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中圖分類號:TQ54 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)04-0064-02
0 引言
近些年來,全球經濟水平得到了迅速的發展,工業水平也越來越成熟,與此同時,世界范圍內對于石油的需求量也呈現出逐年攀升的趨勢,這就導致石油的價格越來越高。同時,石油是作為一種不可再生資源,一旦發生石油危機,必然給世界經濟帶來深重的打擊,在這一大環境之下,世界各個國家也尋求新能源的制造方法,也取得了初步的成效。就現階段來看,在眾多新能源之中,甲醇有著制作簡易、價格低廉的特征,也能夠通過工業合成實現大規模生產,因此,甲醇的大規模生產也受到了各個國家有關部門的高度重視。目前,甲醇的使用包括兩種類型,即直接使用和間接使用,甲醇的直接使用又包括部分摻混與全額甲醇兩種形式,在間接使用過程中,甲醇可以轉化為烯烴、二甲醚以及甲基叔丁基醚等等。因此,各個國家為了解決能源問題,也采取各種各樣的措施開展煤制甲醇,在這一方面,我國有關部門與各個工廠也進行了深入的研究,下面就針對煤制甲醇項目煤氣化技術的選擇進行深入的分析。
1 煤制甲醇工藝技術分析
就現階段我國的實際情況來看,用煤作為原料生產甲醇過程中有著很多關鍵性的工藝與技術,這包括多個方面的內容,如煤氣化技術、酸性氣體的脫除、空分、甲醇的合成、甲醇的轉化、制冷等等,其中,煤氣化技術是作為關鍵的核心技術,究其根本原因,是由于煤氣化技術對于酸性氣體的脫除、空分、甲醇的合成、甲醇的轉化、制冷有著決定性的作用,因此,在確定煤制甲醇方案時,就需要優化煤氣化技術。煤氣化的技術較多,早期的代表就是Lurgi氣化技術,經過了一段時期的發展,BGL氣化技術出現,該種技術是建立在早期Lurgi氣化技術基礎上發展而來,與傳統的Lurgi氣化技術相比而言,BGL氣化技術有著一系列的優點,如資源消耗量低、廢水排放量與副產品量少。目前,西方發達國家常用的煤氣化技術包括單噴嘴水煤漿氣化工藝等技術。而我國使用較多的則是多噴嘴對置式水煤漿氣化技術、Shell干煤粉氣化技術。下面就針對這幾種技術進行深入的分析,根據我國的實際情況選擇出最優的技術。
2 煤制甲醇煤氣化技術方案分析
以年產量為300萬噸二甲醚作為研究對象,煤制甲醇項目煤氣化技術主要包括幾種方案,下面就對這幾種方案進行深入的介紹:
2.1 第一種方案 第一種方案就是使用水煤漿氣化工藝來生產合成氣,在對生產出的合成氣進行轉化、精制處理,待以上的工序完成之后,即可將甲醇生產為二甲醚。
2.2 第二種方案 第二中方案即使用BGL煤熔渣氣化技術來生產合成氣,合成氣生產完成就即可將其轉化成為甲醇,再利用甲醇來生產二甲醚。在這種制造方案之中,BGL氣化爐生產出的合成氣之中,含有較高的甲烷成分,但這些甲烷成分是可以進行回收與利用的,因此,在生產完成之后,可以使用PSA來收集合成氣中的甲烷,再進行氧化,將生產出的合成氣合并至系統中。
2.3 第三種方案 第三種方案即使用Shell技術將干煤粉轉化為合成氣,經過凈化之后即可得到甲醇,再利用甲醇來生產二甲醚。
3 煤制甲醇煤氣化技術方案經濟指標分析
方案一、方案二與方案三建設范圍大致相同,均包含工藝裝置、總圖運輸、公用工程系統、熱電聯產、煤儲運轉運、輔助生產設施等等,方案二與方案一與方案三相比,需要額外增加污水預處理系統、型煤制備系統、甲烷非催化部分氧化系統以及PSA。為了從這三種方案中篩選出經濟指標最為理想的方案,現將幾種方案的指標統一化,假設方案一、方案二與方案三二甲醚銷售量均為300萬t/a,方案一、方案二與方案三副產品均納入制造成本中,通過計算與比較,可以得出各個方案的生產成本。目前國際油價為97.22美元/桶,那么可以得出方案一、方案二與方案三的成本價格差別不大。
4 煤制甲醇煤氣化技術方案的比較
4.1 原料適應性比較 在使用多噴嘴對置式水煤漿氣化工藝時,應該保證原料煤的成漿性,這樣就可以有效的優化氣化裝置的工作效益,同時,還要控制好灰熔點FT,不宜過高,灰熔點FT過高會影響設備的壽命,此外,還要采取科學的方法提高原料煤成漿性。對于BGL而言,技術的關鍵就是控制好煤熔渣氣化工藝,并將煤粒度控制在6-50mm。而Shell粉煤氣化工藝則對原料的含水量與灰分要求較高,需要將含水量控制在2%-5%,將灰分控制在10%-30%。
4.2 產品適應性比較 采用多噴嘴對置式水煤漿氣化工藝制得的合成氣汽氣比例為1.4:1,該種方式適宜用于甲醇、合成氨、羧基合成氣、氫的生產之中,生產的用途十分廣泛;采用BGL煤熔渣氣化工藝生產得出的合成氣中甲烷質量分數為6%,因此,該種方式適宜用在合成天然氣與燃料氣的生產中,而使用該種方案時需要額外增加污水預處理系統、型煤制備系統、甲烷非催化部分氧化系統以及PSA,以便收集合成氣體中的甲烷,因此,這種方案的資金投入較高,也較為復雜;Shell工藝使用的是廢鍋流程,在變換的過程中需要低水汽比變換流程、水蒸汽等,這就會導致低溫甲醇制造負荷增加。
4.3 各個方案資金投入情況分析 從各個方案資金的投入情況來看,多噴嘴對置式水煤漿氣化技術是最少的,Shell工藝的投資最大,BGL煤熔渣氣化工藝介于兩者之間,雖然從理論上而言,Shell工藝不需要增加備爐,但是從國內外的實際生成情況來看,在生產的過程中還是需要增加少量備爐,這就會導致資金的投入量增加。
4.4 各個方案污水處理情況分析 多噴嘴對置式水煤漿氣化技術與Shell技術都屬于潔凈生產技術,廢氣的排放量少,也容易處理,BGL煤熔渣氣化工藝的污水中則含有油、氨與酚,與多噴嘴對置式水煤漿氣化技術與Shell技術相比,廢水處理量雖然少,但是處理難度較大。目前,我國在污水處理方面相關的工藝還不成熟,考慮到這一因素,在使用BGL工藝時,需要控制好煤種,在試燒完成后才能夠進行處理。
5 結語
