煤炭工業為什麼耗水

⑴ 煤炭工業為什麼要水源

防塵、消防、注漿、單體支護、生活等都必須用到水，且必須要有可靠的水源

⑵ 燃煤發電要消耗大量水資源 為什麼

中國的電力主要依靠燃煤的火力發電，其次才是水力發電。但燃煤發電，從煤炭的開采、處理到發電廠的冷卻，都需要消耗大量的水。據中國水利部的數字，2010年中國燃煤發電消耗了114萬億公升水，佔全國水消耗總量的20%。預計今後10年這個比例將達到40%。這使中國水資源短缺的狀況更加惡化。中國消耗了全球15%的淡水，但據世界銀行估計，中國的人均耗水量，僅相當於全球人均耗水量的四分之一。

⑶ 開采一噸煤炭耗水量

您好，保利電商淘煤網很高興為您解答
生產一噸煤基本用耗水。生產一噸煤制甲醇的用水量是10~11噸，生產一噸石油用水15噸。
煤，讀作méi，有兩種基本含義：1. 古代的植物壓埋在地底下，在不透空氣或空氣不足的條件下，受到地下的高溫和高壓年久變質而形成的黑色或黑褐色礦物：煤礦。煤田。煤層。煤氣。煤焦油。煤精。

⑷ 煤炭開采需要大量的水嗎

是的，現在高科技採煤過程中，由於產生大題的粉塵，所以需要大題水來除去的，

⑸ 煤的工業利用

各國的能源構成不同，消費構成也不同。我國能源以煤為主，約佔70%，煤炭的消費構成大體如下:火力發電31%，各種工業鍋爐31%，民用20%，煉焦8%，蒸汽機車4%，化工3%，出口3%。不同部門對煤質的要求不同。

1.煉焦用煤

焦炭用於煉鐵、鑄造、生產電石、氣化以及金屬的冶煉等。煉焦是在煉焦爐的炭化室內進行的。炭化室寬0.45m，高4.3～5.5m，長14～16m，可裝煤18～27t，炭化室兩邊為燃燒室，溫度達1300℃，隔著耐火磚把炭化室加熱至1100℃，煤在炭化室中隔絕空氣干餾，大約經過14～16h，煤就煉成焦炭。煉焦產品中焦炭約佔75%，焦爐煤氣18%，煤焦油4%，還有粗苯、氨、硫等。每座焦爐有炭化室幾十個至上百個。焦爐煤氣熱值很高，是很好的氣體燃料。煤焦油經分餾後可得到很多有用的化工產品，如汽油、煤油、柴油、潤滑油、瀝青等，粗苯和氨也是主要的化工原料。我國每年生產的焦炭5000×10⁴t以上，其中大部分用於高爐煉鐵。焦炭在煉鐵高爐中所起的作用主要有三:一是還原劑，與鐵礦石中的氧作用生成CO和CO₂，把鐵還原出來;二是熱源，焦炭燃燒時產生高溫(煉鐵高爐溫度約1600℃)，保證化學反應的進行，使鐵礦石熔化;三是支撐劑，焦炭在高溫下不變形，保證高爐中氣流暢通、生產正常地進行。所以煉鐵必須有一定粒度的高強度、低灰低硫的優質焦炭。為保證焦炭的質量，對煉焦用煤有如下的要求:

1)有較強的結焦性和粘結性:煉焦用煤一般都要用多種煤配合煉焦;強粘結性煤如肥煤、焦煤要佔50%～60%，而粘結性差的煤如氣煤、瘦煤用量為40%～50%，有時也可用一部分弱粘煤代替氣煤。配煤後的膠質層厚度Y為16～20mm為佳。

2)煤的灰分要低:煉焦煤的灰分增加0.8%，焦炭的灰分就增加1%，焦炭的強度會下降2%，煉鐵時的焦比(煉1t鐵所需焦炭量與鐵的比值)要增高2%～2.5%，生鐵產量要下降2.55%～3%，高爐排渣量要增加2.7%～2.9%。所以要求煉焦煤的灰分越低越好。但為了保證精煤的回收率，所以煤焦配煤的灰分A_d≤10%為宜。由於我國的氣煤多，而焦煤少，所以我國焦煤、肥煤的灰分可放寬至12%，氣煤的灰分則要小於9%。不管原煤灰分多低，煉焦用煤都要進行洗選，不但降低了灰分，而且可脫除大部分絲質體和半絲質體等不粘結組分，使鏡質組富集而提高煤的粘結性。

3)煤的硫分要低:煉焦煤中的硫有80%進入焦炭，焦炭在煉鐵時，硫進入生鐵。生鐵中含硫大於0.07%，即為廢鐵，不能煉鋼，因煉出的鋼具熱脆性，易脆裂。為了脫硫，要在高爐中加入石灰石、白雲石等熔劑與硫形成爐渣(CaS)排出。通常煉焦煤的硫增加0.1%，焦炭中的硫增高0.08%，石灰石用量就增加1.6%，焦比上升1.2%，高爐的生產能力就降低1.6%～2.0%。所以要求煉焦配煤後的硫含量S_t，d≤1.2%。有些工業先進國家，要求配煤的硫含量要小於0.5%。煤中的磷在煉焦時也會進入焦炭，焦炭煉鐵時磷進入鐵中。磷也會使鐵變脆，其危害比硫更大。煉焦配煤中要求磷含量P_d≤0.1%。我國煤中的磷含量一般都不高。

