第一章大自然的煤炭能源   作为世界中最重要的化石燃料之一的煤炭已经存在了18个世纪,它是一种可以燃烧的有机岩石,主要蕴藏在地层之间。在最早的时候被人们误认为是一种“石头”,而罗马人把这种石头用来雕刻珠宝首饰等等。随着人类生产的不断进步,煤炭的身份也被人类所认识。但是你知道煤炭是如何形成的吗?煤炭还有其他用途吗?别担心,本章将为你讲述煤炭的来历。   煤炭是如何形成的   ◎煤炭形成原因   ※煤炭的形成   ※煤炭的来历   煤炭是由古时候的植物埋藏在地下,又经历了复杂的生物物理、化学等一系列变化,然后逐渐形成的固体可燃性矿物。煤炭被人们誉为“黑色的金子”、“工业的食粮”,是十八世纪以来人类使用的一种主要能源。   在地球表面常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经过泥炭化作用或者腐泥化作用,转变为泥炭或者腐泥;泥炭或者腐泥被埋藏以后,由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤炭;当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤炭和无烟煤炭。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状的物质。冰川过程可能有助于成煤炭植物遗体的汇集和保存。   知识窗   在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤炭期:(1)古生代的石炭纪和二叠纪,成煤炭植物主要是孢子植物。主要煤炭种为烟煤炭和无烟煤炭。(2)中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤炭植物主要是裸子植物。主要煤炭种为褐煤炭和烟煤炭。(3)新生代的第三纪,成煤炭植物主要是被子植物。主要煤炭种为褐煤炭,其次为泥炭,也有部分年轻烟煤炭。一座煤炭矿的煤炭层厚薄程度与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。如果地壳下降的速度快,植物遗骸堆积得厚,那么这座煤炭矿的煤炭层就厚,反之,如果地壳下降的速度缓慢,植物遗骸堆积的薄,那么这座煤炭矿的煤炭层就薄。   ◎煤炭形成新说   据国人自创理论书《地球热核演变说》里面记载,在碳元素由一些较轻的元素聚变、然后形成的一段时间里,它会同原始大气中的氢元素反应生成甲烷,随着温度下降,氧气变得越来越活泼,它氧化、聚合了甲烷而形成了石油分子,由于长时间的氧化、聚合,石油分子越来越大,就形成了大量的近似沥青的物质,当早期地球频繁的火山熔岩喷发在沥青上的时候,由于熔岩密度大,沉入石油底部对它隔绝空气加强热,导致碳氢键断裂,释放氢气,就形成了煤炭。一部分石油分子不是甲烷经氧化、聚合而形成的,它们是在地球温度较高时,由碳、氢直接形成不饱和烃聚合而成的。   1.除了煤炭能源,地下还有什么能源?   2.煤炭资源的发现跟火山有关系吗?   3.你家是怎样用煤炭的呢?   煤炭的历史与发展   ※古时候的煤炭发展   ◎古代煤炭矿业简史   中国是世界历史上发现和利用煤炭最早的国家。1973年,在辽宁省沈阳市北陵附近新石器时代的新乐遗址的下层就发现了为数不少的精煤炭制品。这里面有:圆泡形饰品25件,耳珰形饰品6件,圆珠形饰品15件,和这些煤炭制品同时出土的还有碎煤炭精、精煤炭半成品和煤炭块97块。这些煤炭制品,经过前辽宁省煤炭田地质勘探公司科研所鉴定,“呈弱油脂光泽,均一状结构,硬度、韧性均很大为其特点”,用火柴很容易就能点燃,燃烧时发出明亮而带黑烟的火焰,并且放出一种烧橡皮的气味。经过工业元素分析证明,其原料就是烛煤炭。这是世界上最早使用煤炭的确凿证据,同时也是我国早在六七千年前就已经发现并且开始利用煤炭的历史见证。   20世纪50年代中期和70年代中期,考古工作者曾经先后在陕西省4处西周墓中发现了煤炭雕制品,这里面,宝鸡市茹家庄一处就出土了200余枚之多。由此可以判断出,早在西周时期,作为当时全国政治、经济中心的陕西地区,煤炭已经被开采利用。   战国时期,除了继续利用煤炭雕刻生活用品以外,还出现了关于煤炭记载的著作。先秦时期的地理著作《山海经》就有3处有关石涅的记载:一处见于该书的《西山经》,“女床之山,其阳多赤铜,其阴多石涅”;另二处见于《中山经》,“岷山之首,曰女几之山,其上多石涅”,“又东一百五十里,曰风雨之山,其上多白金,其下多石涅”。据有关专家考证,女床之山,女几之山,风雨之山,分别位于今陕西凤翔,四川双流、什邡和通江、南江、巴中一带。古今对照,以上各地均有煤炭产出,证明《山海经》的记载基本是对的,同时,说明当时这些地方的煤炭已被发现,而且已积累了找煤炭的初步地质知识。   ※冶铁从西汉到魏晋南北朝时期,出现了具有一定规模的煤炭井以及采煤炭技术。煤炭不仅仅用作生产燃料,而且还用于冶铁;不仅能够利用原煤炭,而且还能把粉煤炭加工成煤炭饼,这样在很大程度上提高了煤炭的使用价值。煤炭的产地不仅在北方,而且在南方,甚至新疆也都有产煤炭的记载。同时,煤炭雕工艺在这时已初步普及。   隋、唐到元代期间,煤炭的开发更加普遍,用途也更为广泛。冶金、陶瓷等行业都以煤炭作燃料,煤炭成了市场上的主要商品,地位日益重要,人们对煤炭的认识也更加深化。特别应该指出的是,唐代,煤炭炼焦利用开始萌芽,一直到宋代的时候,炼焦技术已臻成熟。1978年秋和1979年冬,山西考古研究所曾在山西省稷山县马村金代砖墓中发掘出大量焦炭。1957年冬至1958年4月,河北省文化局文物工作队在河北峰峰矿区的砚台镇发掘出3座宋、元时期的炼焦炉遗址。焦炭的出现和炼焦技术的发明,标志着煤炭的加工和利用技术的发展已经进入了一个崭新的阶段。   知识窗   从明朝到清道光20年(1840年)的时间里,封建统治者比较重视煤炭的开发,对煤炭生产发展采取了一些措施,矿业管理政策也发生了某些利于煤炭业的变化,煤炭行业的各个环节,比以前都有了较大的进步,因此煤炭开发技术得到了发展。尽管当时都是手工作业煤炭窑,但因其开采利用煤炭早于其他国家,因此,17世纪以前,中国在煤炭技术和管理等许多方面都处于世界领先地位,这是值得我们自豪的。但是,日益衰败腐朽的封建制度最终阻碍了古代煤炭业的继续前进,这就导致了中国近代煤炭矿的诞生。   ◎近代煤炭矿业简史   1840年鸦片战争以后,中国的大门被迫打开,从此就进入了半殖民地半封建社会,开始出现近代航运业和机器工业,它们的发展需要大量煤炭,但是旧式的手工煤炭窑生产已经远远不能适应需要,因此,清廷洋务派积极引进西方先进的采煤炭技术和设备,于是近代煤炭矿开始出现。近代煤炭矿的主要标志有两个,一是资本主义经营方式;二是在提升、通风、排水三个生产环节上使用以蒸汽为动力的提升机、通风机和排水机,其他生产环节仍然是靠人力和畜力。这种技术状况差不多一直延续到1949年,这期间就算有变化,也只是局部的、微小的变化。这是近代煤炭矿与古代手工煤炭窑和现代机械化矿井的主要技术区别。   台湾的基隆煤炭矿和河北的开平煤炭矿是我国最早的近代煤炭矿。基隆煤炭矿是清政府两江总督沈葆祯雇用英国煤炭师开办的,1876年兴建,1878年出煤炭,年产量约3~5万吨,但是由于经营管理不善,投产不久,产量就日渐下降,在1884年中法战争的时候,矿井被炸,停止生产。开平煤炭矿是直隶总督李鸿章1876年命唐廷枢等创办的,1877年筹办,1881年建成唐山矿,以后又建成林西、西山等矿,到1894年,平均日产达到1500吨,最高日产达2000吨。这期间还先后开办了规模大小不同、寿命长短不一的近代煤炭矿14个,有的是官办,有的是官商合办,有的官督商办,这些都有官僚资本主义的性质。由于管理不善、资金不足、规模很小,最后大多数都以失败告终。   1894年中日甲午战争以后,中国国势益衰,所以列强乘势接踵而来,外国资本大量的侵入到中国煤炭矿。1898年4月,中德签订的《胶澳租借条约》规定:“德国在山东境内自胶州湾修筑南北两条铁路,铁路沿线两旁各三十华里(15千米)以内的矿产,德商有开采权。”从此以后,英、俄、法、日相继攫得了类似的权利。据不完整统计,从1895~1912年间,帝国主义攫取中国煤炭(包括其他矿藏)矿权的条约、协定和合同共42项,涉及辽、吉、黑、滇、桂、川、皖、闽、黔、鲁、浙、晋、冀、热、豫、鄂、藏、新等19省。开办了开平、滦州、焦作、孟县、平定州(现平定县)、潞安、泽州、平阳府属煤炭矿和本溪湖、临城等规模较大的煤炭矿。外资煤炭矿的产量占当时中国近代煤炭矿总产量的83.2%,基本上控制了中国的煤炭工业。