本文對比了多噴嘴對置式水煤漿氣化技術、Shell技術、BGL煤熔渣氣化工藝的生產成本與技術要求,從原料、產品與投資方面進行了綜合的分析與比較,比較結果顯示,在保證原料質量的前提條件之下,多噴嘴對置式水煤漿氣化技術最為理想,該種生產方式是值得進行推廣與使用的。
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關鍵詞:魯奇;煤氣廢水;脫酚;脫氨;酸性氣;萃取
煤氣化是煤化工核心技術之一,被譽為新型煤化工產業的龍頭技術。其中以魯奇加壓煤氣化技術為代表的固定床加壓氣化工藝,因為煤種適應性廣、運行穩定、生產能力大、能耗低、氧耗少、效率高等優點而被國內外廣泛運用。尤其從煤制天然氣中甲烷含量以及投資費用等角度出發,魯奇加壓煤氣化技術在煤制天然氣領域占有重要的地位[1]。
魯奇加壓煤氣化技術產生的煤氣,經洗滌后生產大量的廢水,含有酚、油、CO2、H2S、高COD、高氨氮等,是一種典型的有毒有害、難降解的工業廢水,一直都是國內外工業廢水處理領域的難題。河南省豫西某廠的煤氣廢水在煤氣水分離裝置除油除塵后,先脫酸、再萃取脫酚、然后進行脫氨及溶劑回收,最后送至后續污水生化處理系統。
1 煤氣廢水處理工藝及存在問題
1.1 煤氣廢水處理流程
經除焦油、除塵后的含酚氨煤氣廢水,首先進入脫酸塔與0.5Mpa低壓蒸汽間接加熱,從而汽提脫除CO2、H2S等酸性氣體,經冷凝后送至硫回收,含氨的冷凝液進行回流。脫除酸性氣體的煤氣廢水經冷卻后進入萃取塔,由二異丙基醚(D1PE)萃作為萃取劑進行萃取脫酚。萃取相進入酚塔,經精餾分離出粗酚和溶劑,粗酚作為產品出售,溶劑進入到溶劑回收槽。萃余相進入水塔加堿精餾脫氨,氨氣經側線采出后經冷凝、吸收制成稀氨水送往鍋爐煙氣氨法脫硫裝置;水塔通過加堿精餾,塔頂的溶劑蒸汽經冷凝后進入溶劑回收槽循環使用;塔釜液送入污水生化處理系統。工藝流程如圖1所示。
1.2 存在問題
運行過程中,該工藝主要存在以下幾個問題:
(1)采用先脫酸再萃取流程,使脫酸后的廢水pH值較高(9-10),萃取水質呈堿性,而溶劑萃取理想的pH值為8以下,從而導致脫酚效果不好。
(2)煤氣廢水中含有單元酚和多元酚,二異丙醚對于多元酚萃取效果并不好,而多元酚在生化處理工段屬于難處理物質。
(3)為避免脫酸后煤氣廢水pH過高,從而嚴重影響脫酚效果,故脫酸塔的操作溫度偏低,使得脫酸塔對酸性氣的脫除效率較低,且脫氨在最后進行,使前端過程一直是酸性氣和氨的共存狀態,從而導致管道及設備產生碳銨結晶,影響設備正常運行。
(4)廢水體系屬于發泡體系,運行中塔設備易發生液泛和側采帶液,增加萃取劑的消耗[2]。
2 工藝改進后的煤氣廢水處理流程及存在問題
針對原有煤氣廢水處理工藝出現的問題,將原有的流程進行改變,將脫氨工序提前,即在脫酸塔后增加脫氨塔,使脫氨后的煤氣廢水pH降低,可為后序萃取提酚單元提供較好的萃取環境,提高萃取脫酚效率。
2.1 工藝改進后的煤氣廢水處理流程
煤氣廢水分為兩股分別進入脫酸塔,經塔釜再沸器將酸性氣體及部分游離氨解析出來,解析出來的游離氨用煤氣廢水洗滌,洗滌后的酸性氣從塔頂排出至硫回收。脫酸后的廢水經預熱進入脫氨塔,從脫氨塔塔頂出來的粗氨氣經二次冷凝濃縮制成氨水送至鍋爐車間參與煙氣氨法脫硫。經脫酸脫氨冷卻后的廢水pH為7.0-8.0,在萃取塔中萃取回收酚,萃取相進入酚塔蒸餾,塔頂回收溶劑,塔底得到粗酚產品。萃余相送至水塔中部回收溶劑,塔底廢水送至污水生化處理系統。工藝流程如圖2所示。
2.2 工藝改進后的效果及問題
煤氣廢水處理流程改造后,提高了脫酸塔操作溫度,使脫酸效果得到提高,進而減少了碳銨結晶的形成。脫氨放在萃取脫酚之前,使得脫酸脫氨后的煤氣廢水pH降低,改善了萃取體系環境,提高了萃取脫酚效率。工藝改進后的廢水水質如表1所示。
由表1可見,煤氣廢水處理流程改進后,水質有所提升,但處理效果仍達不到設計值(酚含量
3 煤氣廢水處理流程改造方向和思路
面對改造前后流程中存在的種種問題,該廠須繼續對煤氣廢水處理方法進行優化改造。
(1)華南理工大學提出的單塔加壓側線汽提工藝可同時脫除酸性氣和氨氣,該工藝由賽鼎工程有限公司設計的130t/h煤氣廢水酚氨回收項目,應用于中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司,獲得成功,出水總酚質量濃度低于300mg/L,COD低于2500mg/L,酸性氣痕量[3]。
該工藝將煤氣廢水分為兩股進料,一股與循環冷卻水換熱冷卻后,作為冷進料進入污水汽提塔的填料段上部位置,另一股與測線抽出氣換熱后,作為熱進料進入污水汽提塔填料段從下向上數第一層塔盤。冷進料吸收氨氣后與熱進料匯合,與塔釜上升蒸汽熱交換,汽提出的酸性氣體從塔頂排出。從單塔側線采出的混合氣經三級分凝后得到高濃度氨氣。污水汽提塔塔底釜液pH為6-7,經冷卻后送至萃取塔上部進行萃取,萃取相送至酚塔產出粗粉并回收溶劑,萃余相送至水塔汽提,塔頂蒸汽經換熱冷卻后與酚塔回收溶劑和補充的新鮮萃取劑共同進入溶劑循環槽,再被送入萃取塔循環使用。水塔塔底釜液送至后續生化處理。
(2)源于萃取體系在pH低于8時,萃取效果較為理想的思路。有人提出了一種新的煤氣廢水處理方法,即先用二氧化碳氣使煤氣廢水酸性氣飽和,使其pH降低后萃取脫酚,再脫酸、除氨。
華南理工大學也提出了相近思路的煤氣廢水處理流程:煤氣廢水經沉降、除油后,送入飽和塔,與系統內酸性氣進行逆流接觸,用酸性氣對煤氣廢水進行飽和處理,調節煤氣化污水的pH值至7;過量的酸性氣體從飽和塔頂部排出,酸性氣飽和后的煤氣廢水從塔底排出,進入萃取塔脫酚;萃取相(包括酚和萃取劑)進入酚塔,回收萃取劑循環利用;萃余相(包括水、CO2、H2S、NH3、萃取劑和少量酚類)分冷、熱兩股,分別從水塔的上部和中上部進入塔內,同時在塔的中部加入NaOH,以脫除水中的固定氨;水塔塔頂汽提部分進酸性氣分凝罐,部分酸性氣循環回飽和塔;從水塔側線抽出的富氨氣進入三級分凝罐進行提純回收,塔釜凈化水送生化處理[4]。
該工藝為煤氣廢水氨酚脫除回收提供了一個新的思路,在理論上是可行的,但運用到工業裝置上效果會如何,還有待實踐檢驗。
