煤炭機械中低碳技術分析張海軍(包頭職業(yè)技術學院,內蒙古包頭014030)摘要:論述了經(jīng)濟發(fā)展中低碳技術的內涵，說明了低碳技術是煤炭機械可持續(xù)發(fā)展的根本保障,合理利用資源和環(huán)境保護已成為一項社會化的系統(tǒng)工具。以低能耗、低污染為基礎的“低碳經(jīng)濟”的一個重要支撐就是“低碳技術”;煤炭氣化是煤化工的基礎,也是煤炭高效清潔利用、形成新能源的基礎;把固體原料煤轉化為與原油性質類似的有機液體等一系列方法來大力發(fā)展先進“低碳技術”,更要注重科技創(chuàng)新和低碳技術在其他行業(yè)中的應用。.關鍵詞:低碳;技術;資源;環(huán)境中圖分類號:TK 05文獻標志碼: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合理利用資源和環(huán)境保護已成為一項社會化的術;我國是一個發(fā)展中大國,資金實力和科技實力都系統(tǒng)工程,煤炭機械行業(yè)問題更為嚴重。由于煤炭不算雄厚，而i能源資源“缺油少氣多煤”的現(xiàn)象決定機械產(chǎn)品產(chǎn)量大、用面廣,又與水、空氣、地表及土壤了未來幾十年煤炭仍將是我國能源生產(chǎn)和消費結構有著密不可分的關系,所以在設計過程中必須考慮中的主力。中國日前空氣中70%~80%的二氧化資源問題及環(huán)境屬性。碳氮氧化合物汞、粉塵.二氧化硫等都是由于煤炭以低能耗、低污染為基礎的“低碳經(jīng)濟”的一個直接燃燒引起的。因此,煤炭的清潔高效利用,使煤重要支撐就是“低碳技術”,因此,發(fā)展“低碳技術”成炭經(jīng)過技術變革形成新能源，成為我國相當長時間.為礦山機械實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本出路”。從當前內發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)中的--項重點任務。國內外“低碳技術"現(xiàn)狀來看,短期內,中國應該大力煤炭機械涵蓋的范圍廣,各種機械所完成的任發(fā)展節(jié)能與能效提高技術,如煤炭、石油和天然氣的務千差萬別,因此,要實現(xiàn)礦山機械的低碳技術,還清潔、高效開發(fā)和利用技術,可再生能源和新能源技需根據(jù)具體情況,作具體的分析。1)效果有保證。頻譜諧波技術是通過對工件技術的發(fā)展與應用[D].大連理工大學,1985.進行頻譜分析,優(yōu)選出對消除工件殘余應力效果最[2]利用頻譜分析對工件進行全自動振動處理的方法[P].佳的5種不同振型的諧波頻率進行時效處理,達到中國專利:ZL200510092985.6 ,2009.多維消除應力.提高尺寸精度穩(wěn)定性的目的。作者簡介:劉興輝(1974-),男,本科,工藝工程師,主要研究2)操作簡單,可工藝定型。方向為機械加工。3)噪聲較低,處理的轉速全部在60000r/min收稿日期:2011年2月15日以下,解決了亞共振設備噪聲大的問題。中國煤化工王亞昆參考文獻YHCNMHG[1]房德馨,孫豐華,官照坤,等.用振動消除應力(VSR)新《新技術新工藝》.熱加工工藝技術與材料研究2011年 第6期99●得合成甲醇;甲醇脫水后可得二甲醚。這是煤炭液1從煤炭中提取合成氣體化的另--途徑。實踐證明,甲醇作為替代車用燃料煤炭氣化是煤化工的基礎,也是煤炭高效清潔具有很多優(yōu)點。利用、形成新能源的基礎。原料煤經(jīng)過純氧氣化之a(chǎn). 煤制甲醇來源廣泛。我國有豐富的閑棄少后,得到的合成氣可以達到很高的除塵和脫碗率,其用的高硫煤,有存儲量頗多的煤層氣和煉焦的副產(chǎn)污染物的排放指數(shù)將大大降低。如二氧化硫、氮氧品焦爐氣,都可制作甲醇、二甲醚?；衔锖头蹓m的排放量分別可達歐共體污染物排放b.甲醇汽油含氧量高,燃燒充分,能有效的降限制的18%、65%和2%,幾乎達到了環(huán)境的極限要低和減少有害氣體的排放。按照國家標準,碳氧化求。通過煤炭氣化及其轉化反應,二氧化碳可直接合物下降98. 9% ,碳氫化合物下降88. 11% ,達到歐分離出來,得到高純度的二氧化碳,從而更便于其綜II標準,部分指標達到歐IV標準,是名副其實的清潔合利用和捕捉、埋存,滿足環(huán)境要求。燃料。合成氣體的用途極其廣泛,如作為工業(yè)燃氣、民c.