帝国主义的侵略激起了中国人民的反抗,从1903年起,中国人民就掀起了收回矿权运动,1911年达到高潮。中国的爱国绅商不满资源外流,在人民开展收回矿权斗争的运动中,集资开办了一批煤炭矿。官僚买办见开煤炭矿有利可图,不愿意错失良机,亦想方设法开办煤炭矿。于是,从1895~1936年中国近代煤炭矿呈现出发展的趋势。   1937年“七·七”事变以后,日本帝国主义就侵占了我国绝大多数的煤炭矿,其中包括外资经营的,他们的开采方式完全是掠夺式的。从1931~1945年,日本共霸占我国大小煤炭矿200多处,掠夺煤炭4.2亿吨,被其破坏的煤炭资源不可估量。   抗日战争期间,国民政府资源委员会直接管理煤炭矿29处,同时也采取了资助经费等各种办法,鼓励私人开办煤炭矿,一共有59处,年度产量大约有600多万吨。在解放区,也办了一些小煤炭窑,用来供当地的军民作为燃料使用。据战后统计,晋、察、冀边区共有小煤炭窑473个,日产煤炭大约有2 739吨。   1945年抗日战争胜利以后,解放区人民政府接管了小部分日本霸占的煤炭矿,而国民党政权则接管了大部分。解放战争初期,受政治、军事形势多变的影响,有些煤炭矿几经易手,处于停产或半停产状态。1947年以后,国民政府逐步崩溃,一直到1949年新中国诞生以后,这些煤炭矿才陆续回到人民政府手中,但是已经遭到严重破坏。   ◎现代煤炭矿业简史   根据不完全的统计,新中国建国时期,各地人民政府从旧中国一共接收了大约40个煤炭矿企业,有200处矿井和少数露天矿。它们主要分布在东北、华北和华东的山东、安徽两省,除了少数以外,其他煤炭矿规模都很小,设备简陋,技术落后,加上长期的战争破坏,已是千疮百孔,一片衰微破败的景象。比如,山西大同煤炭矿9口矿井全部被水淹没,机器设备破坏无遗,井下没有一个完好的工作面,地面没有一间完整的厂房,没有一部机器可以正常运转,没有一条巷道可以正常通车,生产完全停顿;辽宁抚顺煤炭矿的西露天矿和龙凤矿井已经被水淹,基本停产;河南焦作煤炭矿的18个坑口里面有11个完全被破坏,7个仅剩井架,已完全停产;山东淄博、枣庄,山西阳泉等较大的煤炭矿也是一片废墟。新中国的煤炭矿业就是在这样一个烂摊子上一步一步走过来的。   1.中国是世界上煤炭能源最丰富的国家吗?   2.谁最先发现了煤炭?   3.煤炭的生成跟地震有关系吗?   煤炭的分类与用途   煤炭的种类非常多,它们之间的质量差异也很大,不同类型的煤炭也有着不同的用途。要想合理的利用煤炭资源,就需要把煤炭划分为不同类别,煤炭的分类方法有:1、按其加工方法和质量规格可分为精煤炭、粒级煤炭、洗选煤炭、原煤炭、低质煤炭五大类。2、按其用途划分可分为动力用煤炭、冶金用煤炭和化工用煤炭三大类。3、按其煤炭质构成划分可分为烟煤炭、无烟煤炭、焦煤炭、成型煤炭和动力配煤炭。   ※煤炭   ◎原煤炭   ※原煤炭   原煤炭指的是煤炭矿生产出来的没有经过洗选、筛选、加工,只是经过人工拣矸的产品,包括天然焦以及劣质煤炭,不包括低热值煤炭(如石煤炭、泥炭、油页岩等)。原煤炭按其碳化程度可分为泥煤炭、褐煤炭、烟煤炭、无烟煤炭;按其成因可分为腐泥煤炭和腐殖腐泥煤炭两大类。   原煤炭一般主要作为动力用,也有一部分做工业原料和民用原料。   ◎无烟煤炭   ※无烟煤碳   无烟煤炭又被叫做白煤炭或者硬煤炭,它是煤炭化程度最高的一种煤炭,因为它在燃烧的时候无黑烟,所以被称为无烟煤炭。它具有挥发分低、固定碳高(含碳最高达89%~97%)、燃点高(普遍在380℃以上)、比重大(1.4~1.9左右)、化学反应性低等特点。   无烟煤炭主要是用来供民用和合成氨造气原料,低灰、低硫而且可磨性好的无烟煤炭不但可以做高炉喷吹和烧结铁矿石用的燃料,而且还可以用来作制造各种碳素材料,比如碳电极,阳级糊和一些碳的原料。一些优质无烟煤炭制成的航空用型煤炭,可以用来供飞机发动机和车辆马达的保温。   作为煤化程度最高的煤——无烟煤,含碳量最多,灰分不多,水分较少,发热量很高,可以达到25 000~32 500千焦/千克,挥发分释出的温度较高,其焦炭没有黏着性,着火和燃尽均比较困难,燃烧时无烟,火焰呈青蓝色。煤样在规定条件下隔绝空气加热,煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态(此时为蒸汽状态)和气态产物,这些产物被称为挥发物。挥发物占煤样质量的分数成为挥发分产率或简称为挥发分。以干燥无灰基为分析基,挥发分低于10%的煤称为无烟煤。挥发分大于6.5%小于10%的无烟煤称为无烟煤三号。01号无烟煤为年老无烟煤,02号无烟煤为典型无烟煤,03号无烟煤为年轻无烟煤。   据预测,中国无烟煤储量大约为4 740亿吨,这占了全国煤炭总资源量的10%,年产量有2亿吨。山西省占32%,河南省占18%,贵州省占11%。中国有六大无烟煤基地:北京京煤集团,神华宁煤集团,焦作煤业集团,河南永城矿区,晋城煤业集团,阳泉煤业集团。   无烟煤块的煤主要用在化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、制造和锻造等行业;无烟粉煤主要应用在冶金行业,用于高炉喷吹(高炉喷吹用煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤)。无烟煤滤料是一种水处理行业过滤用滤料,是特别从深井矿物中精选出来的,具有最高的含碳量百分比。无烟煤滤料采用人工分类,可以减少无关矿物质并且降低灰分的含量,经过过滤和冲洗,确保其适合水过滤之用。由于具备良好的固体颗粒保持能力,所以无烟煤能够提高悬浮颗粒的清除能力。   标准无烟煤滤料   标准无烟煤滤料采用优质碳块,经精选、破碎、筛选加工而成,外观光泽度好,呈多菱形颗粒状,抗压耐磨性强,一般用于双层和三层过滤。   TJP型无烟煤滤料   TJP型无烟煤滤料,是采用日本水道侏式会社的标准生产,质量完全达到日本标准。它主要用在钢铁系统的轧钢循环水处理及石油化工行业污水的深度处理,同时,也适用于精密制造以及航天航海等方面的高级用水过滤。   技术指标   项目指标破碎率+磨损率/%≤3   ρ/g㎝31.4~1.6,含泥量/%≤4,盐酸可容率/%≤3.5,密度大于1.8克/立方厘米,含量/%≤8,粒径范围/毫米0.8~1.8(双层),0.8~1.6(三层)粒径小于下限颗粒/%≤3,粒径大于上限颗粒/%≤2。   用途   用于生活给水以及工业给水的过滤净化处理,在使用的时候,根据滤池的形式来确定使用参数,一般情况下双层滤科的铺装厚度为300~400毫米;正常的滤速10~14米/时,强制滤速14~18米/时;三层滤料铺装厚度450毫米,正常滤速18~20米/时,强制滤速20~25米/时。滤池冲洗采用水冲洗、水汽冲洗或者辅以表面的冲洗。   包装及储运   一般要用耐用织物袋包装,净重在30千克。在运输储存的时候,一定要注意防止包装破损,避免漏失或者混入杂物,不宜与承托料以及其他滤料一起运输和堆放。分解炉的作用是在固相悬浮于热气体的条件下完成碳酸盐的分解吸热反应。在它所提供的热量不能使生料完全分解的情况下,分解过程可按CO2的分压达到某一平衡状态考虑。一般来说分解炉的平衡状态温度处于850℃~900℃范围。分解炉内的温度分布与下列因素有关:1)燃烧成气相视的放热速率。2)由气相传给固体生料粉的传热速率。3)生料颗粒分解时的吸热速率。与使用烟煤相比,由于无烟煤挥发分较低,因此需要一个相对较大的分解炉,以期获得相同的生料分解率和相同的煤粉燃烬程度,或者要求一个较高的操作温度,或者将无烟煤磨得更细一些。当三次风温都比较低的时候,通常情况下无烟煤挥发出来的气体不能产生足够的热量使温度升高,所以将煤粉直接喂入温度范围通常在1 000℃~1 200℃的上升烟道废气中可确保煤粉燃烧。另外需要提出的是,燃烧速度和燃烬时间还取决于烟气中的O2含量,用较高的空气过剩系数操作分解炉时会缩短燃烬时间,但是通常情况下增大空气过剩系数的做法将会增加通过预热器的气体流量,因此将会造成较大的压差和较高的废气温度,从而使窑主排风机的负荷增大,整个窑系统的单位热耗也将有所增加。改变生料喂入方式是相当重要的,在采用无烟煤操作时,无烟煤与生料粉的混合最好能有适当的滞后时间,以保证无烟煤的点燃,因此对喂入分解炉的生料需要进行分级控制,以便使分解炉底部形成一个高温区。判断生料在分解炉内是否能够达到预期的效果,最好的办法就是检测入窑生料分解率,如果说入窑生料分解率达到了预期的效果,就说明无烟煤在分解炉内的燃烧是合适的。   