(3)萃取劑的正確選擇,有利于煤氣廢水脫酚效率的提高。目前,較為常見的萃取劑有二異丙基醚(DIPE)和甲基異丁基酮(MIBK)。二異丙基醚對單元酚萃取效率為99.6%,對多元酚為60%;甲基異丁基酮的單元酚萃取效率>96.7%,對多元酚萃取效率80%-88%。大唐國際克什克騰煤制天然氣項目的煤氣廢水脫酚萃取劑由二異丙醚更換為甲基異丁基酮后,處理后的廢水含酚量由原來的700mg/L將至400mg/L,實踐證明,甲基異丁基酮對多元酚的萃取效果更好[5]。
參考文獻
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關鍵詞:煤氣化技術 應用 開發
一、發展煤氣化技術的重要意義
雖然我國歷來是能源大國,但是隨著社會經濟發展過程中對于能源的汲取力,以及當前所面臨的嚴峻的出口形勢,我國能源節約問題已經引起越來越多人的關注了。以煤炭資源為例,煤經過氣化之后能夠得到一種氣態產品,而這類氣態產品正是可以直接用作各種用途的燃料氣,如民用燃氣、工業用然氣等。而這種由煤氣化之后得到的物質經過適當調整后用作化工合成原料氣,如合成油品、合成甲醉、合成其他化學品等;還可以用來生產氫氣,用于合成氨、煤直接液化及油品加工、燃料電池、近零排放IGCC發電等。
正是由于煤炭資源在合理利用開發之下對我國生產工業具有重要作用,因而關于如何提高煤炭的使用效率,并且減少其對于環境所產生的污染就成為了重要議題。而煤氣化技術正是在這一技術需求之下所應運而生的。在目前我國的能源發展規劃中,以煤為原料生產潔凈的二次能源、大力發展潔凈煤技術還有多種化工產品的多聯產技術發展都被當做首要問題進行處理。這是因為在煤氣化技術的推動之下,我國能夠在現有煤炭資源的總量上提高其總體實際利用率,從而減緩我國的煤炭資源需求壓力,為推動煤化工行業的發展做出巨大貢獻。
二、目前煤氣化技術在我國的應用與開發
1.目前國內主要的煤氣化技術
就目前國內煤化工行業的總體煤氣化技術發展進程來看,主要煤氣化技術主要有以下幾類:
1.1多噴嘴水煤漿加壓氣化技術
該項煤氣化技術是由華東理工大學、中國天辰化學工程公司、兗礦魯南化肥廠共同開發而成的,屬氣流床多燒嘴下行制氣,氣化爐內用耐火磚襯里。
1.2殼牌干煤粉加壓氣化技術
所謂的殼牌干煤粉加壓氣化技術是一種氣流床加壓氣化技術,可氣化褐煤、無煙煤、煙煤、高灰熔點的煤及石油焦。其操作過程中,進入熔爐的原料煤為經過磨細、干燥后成為干煤粉。干煤粉由氣化爐的下部進入,其性質上屬于多燒嘴上行制氣。
1.3魯奇固定床煤加壓氣化技術
該項煤氣化技術又被稱為 BGL 碎煤移動床氣化技術,一般適用于生產城市煤氣和燃料氣。魯奇固定床煤加壓氣化技術主要用于不黏結性、氣化褐煤或弱粘結性的煤,其生產原料一般必須具備熱穩定性高、灰熔點高、化學活性好、機械強度高、弱黏結或不粘結性。
2.煤氣化技術在我國煤化工領域應用與開發過程中工程化問題
2.1煤氣化技術在其應用過程中的局限性
在對煤氣化技術進行實際應用的過程中,我們必須清楚地認識到其作為一種非完善性技術在一定程度上都存在著一種應用局限性。這種在應用環節的局限性主要體現在流程總體技術銜接缺陷與煤氣化技術本身設計缺陷。
首先,由于煤氣化技術所執行的只是煤化工整體工藝中的一個環節,通過煤氣化得到一定的氣態產物之后,還必須通過后續加工才能最終獲取一種潔凈能源或化工產品。也就是說,只有煤氣化技術與后續加工工藝環節得到良好銜接,才能保障最終的工藝產品是合格且具有適用性的。其次,就目前國內的多種煤氣化技術發展來看,每一種技術在其展現優勢的同時也暴露了一定的缺陷問題,能夠做到節約成本的煤氣化技術往往會對環境造成污染,而能夠避免對環境造成污染的煤氣化技術往往又要求較高的生產成本。
2.2煤氣化技術在其開發創新過程中的局限性
總的來說,我們可以認為煤氣化技術的發展將是一直處于動態環節的,也就是說,隨著社會總體科技的不斷發展,煤氣化技術將逐漸進行革新開發,使工藝水平能夠滿足新進程中的新要求。但是對于煤氣化技術的開發與創新卻并不是一件容易的事,國家不僅需要耗費巨資,還必須首先進行相關專業人員的培養,必須為進行煤氣化技術的開發提供各個方面的人力物力資源。另外,由于當前對于煤氣化技術的知識產權保護還欠缺法律意義上的完整性,因而為了鼓勵更多專業人士進行煤氣化技術的開發創新過程,國際也應當通過法律層面進行保護與推動。
三、結語
機遇的產生往往同時意味著挑戰的產生,雖然國內煤氣化技術的當前發展水平為我國煤化工行業提供了一個嶄新的發展平臺,從極大程度上提高了其工藝效率。但是隨著煤化工行業的發展,與我國與國際交流的日益頻繁,對于更加先進、更加便捷的煤氣化技術的需求也隨之增加。我們不僅僅要關注對于煤氣化技術的開發,也必須注重其在實際應用中的科學規范性,只有這樣,才能從本質上推動國內的煤化工行業穩健發展。
參考文獻
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[關鍵詞]GE水煤漿;配煤;技術經濟;研究
貴州赤天化桐梓化工有限公司設計年產30萬噸合成氨、30萬噸甲醇和52萬噸尿素。氣化裝置采用GE公司水煤漿氣化工藝技術,配置3臺氣化爐,每臺設計煤漿量為62m3/h,最大煤漿量為72m3/h。根據GE水煤漿工藝技術特點,煤炭原料主要以低灰分、高揮發分的煙煤為主。但是,由于該項目地處貴州省桐梓縣,而當地主要生產高灰分、低揮發分的無煙煤。雖然煙煤對GE水煤漿工藝具有良好的適應性,但是產地主要分布在西北一帶,運輸路途遙遠,價格相對較高。而桐梓本地煤雖然運輸路途近,價格相對較低,但是對GE水煤漿的適應性差,碳轉化率低。因此,研究GE水煤漿工藝配煤的技術經濟性,即通過工程技術試驗,尋找配煤技術經濟性規律,建立數學模型,研究煤炭價格變化與最佳經濟性配比的數學關系。
1配煤試驗
1.1試驗方案
1.1.1試驗對象和范圍
以氣化爐作為研究對象,通過研究桐梓本地煤和北方煙煤的5種配比分別對公司產品煤耗、產品煤成本、產量經濟效益的影響,推導最佳配煤比及計算方法,確定某種煤價條件下的最佳配比。
