日期:[2022年10月12日]
-- 智慧生活报 --
版次:[A8]
动力、炼焦、气化，煤炭种类多，作用各不同
□特约撰稿 覃轩
煤被称为“工业的粮食”，是极其重要的能源和工业原料。山西作为世界五大煤炭生产地之一，是我国重要的煤炭基地，煤炭资源丰富，素以“煤炭之乡”著称。
煤是在特定的地史时期内，由植物和少许浮游生物遗体，在古地理、古气候和地壳运动作用下，埋藏于地下，被上覆盖地层压实，并经过复杂的水化学作用、生物化学作用、物理化学作用转化而成的固体有机可燃矿产。它是多种高分子有机化合物和矿物质的集合体。
1
煤的形成
山西省的赋煤区域划分有六大煤田和8个煤产地。六大煤田为：大同煤田、宁武煤田、河东煤田、太原西山煤田、霍西煤田和沁水煤田。8个煤产地为：浑源煤产地、五台煤产地、垣曲煤产地、平陆煤产地、繁峙煤产地、灵丘煤产地、广灵煤产地、阳高煤产地。
大同煤田位于山西省北部大同市西北，兼有石炭二叠纪和侏罗纪的“双纪”煤炭资源。上煤系侏罗系大同组含煤面积645平方公里，为特低硫、低灰、高热值弱粘煤类。下煤系石炭-二叠纪含煤面积1704平方公里，主要煤类为中灰、低-中硫、高热值长焰煤、气煤。
宁武煤田位于山西省北中部，跨朔州市、忻州市及吕梁市，也是兼有石炭二叠纪和侏罗纪的“双纪”煤田。上煤系侏罗系大同组含煤面积495平方公里，主要为中灰、低硫、高热值气煤。下煤系石炭-二叠纪含煤面积3150平方公里，煤类以气煤为主，并有长焰煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤及焦煤。
河东煤田位于山西省西部，黄河东侧，呈南北向带状分布，跨忻州市、吕梁市、临汾市。石炭二叠系含煤面积15532平方公里，兼有炼焦用气煤、肥煤、焦煤、瘦煤，其中不乏中灰、低硫优质炼焦用煤。
太原西山煤田古交矿区位于山西省中部，太原市汾河西侧。石炭二叠系含煤面积1779平方公里。兼有中灰、低-中高硫、高热值炼焦用肥煤、焦煤、瘦煤及动力用贫煤、无烟煤。
霍西煤田位于山西省中南部，跨吕梁市、晋中市及临汾市。石炭二叠系含煤面积5775平方公里。以中灰、低硫-高硫、高热值炼焦肥煤、1/3焦煤及瘦煤为主。
沁水煤田位于山西省东南部，跨晋中市、阳泉市、长治市、晋城市，是山西省最大的煤田，石炭二叠系含煤面积27301平方公里。以中灰、低硫-高硫、高热值无烟煤及贫煤为主，少量焦煤、瘦煤。
零散分布的浑源、五台、繁峙、平陆、垣曲等煤产地，含煤面积合计约1419平方公里，以石炭二叠纪煤为主，少量侏罗纪、古近系褐煤。各煤产地资源规模均甚小。
2
煤炭的工业用途
山西省全省面积15.67万平方公里，含煤面积约6.2万平方公里，占全省面积的40%。全省119个县（市、区），赋存煤炭资源并已开采的有94个。长期以来，煤炭工业不仅是山西省的支柱产业，也是我国国民经济发展的重要能源基地。山西省的煤，按经济用途大致可分为动力用煤、炼焦用煤（简称焦煤）、气化用煤、液化用煤和其他用煤。其中，焦煤作为我国稀缺煤种，50%分布在山西，其可采储量和查明储量均居全国之首。
●动力用煤
动力用煤对煤质要求较宽松，各种煤类包括石煤、煤矸石等，均可做动力燃烧用煤。山西动力用煤主要产区有大同、平朔、轩岗、太原西山、河保偏、阳泉、寿阳、潞安、晋城、沁水等地。
大同侏罗纪煤是著名的优质动力煤，主要供发电、水泥、有色、机械、陶瓷、铁路等行业作动力燃用，为优质的发电用煤。
平朔地区煤以气煤为主，燃烧性能好，灰熔点高，从综合性能看平朔煤仍为较好的动力用煤。以发电、工业锅炉、窑炉等用煤为主。
阳泉地区煤以无烟煤类为主，有部分贫煤。具有较低硫、高发热量、中灰、高灰熔融性、低煤灰玷污性，低结渣性的优点，同时也存在难着火、难燃尽的缺点。可广泛应用于燃烧低挥发分煤的电厂。
潞安地区煤以贫瘦煤、贫煤煤类为主，有少量瘦煤。从燃煤电厂的实际运行情况来看，潞安煤具有热值高、燃烧性能好、制粉性能好、灰熔点高等特点，适合用于燃用低挥发分煤的电厂。