新型的干法水泥生产线装备有着现代化的燃烧器,现代化的燃烧器配备有适当的火焰调节装置,这种调节装置可以使无烟煤没有任何问题地在窑头燃烧。   燃烧器的作用不只有输送和分布煤粉,它更重要的是保持火焰的理想长度和合适的气体流场。火焰的长度对于新型干法窑来说是十分重要的,如果火焰过短的话,煤的潜热只能在较小体积内释放出来,火焰的温度就会在局部变得很高,相反,如果火焰长度加长的话,温度就会下降。火焰的长度主要由燃烧器的推动力进行控制。燃烧器的推动力=一次空气(千克/秒)×燃烧器尖端风速(米/秒)。当燃烧器推动力加大时,火焰的长度就会缩短。原煤的种类对火焰的长度的要求并不高,只要求单个煤粒子的燃烬时间小于其在火焰中的停留时间即可。如果目标是让无烟煤与烟煤保持相同的火焰长度,那么就必须对煤粉的燃烬时间进行补偿。简单的做法就是将无烟煤磨得更细一些。高温二次风会快速加热进入燃烧器的煤粉,经过挥发分快速排出,煤粉一经离开燃烧器端部,焦炭粒子就会点燃,因此冷却机的使用效果将对无烟煤的使用产生一定影响。在回转窑窑头燃烧器上使用无烟煤需要保证如下条件:1)煤粉能达到符合要求的细度,以保证火焰形成和燃烧。2)控制可靠稳定的煤粉喂料。3)燃烧器必须能够在燃烧带产生有充分内部循环空气的火焰,以保证无烟煤尽快点燃。4)燃烧器必须具有足够的推动力并可调节。5)在启动冷窑或者窑况不正常的时候利用烟煤或燃油辅助燃烧。   ◎烟煤炭   ※烟煤炭   褐煤炭进一步煤炭化就会成为烟煤炭,因为燃烧的时候有烟所以有了这样的称呼。烟煤炭的爆化程度低于无烟煤炭,高于褐煤炭,具有黏结性,燃烧时火馅较长。烟煤炭包括贫煤炭、贫瘦煤炭、瘦煤炭、焦煤炭、肥煤炭、1/3焦煤炭、气肥煤炭、气煤炭、1/2中粘煤炭、弱粘煤炭、不粘煤炭、长焰煤炭。   烟煤炭主要用来作燃料和炼焦、气化、低温干馏等原料。   ◎贫煤炭   ※贫煤炭   贫煤炭是一种烟煤炭,它的碳化程度最高。无黏结性,在层状炼焦炉里面不结焦。贫煤炭的燃点最高可以达到370℃~400℃,燃烧时火焰短、耐烧,是一种较好的动力煤炭。   贫煤炭主要可以用来发电和作民用燃料。   ◎贫瘦煤炭   贫瘦煤炭是低挥发分烟煤炭、它的黏结性较弱,高变质,结焦性比典型瘦煤炭差。单独炼焦时,生成的粉焦甚多,如在配煤炭炼焦中配入一定比例贫瘦煤炭,能起到瘦化作用。贫瘦煤炭主要用于发电、作民用以及锅炉燃料。   ◎瘦煤炭   瘦煤炭是指煤炭化程度最高的炼焦煤炭,它的挥发分低,受热后产生的胶质体数量比焦煤炭要少,而且软化程度高。   用瘦煤炭单独炼焦的时候,能得到块度大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭,但这种焦炭的耐磨强度比较差,瘦煤炭作炼焦配煤炭用效果比较好。某些高灰高硫瘦煤炭也可以作为发电和铁路机车、锅炉等的掺烧燃料用。   ◎焦煤炭   结焦性最好的炼焦用煤炭是焦煤炭,它的碳化程度高、黏结性好,加热时能产生热稳定性很高的胶质体。如用焦煤炭单独炼焦,能够获得块度大、裂纹少、强度高、耐磨性好的优质焦炭。但单独炼焦时,由于膨胀压力大,易造成推焦困难,所以一般情况下都用焦煤炭炼焦配煤炭用,效果较好。   ◎肥煤炭   ※肥煤炭   肥煤炭是一种黏结性最好、煤炭化程度中等的煤炭,加热时能够产生大量胶质体。用肥煤炭单独炼焦能产生熔融性好、强度高的焦炭,但焦炭的横裂纹多,气孔率高,易碎,所以多与黏结性较弱的气煤炭、瘦煤炭或者弱粘煤炭等配合炼焦。肥煤炭是配煤炭炼焦中的基础煤炭,能够起到骨架作用。   ◎1/3焦煤炭   1/3焦煤炭是一种介于焦煤炭、肥煤炭和气煤炭之间的过渡煤炭,是具有中高挥发分的强黏结性煤炭。用这种煤炭单独炼焦时,能生成熔融性良好、强度较高的焦炭。炼焦的时候,1/3焦煤炭的配入量可以在较大范围里面波动,都能获得强度较高的焦炭,这种煤炭也是炼焦配煤炭中的基础煤炭。   ◎气配煤炭   ※气配煤炭气配煤炭也叫做液肥煤炭,是一种挥发分、胶质体厚度都很高的强黏性肥煤炭类。气肥煤炭结焦性介于肥煤炭和气煤炭之间,单独炼焦时,能产生大量气体和液体化学产品,这种煤炭最适合高温干馏制煤炭气,也可以用在配煤炭炼焦上,用来增加化学产品产率。   ◎气煤炭   碳化程度最低的炼焦煤炭是气煤炭,加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油,胶质体的热稳定性低于肥煤炭。气煤炭也能单独炼焦,但焦炭的抗碎强度和耐磨强度较差,焦炭多呈细长条且易碎,并有较多的纵裂纹。配煤炭炼焦时多配入气煤炭,可以增加产气率和化学产品回收率。   气煤炭也可以用作机车、发电、工业锅炉、制造水泥回转窑的燃料和制造城市煤炭气。   ◎1/2中粘煤炭   ※1/2中粘煤炭   1/2中粘煤炭是一种黏结性中等的中高挥发分烟煤炭。一部分1/2中粘煤炭在单独炼焦的时候能够生成一定强度的焦炭,可以作为配煤炭炼焦的原料;黏结性比较弱的另一部分1/2中粘煤炭单独炼焦的时候,生成的焦炭强度相对比较差,粉焦率较高。因此,这种煤炭可作气化用煤炭或动力用煤炭,在配煤炭炼焦的时候也可以适当配入。   ◎弱粘煤炭   弱粘煤炭是一种灰分和硫分比较低的煤炭,黏结性较弱的低等或者中等碳化程度的烟煤炭,含碳量一般都在80%~90%,加热的时候产生的胶质体比较小,单独炼焦的时候焦炭质量差,容易粉碎。但作为配煤炭可炼出强度较好的冶金焦。弱粘煤炭多适于作气化原料和电厂、机车以及锅炉的燃料。   ◎不粘煤炭   ※不粘煤炭   不粘煤炭是一种在成煤炭初期就已经受到不同程度氧化作用的低变质煤炭到中等变质煤炭的烟煤炭,含碳量一般在75%~85%,燃点低、水分高,用火柴可点燃,不易熄灭,燃烧时间长。   不粘煤炭主要作气化和发电用煤炭,也可以用作动力以及民用燃料。   ◎长焰煤炭   长焰煤炭是烟煤炭中最年轻的一种煤炭,它的挥发分和水分含量仅次于褐煤炭,碳化程度高于褐煤炭,含碳量在80%以下,着火点多低于300℃,燃烧的时候火焰比较长。   长焰煤炭主要用作发电或者其他动力用,在缺少石油的地区,煤炭也可用来提取低温(500℃~600℃)炼焦油,其副产品半焦可以用来制造合成氨、半水煤炭气或其他气体燃料,也可以直接作为民用燃料。   ◎褐煤炭   褐煤炭是没有经过成岩阶段,没有或者很少经过变质过程的煤炭,外观呈褐色或褐黑色,含碳量比较低、不黏结、挥发分高、易燃烧。   褐煤炭大多数用来作发电燃料,也可以作为气化原料和锅炉燃料,有的可用来制造磺化煤炭,有的可以作为提取褐煤炭蜡的原料。   ◎粒级煤炭   ※粒级煤炭   粒级煤炭是指经洗选或筛选加工后,清除部分杂质和矸石,粒级分级,下限在6毫米以上的,灰分小于或者等于40%的煤炭。按照不同的粒度可以分为洗中块和中块;洗混中块和混中块;洗混块和混块;洗特大块和特大块;洗大块和大块;洗小块和小块;洗粒煤炭和粒煤炭。   知识窗·什么是选煤炭?·   选煤炭是指将煤炭矿开采出来的原煤炭经过洗选(应用重力选矿的原理,以水为介质对原煤炭进行洗选)和筛选等加工后,已清除或减少原煤炭中所含的灰分、矸石、硫分等杂质,并按不同煤炭种、灰分、热值和粒度分成若干品种等级的煤炭。其粒度分级为50毫米、25毫米、20毫米、13毫米和6毫米以下的煤炭。洗选煤炭可分为洗原煤炭、洗混煤炭、混煤炭、洗混末煤炭、混末煤炭、洗末煤炭、末煤炭、洗粉煤炭、粉煤炭等品种。除洗混煤炭的灰分要求小于或等于32%以外,其余均要求小于或等于40%。选煤炭方法可分为筛分、物理选煤炭、化学选煤炭、细菌脱硫。筛分是把煤炭分成不同的粒度。目前广泛采用的物理选煤炭方法有跳汰、重介质和浮选三种。   物理选煤炭可除去60%以上的灰分和50%的黄铁矿硫。各种烧煤炭设备使用品种、质量和粒度符合工艺要求的煤炭,可提高热效率和可靠性,并大大减少颗粒物和二氧化硫排放。因此,选煤炭不仅是合理利用煤炭的前提,也是烧煤炭设备减少污染物排放的最经济的途径。   ◎洗精煤炭   ※洗精煤炭   洗精煤炭指的是经洗煤炭厂机械加工以后,降低了灰分、硫分,去掉了一些杂质,形成的适合一些专门用途的优质煤炭。这里面包括炼焦用、非炼焦用的洗精煤炭和加热、动力用的洗混煤炭、洗块煤炭、洗末煤炭等,不包括洗中煤炭、矸石和煤炭泥。洗精煤炭可分为冶炼用炼焦洗精煤炭和其他用炼焦洗精煤炭。冶炼用的炼焦洗精煤炭,它的粒度分为小于50毫米、80毫米和100毫米三种;灰分小于或者等于12.5%,简称冶炼精煤炭;其他用炼焦洗精煤炭,粒度也分小于50毫米、80毫米、100毫米三种,灰分为12.5%~16%,简称其他精煤炭。   ◎其他洗煤炭   其他洗煤炭是除了洗精煤炭以外的其它洗煤炭产品,具体如下:   1.