粉煤气化耦合绿氢制甲醇过程经济性和减碳研究

重点介绍了煤和绿氢耦合制甲醇替换煤制甲醇过程的经济效益和CO_(2)减排情况对比。使用光伏发电电解水生产绿氧、绿氢,绿氧用于煤气化,绿氢全部替代工艺变换产生的灰氢。在煤炭价格为500元/t、工业用电价格为0.86元/kWh时,煤制甲醇单位甲醇成本约为1 527.1元/t;当绿电成本为0.2元/kWh时,煤和绿氢耦合制甲醇生产成本约为1 669.7元/t。若煤和绿氢耦合制甲醇全部替换煤制甲醇,CO_(2)排放量将减少98.5%。大规模绿氢和绿电与煤化工的深度耦合可实现CO_(2)直接减排,助力“双碳”目标实现。

选煤厂灰分快速检测技术发展现状及展望

研究灰分快速检测技术的发展现状对于研制符合智能选煤厂建设需要的灰分测定技术具有重要意义,系统地梳理了快速灰化法、有源及无源在线测试和国标法自动测灰技术,指出现有技术存在的主要问题并提出建议。研究发现,我国矿区型选煤厂整体技术水平相对滞后,不同区域或企业在采制化过程中的自动化和准确程度等方面还存在较大差距。快速灰化法存在效率低、工人劳动强度大、样品代表性差等问题,已无法适应选煤厂要求;低能γ射线反散射,高能γ射线湮没辐射、双能γ射线透射、中子活化、X射线荧光光谱和激光诱导击穿光谱(LIBS)等有源在线测试方法,其测试精度受煤种、粒度、灰分组成及含量、水分等煤质特性参数以及选煤工艺条件影响较大,且还存在设备投资成本、放射源管理和日常维护管理成本相对较高等问题;国标法全自动测灰技术实现了采样、制样和测灰的自动化运行,测试精度高,但测试时间相对较长。而选煤厂灰分快速检测技术研发应按照快速测定、高精度、高准确度、无人化、标准化的整体要求,根据选煤生产的实际需求和选煤工艺进行定制化研发,通过数字孪生等技术提高智能化和数字化水平。

炼焦煤显微结构在热转化过程中的变化规律研究

深入研究炼焦煤显微组分在热转化过程中的变化规律,对揭示焦炭光学组织的形成过程和优化配煤结构具有重要意义。利用煤岩学研究方法系统研究3种典型焦煤的煤质与岩相特征、焦炭光学组织特性、镜质体反射率分布对光学组织的影响以及焦炭光学组织在热转化过程中的演变规律。结果表明:焦炭的反应后强度与其粗粒镶嵌、纤维状和片状组织的含量呈正相关关系。3种焦煤的镜质体反射率区间0.95%~1.35%含量大小为JM-3>JM-2>JM-1,>1.35%区间的含量关系是JM-1>JM-2>JM-3,仅从煤的镜质体反射率区间分布情况还不能准确预测焦炭的质量。在胶质体软化熔融阶段以各向同性组织和丝质及破片为主。随着热解温度的升高,煤中的各向同性组织含量大幅降低,镜质组等活性组分逐渐发生反应、熔融等形成镶嵌类、纤维状和片状组织。焦炭中的镶嵌类和纤维状光学组织主要形成于高温下的焦炭缩聚反应阶段,在该反应过程中丝质及破片类组织中的部分活性组分继续发生转化形成镶嵌类组织。

焦油渣配煤炼焦对焦炭机械强度的影响研究及配比预测

研究焦油渣配煤炼焦对炼焦煤质量和焦炭质量的影响并分析其内在关联,可利用不同配比对黏结指数的影响规律以确定焦油渣配入炼焦煤的最佳配比,从而为焦油渣炼焦配煤在工业中的应用提供技术指导支撑。选取某焦化厂煤焦油渣和炼焦煤作为实验样品,在堆密度、粒度等条件不变的情况下分别配入3.0%和5.0%的焦油渣进行炼焦试验。结果表明:配入焦油渣后的炼焦煤水分、全硫均有所增加,但灰分降低,即针对本身挥发分不高的炼焦煤,配入焦油渣则有利于提高挥发分;焦炭的空干基水分和挥发分略有增加,全硫有所减少,且焦炭的机械强度有所提升;通过分别添加1%~5%的焦油渣分析黏结指数变化规律,发现焦油渣配比控制在3.0%~4.5%时,既能保证焦炭的黏结指数不降低,又能满足尽可能多地配入焦油渣以实现固废资源化利用。