4)配煤的揮發分要合適:配煤的揮發分過高，會降低焦炭強度;揮發分過低，雖可提高焦炭的強度和塊度，但煉焦時膨脹壓力過大，推焦困難，而且揮發分低，化學產品的回收率低，使煉焦成本提高。一般配煤的揮發分V_daf為28%～32%較合適。若生產鑄造焦，揮發分可低一點(V_daf=28%)，可得較多的大塊焦。化工用焦，焦炭強度可稍降低，故揮發分可高些，灰、硫的要求也可放寬一些。

5)其他指標要求:要求配煤總水分M_t在7%～10%之間。因水分高，消耗熱量，需要延長煉焦時間，降低焦炭的產量。煉焦配煤的粒度，要求小於3mm佔80%以上。粒度太大，煤料混合不均勻，煉出焦炭強度受影響;粒度太小，增加磨煤費用和電耗，而且裝爐煤的堆密度變小，會減少焦炭產量，降低焦炭質量。配煤的粘結性較差時，可用搗固的辦法增加堆密度，減少顆粒間的間隙，改善煤的粘結性，也可加入瀝青等粘結劑來改善粘結性。煤料揮發分高，收縮太大時，可加入細粉碎無煙煤、半焦等瘦化劑，以提高焦炭強度。

2.氣化用煤

煤直接燃燒效率低，熱能利用率僅15%～18%，且污染大氣。我國每年燃燒煤炭排入大氣的煙塵量達1200×10⁴t，SO₂達1800×10⁴t，占排入大氣污染物總量的60%～80%。全國有幾十個城市出現酸雨，近40%的國土受酸雨的污染，酸雨主要是硫酸(90%)，其次為硝酸和弱酸。大氣中含硫0.8mg/m³就會使人致病，酸雨使湖泊酸化、魚藻死亡、農作物枯萎、土壤中養分流失，還破壞金屬構件、建築物，文物古跡、油漆、衣物也受其腐蝕。酸雨給國民經濟造成巨大損失，已成為國際上重大的環境污染問題。用煤生產煤氣作為燃料稱為煤的氣化，是減少對大氣和環境污染的辦法。煤氣的熱效率高達55%～60%，比直接燃煤提高3倍，潔凈、空氣污染小，運送方便，生產工藝和設備比較簡單。煤的氣化是使煤與氧氣、空氣、水蒸氣等反應，生成含有CO和H₂等可燃氣體的工藝過程，即把固態的煤變成可燃氣體的過程。

2C+O₂→2CO+Δ

C+H₂O→CO+H₂－Δ

式中:Δ表示無效成分。

據氣化劑的不同，煤氣可分為空氣煤氣、水煤氣和半水煤氣等。以空氣作為氣化劑生產出來的煤氣稱為空氣煤氣，但有效成分H₂和CO含量只有12%，發熱量太低，用處不大;以水蒸氣、氧氣作為氣化劑生產出來的煤氣稱為水煤氣，有效成分CO和H₂的含量可達86%，發熱量高，可作燃料和化工原料，也是工業用氫的來源;以空氣和水蒸氣作為氣化劑生產出來的煤氣稱為半水煤氣，有效成分H₂和CO的含量達70%，N₂含量為20%，發熱量中等，是合成氨的原料，也可作燃料。

氣化用的爐型不同，對煤質的要求也不一樣。常見的有固定床氣化爐、沸騰床氣化爐和懸浮床氣化爐。

(1)固定床氣化爐

固定床氣化爐為圓形爐子，煤由爐子上方加入，在爐柵上進行燃燒氣化。氣化劑從爐柵下部向上通入，生成的煤氣從上方導出。爐柵附近溫度高，為氧化層，向上溫度逐漸降低，分別為還原層、干餾層和乾燥層。

固定床氣化爐必須用塊煤，粒度最好為25～50mm，其次為13～50mm，13～25mm，25～75mm等。煤種以低煤級的褐煤、不粘煤、長焰煤、弱粘煤、氣煤為佳。要求煤的抗碎強度較高，熱穩定性要好(TS₊₆＞70%)，煤的活性好，灰分A_d＜25%，硫分S_t，d＜2%，固態排渣爐要求煤灰的軟化溫度ST＞1200℃，液態排渣爐要求煤灰的熔化溫度FT＜1300℃，要求煙煤膠質層厚度Y＜16mm。

(2)沸騰床氣化爐

煤在爐上呈浮動的狀態，就像沸騰的水，故稱沸騰床氣化爐。用粒度＜8mm的煤，而＜1mm的粉煤越少越好，不然飛灰的損失大，影響煤的有效利用率。煤種以低煤級的褐煤、長焰煤或不粘煤為佳。要求煤的水分M_t≤12%，灰分A_d≤25%，硫分S_t，d＜2%，活性要好，a＞60%(950℃時CO₂的還原率)，煤灰軟化溫度ST＜1200℃。