洗中煤炭是指经过分选以后得到的、灰分介于洗精煤炭与矸石之间的煤炭产品,粒度0~50毫米,灰分32.01%~49%,不包括煤炭泥、浮选尾矿和矸石,主要供电厂和工业锅炉直接燃烧使用。   2.洗煤炭泥是指洗煤炭厂洗炼焦煤炭和洗动力煤炭的副产品之一,粒度0~1毫米,灰分16%~49%,包括厂内回收以后没有渗入其他产品而作为最终产品的煤炭泥和厂外沉淀池回收的煤炭泥。   3.洗混煤炭粒度0~50毫米,灰分:洗炼焦煤炭洗煤炭厂<32%,洗动力煤炭洗煤炭厂≤40%。   4.洗块煤炭灰分≤40%,粒度:特大块>100毫米,大块50~100毫米,洗中块25~50毫米或2 060毫米,洗小块13~25毫米或13~20毫米。   5.洗粒煤炭粒度6~13毫米;灰分≤40%。   6.洗混中块粒度13~50毫米或1 380毫米;灰分≤40%。   7.洗混末煤炭粒度0~25毫米或0~20毫米;灰分≤40%。   8.洗末煤炭粒度0~13毫米;灰分≤40%。   9.洗粉煤炭粒度0~6毫米;灰分≤40%。   10.洗原煤炭粒度不限;灰分≤40%。   ◎低热值燃料   低热值燃料也叫做劣质燃料,指的是不计入原煤炭产量,而可以用来做燃料的煤炭。它具有固定碳少、发热量低(发热量在每千克12 5448千焦耳=3 000千卡以下)、高灰分(灰分大于40%)或高水分等特点。   ◎低热值燃料包括   1.石煤炭指的是生长在古代地层里面腐泥质无烟煤炭,各地对石煤炭的称呼多有不同,比如有人把它叫做石炭、银炭、砂炭、石板煤炭、麻煤炭等。石煤炭变质程度较高,与普通无烟煤炭比较,一般具有高灰、高硫、低碳、低发热量的特点。灰分一般在60%~80%,发热量在1 000~1 500千卡/千克,高的在2 000千卡/千克以上。硫分大多数都在2%~4%,甚至以上。   石煤炭可以用来发电,也可以作为沸腾锅炉的燃料。由于很多石煤炭中伴有多种稀有元素,所以,它除了可以作为燃料使用,还可以开展综合利用和制作肥料,比如烧制水泥、石灰和内燃砖瓦以及制造钙镁磷肥、磷钾、磷钙等无机复合化肥。   2.泥煤炭也可以叫做泥炭或者草炭,是草木本植物变成褐煤炭的过渡性产物,是一种有可燃性的有用矿产,有明显的胶体结构,外观大多呈棕褐色,比重小,水分大(新采出泥煤炭水分可达60%~90%),干燥基灰分一般在10%左右或者更高。   由于泥煤炭资源距地表只有几米或者十几米,所以,当地开发以后多作燃料使用,有的制成肥料用于大田作业。在工业上,泥煤炭也可制成纤维板等建筑材料和保温材料。从泥煤炭中提取的盐类,可以用来制造染料、涂料等。   3.风化煤炭是褐煤炭、烟煤炭、无烟煤炭的露头煤炭,热量低,不容易燃烧,它的工业价值和综合利用同泥煤炭相当。   4.煤炭矸石是指与煤炭层伴生,在煤炭矿生产原煤炭过程中剔除出来的一种高灰分、低含碳量、低发热量、比煤炭坚硬的黑色的泥质岩石,灰分在40%~50%或以上,含碳量在20%~30%,发热量在800~1 500千卡/千克,有的时候可以高达1 500~3 000千卡/千克。   煤炭矸石中含有硅、铅、钙、镁以及某些稀有元素,它的综合利用范围非常广,主要有这样几方面:(1)作沸腾锅炉的燃料;(2)制水泥或混凝土制品;(3)生产建筑材料,制煤炭矸石砖;(4)制造煤炭气;(5)提取化工产品;(6)制作肥料;(7)用于发电。   5.油母页岩是一种泥质、泥灰质或者灰质的岩石,用火柴很容易点着,燃烧的时候,火焰中带黑烟并有沥青的味道,油母页岩含灰分40%~70%,干燥基发热量一般为2 000~3 000千卡/千克,干馏可获取人造原油,灰渣可以用作制造水泥、砖、人造石料及肥料等。   由于低热值燃料发热量低、灰分大,所以在利用上应做到一要技术上可行,二要经济上合理,三要为环境保护所允许,坚持就地就近利用的原则,综合利用是最理想的途径。   ◎焦炭   焦炭是在高温下由煤炭经过干馏以后得到的固体产品。焦炭呈黑灰色块状,富有光泽,燃烧时烟气少,具有不黏结、不结块、低硫、低灰、坚硬、耐磨、耐压、富于气孔性等特点,主要用作冶金、化工、铸造等工艺的燃料,也可以作制气和化工原料。统计的时候包括各种生产方式生产的全部焦炭,即机械化焦炉、简易焦炉、土焦炉、煤炭气发生炉生产的焦炭和半焦炭。焦炭按照干焦计算,不包括水分。   ◎焦炭的化学组成   ※焦炭   焦炭的化学性质由固定碳、挥发分、水分、灰分、硫和磷分来体现。   1.固定碳和挥发分:焦炭的主要成分就是固定碳。把焦炭隔绝空气然后加热到850℃以上,从里面排出挥发物,剩余部分是固定碳和灰分。挥发物含量是判断焦炭成熟度的重要标志,挥发物含量过高表示焦炭不成熟,也就是说是生焦;挥发物含量过低表示焦炭过熟,就是说是过火焦。生焦耐磨性差,使高炉透气性不好,并能引起挂料,增加吹损,破坏高炉操作制度。过火焦易碎,容易落入熔渣里面,从而造成排渣困难,风口烧坏等现象。   2.灰分:焦炭燃烧以后的残余物是灰分,它是焦炭中的有害杂质,其中主要是二氧化硅和三氧化二铝,还有氧化钙,氧化镁等氧化物。灰分含量增高,固定碳减少。高炉冶炼过程中,造渣所消耗的石灰石和热量将增加,高炉利用系数降低,焦比增加。因为煤在炼焦过程中灰分全部转入焦炭,所以焦炭灰分高低决定于煤的灰分,焦炭灰分越低,对高炉操作就会越有利。   3.水分:焦炭在102℃~105℃的烘箱内干燥到恒重后的损失量为水分。冶金焦水分一般在3%—5%。焦炭水分力求稳定,因为高炉生产一般以湿焦计量,焦炭水分波动,对高炉操作非常不利,它会造成炉况波动。   4.硫分:焦炭含硫占高炉配料中硫来源的80%以上,硫进入生铁造成生铁含硫量高,为除去这部分硫,需增加熔剂脱硫,但影响高炉正常生产。在炼焦过程中,煤中含硫的70%~90%转入焦炭,故焦炭硫分高低,决定于煤的硫分,一般冶金焦硫分不大于09%。   5.磷分:焦炭中的磷分在炼铁时大部分转入铁中,生铁含磷使其冷脆性变大,用于转炉炼钢时,磷难以除掉,因此生铁中磷分越低越好。煤炼焦时磷分全部转入焦炭。故焦炭磷分高低决定于煤的磷分。   ◎焦炭的物理机械性质   高炉对焦炭的要求,一般情况下应该是块度均匀、耐磨性好和抗碎性强。焦炭的物理机械性质指标是筛分组成、耐磨性和抗碎性。   1.筛分组成:为了保持高炉透气性,焦炭块度要均匀,所以焦炉生产的焦炭通常分为大于40毫米,25~40毫米的冶金焦,10~25毫米的小块焦和小于10毫米的粉焦四级,全焦中冶金焦率通常为93%左右。   2.转鼓试验:为了试验焦炭的耐磨性和抗碎性,通常采用转鼓试验。转鼓试验就是模仿焦炭在高炉冶炼过程中的撞击、挤压和研磨,将一个十分复杂的受力过程,加以简化的试验方法。   在转鼓中装入大于60毫米的焦炭50千克,以每分钟25转速度转动4分钟,然后取出焦炭,在孔径分别为40毫米和10毫米的圆孔筛上过筛,以大于40毫米和小于10毫米的重量各占试样总重量的百分比为指标。前者以M40表示抗碎指标,后者以M10表示耐磨指标。   ◎煤炭的作用   煤炭的用途非常广泛,可以根据它的使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤炭,(2)炼焦煤炭。   我国动力煤炭的主要用途有:   1)发电用煤炭:我国大约1/3以上的煤炭用来发电,目前平均发电耗煤炭为标准煤炭370克/(千瓦·时)左右。电厂利用煤炭的热值,把热能转变为电能。   ※煤炭发电   2)蒸汽机车用煤炭:占动力用煤炭2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤炭指标为100千克/(万吨·千米)左右。   3)建材用煤炭:大约占动力用煤炭的10%以上,以水泥用煤炭量最大,除此之外为玻璃、砖、瓦等。   4)一般工业锅炉用煤炭:除热电厂以及大型供热锅炉以外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大而且分散,用煤炭量约占动力煤炭的30%。   5)生活用煤炭:生活用煤炭的数量同样比较大,大约占了燃料用煤炭的20%。   6)冶金用动力煤炭:冶金用动力煤炭主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤炭,其用量不到动力用煤炭量的1%。   (2)炼焦煤炭   虽然我国煤炭资源比较丰富,但是炼焦煤炭资源还相对比较少,炼焦煤炭储量仅占我国煤炭总储量27.65%。   