煤炭机械中低碳技术分析

煤炭机械中低碳技术分析张海军(包头职业技术学院,内蒙古包头014030)摘要:论述了经济发展中低碳技术的内涵，说明了低碳技术是煤炭机械可持续发展的根本保障,合理利用资源和环境保护已成为一项社会化的系统工具。以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”的一个重要支撑就是“低碳技术”;煤炭气化是煤化工的基础,也是煤炭高效清洁利用、形成新能源的基础;把固体原料煤转化为与原油性质类似的有机液体等一系列方法来大力发展先进“低碳技术”,更要注重科技创新和低碳技术在其他行业中的应用。.关键词:低碳;技术;资源;环境中图分类号:TK 05文献标志码:ALow-carbon Technology Analysis of Coal MachineryZHANG Haijun(Baotou Vocational & Technical College, Baotou 014030 ,China)Abstract: Flaborated the low carbon technology connotation under economie development, explained that the low-carbontechnology is the basic safeguard for coal machinery suslainable development, and reasonably has become the resources andthe environmental protection socialized system tool. Taking the low energy consumption and the low pollution as the founda-tion of the low carbon economy, an important support is the low carbon technology. The coal gasification is coal chemicalindustry's foundation, and is also the coal highly effective usage, forms the new energy cleanly foundation. develops the ad-vanced low-carbon technology vigorously by a serics o[ methods such as transforming the solid raw material coal into thecrude oil nature similar organic liquid, we must pay great attention to the scientific innovation and the low -carbon technologyin other profession application.Key words: Low carbon, Technology, Resource, Environment合理利用资源和环境保护已成为一项社会化的术;我国是一个发展中大国,资金实力和科技实力都系统工程,煤炭机械行业问题更为严重。由于煤炭不算雄厚，而i能源资源“缺油少气多煤”的现象决定机械产品产量大、用面广,又与水、空气、地表及土壤了未来几十年煤炭仍将是我国能源生产和消费结构有着密不可分的关系,所以在设计过程中必须考虑中的主力。中国日前空气中70%~80%的二氧化资源问题及环境属性。碳氮氧化合物汞、粉尘.二氧化硫等都是由于煤炭以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”的一个直接燃烧引起的。因此,煤炭的清洁高效利用,使煤重要支撑就是“低碳技术”,因此,发展“低碳技术”成炭经过技术变革形成新能源，成为我国相当长时间.为矿山机械实现可持续发展的根本出路”。从当前内发展新能源产业中的--项重点任务。国内外“低碳技术"现状来看,短期内,中国应该大力煤炭机械涵盖的范围广,各种机械所完成的任发展节能与能效提高技术,如煤炭、石油和天然气的务千差万别,因此,要实现矿山机械的低碳技术,还清洁、高效开发和利用技术,可再生能源和新能源技需根据具体情况,作具体的分析。1)效果有保证。频谱谐波技术是通过对工件技术的发展与应用[D].大连理工大学,1985.进行频谱分析,优选出对消除工件残余应力效果最[2]利用频谱分析对工件进行全自动振动处理的方法[P].