(3)懸浮床氣化爐

把煤磨成粉，噴至爐內呈懸浮狀態進行燃燒氣化。煤要磨得很細，＜200網目(篩孔邊長為0.074mm)的煤粒要＞90%。煤粉在爐中1s內完成氧化反應，爐中溫度高達1400～1500℃。生成煤氣可供生產合成氨。該爐對煤種不限，對粘結性等無要求，但煤的水分要盡量少，M_t＜5%。懸浮床氣化爐生產能力大，1h可生產5×10⁴～12×10⁴m³的煤氣。

(4)生產合成氨對煤質的要求

我國中型化肥廠生產合成氨的氣化爐一般用固定床氣化爐，對煤質有嚴格要求。要用無煙煤，塊煤粒度為25～50mm，或15～100mm，13～25mm，13～70mm;含矸率(粒度大於50mm的矸石量百分比)小於4%，限下率(小於粒度下限的煤百分比)為15%～21%;M_t＜6%;V_daf≤10%，A_d為16%～24%，S_t，d≤2.0%，ST≥1250℃，TS₊₆≥70%，抗碎強度(大於25mm)不小於65%。

3.液化用煤

煤的液化就是將煤中的有機質轉化成液態產物的加工過程。煤炭液化的主要目的是為了獲得液體燃料，如汽油、柴油、煤油等，也可將液態產物加工成無灰焦炭，用以製造電極、碳纖維、粘結劑，生產有機化工產品，煤液化的副產品煤氣可作為氣體燃料。

煤液化的方法可分3類:煤直接加氫液化(如高壓加氫法，溶劑精煉煤法);煤間接液化(先將煤氣化為水煤氣，然後合成液態產物);煤的部分液化(即低溫干餾法)。

(1)煤直接加氫液化

煤是固體，碳含量高、氧含量高(15%～25%)、氫含量低(＜7%)、原子比小，煤的分子結構為高分子縮聚物，結構單元為縮合芳香環，環上帶有直鏈烴側鏈和各種含氧、氮、硫的官能團，各結構單元通過醚鍵或非芳香烴連接，煤分子量很大，一般認為＞5000。石油是液體，氫含量高(11%～14%)，氧含量低(＜1%)，H/C原子比大，石油分子結構以烷烴、環烷烴為主，分子量小，約200。煤的直接加氫液化，實質就是煤在溶劑、催化劑和高壓氫存在的條件下，切斷煤的化學鍵，在鍵的斷裂處用氫來補充，使煤變成低分子量、含氫高的油和氣。加氫液化時，煤要破碎至＜0.3mm，與蒽油(或四氫萘)混合製成煤糊，反應塔中溫度為400～480℃，有CoMo催化劑，10～20MPa壓力，煤糊在反應塔中被裂解，加氫液化，生成的液態產物可分餾出各種組分，氣態產物可作燃料氣用。據需要可改變反應溫度和壓力，生產產品可以液態為主，也可以固態為主。固態產品稱溶劑精煉煤，是優質清潔燃料和化工原料，可用於煉焦配煤，做型煤的粘結劑，生產高級碳素材料、碳素纖維等。

加氫液化要採用低煤級的煤，如褐煤、長焰煤或V_daf＞35%的氣煤。碳氫比要小，C/H＜16，殼質組和鏡質組含量要高，惰質組含量要低(I＜10%，因其不液化)，煤的灰分要低(A_d＜5%)，灰熔點要高(ST＞1200℃)。

(2)煤間接液化(又稱一氧化碳加氫法)

其原理是先將煤氣化得原料氣(CO+H₂)，然後在一定溫度和壓力下經催化合成，得到液態烴和液化石油氣。產品有合成石油氣、汽油、柴油、燃料油、蠟、醇、酸、酮等。目前南非有正式生產廠，年產量超過200×10⁴t。

煤間接液化對煤質的要求與氣化爐有關。如移動床加壓氣化爐，要求用塊狀無煙煤或焦炭，粒度均勻，灰分低，灰熔點高，抗碎強度高，熱穩定性好，硫分低，水分低，揮發分低。

(3)煤的部分液化

即低溫干餾，要用含油率高的褐煤或高揮發分煙煤，如長焰煤、氣煤等。

4.火力發電用煤

我國約有30%的煤用於火力發電，年耗煤約4×10⁸t，是用煤大戶。我國火力電廠大多採用粉煤鍋爐，裝機容量越大的發電廠，對煤的熱值及可磨性要求越高。煤的粒度越細越好，要求＜200網目(篩孔邊長＜0.074mm)的粉煤要佔85%以上(褐煤80%以上)，所以要求煤的可磨性越大越好，可減少電耗。影響電廠用煤指標的主要有揮發分(V_daf)、灰分(A_d)、水分(M_ar)、硫分(S_t，d)、發熱量(Q_net，ar)、灰熔點(DT，ST，FT)等。

