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毕业论文
煤炭深加工与利用的发展
现状与趋势
姓名:
XXXX
学号:
专业:
2015年01月16日
煤炭深加工与利用的发展现状与趋势
摘要:
能源危机和能源短缺已经成为全世界共同关注的问题之一,世界各国对能源问题的关注已经越来越高了。
中国作为以煤炭为主要能源资源的国家,煤炭产业必定会影响经济与社会的发展。
煤炭是一种不可再生的资源之一,人类必须合理利用它,使其能够既满足当代人的需要,又能够不阻断后代人对煤炭资源的利用。
山西煤炭产业已经经过了几十年的发展,现在已具备了一定的规模效应,虽然煤炭资源比较丰富,但是开采过程中还是存在一些问题,造成了资源的浪费,同时也对环境造成了一定的污染。
本文对煤炭加工现状进行总结分析,同时对煤炭深加工必要性和可行性进行分析,以及借鉴一些国内外先进的经验,对煤炭深加工利用的发展趋势进行分析。
关键字:
能源,煤炭,发展现状,发展趋势
目录
1煤炭产业的发展现状 1
1.1煤化工的特点 1
1.2煤化工发展的制约因素 2
2当今煤化工的发展方向及其在我国的地位 2
2.1当今煤化工的发展现状 2
2.2当今煤化工在我国的地位 3
3煤炭产业发展中存在的问题 3
3.1资源问题 4
3.2安全问题 4
3.3产业结构问题 4
4煤炭的综合利用技术现状及发展趋势 4
5结论 6
致谢 7
1.煤炭产业的发展现状
伴随国家煤炭产业发展战略的调整,煤炭产业发展先后经历了三个阶段,第一阶段是煤炭资源勘探、开采阶段。
在此阶段,煤炭产业主要注重煤炭的勘探和开采,目的是为了寻找更多的煤炭资源储量并实现更多的煤炭产量。
第二个阶段是煤炭资源生产建设规模扩张阶段。
这一阶段煤炭产业将重点主要放在如何实现规模扩张和产量增加的层面上。
在这一阶段同时会造成资源浪费及环境污染与生态破坏等问题。
第三阶段是资源深加工、转化及综合利用阶段。
在该阶段煤炭产业有了快速的发展,由单方面的追求经济利益转向兼顾经济效益与生态环境两个方面,开始寻求煤炭资源深加工、转化及综合利用的新途径。
世界已进入能源和化工原料多元化的时代,不同国家或者地区应根据资源和经济发展的需求选择现实、优质的原料和技术。
以煤炭为原料生产化学品和通过转化生产高效洁净能源(燃料油,电力等)的技术将与石油和天然气化工形成并列竞争发展的趋势,煤化工在各成熟单项技术的支撑下,面临新的发展机遇。
根据煤化工所包括的上述内容,所以我国煤化工行业的生存与发展受到国际能源生产。
消费和国内产业政策、特别是环境政策的更易现状和煤化工生产本身特点的制约。
故而,煤化工有着自己独有的特点。
1.1煤化工的特点
(1)基础研究的多学科
煤化工的基础研究具有典型的跨学科性质,涉及到的主要学科有:
有机化学、物理化学、无机分析、电化学、化学工程、环境工程、机械工程、自动化检测与控制、生物工程和岩相学等。
(2)开发研究多技术
煤化工技术开发要形成具有效益的产业链。
必须经过初级、二次和深度加工过程,其中涉及到众多的物理,化学、工程,材料技术及自动控制技术等。
如要实现煤炭一电力一转化一加工型的能源化工,其技术就更为复杂,装置就更为密集。
(3)工业生产的大投资
由于技术密集、环保要求严格和经济生产规模大,煤化工的工业化生产需要巨额投资。
几种煤化工产品的经济生产规模为:
合成氨,甲醇30万吨/年;炼
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焦45万~90万吨/年;焦油加工15万~20万吨/年;加压气化制城市煤气150
万立方米/天。
1.2煤化工发展的制约因素
(1)能源供需关系与环境保护要求
能源供需变化和人类生存环境直接制约着煤化工的技术发展,这一点可从下面介绍的煤化工发展历史和当今世界煤化工的发展方向看出。
有美国学者认为,净煤计划可以实现能源保证和环境质量并存。
