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1、从木里煤田谈青海发展煤焦化产业的前景根据青海省煤炭地质资料,木里煤田(包括多索贡马,聚乎更,弧山,江仓等多个矿区)探明资源储量为36.53 亿吨,主要为炼焦用煤.其中江仓矿区现有五个井田和三个勘探区,资源储量 17.5 亿吨.木里煤田炼焦原煤低灰,低硫,不仅是我国焦炭生产降灰降硫的重要配合煤种,而且采用我国近年来自行开发的捣固炼焦工艺,可以作为基础炼焦煤种炼制优质冶金焦炭.由于全球范围的焦煤资源紧缺,严格的环保要求又限制了一些国家和地区的焦炭生产,冶金焦成为世界市场热门商品,价格居高不下.青海省依靠本省炼焦煤资源优势,不失时机地发展青海焦化工业,对于加快发展青海经济和青海钢铁工业意义十分重大.
2、一,江仓煤炭资源初步评价(一)江仓矿区概况江仓矿区位于青海省东部,祁连山区大通河南岸,东起砾岩山,西至阿子沟,与聚乎更矿区相邻,南北均以煤层露头为界,平均宽 2km,东西长约 25km,面积50km.分属刚察,天峻两县管辖.矿区海拔 3800m 左右,高原大陆性气候,四季不明显,气候寒冷,温差变化大,最高气温 19.8,最低气温一 34.8,年平均气温一1.930.50oC.年降水量 97.4198.2mm,蒸发量 794.21762.4mm,一年四季多风,12 月至次年 4 月风最大.矿区高原沼泽河流发育.矿区东至柴达尔车站(热水)97km,有三级公路相通,过热水经 204 省道和 315
3、国道,可达省会西宁,全程 315km.柴达尔车站(热水)至哈尔盖有矿区铁路与青藏铁路相连.交通尚属方便.柴达尔至江仓 97km 地方铁路青海国土经略 3/2007正在建设中,预计 2010 年建成通车,届时交通运输十分便捷.矿区于 2006 年在省政府主持下对原有各煤炭企业进行了整合,整合后新组建了青海中奥能源发展有限公司,并已经取得一井田的采矿许可证.(二)矿区煤炭赋存情况矿区现有五个井田,三个勘探区,一井田于 1973年完成精查,二,五井田于 2006 年初完成勘探,分别取得 1.24 亿吨,1.52 亿吨和 1.2 亿吨煤炭精查资源储量.矿区含煤地层为侏罗纪中下统,含煤 20 层,不少煤
4、层又有上下分层.一井田见煤 17 层,可采 14 层,上部煤层(2 9 号煤层) 变质程度较低,属气煤类,为较高灰分中硫煤,9 号煤层为较高灰分弱粘煤.下部煤层(1020 号煤层) 变质程度较高,以肥焦煤为主,属较低灰分的低硫煤.井田内有五层主要煤层,即 7,10,12,16和 20 层,属较稳定煤层,多为下部煤层.其中,20 号煤层是最主要煤层,为巨厚煤层,一般煤厚较稳定,结构一般较复杂,局部出现煤层分叉,形成上下两层.20 下层煤厚度变化从 1.4728.59m.五层主要煤层的煤质指标见表 1.表 1 江仓一井田主要煤层煤质指标(两极值)注:1958 年颁布的中国煤分类标准(三)江仓煤的可
5、选性根据奥凯公司委托对江仓矿区生产煤样进行的可选性试验研究,认为江仓煤为易选煤,易于生产出低灰产品,选出的矸石较纯;煤粉为极易选浮煤;煤和矸石均易泥化.500.5ram 原煤可选性计算表见表 2,一0.5mm 煤泥浮选速度试验结果见表 3,按表 2 绘制的可选性曲线见图 l.(四)江仓煤的硫含量表 2500.5mm 原煤可选性计算表资源论坛煤中硫分是有害物质,煤中含硫量是炼焦煤的重要指标,炼焦煤中 60%一 80%的硫存留在焦炭中,高炉炼铁过程中须额t-JJ1 人石灰石脱除这些硫,于是就会增加炼铁焦比,降低高炉利用系数.铁水含硫,炼钢过程中还要加入脱硫剂,否则钢材会产生热脆性.焦炭增加 0.1
6、 个百分点的硫分对高炉炼铁的影响,远比增加 1个百分点的灰分严重得多.洗煤可以洗去煤中部分黄铁矿硫,但不能洗去煤中有机硫.受全焦率的影响,焦表 30.5mm 煤泥浮选速度试验结果U炭中硫含量指标有可能高于煤中硫含量指标.从表 l 可知,江仓原煤 S,O.4%1.5%,属低中硫煤.煤中硫的存在形态见表 4.(五)江仓煤的炼焦性能1973 年,青海煤田地质 105 勘探队编制江仓一井田勘探区地质勘探精查报告时,曾委托鞍钢化工总厂做过炼焦试验,所得焦炭的转鼓指标为:M4064.2,MlO13.6,单独炼机械强度较低,焦粉焦较多,结论是可做炼焦配煤.2002 年 l0 月,具有我国自主知识产权的 4.