1)發熱量等級(表7-10):不同煤級的煤，揮發分不同，發熱量不同，要根據不同爐型的煤來燃燒。如用任意煤級的煤，則燃燒的穩定性及效率會受影響。

表7-10 火力發電用煤對發熱量的要求

2)灰分等級(A_d):分3等:A₁≤24%;A₂為24%～34%;A₃為34%～46%。灰分降低發熱量，粘污設備，造成顯熱損失，故對灰分有一定的要求。

3)水分等級(M_t%):

V_daf≤40%時，M₁≤8%，M₂在8%～12%范圍內;

V_daf＞40%時，M₁≤22%，M₂在22%～40%范圍內。

煤中含水分M_t＞60%時，要先乾燥，不能直接燃燒。

4)硫分等級(S_t，d%):S₁≤1.0%或S₂在1.0%～3.0%之間。硫分高於3.0%會造成嚴重的腐蝕和環境污染。

5)灰熔點(ST):固態排渣爐要求高的灰熔點，液態排渣爐要選用低灰熔點的煤。當Q_net，ar＞12.54MJ/kg時，要求ST＞1350℃;當Q_net，ar≤12.54MJ/kg時，對灰熔點不限。

5.鐵路機車用煤

機車鍋爐的煙道較短，要求水蒸氣的蒸發量大(70～80kg/(M²·h))，通風強度大，流速快(＞30m/s)，故需使用塊煤。如果用末煤就會產生飛揚損失，粉煤沒充分燃燒即被吹出，熱能不能得到充分利用，損失率可達15%～20%，大供氣時可達25%～30%。塊煤的粒度以6～50mm為好。塊煤供應不足時，也可供原煤，但含矸率要不大於1%，用混煤則要粒度為0～50mm。供應顆粒煤時限下率要小於15%，含末率要小，含末率增大1%，則煤耗增加0.4%。煤種可用長焰煤、弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤、氣煤、肥煤、氣肥煤等，要求揮發分大一些(V_daf≥20%)。一般不使用褐煤，褐煤燃燒時火力不猛，使蒸氣壓力達不到要求。

機車用煤的硫分要低(S_t，d＜1.5%)，隧道多的地方要求S_t，d＜1.0%，灰分要低(A_d≤24%)。煤的灰熔點越高越好，要求軟化溫度ST＞1200℃，以免結渣影響爐子通風。煤的發熱量分3級:①Q_net，ar為20.9～23.00MJ/kg;②Q_net，ar為23.00～25.09MJ/kg;③Q_net，ar≥25.09MJ/kg。用弱粘結性煤較好，用不粘結煤易漏失，用強粘結性煤則阻礙爐子通風。

6.船舶用煤

船舶用煤對質量要求更嚴，因船的體積小，供煤不方便，故要求高熱值的低灰塊煤。粒度為13～50mm間的小塊和中塊煤或者混塊煤，灰分A_d＜14%，發熱量Q_net，ar≥25MJ/kg，揮發分(V_daf)最好在25%～40%之間，煤灰熔點ST≥1250℃。可採用單種煤，也可用配煤燃燒，一般無煙煤和褐煤不宜做船舶用的配煤。

7.高爐噴吹用煤

為了降低高爐煉鐵時的焦比，國內外普遍採用噴吹無煙煤粉、天然氣和重油等燃料來代替部分焦炭，可降低生鐵的成本，每噴吹1t優質無煙煤可節約焦炭800～900kg。噴煤粉率可達24%～30%，比用焦炭成本低一半。

噴吹用的無煙煤，要求可磨性好，HGI指數越大越好，可減少磨煤電耗;灰分、硫分要低，A_d≤12.5%，S_t，d＜1.0%，V_daf=10%左右，M_t＜8%。水分高的無煙煤粉在噴吹時的黏滯力大，甚至使煤粉粘在一起而無法噴吹。煤灰成分中SiO₂/CaO要小於1，因為CaO增高有助於降低酸性爐渣的黏度。無煙煤粉的細度，要求大於160網目的數量小於10%，最高不超過15%。我國新密、陽泉、汝箕溝、焦作、晉城等地的無煙煤可用於噴吹。低灰、低硫、強爆炸性的煙煤也可用於噴吹，如山西大同優質的弱粘煤。高變質的超無煙煤由於不易研磨成粉，一般不用於高爐噴吹。

8.燒結礦用煤

煉鐵時對品位高的鐵礦石經一定的破碎和篩分即可入爐冶煉，但對含鐵量較低的貧礦則要預先破碎、洗選，提高品位後，把精礦粉與無煙煤和溶劑等在溫度1300℃左右燒結成球，再送入高爐冶煉，把精料燒結成塊，即為燒結礦。燒結用煤質量的好壞，將直接影響生鐵的質量。燒結用的無煙煤粒度為0～3mm，灰分，硫分要低(A_d≤15%，S_t，d≤1.0%)，發熱量要高。