(2)价格与市场
石油价格的持续不稳定抑制了煤化工新技术的开发。
相对廉价的石化产品又影响了煤化工产品的市场。
只有拥有很大的国内市场与不断发展的工业和技术基础才能建设大型的煤化工企业。
(3)基础与政策
基础就是现状。
资源,资金,产品结构,品种与产量,管理体制与水平,技术、科研、设计、施工和装备水平,交通运输,信息网络,生态环境等均属基础。
另外国家的产业政策在很大程度上可以改变这些基础状况。
2当今煤化工的发展方向及其在我国的地位
2.1当今煤化工的发展现状
煤化工始于18世纪,19世纪形成体系,20世纪成为化学工业的重要组成部分。
二次大战后,石油化工削弱了煤化工在化学工业中的地位。
20世纪70年代石油能源危机时,煤化工曾一度再受青睐。
进入80年代随石油供应充足,价格下跌,煤化工在世界范围内处于萧条:
焦化及焦油化工,电石乙炔化工等传统煤化工发展滞缓,新一代C1化工基本处于开发阶段。
但是,由于全世界一次能源总消费量中煤炭占到三分之一左右,这30多亿吨的煤燃烧或使用后产生的烟气、粉尘与灰渣给生态环境带来严重危害,人类为了生存大大发展了煤的清洁利用技术。
这些技术是通过一定的化学化工过程解决三废污染并与电力、化工生产相结合。
因此人们认为,当今世界煤化工的方向是发展减轻污染,提高利用效率的煤炭清洁利用技术。
这一主流认识是我国制定煤化工发展战略时的主要考虑因素。
2.2煤化工在我国的地位
煤炭是中国的主要能源,储量丰富。
新中国成立50多年来,尽管能源消费结构发生了重要变化,但是煤炭始终是中国的主要能源。
20世纪50年代煤炭在能源消费结构中所占比例>90%;60年代以后,由于发现和开发新的石油基地,石油在能源消费结构中的比例上升,到1980年达到20.76%,但是煤炭在能源消费结构中仍占72.15%;此后20多年中,煤炭在能源消费结构中一直稳定在70%左右。
因此,煤炭是中国的主体能源,在未来几年内,以煤炭为主体的能源结构不会改变。
不同于国际背景,我国的煤炭资源相对丰富。
在中国大陆31个省(市、自治区)中,除了上海以外,其他地区均有煤炭储量。
在全国煤炭储量分布极不均匀,北多南少,西多东少。
南方14个省市的煤炭地质储量仅占全国的6.5%;西部煤炭地质储量占全国的43%,东部煤炭地质储量仅占全国的15%。
新疆、内蒙、山西、陕西等4省(区)煤炭地质储量最丰富,占全国总储量的81.3%。
据了解全国探明可采储量为7300多亿吨,占世界总量的45.7%。
相比之下,油、气资源缺乏,可采储量分别仅占世界总置的1.6%和1.O%。
因此,我国能源消费历来以煤为主,消费比例高达76%(世界平均数仅为30.7%)。
另外,我国的化学工业是从煤化工起家的,过去,现在以至将来,煤化工都是我国化学工业的基础和主要支柱之一,表现为:
64%以煤为原料的合成氮;80%以电石为原料的聚氯乙烯;大多数芳香族化学品以及效十万吨的煤制甲醇,这些基本事实是制定煤化工发展战略时必须要考虑到的。
为了加快煤炭建设步伐,满足国民经济发展和人民生活的需要,国家选择煤炭质量好、资源丰富、具有发展前景的13个大型煤炭基地作为今后开发建设的重点。
3煤炭产业发展中存在的问题
由于经济持续快速增长,煤炭供不应求,价格回升。
企业经济情况有一定好转,其中得益最多的是资源回收率、安全与环境得不到保障的乡镇煤矿。
但整个煤炭行业距离经济有竞争力、充分考虑安全与环境保护的健康发展还有很多问题没有根本解决。
由于长期受传统工业经济发展理念的制约,煤炭产业发展走的是一条高开采、高消耗、高排放、高污染和低技术、低效率、低利润的粗放式经营道路。
3.1资源问题
从煤炭生产方面看,我国煤炭生产发展迅速,产能逐年递增,但煤炭资源是否具备经济开采性既要考虑煤炭类别、煤质特征和储量影响,同时必须参加地质条件、植被状况和开采技术等因素。
我国煤炭资源丰富的地区主要集中于内陆性较为干燥区域。