晋城产无烟煤，我国许多动力配煤生产线都利用晋城无烟煤，最大的效果是能够提供质量稳定的、充分发挥各单煤种特点的、适应不同燃煤设备的要求，提高热能利用率，降低生产成本。（太原）西山地区煤多为贫瘦煤、贫煤煤类，少量瘦煤、无烟煤。煤的灰分、硫分、发热量中等，燃烧性能、制粉性能好，灰熔点高，主要供设计使用贫瘦煤电厂发电使用，同潞安煤利用途径相同。
●炼焦用煤
山西炼焦煤资源丰富，主要分布在（太原）古交、离柳、乡宁、汾西、霍州、岚县和沁源等地。
古交区炼焦煤变质程度适中，黏结性与结焦性强，区内山西焦煤集团生产矿井炼焦煤单煤种炼出的焦炭可以满足大型高炉对焦炭质量指标要求。
离（石）柳（林）焦煤灰分、硫分低，可选性好，可以作为基础煤，配入适当比例高挥发分弱黏煤和焦粉，采用捣固炼焦技术，炼出优质铸造焦。太原工业大学曾以柳林、离石煤为基础，配入适量的汾西兑镇强黏结肥煤、太原西铭瘦煤、大同弱黏煤和焦粉，经过方案对比，优化出八种配煤方案，均获得良好效果。
●煤炭气化
煤炭气化是当代发展煤化工的首选方向。大力发展煤炭气化，对于综合利用煤炭资源，保护环境，建设资源节约型、环境友好型和谐社会具有重要意义。气化用煤对煤质要求的主要指标是不黏结及弱黏结的煤，如无烟煤、贫煤、贫瘦煤、部分气煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤、1/2中黏煤和褐煤等。其次是抗碎强度大，灰熔融性温度高，热稳定性好，对灰分和硫分要求较宽松。但不同的气化工艺对煤质要求有一定差别。总体上，山西各地的弱黏结、不黏烟煤，以及无烟煤大多都可用于气化。
●水煤浆
水煤浆是由65%—70%的不同粒度分布的煤粉、30%—35%的水和1%的添加剂配成的混合物，是20世纪70年代发展起来的一种新型低污染代油燃料，它既保存了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品。水煤浆可以代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉，具有燃烧效率高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省能源等优点。
山西的贫瘦煤、弱黏煤以及1/3焦煤均是良好的制水煤浆的原料。焦煤、瘦煤也是良好的水煤浆原料，但从资源综合利用的角度看，制水煤浆的原料煤宜采用煤阶较高的贫瘦煤和煤阶较低的弱黏煤、气煤以及长焰煤。山西省适宜制水煤浆的原料煤资源如大同、平朔、宁武、河曲、保德、太原西山、寿阳、长治、潞安一带是十分丰富的。
●活性炭
活性炭是由无定形碳和数量不等的灰分构成的多孔型碳制品。它是一种优质吸附剂，具有优良的吸附能力，用途广泛，被大量应用于脱水、精制、回收、分离、废水及废气处理，饮用水深度净化，催化剂、催化剂载体和防护等各方面。
我国活性炭工业的重心目前主要在宁夏和山西，宁夏以无烟煤基活性炭为主，山西以不黏煤和弱黏煤基活性炭为主，大同弱黏煤、不黏煤与宁夏的太西无烟煤被认为是我国制造活性炭的优质原料煤。
●煤矸石的综合利用
煤炭开采量大，排放的矸石量就十分可观，大量排放的矸石占用大量的土地，并对环境造成明显的影响，综合治理的难度也很大。但是，煤矸石综合利用再资源化的前景却是广阔的。煤矸石化学成分与性能差别大，但大体上可分为两大类，一类为矿井排出的矸石，其特点是有机成分少，发热量低，SiO2
含量高；另一类是选煤厂排出的洗矸，其特点是有机成分多，发热量高，Al2O3
含量高。二者比较，洗矸的利用范围较为广泛且经济价值较高。
煤炭资源的合理利用不仅涉及煤质本身，而且涉及国家和地区的技术水平、国家环境标准、交通运输条件、国家和地区各种燃料和原料的满足程度，是一个跨自然科学和社会科学的系统工程。
读地质·品山西
本栏目由山西省煤炭地质勘查研究院有限公司协办
山西省地势起伏明显，处处雄峰险峡，奇观异景，悬崖刀削斧劈，山石千姿百态，瀑布如练似银，潭水碧波荡漾。本栏目拟以岩浆岩地貌、变质岩地貌、嶂石岩地貌、喀斯特地貌、水蚀地貌、冰蚀地貌、风蚀地貌、火山地貌等地貌类型向大家解读三晋大地上的地质奇观、形成原因及其机理。