炼焦煤炭类包括气煤炭(占13.75%),肥煤炭(占3.53%),主焦煤炭(占5.81%),瘦煤炭(占4.01%),其他未分牌号的煤炭(占0.55%);非炼焦煤炭类包括无烟煤炭(占10.93%),贫煤炭(占5.55%),弱碱煤炭(占1.74%),不缴煤炭(占13.8%),长焰煤炭(占12.52%),褐煤炭(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤炭(占13.80%)和牌号不清的煤炭(占1.06%)。   炼焦煤炭主要是用来炼焦炭,焦炭由焦煤炭或混合煤炭高温冶炼而成,一般1.3吨左右的焦煤炭才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,享有钢铁工业“基本食粮”的美称。   中国是焦炭生产大国,同时也是世界上焦炭市场的主要出口国家。2003年,全球焦炭的产量是3.9亿吨,中国焦炭产量达到178亿吨,大约占全球总产量的46%。在出口方面,2003年我国共出口焦煤炭1 475万吨,其中出口欧盟有458万吨,大约占1/3。2004年,中国出口焦炭总量为1 472万吨,这相当于全球焦炭贸易总量的56%,但是目前国际焦炭市场仍然供不应求。   随着科学技术的发展,煤炭的用途越来越广,除了用作燃料直接燃烧和作为蒸汽的动力能源外,还可以作为炼焦、制造可燃气体和化学工业的原料。   18世纪中叶之后,随着蒸汽机的广泛使用,煤炭消费量逐日增加,慢慢成为了世界上的主要能源。到20世纪初的时候,煤炭跨进了它的另一个黄金时代。在此之后,半个多世纪里,煤炭一直是世界能源的主要成员,为社会生产的发展和人民生活的改善做出了重要贡献。从20世纪50年代以后,由于石油和天然气的兴起,煤炭所占比重有所下降,但近十几年来煤炭在世界能源消费中的比重又有回升,有可能重居世界能源的首位。所以,煤炭又被能源专家称为“通向世界未来的桥梁”。能源专家预言,最迟在21世纪初,煤炭的第三个黄金时代就会到来。   近十几年以来,能源科学家也正在积极地研究煤炭的转化和综合利用,主要包括原煤炭洗选、坑口发电、气化、液化以及转化为化工产品等。   早在20世纪50年代初,一些发达国家就发展了煤炭岩洗选加工工业。一直到80年代初,各国洗选加工后的商品煤炭已经达到了85%,并且对各种工业用煤炭的质量,包括水分、灰分、硫分、黏结性、发热量等,制订了严格的标准,这对合理利用煤炭资源,提高热能利用效率,减少运输量,改善环境卫生,都有明显的效益。   在全世界的煤炭消费里面,发电用煤炭迅速增加,炼焦用煤炭比较稳定,而工业、交通用煤炭等明显减少。把煤炭转化成电,尤其是兴建大型坑口电站,是提高能源利用效率和减少长途运输的有效措施。   把煤炭进行气化、液化,加工成与石油、天然气相似的液体能源,越来越受到各个国家的重视。据测算,1吨商品煤炭通过气化变成煤炭气,供应民用,可代替19吨煤炭燃烧,热效率提高近一倍。如果我国城市普遍使用煤炭气,可以使城市居民用煤炭量节约40%~60%,每年节省煤炭上千万吨,环境状况也可以有很大的改观。   我国消费结构一直以来都是以煤炭为主的,没有经历过石油时代。20世纪50年代,煤炭在能源消费构成中一直占90%以上;60年代到80年代初,随着石油资源的开发和利用,煤炭比重有所下降,1980年,我国原煤炭产量仅占有能源生产总量的69.4%;近十几年来又有所回升,1995年,原煤炭产量占全国能源生产总量的75.5%;未来一段相当长时期内,在我国能源结构中,煤炭仍将占绝大比重。   我国煤炭资源与国内石油、天然气、水力等一次能源相比占有绝对优势,大约占到了全国一次能源的90%,煤炭探明储量约有7 000多亿吨,仅仅低于原苏联和美国,是世界第三大储煤炭国。若把埋藏深度在2 000米以内的预测储量计算在内,我国煤炭总储量可以达到5万亿吨。   我国煤炭不仅分布广泛而且有集中分布的特点。这里说到的广泛,是指就分布面积而言,全国包括台湾在内的32个省、自治区、直辖市,除上海以外都有不同数量的煤炭资源,全国60%以上的县均产煤炭。所谓集中,是指数量的分布在地区之间极不平衡,北多南少,西多东少。尤其以南方和北方之间的差异最为显著。华北占有全国探明储量的2/3,而长江以南的8省只有2%的探明储量分布。我国主要煤炭地有山西、皖鲁苏、豫中豫西、内蒙古东部、鄂尔多斯南北、川滇黔、贺兰山、天山南北、沈阳周围、河北平原和黑龙江东部等。山西是探明储量最多的一个省份,可以达到2 000亿吨以上。   我国煤炭资源的品种很全,从低变值程度的褐煤炭到高变值程度的无烟煤炭都有贮存。但各种煤炭数量相差很大,分布也不均衡。若把煤炭品种分为炼焦煤炭和非炼焦煤炭两大类,前者包括焦煤炭、肥煤炭、气煤炭和瘦煤炭;后者包括无烟煤炭、褐煤炭和烟煤炭中的贫煤炭、不黏结煤炭等。我国炼焦煤炭少,非炼焦煤炭多;气煤炭、不黏结煤炭、无烟煤炭、褐煤炭数量多,而肥煤炭、焦煤炭数量少。炼焦煤炭占我国煤炭探明储量的35%,其中华北地区就拥有全国60%的炼焦资源。褐煤炭是现今我国计划要大量开采的能源资源,我国褐煤炭的80%储量在华北地区。   知识窗   煤炭工业是支持我国经济发展和保障人民生活的基础产业,我国现在70%以上的能源来自煤炭。改革开放以来,煤炭工业得到快速发展,国民经济由“以煤炭定产”转变到煤炭“以销定产”。1996年我国原煤炭产量138亿吨,是世界第一产煤炭大国。这除了得益于我国经济与科技发展之外,也得益于坚持一条适合中国国情的煤炭工业发展方针,就是发挥中央和地方两个积极性,实行大中小并举。现在中央和地方煤炭矿的产量,比例大体上是四六开,地方占大头,因此要发挥地方中小煤炭矿的劳动力和地缘优势,同时又要注重国有大中型煤炭矿是煤炭工业的主力军作用。我国煤炭工业会继续得到发展,“九五”期间煤炭年平均增长速度为23%,到2000年总产量达到145亿吨,其中出口5 000万吨。由于技术的进步,煤炭使用上的节约,其他类型能源的替代,以及环境保护的要求,煤炭在一次能源中的比重将有所下降。煤炭增长的弹性系数,即煤炭增长与国内生产总值增长的比例,由过去的038下降到032,这无疑是一个巨大的进步。   1.什么是原煤呢?原煤有什么危害?   2.目前,我国煤炭业发展前景如何?   煤炭的整体质量   ※煤炭质量煤炭的质量是指煤炭的物理、化学特性以及它的适用性,它的主要指标有灰分、水分、硫分、发热量、挥发分、块煤限率、含矸率以及结焦性、黏结性等。   1.产品质量:产品质量是企业赖以生存和发展的基础,是企业各项工作的综合反映。产品质量指的是产品、过程或者服务满足规定或潜在要求(或需要)的特征或特性的总和。质量有狭义质量和广义质量之分:狭义质量指的是产品质量和有关的工作质量,广义质量不只是指产品质量和有关的工作质量,而且还包括产品形成的过程质量和服务质量等,它把产品质量、过程质量和服务质量三者放在同等重要的地位加以考虑,更加体现了在市场经济条件下,人们对产品质量的高度重视和质量在竞争中的重要作用。   从产品质量的定义可以看出,其中包含有两层涵义:第一是指产品自身所具有的特征和特性,也就是产品的客观属性;第二是指产品在使用过程中用户需求的满足程度,也就是产品的适用性。当两者有机结合的时候,产品的特征和特性得到充分利用,用户的需求得到充分的满足,社会的生产目的得以实现。如无烟块煤用于合成氨生产,就使煤炭的特性与适用性达到了较好的结合。但若将无烟块煤用作普通锅炉燃料,就失去了其适用性。由此可以看出,对产品质量高低的评价是由用户的不同需求来确定的。   1)产品质量特性:所有的产品都是为了满足消费者的需求而生产的。不仅是不同用户对产品质量的要求不一样,而且同一用户在不同的时期对产品质量的要求也有很大的差异。由此可见,产品的质量特性是根据产品的用途来确定的。如层燃锅炉燃烧用煤,要求粒度更均匀,块度要合适,限下率要低,发热量要高,而且还要有较高的灰熔点和较低的灰分;冶金焦生产用煤要求原料煤有较好的黏结性和结焦性,硫分和磷分的含量要低,灰分含量不宜太高,且成焦率和化产回收率要高;铁路机车用煤除了要具有合适的粒度和灰分外,还要有较高的发热量,以保证机车大供气率时作功的需要。另外,在隧道较多的铁路路段,还要严格控制煤炭的含硫量,以免因为燃用含硫过高的煤而腐蚀隧道内的设备或造成人员中毒。   产品质量特性通常可概括为性能、使用寿命、可靠性、安全性、经济性等五个方面,性能是指产品所具有的特性与功能,一般情况下用一定的性能指标来表示,如煤炭的灰分、挥发分、发热量、硫分、热稳定性等指标就代表煤炭的特性。   使用寿命指的是产品在一定的使用条件下,完成规定功能的工作总时间。如日光灯的使用寿命就是在额定的电压下累计发光的总时数;汽车的使用寿命就是在正常行驶条件下完成一定的运输任务所运行的总公里数。