1.1.2數據收集、計算和分析
根據GE水煤漿工藝特點,在穩定煤倉和煤漿槽料位前提下(控制在70%~80%),主要對氣化爐煤倉進口原料煤量、煤質及煤漿的組分,氣化爐產水煤氣的氣量和組分,排出的粗細渣量和組分,合成氨和粗甲醇產量、碳洗塔出口水煤氣溫度和壓力等數據進行采集。通過上述采集數據,計算有效氣量,粗甲醇折算氨產品計算噸氨煤耗,千方有效氣煤耗,千方有效氣耗氧,產渣率和碳轉化率。通過采集和計算數據,進行對比分析,結合煤質變化,分析造成差異的主要原因。
1.1.3配煤精準度管理
校驗頻率由每月1次改為每周1次,精準度要達到千分之三。自動采樣器每隔30分鐘進行取樣1次,并將一個班的樣進行混合均勻后,再進行分析,避免了以往隨機取樣造成樣品代表性差的問題。將煤場各種煤進行了標識和分類管理,提高配煤人員操作的準確性,安排專職人員日常到煤場進行監督管理,檢查物料部配煤臺帳,精確到各煤種的每班配量,每周五定時對各種煤進行盤庫。
1.2數據收集、統計和計算
2016年5月25日——2016年6月24日,共采集了本地無煙煤和北方煙煤的配煤比(質量比)分別為7︰3、6︰4、5︰5、4︰6和3︰7五種數據,根據生產工藝數據和分析數據,作了數據統計、分析、計算和對比。
1.3主要數據分析
1.3.1耗煤量分析
根據圖1,除配煤比為5︰5以外,噸氨煤耗隨桐梓本地煤占比增大與增加,且大多數點都在擬合的直線上下。雖然各種配比的轉化率相差不大,但是實際獲得水煤氣中CO、H2量相差較大。北方煙煤中揮發分含量較無煙煤高20%左右,揮發分中主要含各種烷烴和芳香烴,碳活性較好。北方煙煤占比越高,有效氣中CO、H2占比越高。桐梓本地無煙煤與北方煙煤的配比越高,煤耗越高。當桐梓煤與北方煙煤比值為7︰3時,噸氨耗煤和千方有效氣耗煤分別比桐梓煤與北方煙煤比值為3︰7時的高6.81%和8.17%。當配比為5︰5時,由于煤漿濃度和揮發分含量達到一個較為理想的中間值,因此兼顧了北方煤和桐梓本地煤的優點,噸產品耗煤和有效氣耗煤達到一個較低值。
1.3.2產渣率分析、耗氧量、碳轉化率和熱值分析
通過幾組數據對比分析,各種配比產渣量隨著桐梓本地煤占比升高而增大,這與桐梓本地煤灰分較高相關。桐梓本地煤比例越高,有效氣的耗氧量越高,增大了空分運行成本。根據數據表,當桐梓煤與北方煙煤比值為7︰3時,千方有效氣耗氧分比桐梓煤與北方煙煤比值為3︰7時的高4.96%,即千方有效氣多耗高壓蒸汽0.05噸。以渣為計算依據,各種配比碳轉化率相差很小,氣化溫度達到1350℃及以上溫度時,煤中碳轉化率均接近化學平衡。但是粗渣中殘碳受煤種影響較大,尤其是桐梓本地煤占比越高,粗渣殘碳越高。北方煙煤比例越高,混合煤的熱值越低,主要原因是混合煤中固定碳含量較低。例如,收到基固定碳在桐梓煤與北方煤比例為7︰3時,比在桐梓煤與北方煤比例為3︰7時高3.5%。
1.3.3產硫量分析
桐梓本地煤與北方煙煤比值越大,混合后煤中總硫含量越高,因此,當桐梓煤與北方煙煤比值為7︰3時,煤中硫含量比桐梓煤與北方煙煤比值為3︰7時的高85%,即增加450m3/h硫化氫氣體,每天可增大硫磺產量15.5噸。
2技術經濟分析
2.1工藝最低消耗分析
根據試驗數據,當桐梓本地煤:北方煙煤比例為3:7和5︰5時,噸產品耗入爐煤消耗最低,分別為1.422t/t和1.435t/t,有效氣耗煤分別為0.674t/km3和0.702t/km3。
2.2現行煤價的成本分析
根據各種配比下噸氨和有效氣的消耗數據,結合當前北方煙煤、桐梓本地煤的采購煤價和蒸汽價格(桐梓本地煤與北方煙煤采購均價分別為460元/噸和650元/噸,高壓蒸汽價格為120元/噸),編制了噸氨耗煤和有效氣耗煤的成本表。
2.3配比與煤價的關系式推導
2.3.1擬合直線
利用噸氨煤耗與配比擬合一條直線,如圖1直線,根據上述氨煤耗和配比數據,計算方程式系數:a=0.058,b=1.392即得方程式:y=0.058x+1.392(1≥x≥0)式中y為噸氨煤耗,x為桐梓本地煤占入爐煤的比率。
2.4經濟效益與配比的關系
根據產品價格、不同配比產量和消耗的關系建立經濟效益關系式。因為合成氨涉及消耗原材料較多,本次只以噸氨耗煤計入消耗成本。具體關系式推導如下:效益=收入-消耗=產量×[產品單價-煤耗成本]根據各種配比的煤耗成本,可以計算經濟效益。從最大經濟效益中選擇最大效益對應的配比作為最佳經濟效益配比。通過計算,根據現行煤價和產品液氨銷售價格,當桐梓本地煤與北方煙煤配比為5︰5和6︰4時,經濟效益較高。
3結論
根據試驗及運行數據,桐梓本地煤與北方煙煤配比越高時,噸氨消耗、產渣率、水煤氣硫含量、灰分及殘碳較高,有效氣產率較低。其中,桐梓本地煤與北方煤比例為3︰7和5︰5,噸產品耗煤較低。根據試驗數據和現行煤價,桐梓本地煤與北方煤比例為7︰3、6︰4和5︰5時,噸氨耗煤和有效氣煤耗的成本較低。從經濟效益來看,當桐梓本地煤與北方煙煤配比為5︰5和6︰4時,經濟效益最高。通過數學分析,建立了水煤漿經濟配比與煤耗成本的數學關系式,用于指導生產實際。
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關鍵詞:煤化工;企業廢水;處理技術;研究進展
中圖分類號:X784 文獻標識碼:A 文章編號:1008-021X(2016)11-0155-02
煤炭資源是我國重要的能源之一,而且我國煤炭資源的儲量居世界前列。隨著我國社會經濟的發展,煤資源的消費結構和方式也發生了較大的變化,但是還存在煤炭利用效率不高的現象,加劇了環境污染的現象。煤化工技術是指以原煤為原料,采用化學等方法等技術措施,使煤炭轉化為氣態、液態和固態的產品的過程[1]。煤化工所涉及的產品眾多,提升了煤炭的利用效率,是推動煤炭能源高效利用的重要途徑。但是,煤化工企業的發展,卻帶來了水污染的問題,煤化工企業用水量大,產生的廢水成分復雜,而且毒性大,若不進行有效的處理,對周圍環境將造成嚴重的損害,此外,還會造成水資源的浪費,在一些缺水地區,既不經濟也不合理。因此,研究和開發科學高效的煤化工廢水處理技術,不僅能夠促進煤化工行業的發展,減少環境的污染,而且能夠最大限度的利用水資源。