基于甲醇汽油的燃燒特性,能有效地清除燃用煤氣、化工原料、發(fā)電燃氣、冶金還原氣以及分布燒系統(tǒng)各部位的積炭,避免因積炭而引起動力下降，式能源系統(tǒng)、多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)等。2009 年8月30且有利于降低零部件熱負荷,延長發(fā)動機部件的使日,大唐國際內蒙古克什克騰旗煤制天然氣項目正用壽命。式開工,這是我國第一個經(jīng)國家核準并開工的大型d.使用低比例的甲醇汽油,無需改裝現(xiàn)有的汽煤制氣示范工程,2012年建成后可向北京提供40車和發(fā)動機;使用高比例的甲醇汽油則需改造,但也億立方米天然氣。從有關資料看,煤制氣的能源轉比較易行。.化效率較高，比用煤生產(chǎn)甲醇等其他產(chǎn)品高約e.使用甲醇燃料可節(jié)約開支,按1.5 t甲醇相13%,比直接液化高約8%,比間接液化高約18%。當于1 t汽油計算,其價格比大體上是0.5: 1,即可節(jié)省一半的價錢。二甲醚是易燃燃料,燃燒無黑煙，2從煤炭中提取液體幾乎無污染，且具有較高的十六烷值和優(yōu)良的壓縮把固體原料煤轉化為與原油性質類似的有機液性,非常適合壓燃式發(fā)動機,被認為是柴油發(fā)動機理體,就是煤的液化。長期以來,石油精練作為生產(chǎn)動想的替代燃料。除了替代汽油、柴油以外,甲醇、二力燃料、化工原料及化工產(chǎn)品最主要的途徑,其作用.甲醚還可用來替代石油生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品。幾乎是不可替代的。氫能是零排放的能源,氫氣燃料只產(chǎn)生水,沒有1)煤的直接液化。又稱加氫液化,是將煤在高任何污染,其前景是美好的。煤炭制造合成氣的過溫高壓下與氫反應,使其降解和加氫，從而使煤轉化程中,稍許改動工藝流程即可制成氫氣。國內外煤為液體油類(如汽油、柴油、航空燃料和化工原料制氫的工藝技術已經(jīng)比較成熟,但制造成本較高。等)。2009年初,神華集團在北京隆重宣布,煤直接目前,制氫的生產(chǎn)成本約1~2萬元/噸氫。同時，車.液化示范工程項目在內蒙古鄂爾多斯- -次試車成用燃料電池發(fā)動機使用氫燃料時,氫的儲存、運輸和功,它標志著我國成為世界上唯- -掌握百萬噸級煤加注等過程均要求在高壓下進行,其投資和費用甚直接液化關鍵技術的國家。該項目整個生產(chǎn)過程實高,大大超過制造成本。只有在氣化、凈化、分離和現(xiàn)了污染物近零排放，使煤的利用率提高了5倍以.制氫新技術出現(xiàn)以及氫氣長輸管線形成網(wǎng)絡供應格上,與用煤發(fā)電相比,煤變油使煤的熱利用率提高了局時,才有可能大規(guī)模的應用。一半。另外，試運行生產(chǎn)出的油品品質較高,如用作3潔凈煤發(fā)電技術汽車燃料,其尾氣排放將高于歐V標準。2)煤的間接液化。是將煤氣化轉化為合成氣，3.1 超臨 界、超超臨界發(fā)電機組然后再在催化劑的作用下合成液體燃料。經(jīng)試驗檢通過升高蒸汽參數(shù)--直是提高燃煤鍋爐蒸汽機測，柴油車尾氣排放符合歐V標準,用于柴油車要組發(fā)電效率的主要方法。如在蒸汽溫度基本不變的比普通柴油節(jié)油8%~12%。該油品也可作為調和情況下，蒸汽壓力從亞臨界提高到超臨界(25油,使普通柴油變?yōu)閮?yōu)質柴油。其性能有三大特點:MPa),機組效率增長1. 5%，繼續(xù)從超臨界(25催化劑性能好,噸出油率比國外先進水平高2.2倍;MPa/540C/5609)省屈為超超臨界(30MPa/600碳轉化率高,達91%左右,高于國際先進水平的中國煤化工5%81% ;能源利用率高,達47%左右。YHCNMHG有顯著的節(jié)能和3)煤制醇醚燃料。煤氣化后得合成氣,經(jīng)液化環(huán)保效果。超臨界機組的單臺機組發(fā)電熱效率最高100●《新技術新工藝》.熱加工工藝技術與材料研究2011年 第6期可達50%,而亞臨界發(fā)電機組的發(fā)電熱效率只有3)轉速大且壓力增加時,噪聲也會增加。針對.30%~40%;超臨界發(fā)電機組每度電的煤耗最低僅產(chǎn)生噪聲的原因，可以采用相應的解決方法:齒輪采有255 g(丹麥BWE公司)，較亞臨界發(fā)電機組(每用雙模數(shù)和雙壓力角,使進油區(qū)和出油區(qū)的體積變度電的最低煤耗為327g左右)可降低22%,相應的化更大,增加了吸油和排油的能力,在很大程度上減二氧化碳排放量亦可降低20%。同時,采用煙氣凈少了壓力波動,從而減少噪聲,同時還減少了齒輪泵化裝置(低氧化氮技術)后,在燃燒過程中減少65%的體積,從而減少了材料資源;還可以采用雙排齒輪的氨氧化合物及其他有害物質的形成，且脫硫率可法,大大增加齒輪嚙合次數(shù),流量脈動隨之變小,從超98%。