9.制活性炭用煤

活性炭是一種帶有活性的炭製品，具有強吸附作用。活性炭是黑色、無味、無嗅的固體，不溶於一般有機溶劑。它具有發達的微孔結構，具有巨大的比表面積，每克活性炭比表面積可達500～1500m²，最高可達2500m²，使活性炭具有很高的吸附能力。活性炭的化學穩定性高，可在很廣的酸鹼度范圍內使用。

活性炭是一種疏水性的吸附劑，能在氣體和污水凈化中發揮作用。它能從被污染的潮濕空氣中吸附SO₂，NO₂，CO₂，H₂S，氯、汞蒸氣以及苯、醇、醛、酚、汽油等多種氣態烴，及多種細菌、病菌、臭氣，還能吸附污水中各種化學物質、石油和細菌、病毒等，使水凈化至地面水標准。活性炭又是一種優良的催化劑及載體，用於氧化、還原、脫氫、合成等化學反應中。活性炭廣泛應用於食品、醫葯、工業用油劑、橡膠加工、石油煉制、染色、無機試劑的制備、有機合成、氣體凈化、溶液中貴金屬和溶劑的回收、防毒面具、解毒劑以及航空、軍工、消防等方面。

活性炭的品種有粉狀和粒狀等。生產時先將煤在溫度600℃下進行干餾，除去揮發分，然後將碳化物在溫度900℃下進行焙燒，用含氧氣體和水蒸氣、ZnCl₂等活性劑進行活化，清除被吸附在碳表面的各種污染物，把被堵塞的微孔打開，從而增加活性炭的內表面積，恢復其活性。

各種煤都可作為生產活性炭的原料。高煤級煙煤和無煙煤制出的活性炭微孔發育，中孔少，適於氣體和蒸汽的吸附，也可作催化劑載體，用於水的凈化。低煤級煙煤和褐煤製成的活性炭中孔發育，微孔少，適於氣體脫硫、脫色及大孔徑的催化劑載體。對原料煤的要求是灰分越低越好，最高不超過10%，硫分越低越好，制顆粒狀活性炭，則要求無煙煤的熱穩定性要好。

10.製造電石用煤

在電爐內2200℃的高溫下，將生石灰與焦炭進行反應，生成電石(CaC₂)。電石與水反應，生成乙炔(C₂H₂)，乙炔在氧氣中燃燒可產生3500℃的高溫，可用來切割金屬;電石還可用於製造塑料、合成纖維、合成橡膠、化肥和農葯等。

製造電石可用焦炭或無煙煤。對無煙煤的質量要求:固定碳含量要高，揮發分V_daf＜10%，灰分要低(A_d＜7.0%)，全硫S_t，d≤1.5%，磷含量P_d＜0.04%，煤的密度以小於1.6g/cm³為佳，粒度最好是3～40mm。

11.制腐植酸用煤

製造腐植酸一般採用腐植酸含量高的泥炭、年輕褐煤和風化煙煤及嚴重風化的無煙煤。要求煤的腐植酸產率大於30%，煤的灰分不宜超過40%。煤灰成分中以含氧化鉀和五氧化二磷較多為好，這樣可製成含多種肥效的復合肥料。

12.提取褐煤蠟用煤

褐煤蠟是輕工業、化學工業中不可缺少的原料，制電纜、皮鞋油、復寫紙、電子產品都少不了它。適於提取褐煤蠟的煤是年輕褐煤，要求苯抽提物E_B，d＞3%，灰分不宜太高。老褐煤的蠟含量低，不宜作為原料。

13.水泥工業用煤

大、中型水泥廠的磚窯燒成用煤對煤質的要求較高。首先是煤的灰分越低越好，一般要求A_d在20%～26%的范圍內。灰分太高，煤的發熱量太低，達不到熟料的燒成溫度(1450℃以上，燃燒火焰溫度達1600～1700℃)，要求煤的發熱量＞21MJ/kg，溫度低影響熟料的礦物成分和結晶狀態，使水泥的安定性強度(標號)降低;要求灰分的成分穩定，因為煤灰成分會影響水泥的配料，煤的揮發分以V_daf＞25%為宜，但不要超過40%。揮發分適中，火焰明亮，升溫快，熟料的質量好，煤的硫含量S_t，d＜3%;煤種以焦煤、1/3焦煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤等較合適，也可採用配煤的方式。粒度以末煤、粉煤、混煤等小粒度最適宜，可減少磨煤電耗，粒度過細，易發生自燃爆炸，不安全。

14.陶瓷工業窯爐用煤

陶瓷工業窯爐可以用柴、煤、油、煤氣、天然氣作為燃料，也可用電。以煤作為燃料對煤質的要求是:發熱量Q_net，ar≥21MJ/kg，揮發分V_daf為25%～30%，灰分A_d≤20%，灰熔點ST≥1300℃，硫分S_t，d＜2%。

