高硫无烟煤及其应用_以河南郑州地区为例

高硫无烟煤及其应用

以河南郑州地区为例

邹爱林

(河南鹤壁煤业集团,河南鹤壁458000)

摘要:根据国家环保政策和水泥工业结构调整的要求,普通机械化立窑水泥生产厂(线)将全部面临关停,高硫无烟煤的使用范围和市场需求将进一步萎缩。在现有条件下,石灰煅烧成为郑州地区荥阳、巩义一带高硫无烟煤的主要用途和销售去向。

关键词:无烟煤;硫分;应用

中图分类号:TD 849+.4 文献标识码:B 文章编号:1006 6772(2008)06 0080-04

收稿日期:2008-08-20

作者简介:邹爱林(1969!),男,河南新乡人,长期从事煤炭运销和煤质管理工作,现任鹤壁煤业集团王河煤业分公司副总经理。

1 煤中的硫及其含量对煤炭应用的影响

1 1 煤中的硫及其含量

中国煤炭含硫总体不高,但在地区间和不同的煤中含量差别较大,可以从0 1%波动到10%,但一般都在0 75%~1 5%之间。现行的硫分分级标准将全硫小于1 0%的煤划为低硫煤,将全硫大于3 0%的煤划为高硫煤。根据煤中硫分的赋存状态可分为有机硫和无机硫,无机硫通常包括硫铁矿硫和硫酸盐硫。

有机硫的含量一般较低,约占全硫的20%~30%左右,但组成很复杂。有机硫与煤的有机质结合在一起,用一般的物理洗选方法很难脱除。

硫铁矿硫在煤中含量较多,通过洗选可以将其大部分去除。在高硫煤中,一般硫铁矿硫占全部含硫的65%~75%。硫酸盐硫的含量是较少的,只占全部含硫的1 5%~2%左右。

1 2 煤中含硫在实际应用中的危害(1)煤在储煤场、港口、码头长时间储存和远距离运输(如海运或水陆联运)过程中,二硫化铁易氧化而放出热量,加速煤的风化和自燃。

(2)煤作为动力燃料生成的二氧化硫对设备有强烈的腐蚀作用,对大气环境会造成严重的污染。 国家发改委关于加快火电厂脱硫产业化发展的若

干意见 要求:对燃用含硫量大于1%的机组,必须采用烟气脱硫工艺技术。烟气脱硫,则会大大增加发电成本。

(3)当煤气用于合成原料时,煤气中的硫化物,会引起催化剂中毒;城市民用煤气硫含量如果超出国家规定的标准,将会对人体造成危害。

(4)焦炭中如果含硫较高,炼铁成本和能耗就会大大增加。据统计,焦炭中硫的质量分数每增加0 1%,则石灰石及焦炭消耗量增加2%,高炉生产能力降低2%~2 5%,当钢铁中含硫量大于0 07%时就会产生热脆性而无法使用;焦炭用于铸造时,高硫的铸造焦将严重地破坏铸件产品的质量。因此,国家标准规定高炉喷吹用煤的全硫最高不得超过0 90%,以小于0 3%为宜,而大型冶金企业的企业标准一般都将煤炭含硫控制在0 5%以下。(4)高硫煤作为生产陶瓷的燃料时,燃烧产生的二氧化硫会在陶瓷制品上生成可溶性的硫化物,从而降低产品质量。

2 煤炭脱硫

煤中硫的脱除分为燃前脱硫,燃中固硫和烟气脱硫3个方面。

(1)燃前脱硫就是平常所说的煤的筛洗选加工,可以分为物理、化学2种方法。物理方法主要是

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利用煤与煤中硫铁矿的物理性质(如密度)的差异进行分离,对煤中无机硫的脱除效果比较好。物理方法脱硫可分为4级:一级筛分,二级跳汰洗选,三级重介洗选,四级浮沉磁选;化学方法脱硫是利用化学溶剂与煤中硫进行分解反应而将硫分脱除,主要是针对煤中的有机硫进行脱除。在实际应用当中,由于煤中有机硫含量较低而脱除成本较高,所以化学脱硫方法并没有被广泛推广使用。