7、3m 捣固焦炉在山西问世.捣固炼焦工艺可使相同煤质炼制焦炭的强度得到大幅度提高,如要获得相同质量的冶金焦炭,其所适用的煤种可以大幅度放宽.因此,此炼焦工艺在全国范围内迅速得到广泛推广.目前,5.5m 捣固焦炉也已投产,并且许多省份正在施工建设.2005 年 l1 月,青海江仓能源公司在西宁钢厂建成投产了我省首座 4.3m 捣固焦炉.表 5 所列为该厂供应酒钢的冶金焦主要质量指标范围和所采表 4 煤中硫的形态分析结果表 5 江仓能源公司焦化厂生产的焦炭质量指标指标械强.性R数值 12.512.80.70.876788-931355256配煤比:青海江仓炼焦煤 60070,乌海炼焦煤 30%,靖远
8、炼焦煤 10%.青海国土经略 3/2007资源论坛用的配煤比.(六)江仓煤质初步评价意见从以上分析可以得出,江仓矿区洗精煤属低硫,低灰优质炼焦煤.由于含煤地层级结构较复杂,分层多,原煤灰分不太稳定,硫分波动也较大,但是由于原煤内灰低,易于洗选,通过洗煤可以获得低灰,低硫炼焦用煤.但因江仓煤结焦性较差,成煤年代属侏罗纪,煤的活性较高,对焦炭的机械强度和反应性指标不利.鉴于此,江仓煤的资源利用方向为:(1)用作炼焦优质配煤,可以有效降低冶金焦的硫分和灰分.(2)用作炼焦基础煤,须采用捣固炼焦等新工艺和科学配煤措施,建议配加成煤年代为石炭,二迭纪的炼焦煤,以改善焦炭的反应性和反应后强度指标.二,青海
9、煤焦化产业发展形势(一)以往的煤焦化试验研究工作木里煤田自上世纪五十年代发现,地质部门做了大量工作.国家曾计划将其作为酒钢的炼焦煤基地.原铁道部第一设计院对木里至嘉峪关的铁路方案进行了勘测.1964 年 12 月,国家计委在西安主持会仪,决定对木里煤田(聚乎更,江仓) 开展采样,煤质鉴定和配煤炼焦试验,以提出酒钢远期炼焦配煤方案.1965 年 710月,中科院综合考察委员会组织有关院所科研人员,成立西北炼焦煤基地考察组,对各矿区进行了考察取样.1966 年 1967 年原冶金部组织鞍山焦耐院等有关单位,通过一系列炼焦配煤试验,确定木里煤田为酒钢远期炼焦煤基地.进入上世纪 90 年代以来,酒钢为
10、解决焦炭降硫降灰问题,需要寻找和开辟新的炼焦配煤基地,并多次派人到江仓矿区作调研,由于矿区交通不便,生产没有形成规模,未能安排系统研究.但断断续续购进了一部分木里矿区小煤窑生产的原煤用于酒钢炼焦生产.2003 年 2004 年,随着木里煤田的开发,供应酒钢的木里煤达到了一定的数量,酒钢顶装焦炉曾配加木里煤比例达到 35%,焦炭强度指标能满足 1800m 大高炉要求,焦炭灰硫指标大幅改善,效益十分显着.以往的试验研究工作为青海发展煤焦化产业创造了基础条件.(二)青海煤焦化产业发展现状青海国土经略 3/20072003 年,随着煤炭市场的逐渐火热,江仓矿区逐渐掀起开发建设高潮.青海省政府为促进青海
11、经济的发展,要求木里江仓煤炭开发企业就地发展煤焦化产业.省政府规划了乐都 400 万吨(冶金焦)煤焦化工业园区;在海西州规划了乌兰 200 万吨煤焦化工业园区. 乐都一期 300 万吨洗煤,130 万吨冶金焦以及焦炉煤气制甲醇三项工程,从 2007 年 4 月开始,将陆续开工建设.西宁钢厂 255 孔 4.3m 捣固焦炉已经投产一年多 ,乌兰一期 100 万吨/年 272 孑 L4.3m 捣固焦炉也已点火烘炉.青海炼焦化学工业从无到有,逐渐做大,发展迅速.根据青海煤焦化工发展规划,每年 670 万吨焦炭副产的焦油,粗苯资源集中加工,将可建设 30 万吨/年(或 215 万吨) 焦油蒸馏车间,并
12、对各馏分油进行深度加工,生产高附加值,高技术含量的宝贵化工产品;还可建设 10 万吨(或 25 万吨)粗苯加氢精制生产线,生产纯苯,甲苯,二甲苯等精制产品.还可以上述化工产品为原料生产具有更高附加值的精细化工产品,届时,煤焦化工就成为青海的又一支柱产业.(三)青海发展煤焦化产业条件分析青海发展煤焦化产业,有其优势条件,也存在劣势条件,劣势条件中有的是暂时性的,有的非暂时性的条件也可以通过采用新技术和政府的政策支持予以化解.因此需要科学规划,需要密切关注国内外煤焦化技术进步形势,密切关注煤焦化产品的市场变化形势.1,青海炼焦煤资源青海炼焦煤资源主要集中在木里,江仓矿区,资源储量大,煤质低灰低硫.