15.工業鍋爐的用途與用煤量

(1)工業鍋爐

鍋爐是生產水蒸氣和熱水的設備，按用途可分為動力鍋爐(火力發電廠)、工業鍋爐和採暖鍋爐、廢熱鍋爐。動力鍋爐產生高溫、高壓過熱蒸汽，工業鍋爐產生飽和蒸汽或中、低壓過熱蒸汽，採暖鍋爐只產生低壓飽和蒸汽和熱水。工業鍋爐廣泛用於化學工業、造紙、印染、紡織等行業。我國工業採暖鍋爐有幾十萬台，年耗煤近4×10⁸t。約占我煤產量的30%。

(2)工業鍋爐分類

層燃爐:燃料在爐排上鋪成層狀，空氣由爐排下送入。燃料一部分在爐排上燃燒，一部分在爐膛中燃燒，可儲存較多的煤，燃燒穩定。按操作方式可分為手燒爐、鏈條爐、拋煤機爐、振動爐排爐等。

懸燃爐:又稱煤粉爐，沒有爐排，燃料在爐內呈懸浮狀態燃燒，燃燒穩定性差，但燃燒效果好，機械化程度高，適於大爐。

沸騰爐:把煤料破碎至一定粒度，從爐排下送入壓力較高的空氣，將燃料層吹到一定高度燃燒。燃料在爐內上下翻滾，完成燃燒過程。該爐可燒劣質煤、油頁岩、煤矸石、石煤，但飛灰量大，熱損失大，耗電量大。管道易磨損。

(3)各種工業鍋爐對煤質的要求

鏈條爐:煤的發熱量Q_net，ar一般在19～21MJ/kg之間，揮發分V_daf＞15%，灰熔點ST＞1200℃，弱結渣性;用煙煤，粒度為10～50mm。適於10～75t/h蒸汽量的中型鍋爐。

振動爐排爐:用於容量2～10t/h的鍋爐，適於低揮發分的煙煤和無煙煤，不宜用粘結性強、灰熔點低、水分高的煤。爐排振動易漏煤、飛灰多。

往復推動爐排爐:可用高灰分、高水分低煤級煤，不宜用無煙煤及粘結性強的煙煤，用於6t/h的小鍋爐。

拋煤機爐:適用各種煤種，但粒度要在30～40mm范圍內，水分M_t≤15%。適於蒸發量＜10t/h的鍋爐。

懸燃爐;適於任何煤種，但要有磨煤設備，適於蒸發量大於75t/h的大中型鍋爐。

沸騰爐:可用劣質煤、油頁岩、石煤等。

手燒爐:條狀爐排，適用褐煤和高揮發分煤;板狀爐適用無煙煤。

16.生活用煤

包括居民生活用煤、服務行業、機關團體用煤、冬季採暖用煤、城鄉小企業生產用煤，約占我國煤年產量的20%，每年用煤超過2×10⁸t。

燒散煤熱效率僅為10%，煤球為20%，蜂窩煤為30%，上點火蜂窩煤達40%～50%。上點火蜂窩煤對煤質的要求是:易燃、上火快，發熱量高，硫低，火旺耐燒，使用方便，發熱量Q_net，ar在23～25MJ/kg之間，V_daf在15%～20%范圍內，S_t，d＜0.5%，著火點低。

⑹ 煤礦為什麼會有地下水處理

一、 概述
煤炭在我國能源結構中佔70％以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經處理直接排放，勢必對環境造成嚴重污染，同時造成水資源的大量浪費，無法實現循環經濟的目標。據統計我國40％的礦區嚴重缺水，已制約了煤炭生產的發展。西北礦區多處於山區，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節流量相當懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成嚴重污染。因此，開發、管理、利用好煤礦水資源，對煤炭工業可持續發展具有重要意義。
1、煤廢水污染嚴重

據包括10多位院士在內的專家學者鑒定通過的一項課題研究表明，山西每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃河水入晉工程的總引水量。專家呼籲，應當從技術、人才、資金投入和經營機制等多方面解決這一世紀難題，幫助山西省等煤炭主產區擺脫「產煤致旱、因煤致渴」的困擾。

這項關於山西省煤炭產業可持續發展的研究表明，山西省採煤造成嚴重的水資源破壞，加劇了水資源短缺問題。這項課題研究表明，山西每挖1噸煤損耗2.48噸的水資源。每年挖5億噸煤，使12億立方米的水資源受到破壞。這相當於山西省整個引黃工程的總引水量。因此，這對於山西這個人均水資源量僅佔全國平均水平不到五分之一的地區來說是個非常嚴重的問題。

目前，由於煤炭開采對地下水系破壞非常嚴重。據統計，山西採煤對水資源的破壞面積已達20352平方公里，佔全省總面積的13％。山西省大部分農村人畜吃水靠煤系裂隙水，而煤礦開采恰好破壞了該層段的含水層。據統計，全省由於採煤排水引起礦區水位下降，導致泉水流量下降或斷流，使近600萬人及幾十萬頭大牲畜飲水嚴重困難。