(2)燃中固硫方法适用于流化床燃烧,就是在煤燃烧的过程中向燃烧炉内喷入石灰或白云石作为介质,使其与煤粒混合燃烧,煤中的硫先生成二氧化硫进而生成硫酸钙或硫酸镁,最后从灰渣中排出从而达到脱硫的目的。

(3)烟气脱硫适用于层燃锅炉和火电厂的煤粉炉,具体方法是向锅炉排出的烟气中喷射石灰石或石膏,使烟气中的二氧化硫与粒度很细的石灰发生化学反应生成硫酸钙排出,脱硫的效率可以达到80%~90%。由于烟气脱硫的效果较好,所以已成为煤炭脱硫的主要方法被普遍使用。

3 高硫无烟煤的应用

高硫煤在实际燃用当中对锅炉、管路、设备、煤制品、大气环境都有着相当严重的危害。煤炭硫分的脱除一方面会大大增加企业经济投入,另一方面还牵涉到脱硫效率、效果等问题,比如有机硫和硫酸盐硫含量较高的煤,截至目前都没有成熟的技术方法。各级政府为了本地区环境责任目标的实现,对高硫煤生产使用都做了具体的严格的规定。如北京、上海等中心城市,大连、青岛等沿海发达城市,厦门、珠海等经济特区,还有一些国家旅游卫生城市都规定了本地区煤炭含硫的上限(0 5%~0 8%),如果超标,对有关单位和个人则实行重罚。作为煤炭经营和使用单位无论从政府监管还是从运营成本方面考虑,都会抵制高硫煤炭。可以说,随着国家环保力度加大,煤炭含硫高已经成为煤质方面的一个最为严重的缺陷,也成为关乎高硫煤煤炭企业生存和发展的最为严重的问题。

在这个问题上,高硫无烟煤显得尤为突出。下面以河南郑州地区荥阳巩义一带高硫无烟煤为例进行具体分析。

3 1 荥巩矿区高硫煤煤质特征

荥巩矿区煤中含硫(S t d)在2 7%~4 3%之间,平均在3 5%以上,属于典型的高硫无烟煤。该地区高硫无烟煤煤质特征如下(以中国矿大提供的荥阳王河煤矿 煤炭可选性试验研究报告为准):

(1)煤的工业分析

全水分(M t)2 32%;干基灰分(A d)20 22%;

干基挥发分(V d)5 38%;全硫分(S t d)4 29%;

发热量(Q gr d)27 45M J/kg。

(2)煤中硫的形态分析

硫铁矿硫(S p d)3 09%,占全部含硫的71 53%;

硫酸盐硫(S s d)0 08%,占全部含硫的1 85%;

有机硫(S o d)1 15%,占全部含硫的26 62%。

从以上煤质特征分析:荥巩矿区煤炭属于高硫、中灰、高发热量的二号无烟煤(WY2)。

3 2 荥巩矿区高硫无烟煤洗选脱硫试验

中国矿业大学提供的 煤炭脱硫可选性试验研究报告显示:从精煤灰分和硫分综合分析,王河煤矿高硫无烟煤属于极难选煤。

当精煤硫分小于1%(低硫标准)时,则精煤灰分约为4 0%,精煤理论产率小于12%;当精煤灰分小于10%时,精煤理论产率在70%左右,但是,精煤的硫分将接近2%。无论从技术还是经济方面考虑洗选脱硫都是不可行的。

3 3 荥巩矿区高硫无烟煤的产量与销售去向

荥巩矿区高硫无烟煤的产量约为150万~180万,t以王河、徐庄、新中、大屿沟煤矿为代表共有十几个煤矿。由于煤炭含硫太高,电力、冶金、化工、工业锅炉、居民生活等都不能燃用,其使用范围和用途受到很大限制。长期以来,荥巩矿区高硫无烟煤主要供应水泥立窑和石灰窑生产。

