶段，煤炭洗选加工在技术上已经较为成熟，发展的重点已由过去炼焦煤转为动力煤，由过去单纯注重降灰转为降灰与脱硫并举以及回收洗矸中的黄铁矿。在产量上，也由1995年的1.9亿吨增至2.8亿吨,提高了47.3。尽管如此，目前中国原煤入洗比例还是很低，仅为30，在主要产煤国中是最低的，这为煤面料行业的洗选煤加工技术及水平的发展带来了较大的空间。但是，在洗选技术日趋成熟的今天，煤炭的洗选加工仍面临着诸如实际入洗比例不高、

选煤厂利用率低等许多新情况、新问题。在实际应用中也只有少数几个电厂在使用，市场推广举步维艰。造成洗选煤市场化推广难的主要障碍不外乎这样几点，一是认识上的原因。二是历史的原因。三是体制不顺、行业分割，不利于洗选煤的发展。四是较为敏感的价格问题。五是没有与之配套的政策法规。 1998年末我国选煤厂1581座，选煤能力494.33Mt，入选量327.63Mt，入选率25.66％。最大炼焦煤选厂设计能力400万t/a，最大动力煤选厂设计能力1900万t/a。国内自行研制的设备已基本满足400万t/a以下各类选煤厂建设和改造需要，有些工艺指标已达到或接近世界先进水平。国有大中型选煤厂技术改造的主要内容，已由过去单纯的注重降灰转为降灰与脱硫并举及回收洗矸中的黄铁矿。无压重介质旋流器（3NWX1200/850）研制成功并投入生产使用，旋流静态微泡浮选柱研制成功，分选技术取得若干重要成果。

煤炭洗选加工技术是洁净煤技术发展的源头技术，是提高煤炭质量的有效技术。根据预测，到2010年，中国将使总入洗原煤量达到8.08亿吨，入洗比例提高到40。选煤技术的未来发展重点将是脱硫和排矸并举，提高选煤厂的自动化水平，发展深度降灰脱硫技术及适用于缺水地区的干法或省水选煤技术。

2）主要差距。

中国的煤炭洗选加工同发达国家相比差距很大，1996年入洗原煤3．2亿吨，占全国原煤产量13．7亿吨的23.3。中国的选煤厂仍属以中小型为主的厂型体系。大型选煤厂较少。不少选煤厂煤炭洗选采用的工艺简单，技术设备较落后，自动化水平较低，产品品种少，精煤质量差。

3）选煤发展趋势。

（1）原煤洗选比率将不断扩大。不仅要提高国有重点煤矿的洗选比率，而且更要大力发展地方煤矿的洗选加工。选煤规模要与洗精煤的需求结合，炼焦煤的选煤规模要与冶金、化工等对焦煤的要求相结合；动力煤的选煤规模要与电力和工业窑炉等要求相结合。

（2）厂型和设备向大型化、工艺简化发展。中国300万t/d以上的大型选煤厂绝大多数是80年代以来建设的，90年代建设和投产的选煤厂皆为400万t/d、600万和1200万t/d的厂型和。今后也将向大型化发展。与此相适应，设备也将向高效、大型化发展，并简化工艺系统，减少重复配置同功能设备及作业环节，尽量形成单一设备的作业系统，以降低基建投资和生产成本，提高处理能力和功效，并向着定型设计、标准设计方向发展。

（3）生产自动化程度将越来越高。目前，中国选煤厂的自动化属于局部生产系统自动化的较多，如跳汰机床层自动控制、重悬浮液密度自动测量与调控、浮选工艺参数自动检测与控制等，只有少数厂实现了全厂主要生产系统计算机、自动化和全厂设备集中控制、数据采集和工业电视监视。因此，进一步推广选煤厂自动化成果，发展全厂生产系统自动化，是今后的发展方向。