2、煤炭採掘業廢水治理技術問題

99%的採煤項目廢水沒有進行治理，從主觀上應該說是環保監管不力。從客觀上說是我們環保部門對採煤項目廢水治理技術持謹慎態度。採煤廢水治理技術多如牛毛，那種技術最適用、工藝最成熟、操作管理最方便、投資最省、運行費用最低，一直是我們環保部門在尋求的。由於採煤廢水復雜多變，在同一礦井廢水中，同時含有鐵、錳等重金屬，硫、氟、氯等非金屬及有機污染物和懸浮物，有的礦井廢水呈弱酸性（如織金縣珠藏、鳳凰山等），再就是即使是同一礦井，所采層不同，廢水性質也不同，甚至是差別很大。這就給煤礦廢水治理技術的選用帶來很大的困難。通常情況是某一技術只能有效處理某一污染物，不可能把所有超標的污染物都處理好。一個煤礦不可能投入很多資金對污染物進行單項處理，這就是採煤廢水治理在技術上的難點。有的業主自行修了一兩個池子，把礦井廢水往池子一放，就是對廢水進行處理了。事實上不是這樣簡單，可能連懸浮物也處理不了，金屬和非金屬就更不可能處理了。

3、煤礦廢水處理要求

1.1煤礦廢水包括礦井涌水、煤場和矸石場淋溶廢水等。在進行處理前，應先委託地區環境監測站進行監測，以監測資料作為廢水處理工程設計的依據。DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備是目前經實踐證明的實用技術，50萬噸以下、小時涌水量50m3以下的煤礦可採用此技術和設備。對於酸性煤礦廢水還需新增設備和葯劑。煤礦廢水經處理達標後盡可能循環使用，循環使用率不低於50％，經處理後排放的廢水列為總量控制指標進行考核。

1.2新建煤礦必須執行「三同時」規定，試產三個月必須申請地區環保局驗收，驗收達標的發給排污許可證，不達標的停產治理。

1.3原有煤礦分期分批進行治理，2005年50%左右的原有煤礦治理完工並通過達標驗收。列入家2005年治理計劃的煤礦不治理的，依法予以處罰；治理不達標的，停產治理。治理計劃由各縣市環保局商煤炭局提出，報地區環保局綜合平衡後以治理計劃下達執行。

表1 某A煤礦廢水處理監測結果 單位：mg/l

指標 排放

標准 處理前

濃度 超標倍數（倍） 處理後

濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 鐵 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 錳 2 0.13 未超標 0.1 —

表2某B煤礦廢水處理監測結果單位：mg/ l

指標 排放

標准 處理前

濃度 超標 倍數 （倍） 處理後

濃度 比排放標准低（%） 懸浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 鐵 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 錳 2 0.37 未超標 0.18 — 1.4、煤礦廢水中鐵含量高，如濃度大於100mg/l，其處理設備投資和運行費用將要增加。因為鐵含量過高，要達到1mg/l的排放標准，一級除鐵是不行的，必須三至四級除鐵。

1.5、酸度高的煤礦廢水應使達標（6～9）。

1.6、煤礦要對煤場、矸石場進行硬化處理，建導流溝，把因大氣降水產生的這一部分淋溶水引入廢水處理系統進行處理。

1.7、 預防事故和自然因素引起的非正常排放

為預防因降暴雨致使廢水次理池溢流，工程設計必須考慮廢水處理池有足夠的容積。為防止事故性排放，必須建事故調節池。四、煤礦生活廢水處理要求洗煤廠和煤礦生活廢水處理採用深圳開發研製的微型生活廢水處理裝置進行處理。生活廢水經處理達標後可排放。五、煤礦廢水治理技術選用

實踐證明是可行的 DFMC煤礦廢水治理技術和成套設備可選用。未經試點的技術只能試點，不能推廣。經試點並由A地區環境監測站監測、提出監測報告，從治理效果、投資、運行費用等全面評價後由地區環保局決定是否推廣。

二、廢水主要處理技術

我國煤礦礦井水處理技術起始於上世紀70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當今污水治理發展的必然趨勢，將防治污染和回用結合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染。現國內使用的處理技術主要有：沉澱、混凝沉澱、混凝沉澱過濾等。處理後直接排放的礦井水，通常採用沉澱或混凝沉澱處理技術；處理後作為生產用水或其它用水的，通常採用混凝沉澱過濾處理技術；處理後作為生活用水，過濾後必須再經過除酚等對人體有害物質及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ，處理後作為生活飲用水還必須在凈化後再經過淡化處理。三、礦井水處理回用的條件

1、礦井廢水的產生及特點

煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質性涌滲水到巷道為安全生產而排出的自然地下水，井下採煤生產過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設備產生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特徵，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決於成煤的地質環境和煤系低層的礦物化學成分，其中井田水文地質條件及充水因素對於礦井開采過程礦井廢水的水質、水量有決定性的影響。因此，對礦井廢水處理要考慮開采過程中水質、水量的變化。某礦區M煤礦礦井廢水水質取礦井正常排水時井口水樣，結果見表1。