3 4 国家相关政策对高硫无烟煤的重大影响

(1)早在2004年,国务院就下发了 关于加强淮河流域水污染防治工作的通知,包括河南省在内的淮河流域各省、市、县各级政府层层签订了 环境保护责任目标。如 荥阳市人民政府环境保护责任目标中就制定了普通水泥立窑生产线关停的具体期限:2006年底,淘汰直径3m以下的;2007年底,淘汰所有的立窑生产线。

(2)2006年4月,国家发改委等八部委联合下发了急发运行[2006]609号 关于加快水泥工业结构调整的若干意见的通知, 通知中明确要求:上大压小,扶优汰劣。禁止立窑水泥进入高速公路、机场、港口、桥梁、涵洞等重点建设工程和建筑物结构工程;禁止商品混凝土搅拌站使用立窑水泥。

这意味着在该地区高硫无烟煤销售结构中占60%~80%的市场被国家取缔,煅烧石灰用煤成了

高硫无烟煤最主要的销售去向。

3 5 荥巩矿区高硫无烟煤供应石灰窑市场情况

(1)石灰窑分布区域

荥巩矿区高硫无烟煤所供应的石灰窑主要分布在山东济宁和河南南阳。山东石灰窑主要集中在济宁市嘉祥县的马集乡、纸坊乡、满峒乡和金乡县的核桃园一带。南阳石灰窑集中在南阳市卧龙区蒲山镇蒲山四周。

(2)石灰窑数量和产量

山东嘉祥一带大大小小的石灰窑约有120座,以2孔和3孔的居多。单孔窑属于老式窑,日产白灰50t左右;2孔以上的(最大的6孔)都是新建的立式混料石灰窑,投资额100万~300万元。新建的石灰窑窑身高达20多米,入料(石头和煤)都是使用卷扬机,出灰装车使用装载机,机械化程度比较高,因此白灰的产量也较高,每孔每天出灰在70~ 75t。该地白灰日生产能力13000t左右。

南阳蒲山一带约有石灰窑35座,白灰日生产能力5000t左右。

(3)石灰窑煤炭需求量和供应渠道

山东嘉祥一带,每天的白灰生产能力在13000t 左右,生产1t白灰约需煤炭(发热量25 121kJ) 200kg左右,按此计算,每天的煤炭需求量在2000t 以上,年需求量在60万~70万t。据了解,2007年该区域所需煤炭的70%来自河南荥阳和巩义;20%来自山西晋城地区;10%来自河北邯郸地区。受煤炭质量、煤炭价格、运输条件等因素的影响,上述比例在不同时期会发生一定的变化。

南阳蒲山一带白灰日生产能力在5000,t日消耗煤炭1000t左右,年煤炭需求量约35万,t所需煤炭主要来自郑州荥巩矿区。

(4)石灰煅烧对煤质的要求

石灰是碳酸钙经煅烧放出二氧化碳后剩余的残留物即氧化钙。

煅烧石灰对煤质总的要求是:固定碳高,发热量高,灰熔融温度高,抗碎强度高,热稳定性好,化学反应性好,挥发分低。煅烧石灰最理想的燃料是使用焦炭,其次是使用粒度25~50mm的无烟块煤,由于两者价格太高,实际生产中都使用无烟混煤。一般要求如下:

?全水分:8%~12%;

#收到基低位发热量:不小于23 027kJ/kg;

?干燥无灰基挥发分:6%~9%;

%粒度:对粒度的基本要求概括来讲就是不大于6mm的粉煤越少越好。因为如果煤的粒度过细,就会影响石灰的产量和质量。第一,煤的粒度过细会造成窑内物料的透气性差,燃烧时上火速度慢;第二,粒度过细会造成煤与石灰石的混合不均匀,煤集中的地方如果燃烧充分,则容易烧结,如果燃烧不充分即不完全燃烧,则会造成物理和化学热损失增加;煤量不足的地方则石灰石烧不透出现生烧石灰,从而造成较大的经济损失。