一般来说,产品的使用寿命越长越好。   可靠性指的是产品在规定的条件下,在一定的时间内完成既定功能的能力。它一般与产品在使用过程中功能的稳定性和耐久性相联系,是产品的一个重要质量特性指标。为了保证产品使用的可靠性,要求该产品设计合理,结构简单,维修容易且方便,连续工作时间长,故障率和差错率低。   安全性指的是产品在使用的过程中,要保证使用人的人身安全与环境不受侵害的程度。安全性能是用户选用产品的时候最关心的特征指标之一。由于产品的安全性是使用者人身安全的保证,所以生产企业在产品的设计和生产过程中要给予足够的重视。比如煤炭生产企业在煤炭销售之前,要尽量减少各种有害杂质的含量,以减少公害。如煤中硫、磷、砷等有害杂质含量较高时,不仅损害人的健康,引起中毒等事故,而且还会污染环境;若煤中含有可爆性的雷管等杂质,会引起用户燃煤设备的爆炸,以致于造成重大的人身伤亡事故和经济损失。   经济性指的是在产品寿命周期内所支付的总费用,它是生产成本与使用成本之和。对生产成本而言,要求生产成本低廉,以增加产品的竞争能力。使用成本低,指的是用户在使用产品过程中支付的费用较少。如因燃煤设备的结构和性能不同,热效率越高,一定生产单位数量的产品所消耗的煤炭数量就会越少,那么它的使用成本就低;反之,使用成本就高。   以上所说到的五个方面反映了产品的固有特征,是产品的内在质量特性。随着科学技术的发展和社会需求观念的变化,用户在注重产品内在质量特性的基础上,越来越注重产品的外观质量,如衣服的款式、家电的外形、房屋的结构、煤炭的粒度等。产品的质量就是对其内在质量特性与外在质量特性的综合评价。某种产品究竟应该具有怎样的质量特性,主要是根据产品的用途来确定。所以,产品的最终质量指标的评价应从用户的实际情况出发,合理确定,如果能够满足用户的需求就可视为优质,并非质量指标越高越好。如同是供给电厂的煤炭,由于锅炉型号和燃烧方式的不同,所以就要供应不同质量的煤炭。若采用层燃锅炉,一般应供给粒度较大、发热量较高、灰熔点较高的煤炭产品;如果采用沸腾炉发电,那么就可以供劣质燃料,供给优质煤反而会将锅炉烧坏,引发事故。   2)工作质量:企业特别是大型企业的生产是一个复杂的系统工程,企业内任何一个部门的工作都对产品的质量有直接或间接的影响。所以工作质量不只是包括直接的产品生产部门的工作质量,同时也包括与产品生产相关的设计部门、管理部门、协调部门、辅助部门等相关环节的工作质量,它们工作质量对产品质量均有一定程度的影响。如销售商品煤的质量指标,既与采煤过程、选煤过程和工艺有关,还与矿井设计的开采方法、煤炭质量的采制化环节、生产管理水平等有关。由此可见,工作质量是指与产品质量有关的各生产和管理部门的工作对产品最终质量的保证和影响程度,同时也是对一个企业总体效益的综合评价指标。   3)过程质量:这指的是在完成产品生产的全过程中,每个环节、工序和阶段的质量。产品的质量是由各个环节和阶段的过程质量决定的,只有保证了过程质量,才能保证最终的产品质量。所以全面质量管理中的全过程管理的意义就在于此。生产实践表明,产品质量能否符合用户的需求、得到社会的承认、达到设计质量指标(指把反映产品质量特性的主要技术经济参数明确规定下来,作为衡量产品质量的尺度),完全取决于生产过程。如果产品生产过程的各个环节和工序都能严格按设计和操作要求执行,那么产品质量就能得到很好的保证。例如煤矿从矿井设计到煤炭销售的全过程中,包括矿井施工组织设计、矿井施工、煤炭开采、井下运输、洗选加工、商品煤销售等诸多环节,要使用户得到合乎质量标准的煤炭,必须保证矿井设计方案合理、煤炭开采工艺先进、井下运输条件良好,并做到分采分运、洗选加工能力充足、质量稳定,需要明确的是,不论哪个环节出了问题,商品煤的质量都难以保证。   4)服务质量:这指的是产品售前、售中和售后服务工作的质量,包括服务态度、服务技能、服务范围、服务手段、用户信息的反馈与处理、服务的及时性等方面。做好产品的售前、售中和售后服务工作,是开拓市场、占有市场的重要手段之一。在市场竞争日趋激烈的情况下,如果只有较高的产品质量,而没有优质的服务质量,那么是不可能在竞争中取胜的。在市场经济条件下,那种“酒香不怕巷子深”的计划经济模式下的经营意识注定要失败。作为煤炭运销部门来讲,评价其服务质量的指标主要是煤炭购、运、销合同的兑现率(该合同中规定了购运销三方商定的煤炭品种、质量、价格、运输方式、煤炭发送时间和到、发车站,以及煤款结算方式、纠纷仲裁机构等)。为保证煤炭生产、使用的正常进行,煤炭生产企业必须要按照合同规定要求发送煤炭,努力的提高购运销合同的兑现率。除此以外还要积极走访用户,以了解用户对煤炭需求的变化和对本局(矿)煤炭的使用情况,尽量提供满足用户需求的煤炭产品。   2煤炭质量:这指的是煤炭产品在自身的形成和企业在开采、加工过程中所具有的、能够满足不同用户需求的特征或者特性的总和。根据煤炭产品质量特性和用途,一般煤炭质量可用一定的质量指标(或标准)来表示。如按煤的工业分析,可用煤的固定碳、挥发分、灰分和水分等指标来表示;按煤的元素分析,可用煤中碳(C)、氢(H)、氧(N)、氮(N)、硫(S)、磷(P)及微量元素含量的多少来表示;按煤的工艺性质,煤炭质量又可用煤的发热量(D)、煤的黏结性(RI)和结焦性(Y)、煤的热稳定性(TS)、煤灰的熔融性(DT、ST或FT)、煤的反应性、煤的燃点(T)以及煤的可选性等指标来表示。煤炭质量的高低,不仅关系到用煤单位的使用效果和产品质量,而且也关系到煤炭企业的声誉和经济效益,甚至还影响到国民经济的发展规模和水平。   ※煤炭工业   总体来看,我国的煤炭质量相对比较好,北方煤田相对于南方来说要好。形成这一现状的主要原因就是两者的沉积环境不同,北方煤田多为陆相沉积,其煤炭质量较好,如黑龙江省鸡西、鹤岗、双鸭山等矿区煤炭灰分一般小于20%,含硫量在0.5%以下,京西的无烟煤硫分仅在0.25%左右;南方煤田多为海陆相沉积,其煤炭的质量普遍较差,灰分、硫分等含量一般较高,如四川省的荚蓉、松藻、达竹、南桐、华蓥山等矿区的含硫量在6%左右,广西合山矿务局所产煤炭含硫量高达6%~8%(在全国煤炭储量中,硫分小于1%的煤占67%,硫分小于2%的煤约占85%,硫分大于4%的特高硫煤约占3%)。这些煤在利用过程中首先要进行脱硫处理,否则不仅会污染环境,还会腐蚀设备,给用户带来诸多不便。   随着我国采煤机械程度的提高和煤炭开采深度的增加,原煤质量呈现出了下降的趋势。与此同时,用户对煤质的要求却越来越高,利用途径也日趋广泛,利用方式也越来越多样化。因此,在煤炭质量问题上,产需矛盾日益尖锐,供求差距越趋加大。要解决这一问题,一方面要不断增加原煤入洗能力,满足市场的多层次需求;另一方面要加强煤炭质量管理水平(包括井下生产煤炭质量管理、洗选过程质量管理和商品煤销售过程的质量管理),使生产的煤炭在质量上能够很大程度上满足用户的要求。   建国60多年以来,虽然我国原煤的入洗能力有了很大提高,但是发展速度相对缓慢,选煤厂的分布很不均衡,洗选产品规格也较少,与一些工业发达的国家相比,仍有较大的差距。如德国、法国、日本、澳大利亚的原煤入洗量均占产量的80%~90%以上,原苏联占60%左右,而我国目前原煤入洗量仅2亿多吨,仅占原煤产量的20%。在我国,从入洗煤种看,90%左右为人洗炼焦煤,动力煤入洗量很小,大多以原煤形式销售;从洗煤的质量看,灰分、硫分等指标偏高,如洗精煤灰分平均在10%以上(国外先进国家灰分仅5%左右)。所以,要提高煤的质量,不只是要加强洗煤厂的建设、增加原煤入洗能力,而且还要改进洗选工艺,增加洗选品种,同时也应重视和加强动力用煤的洗选(我国煤炭利用以燃料和动力为主)。   知识窗   煤炭是我国国民经济发展的物质基础,煤炭企业生产的煤炭产品不仅要在数量上满足国民经济各物质生产部门的生产和人民群众的生活需要,而且也要在质量上满足不同用户的使用要求。只有实现了质量和数量有机协调和统一,才算真正实现了煤炭企业的生产目的,满足了社会的需求。从一定意义上讲,质量上的保证比数量上的满足更重要。   很长一段时间以来,由于受到计划经济模式的影响,通常情况下煤炭企业重视了产量而忽视了质量,把二者对立起来,怕因追求质量而丢了产量。特别是多年来,我国煤炭供需关系总的来讲一直比较紧张,只要将煤炭从地下采出,销售就不成问题,这在一定程度上也淡化了人们的质量意识,产生了“皇帝女儿不愁嫁”的经营意识。不过历史发展到今天,煤炭质量问题已引起来越多用户的高度重视,这对煤炭企业提出了严峻的挑战。从目前煤炭市场情况看,不仅煤质不好导致价格较低,而且有些矿区质量较差的煤(煤炭赋存条件所致)销售很难,造成煤炭大量积压,使企业生产和职工生活都受到很大影响。