哈萨克斯坦褐煤热解特性试验研究

哈萨克斯坦褐煤的挥发分含量高且碳氢比较大,能够产生丰富的油气资源,因而需研究哈萨克斯坦褐煤的热解特性,以期为其高效利用提供数据参考。选取哈萨克斯坦某褐煤为研究对象,利用1 kg固定床热解装置考察不同热解温度对各热解产物的产率、煤气组分、轻质焦油含量、破碎粉化程度、孔隙结构的影响规律。试验结果表明:随着热解温度升高,半焦、焦油产率逐渐下降,煤气产率升高,热解水产率基本稳定;热解温度的升高可促进热解气中氢气含量升高,甲烷含量逐渐降低,一氧化碳和二氧化碳含量升高;轻质焦油含量随着热解温度升高则呈现先升高后降低的变化趋势,在750℃达到最高;热解温度越高,细颗粒半焦(<0.5 mm)产生越多;半焦孔隙结构随热解温度升高不断发育,直至受热应力破坏发生坍塌。

煤基新材料是煤炭行业转型的重要突破口

煤基新材料是指以煤炭为基础原料,经过化学加工后得到的新型功能材料,在日常生活中应用广泛,塑料、增塑剂,纺织品、染(涂)料,润滑剂、电极、导电材料、橡胶等化工产品很多都可利用煤基新材料制作而成。作为战略性新兴产业之一,煤基新材料代表新一轮科技革命和产业变革的方向。

粉煤低温等离子体氧化过程效率及模型构建研究

低温等离子体氧化是研究煤中矿物赋存的重要前处理技术,其存在着灰化反应速度慢、过程效率低等问题,需针对设备运行的操作参数进行优化研究,尤其应侧重等离子体与粉煤的反应过程模式及反应速度控制因素以提高粉煤的氧化过程效率。采用等离子体设备灰化典型气肥煤,以单次灰化时间、设备电参数为操作变量,考察反应速度与灰化时间、有机质含量的关系,分析等离子体等效反应深度、速度控制方程及氧化过程效率优化,并建立粉煤等离子体氧化过程模型。在等效反应深度内,有机质含量小于0.3 g/g后进入降速灰化阶段,需优化操作过程以确保灰化整体速度维持匀速,从而提高氧化过程效率。制定典型气肥煤的综合灰化速度控制方案,即有机质含量在>0.69、0.69~>0.57、0.57~0.46、<0.46 g/g时设置单次灰化时间分别为8、4、2、1 h。

煤直接液化催化剂活性形态研究进展

煤直接液化技术是煤炭资源清洁利用的有效途径之一,煤液化的关键在于其催化过程,研究煤直接液化催化剂在反应过程中的活性形态有助于深入认识煤炭液化过程,为优化煤直接液化催化剂制备工艺提供理论指导。介绍铁系催化剂、有色金属催化剂和酸性催化剂3种煤直接液化催化剂,简述催化剂活性形态研究过程中常用的表征技术,汇总分析铁系催化剂、有色金属催化剂和酸性催化剂在煤直接液化反应过程中的活性形态。在煤直接液化技术的研究中,铁系催化剂是煤直接液化反应过程中使用最多的催化剂,γ-FeOOH是较好的铁系催化剂前驱体,铁系催化剂在反应过程中的活性形态为Fe 1-x S;有色金属催化剂的活性形态是其硫化后所形成的硫化物;酸性催化剂在煤直接液化反应过程中的作用是促进煤中有机大分子结构和分子间桥键裂解及促进裂解产生活性基团加氢。建议未来探索适合于煤直接液化反应条件下的催化剂原位表征技术,实现对反应过程中催化剂活性形态的动态观测。