（4）主要方向是发展深度加上，开发洁净煤技术。洁净煤技术是包括开采、加工、燃烧、利用和环保等全系统的综合技术的总称，旨在提高煤炭利用效率，杜绝环境污染，煤炭洗选加工是开发洁净煤技术的重要和首要环节，其重点在于主攻细粒级和极细材级煤的精选，开发生产超纯煤技术和脱除杂质、脱硫技术，特别是脱除有机硫的技术，更是当前开发洁净煤技术旷关键。

2、型煤

型煤又称人造煤块。型煤是一种或数种煤与一定比例的粘结固硫剂等经加工成一定形状尺寸和有一定理代性能的块状燃料或原料。当今型煤也可以是粉煤及一定比例的煤泥等其它低热值燃料或废弃物加上粘结剂、添加剂加工成型煤的，有的燃烧特性还超过了原煤的燃烧特性。

1）中国型煤的开发利用。

中国是世界上制作和使用型煤最早的国家。我国古代劳动人民早在16世纪以前，已以末煤为主，用黄土做粘结剂加水，用手工工具制作型煤。至今仍有部分城镇、农村还延用这一传统做法制作“煤球”、“煤棒”、“煤糕”等型煤，用于做饭、取暖和一些饮食业、手工业炉灶使用。

型煤技术已作为中国洁净煤技术的重要组成部分和优先发展的领域，在今后相当长时期内具有十分广阔的发展前景，对提高煤炭利用效率，减轻用煤造成的环境污染，满足部分工业生产和不断提高城乡人民的生活需要具有重要意义。至1996年底，我国生活用煤约1.44亿吨。煤炭占全部生活用能的58.1。为克服传统蜂窝煤的缺点，我国已开发出可用纯烟煤或烟煤与无烟煤的混料为原料的上燃式烟煤蜂窝煤及其炉具技术。烟煤蜂窝煤开发成功。彻底解决了困感业界多年的难题，使我国的型煤技术向前跨越了一大步。

我国民用型煤技术处于国际领先水平，1997年底全国民用型煤产量达7000万t，民用型煤中80以上是蜂窝煤，其余为煤球、和其他成型煤。民用型煤普及率65，其中浙江、江苏、广东、广西、四川等省的一些城市75左右，北京、天津和沈阳等城市基本上达到100。工业型煤有锅炉、型焦、化肥、城市煤气、机车、燃料气型煤等，种类有很多。工业型煤分为化肥造气型煤和锅炉燃料型煤，目前全国工业型煤年产能力量约3000万t以上，主要是中小型化肥厂和小高炉型焦。全国约有60的中小化肥厂用型煤做原料，替代了相应数量的焦炭或块煤，具有较好的经济效益和环境效益。其他型煤则处于示范或商业性示范阶段。由于技术、价格、市场等原因，锅炉燃料型煤工业化推广较慢。开发防水、免烘干粘结剂取得了进展，煤炭行业组织了“晋城无烟粉煤制气化用工业型煤技术的研究”。今后的发展重点是，到2010年，约需增加能力6000万吨，技术上以发展高固硫率工业燃料型煤和气化型煤为主。

3、动力配煤

动力配煤是将不同牌号、不同品质的煤经过筛选、破碎、按比例配合等过程，从而改变动力煤的化学组成、岩相组成、物理特性和燃烧性能，达到充分利用煤炭资源、优化产品结构、煤质互补、适应用户燃煤设备对煤质要求、提高燃烧效率和减少污染物排放的洁净煤技术。20世纪80年代初期，我国京、津、沪等大城市开始采用动力配煤技术，近几年来，动力配煤技术在我国得到了广泛应用，实践表明，动力配煤有着投入及生产成本低，均化煤质与节煤效益显着，产品适应面广的特点，配煤生产线建设投入约为20元/t?年～40元/t?年，加工成本约2元/t～4元/t，使用配煤的平均节煤率约为5～10。因此，积极发展动力配煤技术，提高动力用煤的配煤比重，是一种符合当前我国技术、经济水平和煤炭产销状况的行之有效的途径。

