准能集团块煤产品的开发与工艺改造实践

发布时间：2019-04-12 16:56所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次

摘要:为了提高准能集团公司煤炭产品的附加价值，开发块煤新品种，通过对准格尔煤炭指标进行分析论证，调研并确定了块煤的目标销售市场，选取典型煤气发生炉进行工业化试验，优化选煤厂现有生产工艺，开展集装箱运输研究等，解决了准能块煤不能直接制气的问题

　　摘要:为了提高准能集团公司煤炭产品的附加价值，开发块煤新品种，通过对准格尔煤炭指标进行分析论证，调研并确定了块煤的目标销售市场，选取典型煤气发生炉进行工业化试验，优化选煤厂现有生产工艺，开展集装箱运输研究等，解决了准能块煤不能直接制气的问题，开发出“准精块1号”块煤新品种，开拓了块煤销售市场。实践证明，准能集团开发出的块煤品质优良，经济效益显著，对煤炭企业探索产品高效利用具有较好的借鉴意义。

　　关键词:选煤厂;块煤;配煤比例;工艺优化

　　当前我国正处于经济深层次调整的关键时期，经济发展的内外环境异常复杂。受煤炭市场需求下降、产能建设超前、进口煤大量增长和行业转型升级等多种因素叠加影响，从2012年开始，全行业出现了结构性产能过剩、价格下降、企业亏损面扩大等问题，开展科技进步、工艺优化、细分市场工作成为煤炭企业未来必须要面对的重点[1-3]。

　　准能集团隶属于国家能源集团，是集煤炭开采、坑口发电、铁路运输及煤炭循环经济产业为一体的大型综合能源企业，拥有年生产能力6900万t的黑岱沟露天煤矿及哈尔乌素露天煤矿，累计生产商品煤达到6.27亿t，生产的准混系列煤炭作为优质动力煤深受各大电厂信赖，被誉为“绿色煤炭”。2016年，准能集团主动适应市场变化，努力挖掘煤质潜力，在充分调研市场的基础上，开发特种煤新产品，实现准能块煤从无到有的跨越。块煤的开发主要从分析论证准能块煤煤质指标、调研确定销售目标市场、工业气化试烧确定配煤参数、优化选煤厂现有工艺、探索块煤集装箱运输、宣传扩大销售市场等几个方面展开。

　　1准能块煤质量分析

　　准能集团生产的商品煤全部为动力用煤，洗选后的产品掺配成不同发热量混煤供应各大电厂，对煤炭常规的发电指标积累较多，其它用途的指标积累较少。为了更加系统了解准能商品煤的质量情况，分析论证准能煤在其它领域使用的可行性，准能集团选取质量较好的洗后精煤，委托国内有资质的权威机构进行测定分析。

　　1.1煤质基本特征

　　通过对煤样常规的工业、元素、硫形态分布及物理性质分析可知，洗后精煤基本煤质特征是:全水分含量低，固定碳含量中等，灰分含量低，硫含量低，硫形态主要为有机硫。发热量中等，挥发分含量高(Vdaf>37%)，无粘结性(GR.I值为0)，煤样可磨性中等。

　　1.2煤质工艺指标

　　通过对煤样的灰成分分析、灰熔融性温度分析、结渣性分析、反应活性分析、抗碎强度及热稳定性分析、煤灰粘度分析、煤的胶质层指数分析、格金干馏实验分析，洗后精煤工艺指标特征是:灰成分中(SiO2+Al2O3)含量高，煤样灰熔点高。抗碎强度较好，煤的结渣性弱。反应活性在1100℃时为100%，反应活性较好。

　　1.3在其它领域使用的可行性

　　根据上述分析，准能集团洗后精煤作为长焰煤，粘结性很弱，一般不结焦，主要作为动力和化工用煤，化工方面可作为气化和低温干馏的原料。精煤硫分和灰分低，可作为部分焦化厂的炼焦配煤，降低焦炭的灰分和硫分，但用量较少;低温干馏原料过剩，不符合集团整体的战略布局;块精煤全水含量低、热稳定性好、弱结渣性、反应活性较好、无粘结性、灰熔点ST在1500℃以上，抗碎强度较好，符合固定床加压气化用原料煤，具备试验的煤质条件。