煤炭行业甲烷排放的影响因素与利用途径

甲烷排放对全球气候变化的影响显著,中国伴生的煤层气储量和开采量居世界前列,因而系统梳理我国煤炭行业甲烷排放现状及其影响因素与利用途径,可为煤炭行业绿色发展和甲烷排放管控提供科学依据与政策建议,对于实现我国碳达峰碳中和目标具有促进作用。概述我国煤层气分布特点,从煤层气资源分布、埋深划分等方面分析我国煤层气的资源特点,总结煤炭行业甲烷排放的微观与宏观影响因素,从微观角度剖析影响甲烷排放的因素,包括底板砂岩厚度、煤层气压力、顶板岩性、开采技术和开采深度等地质条件以及煤炭生产与煤炭品质因素对甲烷保存和排放的影响,并从宏观角度指出煤炭生产量的增加会导致甲烷排放量上升,而能源结构变化尤其新能源替代和严格产业政策实施均有助于降低甲烷排放。从煤层气的提取、净化和利用技术等方面深入探讨甲烷减排的技术途径和可行性,并梳理煤炭甲烷排放趋势,通过综合分析后提出一系列针对煤炭行业甲烷排放的综合管控策略,包括能源结构转型、煤炭消费控制、甲烷减排技术创新和政策推动等,应重视由于煤炭生产结构的变化所引起的甲烷排放变化,加强瓦斯梯级利用技术攻关,提高井下抽采瓦斯利用效率,实现资源的高效利用。应逐步加强对甲烷排放的监测和管理,利用政策约束落实煤炭企业的主体责任,通过实施监测甲烷排放数据,加强宏观视角下甲烷排放的趋势分析,从而为国家政策和法律法规的制定提供支撑依据。

以炼焦煤为主的胶质体特性指标相关性研究

炼焦煤胶质体特性是影响炼焦过程和焦炭质量的关键因素,研究胶质体流动性、黏结性、膨胀性等特性及其之间的相关性可为胶质体质量的综合评价提供依据,进而指导炼焦配煤。通过测定来自全国不同矿点以炼焦煤为主的16个煤样的工业分析、胶质层指数、奥阿膨胀度、吉氏流动度,对吉氏流动度(MF)与奥阿全膨胀度(a+b)、最大胶质层厚度(Y)、黏结指数(G R.I)等其他黏结性指标进行相关性研究,并结合温度特征指标探讨最大流动度(lg MF)与初始软化温度(T s)、最大流动温度(T max)、固化温度(T r)和塑性范围(ΔT)间的相关性。研究结果表明:研究煤样的lg MF与a+b、Y、G R.I存在二次曲线相关性,其相关系数(R 2)分别为0.7491、0.8161和0.7604,且相关性受煤种的影响较大。lg MF与T s存在较好的相关性:随着lg MF增大,大体上T s逐渐减小,二次回归曲线的相关系数为0.8142;lg MF与T max、lg MF与T r的相关性很差;lg MF与ΔT存在较强的相关性,总体上随着lg MF增大,ΔT逐渐增大,二次回归曲线的相关系数为0.8712。

煤化工含酚废水脱酚技术研究进展

煤化工含酚废水因高毒性和难处理等因素严重制约了我国煤化工行业的健康发展。从煤制气、煤制油及煤焦化过程对典型煤化工含酚废水的来源及其水质特征进行分析,重点从采用生化法、萃取法和高级氧化法脱酚技术阐述煤化工含酚废水的处理现状,归纳并总结其中的活性污泥法、酶处理法、物理萃取法、络合萃取法、液膜萃取法以及光催化氧化技术、电化学氧化技术、臭氧催化氧化技术、湿式空气氧化技术的适用范围和优缺点,经对比分析可知:生化法虽成本低、脱酚效果明显、无二次污染,但该方法一般只适用中低浓度含酚废水处理;萃取法因操作简单、运行稳定、可回收酚类化合物等优势而在实际工业应用中较为广泛,萃取剂的选择、萃取及反萃工艺的设计对脱酚效果和运行成本至关重要;高级氧化法以羟基自由基等强氧化性基团为活性物质将酚类化合物矿化降解,虽其脱酚效率高、占地小、无污染,但设备投资大、药剂和催化剂成本高、处理规模小且大部分技术还仅处于研究阶段,工业应用较少。相较而言,萃取法和高级氧化法更具研究潜力,多种脱酚技术联用将成为未来煤化工含酚废水工业应用的发展方向。

科技领军人才谈科技人才支撑中国式现代化建设

对于轨道交通领域而言,众多的行业高校在基础性、战略性、前沿性、颠覆性技术领域积极探索,承担国家重大科技任务,产生了一批重大原始创新成果,保障我国轨道交通领域技术领先。重大原始创新成果是国家科技进步的关键,往往萌发于深厚的基础研究,产生于学科交叉领域和青年英才集聚、教学相长的环境之中,高等院校在这些方面都具有天然优势,因此要充分重视高等院校在国家创新体系中的地位。应充分发挥高校人才培养优势,坚持以人为本,着力造就创新拔尖人才。既要重点培养战略科学家、学术大师、科技领军人才、青年科技人才后备军和高水平创新团队,也要努力培养造就一大批大国工匠、卓越工程师、高技能人才,全面提高人才自主培养质量。