煤被称为“工业的粮食”，是极其重要的能源和工业原料。山西作为世界五大煤炭生产地之一，是我国重要的煤炭基地，煤炭资源丰富，素以“煤炭之乡”著称。
煤是在特定的地史时期内，由植物和少许浮游生物遗体，在古地理、古气候和地壳运动作用下，埋藏于地下，被上覆盖地层压实，并经过复杂的水化学作用、生物化学作用、物理化学作用转化而成的固体有机可燃矿产。它是多种高分子有机化合物和矿物质的集合体。
1
煤的形成
山西省的赋煤区域划分有六大煤田和8个煤产地。六大煤田为：大同煤田、宁武煤田、河东煤田、太原西山煤田、霍西煤田和沁水煤田。8个煤产地为：浑源煤产地、五台煤产地、垣曲煤产地、平陆煤产地、繁峙煤产地、灵丘煤产地、广灵煤产地、阳高煤产地。
大同煤田位于山西省北部大同市西北，兼有石炭二叠纪和侏罗纪的“双纪”煤炭资源。上煤系侏罗系大同组含煤面积645平方公里，为特低硫、低灰、高热值弱粘煤类。下煤系石炭-二叠纪含煤面积1704平方公里，主要煤类为中灰、低-中硫、高热值长焰煤、气煤。
宁武煤田位于山西省北中部，跨朔州市、忻州市及吕梁市，也是兼有石炭二叠纪和侏罗纪的“双纪”煤田。上煤系侏罗系大同组含煤面积495平方公里，主要为中灰、低硫、高热值气煤。下煤系石炭-二叠纪含煤面积3150平方公里，煤类以气煤为主，并有长焰煤、气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤及焦煤。
河东煤田位于山西省西部，黄河东侧，呈南北向带状分布，跨忻州市、吕梁市、临汾市。石炭二叠系含煤面积15532平方公里，兼有炼焦用气煤、肥煤、焦煤、瘦煤，其中不乏中灰、低硫优质炼焦用煤。
太原西山煤田古交矿区位于山西省中部，太原市汾河西侧。石炭二叠系含煤面积1779平方公里。兼有中灰、低-中高硫、高热值炼焦用肥煤、焦煤、瘦煤及动力用贫煤、无烟煤。
霍西煤田位于山西省中南部，跨吕梁市、晋中市及临汾市。石炭二叠系含煤面积5775平方公里。以中灰、低硫-高硫、高热值炼焦肥煤、1/3焦煤及瘦煤为主。
沁水煤田位于山西省东南部，跨晋中市、阳泉市、长治市、晋城市，是山西省最大的煤田，石炭二叠系含煤面积27301平方公里。以中灰、低硫-高硫、高热值无烟煤及贫煤为主，少量焦煤、瘦煤。
零散分布的浑源、五台、繁峙、平陆、垣曲等煤产地，含煤面积合计约1419平方公里，以石炭二叠纪煤为主，少量侏罗纪、古近系褐煤。各煤产地资源规模均甚小。
2
煤炭的工业用途
山西省全省面积15.67万平方公里，含煤面积约6.2万平方公里，占全省面积的40%。全省119个县（市、区），赋存煤炭资源并已开采的有94个。长期以来，煤炭工业不仅是山西省的支柱产业，也是我国国民经济发展的重要能源基地。山西省的煤，按经济用途大致可分为动力用煤、炼焦用煤（简称焦煤）、气化用煤、液化用煤和其他用煤。其中，焦煤作为我国稀缺煤种，50%分布在山西，其可采储量和查明储量均居全国之首。
●动力用煤
动力用煤对煤质要求较宽松，各种煤类包括石煤、煤矸石等，均可做动力燃烧用煤。山西动力用煤主要产区有大同、平朔、轩岗、太原西山、河保偏、阳泉、寿阳、潞安、晋城、沁水等地。
大同侏罗纪煤是著名的优质动力煤，主要供发电、水泥、有色、机械、陶瓷、铁路等行业作动力燃用，为优质的发电用煤。
平朔地区煤以气煤为主，燃烧性能好，灰熔点高，从综合性能看平朔煤仍为较好的动力用煤。以发电、工业锅炉、窑炉等用煤为主。
阳泉地区煤以无烟煤类为主，有部分贫煤。具有较低硫、高发热量、中灰、高灰熔融性、低煤灰玷污性，低结渣性的优点，同时也存在难着火、难燃尽的缺点。可广泛应用于燃烧低挥发分煤的电厂。
潞安地区煤以贫瘦煤、贫煤煤类为主，有少量瘦煤。从燃煤电厂的实际运行情况来看，潞安煤具有热值高、燃烧性能好、制粉性能好、灰熔点高等特点，适合用于燃用低挥发分煤的电厂。