13、尽管单种煤传统炼焦工艺炼制的焦炭机械强度指标(M 柏,M.)和块焦反应性(CRI),反应后强度指标(SAR)较差,但通过采用捣固炼焦工艺和科学配煤技术措施,可以炼得能满足用户要求的二级以上冶金焦炭.2,焦炭及炼焦化学产品市场2005 年底全国焦化生产能力为 3.2 亿吨,2006 年新增焦炭产能 4000 万吨,达 3.6 亿吨,2007,2008 年估计每年还将新增焦炭产能 3000 万吨.国家发改委于2006 年 3 月下发关于加快焦化行业结构调整的指导意见的通知,要求 2007 年底淘汰炭化室高度小于 4.3米焦炉(3.2m 及以上捣固焦炉除外),其中西部地区到2009 年底.这部分产能
14、占 2005 年产能的 29.4%(8820万吨),如果 2007,2008 每年淘汰 40%(每年降低产能3500 万吨),则到 2008 年底,焦炭产能估计为:3.6+0.320.8820.8=3.5 亿吨.2005 年按国家统计局统计焦炭产量为 2.33 亿吨,估算还有非法焦炉企业生产的焦炭 25003000 万吨未被计入,因此 2005 年国内焦炭总产量约为 2.6 亿吨.预计 2006 年国内焦炭总产量(包括无法统计部分)在 3亿吨左右.我国生铁产量估计超过 4 亿吨,比上年增产约 6000 万吨,增幅 20%,增耗焦炭约 3000 万吨.据预测,2007,2008 年钢铁产量增幅为
15、每年 10%,加上化工,铸造用焦,每年增加焦炭消耗按 2000 万吨计,到 2008年.我国焦炭需求量约为 3.4 亿吨,基本平衡,略有剩余.届时,市场有空间,竞争也激烈,主要表现为资源,技术和经营管理方面的竞争.炼焦化学产品的市场,主要受石油能源供需形势的影响,市场总体应该很好,这几年的粗苯,精制苯价格居高不下,焦油价格波动较大,主要受加工能力的限制,随着焦油加工的增加,焦油市场将逐渐稳定并有可能趋于紧俏.对于独立焦化厂而言,焦炉煤气的有效利用是企业获取较好经济效益的关键,鉴于甲醇作为有机化工原料和洁净液体燃料的广阔的市场空间和前景,以及甲醇生产技术和装备的进步,利用焦炉煤气生产甲醇已经形成
16、共识.3,炼焦化学产品的深度加工焦油和粗苯都是焦化厂的初级产品,若进行深度加工,效益非常可观.以焦油为原料通过蒸馏可以获得轻油,酚油,萘油,洗油,蒽油等馏分油和沥青等产品.各馏分油还可以通过再蒸馏,洗涤,结晶等化工单元操作加工获得宝贵的萘和甲基萘系产品,酚类产品,吡啶和喹啉类产品,洗油类的吲哚,联苯,苊,芴等产品,蒽油类的精蒽,啡,咔唑等产品.沥青产率为焦油的 55%左右,组成非常复杂,用途很广,可生产各种防水材料,高级沥青漆,改质沥青,沥青焦等产品.沥青经过特殊处理,可用来制取针状焦和沥青炭纤维等新型碳素材料.焦油加工产品中除沥青和萘外,在焦油中含量都很低,考虑规模效益和环保要求,需要将焦油或馏分油集中加工,因此,国家制订的行业准入条件要求:新建资源论坛煤焦油单套加工装置规模要达到处理无水焦油 10 万吨/年及以上,粗轻苯精制单套装置规模要达到 5 万吨/年及以上.4,运输条件青海的铁路运输以西宁为枢纽,有兰西铁路通过河口南或兰州与陇海