佳的5种不同振型的谐波频率进行时效处理,达到中国专利:ZL200510092985.6 ,2009.多维消除应力.提高尺寸精度稳定性的目的。作者简介:刘兴辉(1974-),男,本科,工艺工程师,主要研究2)操作简单,可工艺定型。方向为机械加工。3)噪声较低,处理的转速全部在60000r/min收稿日期:2011年2月15日以下,解决了亚共振设备噪声大的问题。中国煤化工王亚昆参考文献YHCNMHG[1]房德馨,孙丰华,官照坤,等.用振动消除应力(VSR)新《新技术新工艺》.热加工工艺技术与材料研究2011年 第6期99●得合成甲醇;甲醇脱水后可得二甲醚。这是煤炭液1从煤炭中提取合成气体化的另--途径。实践证明,甲醇作为替代车用燃料煤炭气化是煤化工的基础,也是煤炭高效清洁具有很多优点。利用、形成新能源的基础。原料煤经过纯氧气化之a. 煤制甲醇来源广泛。我国有丰富的闲弃少后,得到的合成气可以达到很高的除尘和脱碗率,其用的高硫煤,有存储量颇多的煤层气和炼焦的副产污染物的排放指数将大大降低。如二氧化硫、氮氧品焦炉气,都可制作甲醇、二甲醚。化合物和粉尘的排放量分别可达欧共体污染物排放b.甲醇汽油含氧量高,燃烧充分,能有效的降限制的18%、65%和2%,几乎达到了环境的极限要低和减少有害气体的排放。按照国家标准,碳氧化求。通过煤炭气化及其转化反应,二氧化碳可直接合物下降98. 9% ,碳氢化合物下降88. 11% ,达到欧分离出来,得到高纯度的二氧化碳,从而更便于其综II标准,部分指标达到欧IV标准,是名副其实的清洁合利用和捕捉、埋存,满足环境要求。燃料。合成气体的用途极其广泛,如作为工业燃气、民c.基于甲醇汽油的燃烧特性,能有效地清除燃用煤气、化工原料、发电燃气、冶金还原气以及分布烧系统各部位的积炭,避免因积炭而引起动力下降，式能源系统、多联产能源系统等。2009 年8月30且有利于降低零部件热负荷,延长发动机部件的使日,大唐国际内蒙古克什克腾旗煤制天然气项目正用寿命。式开工,这是我国第一个经国家核准并开工的大型d.使用低比例的甲醇汽油,无需改装现有的汽煤制气示范工程,2012年建成后可向北京提供40车和发动机;使用高比例的甲醇汽油则需改造,但也亿立方米天然气。从有关资料看,煤制气的能源转比较易行。.化效率较高，比用煤生产甲醇等其他产品高约e.使用甲醇燃料可节约开支,按1.5 t甲醇相13%,比直接液化高约8%,比间接液化高约18%。当于1 t汽油计算,其价格比大体上是0.5: 1,即可节省一半的价钱。二甲醚是易燃燃料,燃烧无黑烟，2从煤炭中提取液体几乎无污染，且具有较高的十六烷值和优良的压缩把固体原料煤转化为与原油性质类似的有机液性,非常适合压燃式发动机,被认为是柴油发动机理体,就是煤的液化。长期以来,石油精练作为生产动想的替代燃料。除了替代汽油、柴油以外,甲醇、二力燃料、化工原料及化工产品最主要的途径,其作用.甲醚还可用来替代石油生产高附加值化工产品。几乎是不可替代的。氢能是零排放的能源,氢气燃料只产生水,没有1)煤的直接液化。又称加氢液化,是将煤在高任何污染,其前景是美好的。煤炭制造合成气的过温高压下与氢反应,使其降解和加氢，从而使煤转化程中,稍许改动工艺流程即可制成氢气。国内外煤为液体油类(如汽油、柴油、航空燃料和化工原料制氢的工艺技术已经比较成熟,但制造成本较高。等)。2009年初,神华集团在北京隆重宣布,煤直接目前,制氢的生产成本约1~2万元/吨氢。同时，车.液化示范工程项目在内蒙古鄂尔多斯- -次试车成用燃料电池发动机使用氢燃料时,氢的储存、运输和功,它标志着我国成为世界上唯- -掌握百万吨级煤加注等过程均要求在高压下进行,其投资和费用甚直接液化关键技术的国家。该项目整个生产过程实高,大大超过制造成本。只有在气化、净化、分离和现了污染物近零排放，使煤的利用率提高了5倍以.制氢新技术出现以及氢气长输管线形成网络供应格上,与用煤发电相比,煤变油使煤的热利用率提高了局时,才有可能大规模的应用。一半。另外，试运行生产出的油品品质较高,如用作3洁净煤发电技术汽车燃料,其尾气排放将高于欧V标准。2)煤的间接液化。是将煤气化转化为合成气，3.1 超临 界、超超临界发电机组然后再在催化剂的作用下合成液体燃料。经试验检通过升高蒸汽参数--直是提高燃煤锅炉蒸汽机测，柴油车尾气排放符合欧V标准,用于柴油车要组发电效率的主要方法。如在蒸汽温度基本不变的比普通柴油节油8%~12%。该油品也可作为调和情况下，蒸汽压力从亚临界提高到超临界(25油,使普通柴油变为优质柴油。其性能有三大特点:MPa),机组效率增长1. 