由此可见,煤炭企业自身要生存和发展,必须根据市场的需求,向用户提供合乎其质量要求的煤炭产品,这不仅仅是工业生产发展的需要,同时也是社会主义市场经济发展的客观要求。   ※煤炭运输   之所以要重视煤质工作,要提高煤炭质量,是因为:   1)有利于煤炭的节约。   从我国煤炭的利用现状可以看出,一方面煤炭供应紧张,用户的需求难以得到满足,供需矛盾较大,严重时直接影响到用户的正常生产;另一方面煤炭的利用率较低,造成了严重浪费。据统计,我国煤炭平均利用率约在30%左右,这固然与煤炭利用技术有关,但煤质不好和供煤品种不对路也是低利用率重原因。煤炭燃烧时,煤质越差,热损失越多,热效率也就越低,耗煤数量也越多。如蒸汽机车使用原煤比使用混中块要多消耗煤炭20%左右,普通锅炉使用灰分为40%的原料煤与使用灰分为90%的原料煤相比,热效率至少相差10%。由此可见,由煤炭质量问题或者供煤品种不对路造成的浪费是惊人的。   通过提高煤炭质量和推广节能技术,达到节约煤炭的目的,不仅投资少,而且见效快,能够更好地发挥出煤炭的经济效益。煤炭消耗的减少,不只是降低了用户的生产成本,提高了企业的经济效益,更加减轻了因煤炭利用而对环境造成的污染。我国是典型的煤烟型污染国家,造成这一现状的原因,除与燃烧方式和燃烧技术有关外(我国80%以上的原煤采用直接燃烧的方式),还与煤炭质量有直接关系。   据测算,我国每年因燃煤而产生的SOX和NOX硫氧化物和氮氧化物的总量在1 000万吨以上,这些有害的酸性气体排入大气以后,在一定的条件下会与雨水一起重新降落到地面。这相当于从空中降下2 000多万吨强酸,对环境污染很大,特别是烟煤中所含苯并芘对人体危害最大,其浓度每增加百万分之一,癌发率上升5%。由此可以看出,提高煤炭质量,不仅可以达到节约煤炭,降低用户生产成本的目的,而且有利于环境保护,减轻煤炭利用对环境的污染。   2)有利于煤炭企业自身的发展。   煤炭企业是实行单独经济核算的经济实体,煤炭的质量是企业生存与发展的重要前提,是增强企业在市场经济竞争中的重要支柱。煤炭作为国民经济发展的重要能源,随经济体制改革的完善和深化,其产品必然要进入市场进行流通和交易。有市场就有竞争,这是一条普遍的规律。竞争和交易行为越规范,商品竞争能力就越来越依赖于产品质量。有人说,质量是商品进入市场的通行证,以质量去开拓市场、占有市场,靠质量赢得竞争的胜利,是现代企业经营管理的一条重要战略。实践表明,哪个企业生产的煤炭质量较好,而且供煤数量比较稳定,哪个企业就能占有市场,赢得用户,煤炭销路就畅通,企业的效益就好,职工的工作热情就高。   ※煤炭   与此相反,哪个煤炭企业生产的煤炭质量较差,不能满足消费者的使用要求,煤炭产品就会造成大量积压,不只企业没有利润和效益可言,而且可能职工工资都难以保证,生活受到很大影响。可见,煤炭的质量是煤炭企业的生命线,尤其在市场竞争日趋激烈、用户对煤质要求日益提高的社会主义市场经济条件下,企业要生存、要发展,必须注重和提高煤炭质量,以高质量求得高效益,否则,不仅没有效益可言,甚至可能会造成企业的停产和倒闭。   3)有利于提高广大煤炭用户的产品质量和经济效益。   煤炭的用途多种多样,煤炭用户的地域分布也非常广泛,每个用户都有其固定的用煤设备。通常情况下,用煤设备的各种经济技术参数都是按某一特定的煤种和媒质指标设计的。在煤炭供应过程中,虽然允许有一定的波动,但是煤质指标变化范围不宜过大。否则,轻的话影响到用煤设备使用性能和效益的发挥,进而影响到用户生产的产品质量;重则使用煤设备不能正常工作,甚至会造成用户停产。由此可见,煤质不好,不只影响到煤炭企业自身的发展,并且还会产生连锁反应,殃及广大的煤炭用户。如果供煤质量普遍提高,并做到按用户的设备要求,实现对路供应,不仅增加了煤炭企业的经济效益,而且用户的经济效益也得以提高,进而促进整个国民经济效益的提高。所以说,提高煤炭质量,加工和生产适销对路的产品,具有十分重大的经济意义。   4)有利于节约运力,缓解煤炭运能与运量之间的矛盾。   煤炭是大宗笨重堆装货物,不只运量大,并且装卸比较复杂,再加上用户分布地区广泛,产需距离较远,使我国煤炭呈大数量流通态势。我国是产煤大国,更是煤炭消费大国,且以原煤直接消费为主。由于煤炭赋存与工业布局上的差异,煤炭产区主要集中在华北、西北、西南地区,而用户主要集中在华东、东北、华南等地,造成了我国北煤南运、西煤东调、关内煤往关外运的流通态势。据统计,仅铁路系统每年运输煤炭就高达56亿吨左右,平均运输距离在500千米以上,这给运输任务本来已经十分繁重的铁路带来了更大压力。虽然建国以来国家投入了大量的人力、物力和财力进行铁路建设,并取得了很大的成绩,但与经济发展速度和规模要求相比,还有很大差距,运能与运量之间的矛盾仍十分突出,在许多交通运输条件较差的矿区(如陕西省的铜川、韩城、蒲白等矿区,贵州的六盘水矿区),运输能力仍是煤炭生产和销售的重要制约因素。   在目前的运输条件下,为了完成煤炭的运输和销售任务,一方面要做好煤炭的巧装满载工作,提高货车的平均净载重,减少货车在矿停留时间,提高车辆的周转速度;另一方面要提高煤炭质量,减少无效运输和不合理运输现象的发生,增加煤炭的实际运量。   知识窗·煤的水分·   煤的水分,是煤炭计价中的一个辅助指标。   煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤的水分增加,煤中有用成分相对减少,且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热,因而降低了煤的发热量。煤的水分增加,还造成了无效运输,并给卸车带来了困难。例如在冬季寒冷地区,经常发生冻车,这影响了卸车、生产、车皮周转,加剧了运输的紧张。   煤的水分也容易引起煤炭粘仓而减小煤仓容量,甚至发生堵仓事故。   随着矿井开采深度的增加,采掘机械化的发展和井下安全生产的加强,以及喷露洒水、煤层注水、综合防尘等措施的实施,原煤水分呈增加的趋势。为此,煤矿除在开采设计上和开采过程中的采煤、掘进、通风和运输等各个环节上制定减少煤的水分的措施外,还应在煤的地面加工中采取措施减少煤的水分。   (1)煤中游离水和化合水   煤中水分按存在形态的不同分为两类,即游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分;化合水也叫结晶水,是以化合的方式同煤中矿物质结合的水,如硫酸钙(NaSO4·2H2O)和高龄土(AL2O3·2SiO2·2H2O)中的结晶水。游离水在105~110摄氏度的温度下经过1~2小时可蒸发掉,而结晶水通常要在200摄氏度以上才能分解析出。   煤的工业分析中只测试游离水,不测结晶水。   (2)煤的外在水分和内在水分。   煤的游离水分可分为外在水分和内在水分。   外在水分,是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发,蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。   内在水分,是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100摄氏度以上的温度经过一定时间才能蒸发。   当煤颗粒内部毛细孔内吸附的水分达到饱和状态时,煤的内在水分达到最高值,称为最高内在水分。最高内在水分与煤的孔隙度有关,而煤的孔隙度又与煤的煤化程度有关,所以,最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度,尤其能区分出低煤化度煤。如年轻褐煤的最高内在水分多在25%以上,少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31%。最高内在水分小于2%的烟煤,几乎都是强黏性和高发热量的肥煤和主焦煤。无烟煤的最高内在水分比烟煤有所下降,因为无烟煤的孔隙度比烟煤高。   (3)煤的全水分   全水分,是煤炭按灰分计价中的一个辅助指标。A.煤中全水分的含义。煤中全水分,是指煤中全部的游离水分,即煤中外在水分和内在水分之和。必须指出的是,化验室里测试煤的全水分时所测的煤的外在水分和内在水分,与上面讲的煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分是完全不同的。