环境承载能力较弱,经过长时间的不加约束的开采,地表植被遭到破坏,岩层断裂并发生位移,导致泥石流,山体滑坡、地陷等灾害频频发生。
除此之外,煤炭在开采、贮存和洗选阶段需要耗费大量的淡水资源,然后排放出含有大量有害物质的污水进入周边水系,造成严重的污染。
我国也是煤炭消费量最大的国家,煤炭燃烧后排放的污染物是我国空气污染的主要污染源,煤炭燃烧排出大量二氧化碳也是引发全球温室效应的根本原因。
3.2 安全问题
我国95%的煤矿瓦斯含量很高,煤矿瓦斯成为煤矿安全生产的重大隐患。
从多年的统计情况看,煤矿伤亡事件主要集中于小煤矿,落后的生产方式、缺失的生产管理和盲目的追求短期利益是导致事故发生的根本原因。
3.3产业结构问题
从煤炭产业组织结构角度看,自改革以来,为了应对经济高速发展对能源的需求,国家针对煤炭产业制定“国家、集体、个人一起上,大中小煤矿并举”的政策,对煤炭产业的迅速发展产生了巨大的推动作用,但却造成了煤炭产业布局过于分散、规模较小,开采主题过多等弊端。
小煤矿的过度导致了环境、安全等级等诸多问题,同时降低了我国煤炭产业的竞争力。
因此,调整不合理的产业组织结构,实现中国煤炭产业组织结构的优化,煤炭集团化发展和提高煤炭产业的进入门槛并降低退出门槛势在必行。
4煤炭的综合利用技术现状及发展趋势
我国是一个“富煤少油缺气”的国家,在世界已探明的化石能源储量中,中国的煤炭占世界总量的15%、石油占2.7%、天然气占0.9%。
这种化石能源资源的禀赋特点决定了我国是世界上少有的以煤为主要能源的国家。
2002年煤炭在能源消费中的比重为66.3%,工业消费在煤炭消费结构中占绝对比重.达90.9%。
工业消费中,电力用煤占48%,冶金占8.5%,建材占7.2%,石油加工占6.7%,化工占5.7%。
2003年,全国原煤产量达到16.67亿吨,消费总量
也超过了16亿吨。
2003年全国发电装备装机容量达到38450万千瓦,其中火电
(燃煤发电)占到总容量的74.3%。
专家预测,到2020年即使将煤炭在一次能源消费中的比例降至60%,其总量也将超过2l亿吨。
因此,国家中长期科学和技术发展规划战略研究报告中明确指出:
“我国资源特点决定了以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变”。
虽然,根据2003年中国国土资源部公布的数据,煤炭和石油储量都有所下降,但从已有的资源量分析,煤炭具有中长期保证是无疑的。
煤和石油、天然气一样,本身并非污染源,只是由于煤的不合理利用和煤的利用技术的落后,才使得我国这样一个以煤为主要能源的国家环境污染严重。
燃煤是煤炭利用的主要方式,洗煤是煤炭燃前最主要的洁净方式,它可以脱除50%一80%的灰分和30%~4-0%的硫分。
但2003年规模以上煤炭生产企业洗精煤产量仅为1.63亿吨,不足煤炭总产量的l/lO。
中国工程院2001年先进能源技术咨询研究报告的数据表明,我国SO2、CO2,排放量的85%,烟尘的70%和NO2的60%均来自燃煤。
2003年中国的SO2排放量已高达2120力吨,成为世界第一,远远超过了1620万吨的环境自净能力,CO2以9亿吨以上的碳排放量也跃居为世界第二l2000万吨以上的NO2。
排放置超过环境自净能力约120万吨。
煤烟型的大气污染使全国监测的340座城市中,空气质量达二级标准以上者仅占41.5%,而劣三级城市就有9l座,占26.7%。
国外专家的研究结果表明,大气污染造成的经济损失占GDP的3%一7%。
不仅大气。
水环境污染也十分严重,七大水系中符合《地面水环境质量标准》一、二类的仅占32.2%,目前,78%的城市河段不适宜作引用水源,50%的城市地下水受到污染。
因此,煤炭一方面是能源的主要提供者,经济和社会发展离不开它
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