　　2准能块煤市场分析及销售定位

　　在掌握准能块煤煤质特性的基础上，为了进一步分析国内块煤市场，确定目标销售市场和销售方式，准能集团委托煤炭加工利用协会、销售集团调研块煤市场的分布及消费量。

　　2.1块煤市场及应用行业

　　经过大量调研，我国跨省区工业块煤消费量约为3310万t，其中华北1000万t、占比30.2%，华东370万t、占比11.2%，华中740万t、占比22.4%，华南1200万t、占比36.2%。按省区划分，广东、山东、江西、福建的消费量分别达到了1000万t、700万t、500万t、200万t，合计2400万t，占块煤消费量的72.5%，是较为集中的块煤消费地区。由此可见，陶瓷行业块煤消费量在块煤总消费量中占举足轻重的地位，是准能块煤预期的重要目标市场。

　　2.3块煤竞争性分析

　　国内块煤的主要来源包括神东、神府、陕北、山西、蒙东等地，煤源渠道主要分为三类。

　　(1)神府东胜地区的烟块煤。该区域块煤经过洗选加工，发热量在25.08MJ/kg以上，作为块煤主力品种。供应商主要有国家能源集团、陕煤化以及陕西地区地方煤矿;(2)陕蒙地区的原煤。多为露天矿，块煤产量高，发热量在24.24MJ/kg左右。供应商主要有伊泰、满世等;(3)其它非主力煤种。电煤筛出的块煤，包括内蒙古地区21.74MJ/kg半精煤，山西、准格尔地区22.15～22.99MJ/kg高灰熔点煤等，此类块煤只能与高热值块煤掺配燃用，用于降低成本、配箱提高标箱重量。

　　从煤质角度看，准能块煤发热量不高，不能直接作为制气原料，存在劣势。山东、河北等华北地区块煤除国家能源集团供应少量沿线块煤外，基本以汽运直达为主，汽运块煤破碎率低，运输成本有时与铁路运输相近，是市场块煤集港选择的主要转运方式。

　　国家能源集团块煤主要以铁路运输方式运至黄骅港，伊泰等块煤以铁路运输方式运至京唐港，其余块煤主要以汽运方式运至天津港。北方港块煤主要以“三散一箱”(“三散”为6～7万t级、1.7～2万t级和5000t级散货船装运，“一箱”为6～7万t级集装箱船装运)海运方式运至华东、华中、华南等消费地。从运输角度看，与同行业其它企业相比，国家能源集团铁路、港口布局完善，准能块煤存在一定的优势。

　　2.4准能块煤市场定位

　　通过调研分析，准能块煤销售具备可行性，主要的目标销售市场是广东、江西、福建等地陶瓷行业，可以发挥一体化优势，与神东集团“第一类”块煤掺配，弥补准能块煤灰分高、发热量低的劣势。同时，有效依托国家能源集团完善的运输网络、成熟的销售链条，快速将块煤产品运输销售到华南地区。

　　块煤市场也存在一定的不确定性，需要加强风险防范。例如:块煤市场不稳定，南方雨季、块煤市场淡旺季、陶瓷行业生产季节性等特点明显;陶瓷企业普遍赊销采购、负债经营，对票据要求灵活，且单个厂采购量小、批次多;块煤价格市场化程度高，陶瓷企业管理相对粗放，采购门槛低、价格完全市场化，煤炭成本占比30%～40%，燃煤效果无标准，价格在采购中占主导地位;陶瓷企业主要使用资金杠杆贷款投资，而建筑陶瓷资金回笼缓慢，一旦资金链断裂，易形成坏账[4-6]。

　　3准能块煤工业掺烧试验

　　为了确定准能块煤与神东块煤的掺配比例，得出最优的工艺参数，解决准能块煤不能直接做制气原料的问题，同时也为了打开华南地区市场，选取广东肇庆市嘉宾陶瓷厂，按照准能块煤和神东块煤2∶8、3∶7、4∶6及5∶5四个配煤方案进行了试验。