M煤礦礦井廢水污染物監測表

表1 單位：mg/L

序號 監測項目 日均值濃度范圍 序號 監測項目 日均值濃度范圍 1 肉眼可見物 微粒懸浮物 9 總氮 5.600～5.854 2 PH值 8.41～8.55 10 砷(ng/L) 3.4～5.2 3 CODcr 66.4～131.7 11 總磷 0.085～0.104 4 硫化物 1.09～1.67 12 糞大腸菌 260～393 5 懸浮物 360～500 13 銅 0.0207～0.0294 6 酚 0.006～0.051 14 鉛 -- 7 BOD5 14.10～24.73 15 鎘 -- 8 LAS 0.198～0.220 16 鋅 0.0381～0.0407

通過網路調查和資料查找，收集了多年來某礦區有關礦井水和地下水的化驗數據資料，以及環境監測站監測數據（表1）綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物，有機物略有超標，糞大腸菌群超標，揮發酚超標。

2、礦井廢水回用途徑

煤礦礦井水處理後可作生產用水或生活用水，礦井生產用水主要是井下採掘設備液壓用水、消防降塵灑水，生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理後用於飲用水。水質標准分別為：

a、防塵灑水《煤礦工業礦井設計規范》（GB50215－94）

SS≤150mg/L，粒徑d<0.3mm；PH值為6～9；大腸菌群≤3個/L。

b、空壓機、液壓支柱用水水質SS≤10～200mg/L，粒徑d <0.15mm；硬度（碳酸鹽）2～7mg/L；pH值為6.5～9；濁度<20。

c、礦井洗浴水水質達到《地表水環境質量標准》（GB3838-2002）的Ⅲ類水體標准。

d、中水水質達到《生活雜用水水質標准》（CJ/T 48-1999）。

5、生活飲用水達到《生活飲用水衛生標准》（GB5749-85）。

四、處理工藝

從上表可知，M煤礦礦井廢水處理工程的設計處理能力為800～1000m3/d，處理後作為生產和生活用水，採用混凝反應、過濾、活性炭吸附及消毒工藝，流程見圖1。

圖1礦井廢水處理工藝流程

礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用於黃泥灌漿，其餘廢水自流進入曝氣池，氣浮除油後進入斜板沉澱池進行初步沉澱，由提升泵提升進入混凝沉澱設備，同時加入混凝劑，經過斜管沉澱後，將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進入砂濾罐，出水自流進入清水池，清水池前投加二氧化氯進行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進入污泥池，上清液自流進入曝氣池，以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水，則砂濾罐出水進入活性炭吸附裝置處理後流入清水池用作生活用水。

五、主要處理單元

1、預沉池曝氣

礦井廢水中含有少量的有機物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機物。另外，井下液壓支柱等設備產生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達標。

2、混凝沉澱

煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要採用混凝沉澱法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式採用管道混合器混合。混凝沉澱裝置採用倒喇叭口作為反應區，水流在反應區中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑葯液的反應在反應器中逐漸全部完成。完全反應的廢水流出反應區後開始形成混凝狀物質，經過布水區進入斜管填料，由於斜管填料採用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉澱，提高了沉澱效率。將絮狀物沉澱到底部而被去除，清水從上部溢流排出。

3、砂濾凈化

礦井廢水經混凝沉澱後，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內部空隙中，它是混凝沉澱裝置的後處理過程，同時也是活性炭吸附深度處理過程的預處理。砂濾罐為重力式無閥濾池，採用自動虹吸原理達到反沖洗，不需要人工單獨管理，操作簡便，管理和維護方便。砂濾罐通常採用不同等級的石英砂多層濾料。

4、活性炭吸附

該煤礦礦井廢水主要含有揮發酚，酚類屬於高毒物質，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進入人體內，低濃度可使細胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質沉澱。長期飲用被酚污染的水源，會引起蛋白質變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經症狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水，必須用活性炭吸附裝置處理。活性炭的比表面積可達800～2000m2/g，具有很強的吸附能力。該裝置採用連續式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達3.5m，廢水從上向下過濾，過濾速度在4～15m/h，接觸時間一般不大於30～60min。隨著運行時間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質，達到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。

5、消毒

廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理後回用於洗浴時，若不經過消毒，對人體皮膚傷害嚴重。所以礦井廢水處理後作為生活用水必須經過消毒處理，本工藝採用二氧化氯消毒，現場用鹽酸和氯酸鈉反應產生二氧化氯，二氧化氯無毒、穩定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。

六、處理工藝特點

1、以上可知A煤礦礦井廢水處理工程是根據礦井水水質特點確定工藝技術參數，採用一次提升到混凝沉澱裝置，再自流進入後續各處理構築物，出水水質穩定可靠，動力設備較少，能耗較低。

2、採用混凝沉澱裝置與砂濾罐相結合的工藝技術，主要處理構築物採用組合式鋼結構，具有佔地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運行成本低等特點。砂濾罐設計採用重力式無閥濾池，反沖洗完全自動，操作管理方便。

3、該煤礦礦井廢水處理系統實現了自動加葯、自動反沖洗的全過程監控，包括電控系統、上位監控系統和儀表檢測系統。儀表檢測系統包括加葯流量、處理流量 、水池液位和加葯箱液位、進水和出水濁度等連續自動檢測。