化验室里所测的外在水分是指煤样在空气中同空气湿度达到平衡时失去的水分(这时吸附在煤毛细孔中的内在水分也会相应失去一部分,其数量随当时空气湿度的降低和温度的升高而增多),这时残留在煤中的水分为内在水分。显然,化验室测试的外在水分和内在水分,除与煤中不同结构状态下的外在水分和内在水分有关外,还与测试时空气的湿度和温度有关。B.煤的全水分测试方法要点见GB212-91。   1.煤炭在质量上有什么要求?   2.什么样的煤炭才算是好煤炭呢?   3.是不是燃点越高,煤炭就越好呢?   煤炭洗选   ※煤炭洗选煤炭的洗选是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质的差异,通过物理、化学或者微生物分选的方法使煤和杂质有效地分离,并且加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按照选煤的方法不同,可以分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤以及微生物选煤等。   物理选煤指的是根据煤炭和杂质物理性质(如粒度、密度、硬度、磁性及电性等)上的差异进行分选,主要的物理分选方法有:①重力选煤,包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。②电磁选,利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选,这种方法在选煤实际生产中没有应用。   浮游选煤(简称浮选)是一种物理化学选煤,是根据矿物表面物理化学性质的差别进行的分选,目前为止使用的浮选设备很多,这种方式主要包括机械搅拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种。   化学选煤指的是借助化学反应使煤里面有用的成分富集,除去杂质和一些有害成分的工艺过程。目前为止在实验室常用化学选煤的方法是脱硫。根据常用的化学药剂种类和反应原理的不同,可分为碱处理、氧化法和溶剂萃取等。   微生物选煤指的是用某些自养性和异养性的微生物,直接或者间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫,达到脱硫的目的。   物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产里面常用的技术,一般可有效脱除煤中无机硫(黄铁矿硫),化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。在目前工业化生产中常用的选煤方法为跳汰、重介、浮选等选煤方法,除此以外,干法选煤近几年发展也很快。   知识窗   一般来说,选煤厂主要由以下工艺组成:   (1)原煤准备:包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。   (2)原煤的分选:目前国内的主要分选工艺包括跳汰—浮选联合流程;重介—浮选联合流程;跳汰—重介—浮选联合流程;块煤重介—末煤重介旋流器分选流程。此外,还有单跳汰和单重介流程。   (3)产品脱水:包括块煤和末煤的脱水、浮选精煤脱水、煤泥脱水。   (4)产品干燥:利用热能对煤进行干燥,一般在比较严寒的地区采用。   (5)煤泥水的处理。选煤原则流程   煤炭洗选的作用:   (1)提高煤炭质量,减少燃煤污染物排放。   煤炭洗选可以脱除煤里面50%~80%的灰分、30%~40%的全硫(或者60%~80%的无机硫),燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO2和NOx的排放,去除矸石16吨。   (2)提高煤炭利用效率,节约能源。   煤炭质量的提高,将会显著提高煤炭利用效率。一些研究表明:炼焦煤的灰分降低1%,炼铁的焦炭耗量降低2.66%,炼铁高炉的利用系数可以提高3.99%;合成氨生产使用洗选的无烟煤可节煤20%;发电用煤灰分每增加1%,发热量下降200~360焦/克,每度电的标准煤耗增加2~5克;工业锅炉和窑炉燃用洗选煤,热效率可提高3%~8%。   (3)优化产品结构,提高产品竞争能力。   发展煤炭洗选有利于煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变,实现产品的优质化。我国的煤炭消费用户很多,对煤炭质量和品种的要求不断提高。有些城市,煤炭消费用户要求煤炭硫分小于0.5%,灰分小于10%,若煤炭企业不发展选煤便无法满足市场要求。   (4)减少运力浪费。   由于我国的产煤区大多数都远离用煤多的经济发达地区,煤炭的运量大,运送的距离长,平均煤炭运距约为600千米,煤炭经过洗选,可去除大量杂质,每入洗100吨原煤,可以节约运力9600吨/千米。   一般的洗选方式有跳汰工艺、重介工艺、风力选煤等。   当然,随着科技的进步以及时代的发展,处于攻关或者已经投入生产的某些特殊洗选工艺也将得到进一步的发展并且替代传统的工艺。   煤炭洗选加工指的是提高煤炭产品质量、满足用户的需求、提高资源利用效率、实施环境保护的有效途径,是实现煤炭资源洁净、高效、综合利用的重要措施,也是煤炭洁净技术的基础与主导组成部分。大量的实践表明,经过洗选的炼焦精煤灰分每降低1%,炼铁高炉利用系数可提高约4%;经过洗选的动力煤用于发电,可节煤10%左右,同时硫分每降低0.1个百分点,SO2可减少8%;经过洗选的无烟煤用于合成氨生产,可以节省煤20%~25%。   煤炭是中国的主要能源和重要原料。为了提高煤炭利用效率,减轻煤炭生产消费对环境的影响,中国政府一直以来都鼓励发展煤炭洗选加工,促进煤炭清洁、高效利用。新中国成立以来,特别是改革开以来,选煤业得到较快发展。通过多年的自行开发和引进吸收,我国的选煤工艺和技术装备水平不断提高,重介、跳汰、浮选、动筛工艺以及复合干式技术得到较快发展,制造了多品种、多系列的洗选设备。目前,中国已经拥有一批在世界上处于先进水平的选煤工艺和技术设备。   不过,与国内煤炭洗选产品的需求相比,尤其是与资源节约和环境保护的要求相比,中国选煤业的发展状况还很不乐观。从以下几个方面可以看出:原煤入洗比例低,只相当于世界发达国家的1/3;炼焦精煤和商品动力煤灰分分别为95%左右和20%以上,远远高于美国等国家;采用重介质选煤工艺比重低,适用于干旱缺水的地方,年轻变质煤以及易泥化煤的干法及节水型分选技术有待进一步开发和完善;厂型小、效率低、效益差。大量未经洗选的原煤直接消费,降低了资源利用效率,加大了环境污染,也浪费了有限的运输能力。目前,中国单位GDP的能源消耗,比世界平均水平高24倍,综合能源效率仅为33%,是单位能耗最高的国家之一。中国排到大气里面的烟尘,90%的SO2和85%的CO2均来自直接燃烧煤炭。由此可见,促进煤炭清洁生产和利用,提高资源利用效率和环境保护水平,是中国在推进全面建设小康社会过程中,面临的一项紧迫而艰巨的历史任务。   知识窗·煤为什么要液化和汽化后使用?·   众所周知,使用和运输呈固体状态的煤都很麻烦。直接烧固体煤,不仅热效率低,浪费大,还会放出二氧化硫、氧化氮等多种有害气体,对环境的污染相当严重。为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来的危害,近二三十年来,世界各国大力开展了对煤利用新技术的研究,其中主要包括对煤的液化和汽化技术。   所谓煤的液化技术,就是在加温、加压的状态下,对煤直接或间接地加氢,使它成为液体的技术。在日本,液化煤将成为代替石油能源的“核心”。   煤的汽化主要包括高热值汽化和低热值汽化。所谓高热值汽化是指生产发热量为每立方米2万千焦以上的煤气,特别是指每立方米3.6万~4万千焦的代用天然气;而低热值汽化则是指生产每立方米4千~6千千焦的煤气,用以发电、加热,以及化工合成等。   最近十多年来洁净煤技术产生了重大突破,目前我国已经研究出脱硫、脱氮、除尘以及煤炭汽化、液化、水煤浆等技术。这些技术的发展和推广,将使煤炭的应用基本上能够达到环保要求,从而树立起全新的形象。   煤炭是我国最安全、最经济、最可靠的能源。我国煤炭资源总量远远超过石油和天然气资源。随着高新技术的推广应用,煤炭生产成本正在并将继续降低;洁净煤技术已取得重大突破,这些都将使煤炭成为廉价、洁净、可靠的能源。   1什么是煤炭洗选?   2为什么要洗选煤炭呢?

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