1煤化工企業廢水的特點
煤化工企業產生的廢水水量大、成分復雜,按來源可分為焦化廢水、氣化廢水和液化廢水。焦化廢水是在煤焦化的過程中產生的廢水,主要產生于煉焦用水、煤氣凈化、產物提煉等過程中[2]。該類廢水的特點是,水量大、COD和氨氮濃度高,而且廢水中含有長鏈、雜環化合物,此外還有苯、酮、萘等一些多環化合物,該類物質難以生物降解,而且具有致畸、致癌特性。氣化廢水是煤氣化過程中獲得天然氣或者煤氣過程中產生的廢水,主要含有洗滌污水、冷凝廢水和蒸餾廢水等。該類廢水的主要特點是COD、氨氮、酚類、油類等污染物濃度高,此外,廢水中的一些物質對微生物的生長具有毒害和抑制作用。液化廢水時在煤進行液化生產過程中產生的廢水,該類廢水的特點是污染物含量高,無機鹽含量低。
2煤化工企業廢水的處理技術
2.1預處理技術
煤化工產生的廢水中酚和氨的含量較高,此外還有油類物質,經過預處理,這些物質可被回收利用,而且還能降低對后續處理工藝的污染負荷,使污水處理系統更為穩定。2.1.1脫酚煤化工廢水中所含有的酚,可利用具有高比表面積的吸附材料進行脫酚處理,當吸附材料吸附飽和后,在利用有機溶劑或蒸汽對吸附劑進行解脫再生[3]。常用的吸附材料有改性的膨潤土、活性炭以及大孔的吸附樹脂。天然的膨潤土在其表面具有親水性的硅氧結構,對水中有機物的吸附性差。因此,在利用膨潤土作為吸附劑時通常對其進行改性在加以利用。有研究者對天然的膨潤土和經過改性的有機膨潤土的脫酚性能進行了研究,結果表明改性后的膨潤土吸附活化能更大,達到平衡的時間較小,吸附酚的量更大。活性炭也是常用的吸附劑之一,活性炭的具有高比表面積、表面的孔結構發達,而且價格相對低廉。因此,在煤化工廢水脫酚處理中常用活性炭為吸附劑。有研究者利用活性炭吸附濃度為60mg/L的苯酚,在溫度為30℃,pH值為6.0的條件下,苯酚去除率為86%。還有研究者采用活性炭纖維來作為煤化工廢水脫酚的吸附材料,該材料具有吸附和解吸速度快,再生條件好的優點。隨著高分子材料技術的發展,新型的吸附材料展現出了更為優越的吸附性能,例如大孔吸附樹脂的應用,大孔吸附樹脂與吸附物質之間靠范德華力來吸附,其表面還有巨大的比表面積,相比活性炭等吸附材料,它具有空分布窄,容易解脫等優點。2.1.2除油煤化工企業產生的廢水中含有一定的油類,油類物質將會黏附在菌膠團的表面,進而阻礙了可溶性有機物進入到微生物的細胞壁,從而影響了生物處理工藝的效果,因此在進入生化處理單元前應對煤化工廢水進行出油,以提高后續的處理效果。通常情況下,生化處理廢水要求進水中含油量需小于50mg/L。在煤化工廢水的油類物質通常采用隔油池和氣浮法來進行控制[4]。2.1.3蒸氨煤化工廢水氨氮的濃度很高,主要來源于煤制氣反應中高溫裂解和煤制氣反應剩余的氨水。高濃度的氨氮,在進行生化處理過程中會抑制硝化細菌的活性,進而導致生活處理工藝處理效果不佳,不能保證出水氨氮達標。目前脫氨的過程主要采用水蒸氣汽提法,將煤化工產生的廢水中通入大量的高溫蒸汽,使其充分的接觸,以此將廢水中的氨氮進行吹脫,這樣可以有效的降低廢水中氨氮濃度。吹脫出的氨氮在經過分離、蒸餾等步驟進行回收再利用。
2.2深度處理技術
煤化工廢水中污染物濃度極高,成分復雜,而且難以降解。煤化工廢水經過預處理后COD、氨氮等污染物的濃度得到了一定程度的降解,而難降解有機物在生化處理過程中幾乎沒有被降解,因此經過生化出后還需對其進行深度處理,進而滿足出水的排放標準。目前在煤化工廢水處理中應用最多的深度處理技術是高級氧化技術,主要有臭氧氧化技術、非均相催化臭氧氧化技術、超臨界水氧化技術、光催化氧化技術等[5]。2.2.1臭氧氧化技術臭氧是一種強化劑,其氧化過程有兩種途徑,一種是直接通過分子臭氧氧化,另一種是間接的通過臭氧分解并生成羥基自由基來進行氧化[6]。臭氧氧化技術可以降低煤化工廢水中的COD,同時還能夠降低水中的色度和濁度,同時在該過程中不產生二次污染。有研究表明,在內循環的反應器中,利用臭氧對煤化工廢水進行深度處理,COD的去除率可到40%~50%,其中對酚類和雜環類有機物效果最好。隨著對臭氧氧化技術的深入研究發現,臭氧在單獨使用過程中,有機物和臭氧反應后通常會生成醛和羧酸,而這兩種物質不能再和臭氧繼續反應,進而限制了臭氧的礦化作用,降低了臭氧的處理效果。因此,研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用,有研究者采用UV與臭氧聯用來進行廢水的處理,結果表明臭氧的氧化能力比單獨使用時提高了10倍以上,極大地改善了臭氧的氧化能力。2.2.2非均相催化臭氧氧化技術非均相催化臭氧氧化技術是建立在臭氧氧化的基礎之上的一類新型的高級氧化技術,是臭氧在特定的催化劑作用下產生高效的羥基自由基對有機物進行氧化分解,主要使用的催化劑有金屬氧化物、金屬改性的沸石、活性炭等[7]。目前研究最多的是金屬氧化物,例如Al2O3、TiO2等。此外,影響其氧化效果的因素還有pH值和溫度。pH值主要是影響OH的產生,pH值升高有助于提高OH的產生,進而提高氧化能力。在催化氧化過程中,催化劑不僅起到催化的作用,而且還具有吸附作用,pH值的變化將影響金屬氧化表面的電荷的轉移,進而影響了對有機物的吸附能力。2.2.3超臨界水氧化技術超臨界水氧化技術是利用水在超臨界狀態下,具有非極性有機溶劑的性質,進而對有機物進行氧化分解的技術。該技術具有反應效率高,處理徹底。反應器結構簡單等優勢,但是由于超臨界狀態的水具有嚴重的腐蝕性,無機鹽在反應過程中會結晶析出,進而導致設備和管道堵塞等問題,最終提高了超臨界廢水的處理成本,影響了工業化應用的進程。2.2.4光催化氧化技術光催化氧化技術是利用半導體材料,在紫外光照射下將吸附于材料表面的氧化劑進行激發,進而產生具有強化性能的羥基自由基,然后利用羥基自由基對有機物進行氧化分解。TiO2是應用最多的光催化劑,有研究者利用光催化技術處理模擬的苯酚廢水,結果表明,TiO2的投加量為2g/L、pH值為3,光照2.5h的條件下,苯酚的去除效果最佳,可達到96%。TiO2光催化技術對難降解有機物的處理效果十分顯著,但是現階段還未能應用于煤化工廢水的處理中,原因在于該催化劑不能充分的利用太陽能,反應器設計難以符合實際的應用。相信隨著技術的發展,這些問題終將會被解決,給煤化工廢水處理技術帶來新的突破。