&灰熔融性:流动温度不小于1350?。

4 高硫无烟煤市场营销

随着国家环保力度的进一步加大和水泥工业结构调整的逐步到位,高硫无烟煤销售市场前景堪忧。如何顺应时势,调整提升煤炭产品,如何调整优化营销行为,巩固和扩大市场份额是摆在该类煤炭企业面前的重要研究课题。

(1)注重市场信息特别是国家环保政策和建材行业信息的收集与整理。了解市场,把握动向,以便及时调整营销策略。

(2)不断研究和探索高硫无烟煤应用的新工艺、新技术、新市场。积极寻找和开发电厂配煤和水泥回旋窑配煤的新途径和新方法。

(3)加大中长期合同和直销力度,对大中用户要逐步实现直供直销,尽量减少流通环节和流通费用,提高综合竞争力。

(4)对石灰窑用户,要重点培养,重点突破,用关键的少数去影响,促进并带动多数,以点带面,整体推进,开发足够的销售市场。

(5)积极创造条件,争取火车外运、汽车地销并重,实现销售市场的延伸和前移。

(6)合理定价。高硫无烟煤销售价格的确定要根据煤炭市场行情变化,结合煤炭产、销、存以及煤质情况并充分考虑市场特别是石灰窑市场的承受能力合理确定。在煤炭销售旺季,供不应求时求利,重点是提价增收;在煤炭销售淡季,供大于求时求量,重点是产销平衡。

(7)差异竟争,质量取胜。市场竟争归根结底是产品和服务差异化的竟争,如果不能在产品和服务的差异上率先推陈出新,就会在市场竟争中处于被动、劣势地位。产品质量是立企之本,发展之道,在市场经济条件下,(同等价格比质量,同等质量比价格)是市场交易不变的规则。高硫无烟煤生产企业在提高煤炭质量的同时,要努力改善煤炭品种和服务质量,做到(人无我有,人有我优),只有这样,才能够应

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对高硫无烟煤市场萎缩的严峻形势,才能够巩固和扩大市场份额,也才能够保障企业的生存和发展。

参考文献:

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版社,2001.

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版社,2005.

The high sul phur anthracite coal and its

applicati on take H enan Zhengzhou for exa mples

Z OU A i lin

(H eB i Coal In dustry G roup,H eb i458000,China)

Abst ract:According to the State Env ironm ental Protection po licies and requ ire m ents of structura l ad j u st m ent to ce m ent i n dustry,generalm echanical sha ft kil n ce m ent production plant(L i n e)w ill be faced w ith shutting do w n, high sulfur coal and t h e use ofm arke t de m and w ill shrink f u rther.I n t h e current cond iti o ns,ca lcined li m e into the reg i o n Zhengzhou Y ing Yang,Gongy i h i g h sulf u r coa l in the v icinity o f the m a i n purposes and m ove m ents.

K eywords:anthracite;sub sulf u r;app lication

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R esearch on the construction ofm anage m entm ode of circular

econo my i n coal m ine enterprise

S UN Le i

(D e p ar t m ent of F i nance and Econo m ics,Shandong University of Science and T echno logy,J inan250031,China)

Abst ract:The coa lm ine enterprise shou ld pay spec ial attention to the constructi o n o fm anage m entm ode ca lled(so ft env iron m ent)duri n g the pr ocess of launching practice and explori n g developm entm ode o f circular econo m y.Fro m aspects of strategy,organization,checks and ca lculates,technology,syste m,and cu lture,this artic le ana lyses the co m positi o n ofm anage m en tm ode of circular econo m y syste m atica ll y and then sets up the m anage m entm ode syste m of c ircu l a r econo m y i n coal m i n e enter prise tentative l y.To so m e ex ten,t th is article cou l d prov ide reference for t h ese enterprises to i m ple m entm ore effective m anage m ent on circular econo m y.

K eywords:ci rcul ar econo m y;m anage m entm ode;coalm i n e ent er pri se

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