　　3.1煤气站基本情况

　　肇庆市嘉宾陶瓷厂拥有5条大型全自动辊道窑生产线，4开1备，每天用煤量在180～200t，生产动力煤气50万m3左右。

　　3.2神东配烧块煤基本情况

　　神东块煤为侏罗纪煤，属于长焰煤或不粘煤等，具有反应性高、发热量高和灰熔点低等特点。试验块煤水分为16.3%，灰分为14.5%，硫分0.62%，发热量大于20.90MJ/kg，灰熔点小于1200℃(表15)。

　　3.3试烧结果

　　试验工作分两个阶段进行，第一阶段由现场操作人员，根据试验情况提高气化温度，确定最佳试验工艺条件。在此试验基础上，优选配煤比例和工艺条件，进行第二阶段长周期工业试验，对块煤新品种的经济性能进行试验和测算。按照两种煤的五种不同配比，采用循序渐进的方式进行气化试验，得到了较为详实、全面的数据。

　　总体看，每种配比方式的混合块煤在气化过程中，气化炉运行状况比较稳定，煤气成分构成及煤气热值煤变化较小。通过试验可得出以下结论:(1)准能块煤气化性能优良。利用准能块煤高灰熔点的特性，通过调整气化剂温度，适当提高炉温来提高煤的反应性，可实现准能块煤的充分气化，灰渣中含碳量低，达到高反应性块煤灰渣的含碳量要求。(2)准能块煤与神东块煤的配煤是一种性能更优的气化原料煤。准块煤与神东块煤按一定比例配比，提高气化炉温后，单炉产气量和吨煤产气率并没有明显下降，而且单炉产气量略有增加，这表明准能块煤和神东块按一定比例的配煤可以优势互补，形成一种技术经济性能更优的气化原料煤。(3)配煤气化经济效益显著。从初步的技术数据分析，2∶8、3∶7、4∶6、5∶5四种配比的综合产气量和煤气质量均可满足陶瓷厂的生产需求，4∶6和3∶7两个配比的排灰量在陶瓷厂可接受范围内，配煤气化吨煤可降低气化成本5～20元。

　　4准能块煤开发产生的效益

　　从2016年8月份发运第一列块煤开始，准能集团大力推广块煤产品，通过定期走访客户，在珠海召开了环保块煤推广会，向政府和陶瓷厂商推广准能块煤产品，市场认可度越来越高，块煤销售量逐年增加，已累计销售块煤200万t。在帮助陶瓷厂提高气化效率、降低煤气净化成本和废水处理成本的同时，准能公司销售块煤创效1.34亿元(吨煤平均创效67元)，取得了良好的经济和社会效益。

　　5结论

　　煤炭企业积极应对煤炭市场变化，开发高附加值的产品，实施提质增效，提高企业盈利能力，符合国家产业政策和企业利益。实践证明，准能集团开发的块煤产品品质优良，取得了较好的社会和经济效益，准能块煤新产品的开发对煤炭企业探索清洁高效利用提供了较好的借鉴思路。

　　参考文献

　　[1]焦红光，梁华，赵继芬.无烟块煤防破碎技术的应用实践[J].选煤技术，2007(4):60-64.

　　[2]翟雄飞.哈尔乌素选煤厂产品结构优化探讨[J].煤炭加工与综合利用，2009(6):21-23.

　　[3]张建成.哈尔乌素选煤厂原煤脱粉系统改造实践[J].选煤技术，2017(4):60-63.

　　[4]包小燕，李宏静，鲁和德.香蕉型弛张筛3mm干法脱粉在寺河矿选煤厂的应用[J].洁净煤技术，2014，20(3):5-7.

　　[5]姚广华，郝俊，陈开玲.科技创新提升动力煤选煤厂经营能力的实践[J].煤炭加工与综合利用，2017(1):19-22.

　　[6]谭兴富，卢军，孔鹏.动力煤选煤厂脱粉入洗工艺研究[J].煤炭加工与综合利用，2015(3):60-62.

　　推荐期刊：《煤炭学报》是由中国科学技术协会主管、中国煤炭学会主办，煤炭科学研究总院承办的关于煤炭及相关领域的综合性学术期刊。

　　

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