3結語
煤化工技術給煤炭資源的利用帶來了新的發展方向,提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企業產生的廢水又給我們提出了一個新的難題,由于其水量大,污染物濃度高,而且成分復雜,毒性大,單一的處理技術根本不能滿足要求。建議企業和研究機構在結合實際工程的前提下,加大對煤化工廢水處理技術的研究,努力及早實現處理效率高、環境友好的廢水處理技術,以帶動煤化工行業向著更高的方向發展。
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“汽車就像人一樣需要呵護,也需要裝飾,”一位有車族這樣說。為愛車裝飾各種不同風格的飾品,讓汽車成為自己一個舒適的“流動的家”,逐漸成為車主的必然選擇。“個性消費”帶給投資者們全新的商機———“汽車美容”業。
利潤豐厚市場巨大“一部10多萬元的車,按10年使用期限,每年3萬公里行程計算,每年需要用于車輛清潔、保養和維護的費用在3000元以上,對于中高檔車,各項費用還將超過這個數字,可以說,作為汽車市場的一塊,美容和養護的前景不錯,”順德一位汽車美容店負責人這樣介紹。有統計數據表明,目前我國汽車的保有量達1700萬輛。在上海等大中城市,私家車的占有率已達12%,并且每年以20%的速度增長。業內人士分析,未來20年內,中國將成為全球第一大汽車市場。目前我國60%以上的私人高檔汽車車主有給汽車做外部美容養護的習慣;30%以上的私人低檔車車主開始形成了給汽車做美容養護的觀念;30%以上的公用高檔汽車定時進行外部美容養護;50%以上的私車車主愿意在掌握基本技術的情況下自己進行汽車美容和養護。僅廣州市,2004年的汽車保有量已達到62萬輛之多。按照80%以上的私車車主為汽車美容護養、一輛車3000元來計算,廣州市場上的汽車美容行業整體就將超過10個億。據業內人士分析,龐大的市場需求為城市的汽車美容店提供了較大的獲利空間。
擇吉開店評估風險選址對開任何店的成敗有很大的影響。一般來說,以下三種地方是開店比較理想的地址。第一,大型住宅區。車主把車開回家后就可以找到專業人士把愛車打扮一新,不用走任何多余的冤枉路,這種本身就意味著提供了方便、省時的店自然就是一個招牌。第二,加油站和汽修店附近。目前,很多汽車美容店就是開在加油站和汽修店旁邊的。車主在加油和“大修”的時候,就是車跑了很長一段路的時候,自然也是給車保養的時候。第三,車流量比較大的公路
附近。此外,專家提醒,雖然汽車美容業有著很廣闊的發展空間,但它所面臨的競爭也日益激烈。)隨著我國的進一步開放,外資全面進入中國汽車維修業的日子也正在迫近。因此,我國汽車美容業將逐漸陷入一種非常尷尬的境地。汽車美容概念的引進在我國不過短短十幾年的時間,而真正有市場需求更是近幾年才開始顯現。對于前期投資者來說,可能挖到了汽車美容業的金礦,而后來者成功的概率就要打折扣。
雖然二年級學生已經有了一年美術學習生活的經驗,但老師并不能因此對他們的日常常規及學習有所疏忽,在美術課上出現的常規問題仍然有:
1、帶學具仍然是老師最為頭痛的一件事。
2、鉛筆屑、顏料等不能及時清理以致影響衛生情況,對于這些常規性問題,作為教師,盡量多提醒他們,慢慢帶領他們走上正軌。
(二)教材情況分析:
本冊教材共有二十課,通過美術教學以提高學生的審美素質為宗旨,培養學生的美術基本能力,促進學生的全面發展。課業類型主要分為造型表現課、設計應用課、欣賞評述課和綜合探索課四大類。
1、欣賞優秀美術作品,能對自己喜愛的作品進行簡單的評價。
2、通過啟發聯想訓練學生的創造性思維能力,培養良好的觀察習慣和觀察能力。
3、學習簡單立體物的表現方法,學習色彩表現方法,進行和自己生活切近的設計與制作。
4、引導學生進一步體驗周圍生活和大自然的美感,激發學生美術表現和美術創造的欲望。
二、教學總體目標:
從學生身邊環境熟悉的事物中發現美,培養學生熱愛生活的情感,通過觀察、記憶、想象表現生活中有特色的環境,體驗生活的情趣,提高繪畫表現技能,學會裝飾,美化生活,提高學生合作學習的能力和設計、想象、創造的能力。
要求:實際是基礎,想象是延伸,教師要用正確、健康的審美觀來引導和影響學生,培養文明、樸素的觀念,讓學生沿著一個健康、文明的審美軌道創新、開拓,從中體驗生活的樂趣。
教學內容主要涉及四大領域:造型·表現領域,設計·應用領域,欣賞·評述領域,綜合·探索領域。四類中仍以“造型·表現領域”為主要教學內容,約占總教學量的三分之二。
三、教學重難點:
通過美術教學,引導學生進一步體驗周圍生活和大自然的美感,激發學生美術表現和美術創造的欲望,培養學生的創新與實踐能力,培養健康的體魄和健康的心理,健康的審美情趣和豐富多彩的生活方式,從小培養學生的自主學習能力和人文素養,為適應終身學習與發展打下良好的基礎。通過啟發聯想訓練學生的創造性思維能力,培養良好的觀察習慣和觀察能力,陶冶學生情操,發展學生的感知能力和形象思維能力。
造型·表現課:通過畫、剪、撕、貼等方式,讓學生嘗試用不同的工具和材料,通過看看、畫畫、做做等方法大膽、自由地把所感所想的事物表現出來,體驗造型活動的樂趣。
設計·應用課:通過嘗試各種不同工具,用身邊容易找到的各種媒材,通過想想.、看看、畫畫、做做等方法進行簡單的組合和裝飾,體驗設計制作活動的樂趣。
欣賞·評述課:通過觀賞自然和各類美術作品的形與色,用簡單的話語大膽的表現自己的感受,并從中得到美的享受。
綜合·探索課:采用造型游戲的方式進行無主題或有主題的想象、創作、表演和展示。
四、教學措施:
課堂上努力給學生創設一個寬松開闊的空間,鼓勵學生大膽發表自己的意見,改變課程評價過于強調甄別與選擇的功能,推行發展性評價,倡導學生主動參與,積極探究,保護和發展學生的個性。課堂教學中注意挖掘學生的閃光點,尊重學生的自尊心,讓學生在教師的關愛中學習,在玩中學,促進學生的個性形成和全面發展。
(一)、教師方面:
做學生發展的組織者、促進者,充分尊重學生的主體地位,放手讓學生去實踐、去思考、去探索、去討論、去創作,鼓勵學生通過自己的想象展示作品。
(1)、做好課前準備,精心制作教具。
(2)、運用各種教學手段,學生更多的創造空間,鼓勵學生的探索精神與大膽創造,在情感體驗中提高想象力和創造力,培養學生繪畫興趣。
(3)、在教學環節和活動方式布局上,注意開放性和立體性,真正做到以人為本。
(4)、靈活改進示范過程的傳授方式,活躍課堂氣氛。
(5)、教學內容的選擇要少而精,并注意學科之間的聯系。
(6)、拓展教學思路,因材施教,因地制宜,以求達到最佳教學效果。
(二)、學生方面:
充分利用身邊的各種材料及所學知識,動腦筋制做作品,學會合作,并妥善保存自己的設計作品。積極參加社會實踐活動,開闊視野,增長社會經驗。
五、業務學習及其它方面:
本學期總的教學目標是立足于面向全體學生,以素質教育為基本出發點,培養學生的創新精神和實踐能力,強調趣味性的美術教學,設計內容貼近學生的生活經驗,循序漸進的傳授“大綱”規定的基礎知識、基本技能的基礎上,始終貫穿審美性和情義性的教學要求,兼顧學生個性的發展和知識技能。
(一):基礎知識目標:
(1):了解作品的深刻內涵。
(2):了解了解基礎的繪畫技能技巧。
(3):繪畫的構圖和色彩知識。
(二):基本技能目標:
(1):掌握繪畫技能技巧。
(2):掌握繪畫的色彩知識和技能,合理的組織畫面。
(3):充分發揮學生的想象力,提高學生的動手操作能力。
(三):情感目標:
(1):激發學生學習美術的興趣。
(2):培養學生愛美、審美、創造美的興趣,體驗美的創造美的樂趣。
二、學生基本情況:
四年級的學生正處于素質教育的階段,學生對美術正逐步深入了解,并掌握了一些美術基礎知識和基本技能,多數同學對美術興趣濃厚,有較強的求知欲和教強的創新力,學生的美術素質得到進一步提高。
本年級學生有四個班,學生的情況不一,現從以下幾個方面作以分析:
(一):優等生:
優等生數量約占全班總人數的20%,這些同學學習態度端正,美術學習的興趣濃厚,接受能力強,具有良好的美術素質,在完成作業及集體作品中展現突出,具有很強的可塑性。在今后的教學中,在完成教學內容的基礎上,讓學生多了解一些美術其他門類,開闊學生的視野,拓展知識面。
(二):中等生:
中等生數量約占全班人數的7%,這些同學對美術課學習興趣濃厚,通過以前的學習,學生的美術知識與技能有了不同程度的提高。其中還存在不少可塑之材,今后對他們進行系統的美術知識和技能的訓練,及動手操作能力和動腦思維能力的培養,對這些學生還應加強直觀演示教學,讓他們的素質得到全面的提高。
(三):差等生:
差等生約占全班總人數的10%,通過以前的學習,他們學習美術的興趣有所提高,但總的來說,這部分同學素質較為低下,老師不能歧視他們,要從日常的美術活動中發現他們的長處,并對他們進行個別指導,加強直觀演示教學,增強學好美術的自信心,端正學習態度,循序漸進,提高自己的造型能力,讓他們獲得更多的美術知識,力爭達到中等生水平。
三、教材分析:
A:本冊教材為小學美術課本第八冊。
內容包括:欣賞、彩畫、手工制作、粘貼等,內容豐富,涉及面廣,知識面寬,通過學習,學生可以學到許多美術知識與基本技能。
(一)、第一課、十九課、二十課是欣賞課。
主要是要學生欣賞范畫。主要學習欣賞寒假中新鮮的、有趣的畫面,并以寒假見聞為內容畫記憶畫,再者了解年畫是我國民間傳統的藝術形式,是中華民族燦爛文化遺產的一部分。
(二)、第三課是《燈彩》。
主要是讓學生了解燈彩藝術是我國傳統的民間藝術。
(三)、第四——-五課是手工制作課。
主要是讓學生運用瓜子殼、鉛筆花粘貼漂亮的裝飾畫,主要是訓練學生的手工技能技巧。
(四)、第六——八課繪畫課。
主要是讓學生用自己喜歡的繪畫形式畫畫。目的是訓練繪畫想象力、創新力。
(五)、第九——-十課是水墨畫。
主要是讓學生讓學生運用自己所學的水墨知識進行制作畫面,培養學生的想象力。
(六)、第十一——-十三課是手工制作課。
主要是讓學生運用自己所學的手工制作技能、技巧去制作,從而提高了學生的動手能力。
(七)、第十四課是繪畫課。
主要是讓學生了解“六一”國際兒童節是世界小朋友的節日,把自己參加的有趣活動通過回憶,從而畫下來。
(八)、第十五課是拓印制作課。
主要是讓學生刻制印版,通過陰紋、陽紋兩種不同的畫面制作印版畫。
(九)、十六——-十七是手工制作課。
讓學生運用以前所學的鏤刻、疊加、粘貼浮雕,從而制作自己所喜歡的物品。
(十)、十八課是繪畫課。
畫一畫你最高興的事情,主要是訓練學生的想象立力和創新力。
總之,在結構上,以美術的形式語言集中劃分單元,淡化不同類型之間的區別,再循序漸進的傳授“大綱”規定的基礎知識,基本技能的基礎上,始終貫穿審美性和意象性的教學要求,兼顧了學生的發展。
B、教學策略:
根據教材特點,學情分析及教學目標,在教學過程中應采取如下措施。
1、首先,教師應樹立強的事業心、責任心、關心愛護每一個學生,樹立自信心,加強業務理論學習,大膽改革教學方法,努力提高自身業務水平和能力。
2、認真學習教育教學理論,抓住學生的心理特點,注重因材施教,輔導好學習有困難的學生。
3、充分利用各種現代化的教學手段,激發學生的學習欲望,堅持實施愉快的教育,使學生在快樂中學習。
4、注重學生的個性發展,做好優生優培工作,并且發揮優生的傳、幫、帶的作用。做好教師的得力助手。
5、鼓勵學生積極進取,掌握好技能技巧,使他們具有一定的美術基礎知識和基本技能。
6、鼓勵學生養成愛觀察的好習慣,在生活中進行創造美。
C、教學研究的重點,難點:
(1)、手工制作的技能技巧。
(2)、泥塑的制作。
(3)、美術作品的欣賞。
D、教改專題:積極培養學生的美術創新力。