4、水煤浆

水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料，许多国家基于长期的能源战略考虑，将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备，且已实现商业化使用。水煤浆是一种良好的煤基燃料，灰分及含硫量低，燃烧时火焰中心温度

较低，燃烧效率高，烟尘、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤，是新型的煤代油燃料。

1）水煤浆技术发展状况。

我国的水煤浆研究工作起步于70年代末，80年代初，与国外同步，直接原因是国际上爆发的石油危机，使各个国家都在寻找以一种代替石油的新能源。众所周知，中国是一个富煤、少气、贫油的国家，因此，怎样高效、环保地开发和利用煤炭资源几乎成为中国惟一的也是最好的选择。正因为如此，我国在20年的时间里没有间断对水煤浆的研发工作，并于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功。近年来，我国的水煤浆制备技术和燃料技术发展很快，并达到了国际水平。截至目前，我国已有水煤浆厂10家，设计年生产能力203万吨，实际年产80万吨。先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验。水煤浆是国家科委认定的高新技术，为国家重点发展新产品，也是当今世界研究热点——洁净煤技术中的重要分支。

2）水煤浆技术的特征。【配煤有关的论文】

在环保产业的高科技领域，我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平，而水煤浆是一个例外，中国的水煤浆技术优先于国外，这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。水煤浆是把低灰分的洗精煤磨成微细煤粉，用65～70的煤粉和29～34的水和适量的（1-2）化学添加剂制备而成的一种洁净的新型煤基液体燃料。它的发热量在4500－4800大卡/kg。这种新型代油燃料具有良好的流动性和稳定性，并且雾化性能好，可稳定着火，直接燃烧。在工业锅炉、工业窑炉、电站锅炉可代油燃烧。约1.8吨—2.1吨水煤浆可替代1吨重油，是一种很有前途的清洁能源。更重要的是，水煤浆技术与采用化学方法的煤炭液化技术相比具有投资少、成本低、工艺简单等优势，在短期内就能形成规模。据有关资料表明，水煤浆技术推广应用条件已完全具备。水煤浆的工业成套应用技术已经成熟，已列为国家重点科技推广项目，并在一些企业如燕山石化等得到应用。

3）市场前景广阔。

据有关资料显示，水煤浆用途广，需求量很大。如果燕山石化现有锅炉全部改装完毕，一年就需水煤浆120万吨。大同汇海水煤浆有限责任公司目前年产量只有30万吨。据初步调查，仅京、津、唐地区的石化和电力企业改用水煤浆后，年需水煤浆600万吨以上。另外，民用燃煤采暖锅炉因其环保要求改造后将产生巨大需求。全国90万吨民用锅炉，以一台4吨锅炉一年采暖期消费1000吨水煤浆计算，将形成一个庞大的水煤浆民用市场。而且，国家计委已发文要求取消燃油设备，严禁烧重油。仅急需代替重油计算，一年需水煤浆6000万吨。

4）水煤浆技术是21世纪最有市场的洁净煤技术。

北京燕山石化安装了一套水煤浆锅炉，并已开始运转，这套设备比往年用油节支700万元。对此，业内人士认为，北京禁止锅炉烧煤给企业带来较重的经济负担，水煤浆则给企业带来一丝曙光。在石油价格上涨的压力下，石油、石化和电力企业采用水煤浆代锅炉用油的积极性较高。目前，2吨水煤浆可代替1吨重油，降低燃料成本500元至800元。山东白杨河电厂改烧水煤浆后，单位发电成本0.182元／千瓦时，北京燕化公司测算，一台220吨／小时的燃浆锅炉正常燃烧后，每年可代油9万吨。许多电力企业如茂名热电厂、汕头万