晋城产无烟煤，我国许多动力配煤生产线都利用晋城无烟煤，最大的效果是能够提供质量稳定的、充分发挥各单煤种特点的、适应不同燃煤设备的要求，提高热能利用率，降低生产成本。（太原）西山地区煤多为贫瘦煤、贫煤煤类，少量瘦煤、无烟煤。煤的灰分、硫分、发热量中等，燃烧性能、制粉性能好，灰熔点高，主要供设计使用贫瘦煤电厂发电使用，同潞安煤利用途径相同。
●炼焦用煤
山西炼焦煤资源丰富，主要分布在（太原）古交、离柳、乡宁、汾西、霍州、岚县和沁源等地。
古交区炼焦煤变质程度适中，黏结性与结焦性强，区内山西焦煤集团生产矿井炼焦煤单煤种炼出的焦炭可以满足大型高炉对焦炭质量指标要求。
离（石）柳（林）焦煤灰分、硫分低，可选性好，可以作为基础煤，配入适当比例高挥发分弱黏煤和焦粉，采用捣固炼焦技术，炼出优质铸造焦。太原工业大学曾以柳林、离石煤为基础，配入适量的汾西兑镇强黏结肥煤、太原西铭瘦煤、大同弱黏煤和焦粉，经过方案对比，优化出八种配煤方案，均获得良好效果。
●煤炭气化
煤炭气化是当代发展煤化工的首选方向。大力发展煤炭气化，对于综合利用煤炭资源，保护环境，建设资源节约型、环境友好型和谐社会具有重要意义。气化用煤对煤质要求的主要指标是不黏结及弱黏结的煤，如无烟煤、贫煤、贫瘦煤、部分气煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤、1/2中黏煤和褐煤等。其次是抗碎强度大，灰熔融性温度高，热稳定性好，对灰分和硫分要求较宽松。但不同的气化工艺对煤质要求有一定差别。总体上，山西各地的弱黏结、不黏烟煤，以及无烟煤大多都可用于气化。
●水煤浆
水煤浆是由65%—70%的不同粒度分布的煤粉、30%—35%的水和1%的添加剂配成的混合物，是20世纪70年代发展起来的一种新型低污染代油燃料，它既保存了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品。水煤浆可以代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉，具有燃烧效率高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省能源等优点。
山西的贫瘦煤、弱黏煤以及1/3焦煤均是良好的制水煤浆的原料。焦煤、瘦煤也是良好的水煤浆原料，但从资源综合利用的角度看，制水煤浆的原料煤宜采用煤阶较高的贫瘦煤和煤阶较低的弱黏煤、气煤以及长焰煤。山西省适宜制水煤浆的原料煤资源如大同、平朔、宁武、河曲、保德、太原西山、寿阳、长治、潞安一带是十分丰富的。
●活性炭
活性炭是由无定形碳和数量不等的灰分构成的多孔型碳制品。它是一种优质吸附剂，具有优良的吸附能力，用途广泛，被大量应用于脱水、精制、回收、分离、废水及废气处理，饮用水深度净化，催化剂、催化剂载体和防护等各方面。
我国活性炭工业的重心目前主要在宁夏和山西，宁夏以无烟煤基活性炭为主，山西以不黏煤和弱黏煤基活性炭为主，大同弱黏煤、不黏煤与宁夏的太西无烟煤被认为是我国制造活性炭的优质原料煤。
●煤矸石的综合利用
煤炭开采量大，排放的矸石量就十分可观，大量排放的矸石占用大量的土地，并对环境造成明显的影响，综合治理的难度也很大。但是，煤矸石综合利用再资源化的前景却是广阔的。煤矸石化学成分与性能差别大，但大体上可分为两大类，一类为矿井排出的矸石，其特点是有机成分少，发热量低，SiO2
含量高；另一类是选煤厂排出的洗矸，其特点是有机成分多，发热量高，Al2O3
含量高。二者比较，洗矸的利用范围较为广泛且经济价值较高。
煤炭资源的合理利用不仅涉及煤质本身，而且涉及国家和地区的技术水平、国家环境标准、交通运输条件、国家和地区各种燃料和原料的满足程度，是一个跨自然科学和社会科学的系统工程。
读地质·品山西
本栏目由山西省煤炭地质勘查研究院有限公司协办
山西省地势起伏明显，处处雄峰险峡，奇观异景，悬崖刀削斧劈，山石千姿百态，瀑布如练似银，潭水碧波荡漾。本栏目拟以岩浆岩地貌、变质岩地貌、嶂石岩地貌、喀斯特地貌、水蚀地貌、冰蚀地貌、风蚀地貌、火山地貌等地貌类型向大家解读三晋大地上的地质奇观、形成原因及其机理。