3、集體備課安排。
時間內容備注
畫飛鳥、畫游魚(六)集體備課
我設計的一本書(三)集體備課
將彩畫改成黑白畫(五)集體備課
民間玩具(三)集體備課
4、研究課安排、
周次內容備注
我的書簽研究課
將彩畫改成黑白畫研究課
5、公開課安排:
周次內容備注
8.恐龍世界公開課
9.綠色的呼喚公開課
四、教學時間和教學進度安排:
周次時間內容備注
12.16-2.211.計劃明天
22.23-2.282.走迷宮
33.2-3.73.我愛校園
43.9-3.144.真情對印
53.16-3.214.真情對印
63.23-3.285.記憶大比拼
73.30-4.36、靜物一家
84.6-4.117、草叢中
94.13-4.188、恐龍世界
104.20-4.25期中考試
114.27-.5.29、綠色呼喚
12假期
135.11-5.1治理發愣功、編紙條
【關鍵詞】自動化技術;發展現狀;運用
1.前言
煤礦的自動化主要是以可持續發展為目標,通過對生產設備、遠程輸送子系統的集中控制,從而達到對整個煤礦工程的一體化的管理。這樣在井外就可以實時對井內的生產設備進行監控,及時的反映數據,對外部的天氣情況也能連續的進行檢測。這樣不僅減少了在井下作業人數,而且極大的提高到了煤礦施工的安全水平,提高了生產效率。
2.我國煤礦自動化的現狀
自上世紀六十年代,我國便開始了對于煤礦自動化技術的研究,但被多種原因所干擾阻礙,致其發展略帶畸形,進度緩慢。煤礦事業的春天直至七十年代末出現,經過研究者與技術工人的不懈努力,技術研究有了重大突破,并取得了一些成果,煤礦生產機械化程度得到質的飛躍,煤礦產業也逐步實現了自動化。我國并且也已付諸在了生產中,也取得了一些成就。
檢測礦井環境和基礎生產監控系統等技術都已經可以用于實地生產中。促使我國的化石能源產業經濟市場結構的改變,緩解了國內對此的需求。可盡管如此,對世界其他國家的同產業相比,我國的技術水平還相對較低,生產率達不到世界的平均水平。這些主要表現在以下幾個方面:對微機的研發才處于起步階段;生產礦井內與外界聯絡設備不先進,經常不定地失去信號,并且信號普及面少,不利于安全生產;運輸和提升工具單一,還處于手動操作階段,浪費了勞動力,提高了生產成本;檢測工況和生產環境參數的傳感器種類少,參數的可靠性低;煤礦生產設備的裝置結構配件等相關技術落后,多需進口;產品無良好的系列體系,不利于開拓海外市場和長期可持續發展。
3.嚴格把握自動化設備質量
質量的好壞是一個新設備的命脈,煤礦自動化技術自然也離不開施工設備,新設備的質量越好那么它的使用年命越長,反之如果一個設備的質量越低那么它的使用年命越短,更有甚者還沒出現萌芽就被會淘汰。我們用科學研究中的可靠性來表示一個新設備的質量好壞,比如說一種新設備的可靠性就是靠它們的壽命和性能這兩方面來體現的。影響設備的可靠性的因素很多,元器件的正確選擇,合理的加工制造方法。而通過相關的研究:以上因素中研究設計只占整體的百分之四十,選擇正確的元器件要占到占整體因素的百分之三十,剩下的便是加工制造德影響了。從上面的數據中我們可以得出,要想提高可靠性還是得從設備本身去考慮。
提高新設備的可靠性我們總結以下三點:
最初的研究十分重要,首先剛開始設計的原理得符合一定的規律、對電路元件的使用及檢測要及時,在制造的時候,必須嚴格的把質量。加工之前可以先根據情況畫出施工圖紙,做到有計劃、有步驟。對其中的材料使用和裝配必須實時監督;最后的就是對設備的使用了。等設備正式啟用的,當然離不開操作人員和必要的維修人員,只有對相應的人員進行培訓指導,并頒發合格證后才能上崗操作。
4.煤礦自動化的價值效益及發展方向
由于煤礦的生產工作條件非常惡劣,以致人員勞動力比較缺乏。特別是煤礦產業數量多,競爭力大,迫使工人要加大工作量和工作時間,以保證生產量。因此,要求煤礦產業盡快改善工作環境,提高設備的先進度,加快自動化步伐,加強安全措施,保障人員安全生產。這些都是當下煤礦產業迫在眉睫的任務。
根據國外的數據統計數據,實現自動化生產流水線,不僅可以大大節約勞動力,降低生產成本。而且可提高10%~20%的系統效率、5%~10%的運輸機線效率、15%~20%的電機運輸系統效率、50%的裝載系統效率%。例如:以英國的Mirios系統為例,將其與運輸系統監控相結合,使用PC監控。就這樣便可減少啟停車的時間,使得每班車增加4分鐘的出煤時間。由此可見,還需在設備改進和創新方面加大研究經費,是可持續經營的并經之路。
4.1 營造安全的工作環境,
細致的分工和有規劃有次序的安排,做好安全防范的工作。增加滅火器等設備的數量,增加安全出口。
4.2 采用最先進的運輸方式
不僅可以節約在內部運輸過程中的不必要開支,也減少了人力。從而把時間都用來研發增加出煤率設備的研發中去。
5.加快煤礦自動化技術發展速度
為了跟得上時代的步伐,煤礦自動化技術就得在短時間內提升自身的采礦技術,加快建設新型的生產設備。可以學習國外的先進的自動化技術,貫穿洋為中用,古為今用的思想方針,取其精華,去其糟粕,并融合自身的實際情況改造創新。這樣不僅大大縮短了研發周期而且節約了成本,從而也提高了效率。
采取企業之間的合作,不僅僅是企業的內部的相互合作還有來自外行的企業的互幫互助。眾所周知,一個企業的力量是薄弱的,但如果聯合相關的企業進行合作,那么就可以起到促進共同進步的效果。一方面,煤礦企業需要外部的技術支持,從基本的水利和電力部門,到大型的機械設備。另一方面,煤礦企業為其他企業提供了充足的燃料等消耗品,也節約了合作企業的生產成本,形成利益最大化,最終最終取得1+1>2的效益最大化。
6.結束語
如今,我國正處于社會主義的初級階段,各方面的技術還沒有完全成熟,而且由于煤礦自動化技術自身的特征,涉及到的行業很廣泛,故而發展進程十分緩慢,要想跟緊現代化科技的進步的步伐就得將煤礦技術進行推廣,引起更大的關注,吸引更多的資金投入,從而推動煤礦自動化事業的發展。
參考文獻
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