而降低噪聲,拓展了產(chǎn)品的應用范圍。超臨界發(fā)電技術具有良好的技術繼承性和經(jīng)濟4.2煤炭機械的泄漏油污染治理性,因而越來越得到各國電力工業(yè)界的重視,被認為煤炭機械產(chǎn)品發(fā)生泄漏油的現(xiàn)象早已司空見慣是技術最可行、經(jīng)濟上最有競爭力的潔凈煤發(fā)電技了。泄、漏油既影響設備的正常運轉,又浪費石油資源,同時又污染環(huán)境。要治理泄漏、油污染就必須進.2 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電技術與多聯(lián)行密封技術的創(chuàng)新和油料的創(chuàng)新研究。例如煤炭機產(chǎn)系統(tǒng)械液壓系統(tǒng),本身存在著消耗一次性能源石油、有噪潔凈煤發(fā)電技術的另一個主要方向就是以煤氣聲污染和漏油污染,要想節(jié)約能源、治理其泄、漏油化為核心,利用聯(lián)合循環(huán)來提高燃煤電廠的發(fā)電效問題,就要加快植物油、水壓系統(tǒng)等生態(tài)油壓系統(tǒng)的率和清潔水平[2]。所謂聯(lián)合循環(huán),其實質是把燃氣研究，以植物油、水代替礦物油,減少石油消耗和漏輪機循環(huán)與蒸汽輪機循環(huán)以一-定的方式組合成為一油污染印。個熱力循環(huán)系統(tǒng)。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)5結語電技術是- -種將煤氣化技術、煤氣凈化技術與高效的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術相結合的先進動力系統(tǒng)。它的因此,發(fā)展“低碳技術”成為“低碳經(jīng)濟”的必然主要優(yōu)點如下。選擇。從當前國內外“低碳技術”現(xiàn)狀來看,短期內，1)極佳的清潔性。在進行燃燒發(fā)電之前,先對中國應該大力發(fā)展節(jié)能與能效提高技術,如煤炭、石煤進行潔凈轉化,使其具有極好的環(huán)境效益?？朔秃吞烊粴獾那鍧?、高效開發(fā)和利用技術,可再生能了由于煤的直接燃燒產(chǎn)生的環(huán)境污染,其粉塵排放源和新能源技術;從中長期看,中國的主要技術研究幾乎為零,脫硫率可達98% ,脫氮率可達90%。同領域應當包括:主要行業(yè)CO2和甲烷等溫室氣體的時,由于能量轉換率高、燃料消耗量少,其二氧化碳排放控制與處置利用技術;生物與工程固碳技術;先排放量也減少1/4,且可獲得高純度的二氧化碳,便進煤電、核電等重大能源裝備制造技術;CO2捕集、于變廢為寶。利用與封存技術。不僅要大力發(fā)展先進“低碳技2)高效率。IGCC發(fā)電技術的高效率主要來自.術”,更要注重科技創(chuàng)新和“低碳技術”在其他行業(yè)中聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,當今商業(yè)試驗的大型IGCC電站效的應用，以實現(xiàn)整個國民經(jīng)濟的低碳化。率已達50%以上。參考文獻3)耗水量少。據(jù)統(tǒng)計,IGCC電站比常規(guī)汽輪機電站少耗水30%~50% ,使之更適用于水源緊缺[1]吳曉青.關于中國發(fā)展低碳經(jīng)濟的若干建議[J].環(huán)境保的地區(qū),特別是煤礦地區(qū),建立坑口電站。護,2008(3) :132-134.[2]呂靜.清沽煤之夢[J]. 中國新聞周刊, 2008(13) :38-39.4其他方面[3]曾立平,郭霄蛾.機械產(chǎn)品的綠色設計[J].礦山機械，2003(11);112 113.4.1煤炭機械的噪聲污染整治煤炭機械中常用的齒輪泵的噪聲就非常大,而[4]張艷.礦山機械的綠色設計分析[J].機械設計與制造，2005(9) :167-168.噪聲產(chǎn)生的原因有以下幾種心。1)由于齒輪的嚙合傳動,產(chǎn)生周期性的流量脈作者簡介:張海軍(1957-)男，副教授,從事機械制造加工技動,在出油口若有阻抗,形成壓力波動,從而產(chǎn)生脈術研究。動噪聲。收稿中國煤化工2)在齒輪嚙合過程中,吸油腔與排油腔易產(chǎn)生瞬間的液壓沖擊,也就是沖擊噪聲。TYHCNMHG]輯王亞昆《新技術新工藝》●兵器工業(yè)技術交流2011年 第6期●101●