5%，继续从超临界(25催化剂性能好,吨出油率比国外先进水平高2.2倍;MPa/540C/5609)省屈为超超临界(30MPa/600碳转化率高,达91%左右,高于国际先进水平的中国煤化工5%81% ;能源利用率高,达47%左右。YHCNMHG有显著的节能和3)煤制醇醚燃料。煤气化后得合成气,经液化环保效果。超临界机组的单台机组发电热效率最高100●《新技术新工艺》.热加工工艺技术与材料研究2011年 第6期可达50%,而亚临界发电机组的发电热效率只有3)转速大且压力增加时,噪声也会增加。针对.30%~40%;超临界发电机组每度电的煤耗最低仅产生噪声的原因，可以采用相应的解决方法:齿轮采有255 g(丹麦BWE公司)，较亚临界发电机组(每用双模数和双压力角,使进油区和出油区的体积变度电的最低煤耗为327g左右)可降低22%,相应的化更大,增加了吸油和排油的能力,在很大程度上减二氧化碳排放量亦可降低20%。同时,采用烟气净少了压力波动,从而减少噪声,同时还减少了齿轮泵化装置(低氧化氮技术)后,在燃烧过程中减少65%的体积,从而减少了材料资源;还可以采用双排齿轮的氨氧化合物及其他有害物质的形成，且脱硫率可法,大大增加齿轮啮合次数,流量脉动随之变小,从超98%。而降低噪声,拓展了产品的应用范围。超临界发电技术具有良好的技术继承性和经济4.2煤炭机械的泄漏油污染治理性,因而越来越得到各国电力工业界的重视,被认为煤炭机械产品发生泄漏油的现象早已司空见惯是技术最可行、经济上最有竞争力的洁净煤发电技了。泄、漏油既影响设备的正常运转,又浪费石油资源,同时又污染环境。要治理泄漏、油污染就必须进.2 整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术与多联行密封技术的创新和油料的创新研究。例如煤炭机产系统械液压系统,本身存在着消耗一次性能源石油、有噪洁净煤发电技术的另一个主要方向就是以煤气声污染和漏油污染,要想节约能源、治理其泄、漏油化为核心,利用联合循环来提高燃煤电厂的发电效问题,就要加快植物油、水压系统等生态油压系统的率和清洁水平[2]。所谓联合循环,其实质是把燃气研究，以植物油、水代替矿物油,减少石油消耗和漏轮机循环与蒸汽轮机循环以一-定的方式组合成为一油污染印。个热力循环系统。整体煤气化联合循环(IGCC)发5结语电技术是- -种将煤气化技术、煤气净化技术与高效的联合循环发电技术相结合的先进动力系统。它的因此,发展“低碳技术”成为“低碳经济”的必然主要优点如下。选择。从当前国内外“低碳技术”现状来看,短期内，1)极佳的清洁性。在进行燃烧发电之前,先对中国应该大力发展节能与能效提高技术,如煤炭、石煤进行洁净转化,使其具有极好的环境效益。克服油和天然气的清洁、高效开发和利用技术,可再生能了由于煤的直接燃烧产生的环境污染,其粉尘排放源和新能源技术;从中长期看,中国的主要技术研究几乎为零,脱硫率可达98% ,脱氮率可达90%。同领域应当包括:主要行业CO2和甲烷等温室气体的时,由于能量转换率高、燃料消耗量少,其二氧化碳排放控制与处置利用技术;生物与工程固碳技术;先排放量也减少1/4,且可获得高纯度的二氧化碳,便进煤电、核电等重大能源装备制造技术;CO2捕集、于变废为宝。利用与封存技术。不仅要大力发展先进“低碳技2)高效率。IGCC发电技术的高效率主要来自.术”,更要注重科技创新和“低碳技术”在其他行业中联合循环发电,当今商业试验的大型IGCC电站效的应用，以实现整个国民经济的低碳化。率已达50%以上。参考文献3)耗水量少。据统计,IGCC电站比常规汽轮机电站少耗水30%~50% ,使之更适用于水源紧缺[1]吴晓青.关于中国发展低碳经济的若干建议[J].环境保的地区,特别是煤矿地区,建立坑口电站。护,2008(3) :132-134.[2]吕静.清沽煤之梦[J]. 中国新闻周刊, 2008(13) :38-39.4其他方面[3]曾立平,郭霄蛾.机械产品的绿色设计[J].矿山机械，2003(11);112 113.4.1煤炭机械的噪声污染整治煤炭机械中常用的齿轮泵的噪声就非常大,而[4]张艳.矿山机械的绿色设计分析[J].机械设计与制造，2005(9) :167-168.噪声产生的原因有以下几种心。1)由于齿轮的啮合传动,产生周期性的流量脉作者简介:张海军(1957-)男，副教授,从事机械制造加工技动,在出油口若有阻抗,形成压力波动,从而产生脉术研究。动噪声。收稿中国煤化工2)在齿轮啮合过程中,吸油腔与排油腔易产生瞬间的液压冲击,也就是冲击噪声。TYHCNMHG]辑王亚昆《新技术新工艺》●兵器工业技术交流2011年 第6期●101●