配煤有关的论文(二)
配煤论文

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论动力配煤的意义及方法

摘要：本文阐述了动力配煤技术的意义并讨论了解决动力配煤问题的数学模型及模型求解方法。

关键词：动力配煤；意义；数学模型；线性规划；神经网络

动力配煤技术是以煤化学、煤的燃烧动力学和煤质测试等学科和技术为基础，将不同类别、不同质量的单种煤通过筛选、破碎、按不同比例混合和配入添加剂等过程，改变单种动力用煤的化学组成、物理性质和燃烧特性，充分发挥单种煤的煤质优点，克服单种煤的煤质缺点，提供可满足不同燃煤设备要求的煤炭产品的一种简易的成本较低的技术。从而达到提高效率、节约煤炭和减少污染物排放的目的。任何类型的锅炉和窑炉对煤质均有一定的要求，在现有条件下，要提高锅炉热效率，就要保证锅炉达到正常高效运行，使燃煤特性与锅炉设计参数相匹配。煤质过高或过低都难以达到最佳效果。在满足燃煤设备对煤质要求的前提下，采用动力配煤技术可最大限度地利用低质煤、或更充分地利用当地现有

的煤炭资源。不同品质煤的相互配合，还可以按不同地区对大气环境、水质的要求，调节燃煤的硫分及氮、氯、砷、氟等有害元素含量，减少SO2及有害元素的排放，

最大限度地满足环境保护要求。

动力配煤技术的作用和意义

（1） 保证燃煤特性与用煤设备设计参数相匹配、提高设备热效率、节约煤炭；

（2） 通过“均质化”来保证燃煤质量的稳定，使用煤设备正常、高效运行；

（3） 充分利用低质煤或当地现有煤炭资源，做到物尽其用，提高社会效益；

（4） 调节燃煤中硫及其它有害物质的含量、满足环保要求。

（5） 原料的接受和储存，采用的主要设备有滚龙取料机，地龙式刮板机和斗轮式取料机等。

（6） 筛分，通过筛分，控制配煤粒度，同时可筛选出块煤，为煤厂增加一定的经济效益，比较常用的筛分设备有滚筒筛和振动筛。

（7）混配，是动力配煤的重要工艺，一般分为重量配料和容积配料两种。容积配料的主要设备为园盘给料机和胶带配料机，重量配料一般采用电子皮带秤。

我国各种能源资源中，煤炭资源最为丰富，煤在中国的能源中占有举足轻重的地位。

当前，我国煤炭燃用过程中主要存在三个方面的问题:

（1） 煤炭热能利用率低。在我国，煤的热能利用率在电厂仅为3334%，工业锅炉仅为55--60%，工业窑炉则更低至20--30%。造成煤炭热能利用率低的原因，主要由于燃煤来源渠道多、煤种杂、质量不稳定，偏离锅炉等燃烧设备的设计煤种造成。

（2）煤炭燃用设备安全性、可靠性低。据统计，由于锅炉着火、燃烧、结渣、磨损及腐蚀等问题引起的电站锅炉事故占电站总事故的40%以上。

（3）燃煤污染物排放严重。煤炭燃烧时产生SO2，[1]【配煤有关的论文】

NOX、烟尘及其它有害物质。以我国为例，1995年，包

括乡镇工业在内的工业炉窑硫、烟尘排放量分别为1947万吨和1832万吨，占当年全国总排放量的80%和74%.燃煤污染物排是我国大气污染的主要来源。推广和 使用动力配煤可以在很大程度上解决这些问题。保证燃煤特性与煤设备设计参数相匹配，提高设备热效率，节约煤炭。

2．1 动力配煤的线性规划模型

（1） 动力配煤的优化设计原则是在一定约保证燃煤质

量的稳定，使用煤设备正常，高效运行。

束条件下追求目标函数的极值，可分为三个步骤：提出约束条件、确定目标函数、建立数学模型。

线性规划的约束条件如下： [2]

T

j1ni,jXjAi (用n种单煤配制的第i个技术指标不

能大于配煤技术指标的上限)；

Ti,jXjBi (用n种单煤配制的第i个技术指标不

j1n

能小于配煤技术指标的下限)；

XjHj

S(在配煤计划期内，资源不足的单煤配比不

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