准格尔矿区植被覆盖度演变趋势及驱动力分析

植被覆盖度是反映矿区生态环境动态变化的重要指标,研究准格尔矿区植被覆盖度演变趋势及驱动力分析对评价矿区生态环境效应、维护矿区生态系统平衡以及确定区域资源开发利用方式等均具有重要的意义。结合准格尔矿区生态演变趋势研究方法,从时间转移评价、空间演变分析2个方面进行准格尔矿区生态演变趋势评价,利用遥感技术和地理信息技术从自然因素(年降水量、年平均气温)、人为因素(城镇化建设、煤炭开采、生态保护工程)等方面对准格尔矿区1988—2019年植被覆盖度的时空变化特征和驱动力进行分析。分析结果表明:从时间上分析,准格尔矿区植被覆盖度演变趋势在1993—1998年和2008—2019年间以稳定为主,在1988—1993年和2003—2008年间以改善为主,在1998—2003年间出现以退化为主;从空间上分析,矿区中部植被以轻微和一般退化为主,在黑岱沟煤矿和哈尔乌素煤矿新开采区出现植被明显退化,同时对已开采区进行大面积生态恢复,而矿区南部以植被改善为主,零星出现一些植被明显退化区域,退化区域主要为新增的采矿用地;前一年降水量增加和当年气温升高可以提高矿区植被覆盖度,城镇化建设和煤炭开采是造成矿区植被覆盖度下降的人为驱动力,有效的生态保护工程和积极的政策指导是矿区植被覆盖度上升的人为驱动力。

机械活化硫铁矿催化剂的表征及催化性能评价

煤直接液化工业催化剂面临原料成本高、水耗高和产生含盐废水等问题,有必要使用机械活化后的天然矿物作为煤直接液化催化剂,但需解决矿物催化剂粒径较大、过滤干燥后易板结及影响分散性和催化性能等问题。以某硫铁矿物为原料,以具有良好供氢性能的四氢萘为研磨介质,通过控制机械活化时间,得到一系列平均粒径小于5μm的矿物催化剂,催化剂无需过滤干燥,可直接加入煤直接液化反应体系中使用。利用扫描电镜、粒径分析、X射线衍射光谱和X射线光电能谱等手段对催化剂进行表征,矿物原料经机械活化后未发生明显聚集,活化2 h后催化剂平均粒径快速减小至2.82μm,延长活化时间后粒径减小速度放缓。机械活化过程对矿物中活性相FeS 2晶型无明显影响,但活化后催化剂表面Fe 2+和S 2-2量均明显增加,有利于催化活性的提高。催化剂在四氢萘中的沉降速度受粒径影响小,小粒径催化剂分散性基本相同。在相同的反应条件下,平均粒径为2.46μm的硫铁矿催化剂具有最佳的煤直接液化反应性能,转化率和油产率分别达到83.30%和43.53%。

活性炭吸附工艺治理VOCs的技术应用进展

挥发性有机物(VOCs)严重危害人体健康及大气环境,而吸附工艺具有VOCs去除效率高、成本低等种优势并在VOCs的治理中发挥着重要作用,其核心在于VOCs吸附功能材料研制,因而基于活性炭具有原料来源广泛、孔隙结构发达、可回收利用等优点则常作为吸附剂被应用于VOCs治理。综述活性炭吸附工艺在VOCs治理领域的研究及技术应用进展,阐述活性炭吸附VOCs的关键影响因素及改性方法,并总结当前活性炭吸附VOCs的工艺技术、再生方法及应用现状,旨在为活性炭的选择及工艺控制提供理论指导。在活性炭选择上,应根据VOCs性质及外部工况选择具有合适结构的活性炭,同时须开发具有疏水性质的活性炭。在实际应用中,开展多种吸附工艺耦合为未来VOCs吸附工艺发展的重要方向;但由于VOCs成分的复杂性,可根据实际合理选择1种或多种VOCs治理工艺与吸附工艺联用以保证治理效果。对于吸附VOCs至饱和的活性炭,应从经济性及再生效果等方面进行考量从而对活性炭进行合理再生、补充或更换。

我国绿色甲醇产业现状与发展展望

甲醇作为重要的基础化学品,其具有可作为原料及燃料使用的广泛用途,而基于传统化工制甲醇过程伴随着较高的碳排放量,因而发展绿色甲醇成为行业内的焦点和趋势。概述甲醇的产业发展现状并分析国内外的产业政策,研究不同路径的甲醇生产工艺特点,对煤制甲醇、天然气制甲醇、焦炉煤气制甲醇、煤层气制甲醇及绿色甲醇等对比分析,重点针对全球170个生产和规划的可再生甲醇项目进行深入分析,讨论不同国家的项目数量、规模及分布特征等,并基于对国内外产业政策分析的基础上,针对不同甲醇生产路径的碳排放、经济性及考虑未来纳入碳交易基础上的经济趋势进行情景分析,最后针对目前产业发展存在的问题,为促进我国绿色甲醇产业的健康发展提出建议。国际上欧盟率先发布全球首个绿色甲醇认证标准,各国的近零排放目标也提出发展绿色甲醇等替代燃料,国内对于绿色甲醇行业则通过政策引导等手段并发布一系列环保政策和支持清洁能源发展的措施,为绿色甲醇燃料行业提供政策支持和市场机遇;煤制甲醇产生碳排放2.6~3.8 t CO_(2)/t甲醇,天然气生产甲醇的碳排放为0.5 t CO_(2)/t甲醇;绿色甲醇由于原料来源不同分为生物质甲醇和绿氢制甲醇,目前最简单、最成熟的方法是利用可再生电力电解水制氢,再通过CO_(2)和绿氢通过一步催化过程获得绿色甲醇。应加强绿色甲醇生产技术的研发投入,特别在绿电制甲醇和生物质甲醇方面提升工艺效率及降低成本;加强与国际组织和其他国家的合作,共享绿色甲醇的最新研究成果和技术经验;开展重大项目试点,评估不同技术路径可行性和经济效益,为规模化生产提供基础;制定有利于绿色甲醇发展的政策及相关产品标准;促进上下游产业链的紧密合作,推动绿色甲醇与其他行业的融合发展;鼓励绿色甲醇作为清洁燃料和化工原料在交通、化工、能源等多领域应用,通过政策引导以拓宽其市场空间;构建完整的绿色甲醇产业链,共同推动绿色甲醇产业的可持续发展;建立和完善绿色甲醇的认证标准体系,对标欧盟及国际海事组织(IMO)等绿色甲醇相关准则和规范;建立和完善碳交易市场、碳配额管理制度以及温室气体自愿减排方法学,鼓励企业减少碳排放并通过绿色甲醇生产等方式实现减排目标。

模糊PID控制系统在鲍店选煤厂的应用

为提高鲍店选煤厂选矸车间斜轮重介系统的控制精度,采用模糊PID控制对斜轮重介悬浮液密度进行自动调节。对鲍店选煤厂模糊PID控制系统进行设计,并介绍了系统软硬件组成、工作原理、系统功能特点,分析了该系统在鲍店选煤厂的应用效果。实践表明,模糊PID控制系统在鲍店选煤厂选矸车间的应用,有效提高了精煤和矸石的分选精度,降低了介质消耗。

煤矿采掘工作面传感器电源自供技术初探

采掘工作面智能化升级需要增加大量传感器,将导致传感器电缆大幅度增加、导致人力增加,提出采用自供电传感器化解矛盾,介绍自发电技术及自组网无线传输系统的起源、特点及无线传感器传输示意图。

突出“四力”持续提升国有企业基层党建质量

在迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻,面对百年未有之大变局,要持续推动国有企业做强做优做大、更好发挥国有经济战略支撑作用,必须不断提升国有企业基层党建质量,突出基层党建工作的引领力、组织力、推动力和亲和力,以一流党建引领一流企业。

浅谈智能化技术在矿山电气工程自动化控制中的应用

目前,在科学技术的引领下,我国的电气工程自动化控制有了很好的发展势头,在各方面都得到了广泛的应用,特别是与大数据、云计算、人工智能等技术的结合,使得自动化技术表现出一种自主性、智能化的时代特点。今后,智能技术将与电气工程自动化控制相互结合,为各方面提供更好的服务,使电气设备可以在计算机的辅助下进行数据的集成,得到相关的分析和技术判断,针对电气设备故障时可能发生的紧急状况和复杂问题,给出对应的解决办法,使工作人员可以更好地运用智能技术,制订出相应的对策,这一技术在电气工程行业中有着非常重要的积极意义。