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中图分类号TQ536 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)80-0096-02
人类要生存,社会要发展就必须依靠能源,而煤能源在世界矿物能源储量中位居首位。我国的能源主要依靠煤能源,煤炭在能源结构中所占的比例为75%,它合理利用煤炭能源,充分体现了高效、洁净、经济的优点,这对煤化工的利用是一个重大突破。煤化工所牵涉到的范围很广,可以生产绝大部分的石油化工产品。在当前阶段,我国的油储存量开采不足和油品紧张的矛盾日益突出,在未来煤化工的发展也直接关系到我国经济的发展和能源战略的安全。本文在此从国产化和工程化的方面出发,对煤气化工艺技术的发展和合成气制乙烯以及甲醇、二甲醚等一些工业化和大型化途径进行了阐述。煤气化工艺技术是煤化工的重要技术,在此重点论述了煤气化技术的未来发展和应用开发等问题。
1 煤化工的三个工业化层次
在煤炭工业发展中,煤气化、化工原料和燃料的合成已经成了主要研究对象。在煤气化新技术的不断发展中,化工原料合成工艺也日趋成熟,当前阶段,将煤制合成气作为重要原料来生产多种化工产品和合成燃料已经形成,这也是煤化工工业的重大改革。
煤化工工艺根据它的步骤来划分,可以分为煤制合成气、合成气的加工和深度加工三个主要步骤。其中,煤化工的第一个层次是水煤浆或者干煤粉通过部分的氧化法生成了合成气。而醇类、烃类以及其他碳氧化合物的合成构成了合成气加工的工艺路线。它们不仅可以成为单独的工业产品,也可以作为加工的中间品。那么,甲醇下游产品如碳酸二甲酯、醋酸等,和烯烃的下游产品如聚乙烯、聚丙烯等所占的比例最多,它是化工行业的重要支柱。
2 煤气化的方法和技术
2.1煤气化的方法
在煤转化发展过程中,煤气化是最主要的一种技术。近年来煤气化技术的不断发展,所形成的气化方法也不尽相同,可以分成流化床气化、移动床气化、熔融床气化以及气流床气化这四种方法。其中,熔融床气化方法还在试用时期,而其他三种方法都已经工业化。
2.1.1流化床气化方法
这种方法是采用了不大于八厘米的颗粒煤作为原料,同时把气化剂作为流化介质,然后通过流化床的气体分布板从下由上通过床岩。流化床内气和固直接的返混和接触良好,它的传质和传热速率都很高,所以流化床的组成和温度都比较均衡。
2.1.2移动床气化方法
这种方法又叫固定床气化,这种方法需要逆向操作。一般可以分为常压和加压两种方法,常压法操作简单,但必须用块煤,不可以采用低灰熔点的煤。而加压法是在常压法的基础上进行改进和提高的,一般采用氧气和水蒸气作为气化剂,很大提高了煤种的适应能力。这种方法一般采用Lurgi加压气化法,所生产出来的煤气中的甲烷含量比较高。
2.1.3气流床气化方法
气流床是固体在燃料气化时,气化剂把煤粉带进气化炉进行并流气化。它的特点主要是气流隔开了各自的煤粒,燃料的粘结性不对气化过程产生影响。燃料在气流床气化炉的反应区做短时停留,燃料和气化剂快速反应。采用氧气和少许水作为气化剂,可以保持较高的反应温度。在气流床气化方法中,K-T炉法是最早被使用的。它一般在常温状态下操作,但出现了一些问题,后来又研究出了加压气化工艺-Shell和Prenflo方法。
2.2 煤气化的技术
如今已工业化的煤气化工艺有以下几种:Texaco水煤浆加压气化、Lurgi固定床加压气化、Dow水煤浆加压气化以及Shell粉煤气化。
2.2.1 Texaco水煤浆加压气化技术
Texaco水煤浆加压气化技术是将水煤浆作为原料,和工艺氧气在气化炉中进行部分的氧化反应,在气化压力和高温下,最后获得合成气CO和H2。这种工艺碳转化率和有效气成分很高,它安全性高,对煤种的适用范围广,有比较大的操作弹性,三废处理比较简单,有利于保护环境。
2.2.2 Lurgi固定床加压气化技术
这种气化法对煤质有比较高的要求,只能用块煤,粗煤气中甲烷的含量比较高,比较适合生产城市煤气,而且三废不容易处理。
2.2.3 Dow气化技术
这种气化技术工艺优良,有可能被用在化工生产方面。Dow气化炉可以分成两段,它具有以下一些优点:和Texaco互相比较,它的氧耗、煤耗以及吨氨能耗都比较低,气化条件比较温和,在二段炉可以采用一般的耐火砖,而且成本低,材料适应性广。运用这种水煤浆气化来生产甲醇和合成氨,或许是一种可行的方法。
2.2.4 Shell粉煤制气工艺
它是一种洁净的煤气化工艺技术,原料适应性强,这种工艺不仅适合联合发电,还可以将制取的合成气作为化工原料。它直接采用干粉煤进料,对于原料选择更广泛,成本低,煤种的转化和煤的消耗低。
2.2.5水煤浆化工的现状和技术开发
在煤化工中,采用水煤浆为原料,最难解决的问题就是怎样才能提高水煤浆的煤浓度,让浆体保持稳定状态。在工业配置中,水煤浆离气化炉比较短,中间贮槽的容积比较小,储存时间可以在几个小时到几天之内。提高浆体中的煤浓度可以采用对添加剂性能进行改善和增加第二种含碳固体的方法。这几年来,国家引进的水煤浆气化设备已经慢慢投产,虽然操作流程简便,但也存在一些缺点。干粉煤气化在我国的经验还不成熟,在国外主要是用来发电。
3 对煤气化未来的设想
总的来说,煤化工工艺还有一些缺点:例如运输困难、成本高、污染环境等。运输渠道都是通过轮船和铁路,运输量很大,成本很高,而且在生产过程中排出的废渣、废气等毒害物质,给水源、空气和土地带来了污染。化工装置在配置煤气化技术的时候,都是独立设置的。这种气化设置比较分散,根本无法解决运输量大,污染环境等问题,在21世纪的化学工业发展中已经不能适应形势的发展。在未来的煤气化发展中,可以考虑在煤矿的坑口,设置很多大型化的煤气化装置。另外,还可以在坑口旁边建立大型的煤化工综合性企业,从而提高煤化工产业的经济效益,让运输紧张状况得到缓解,也让城市周围工业区的环境污染得到改善,希望在不久将来这种设想能成为现实,成为将来煤化工发展的方向。
参考文献
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关键词:德士古 气化工艺 改造 分析 水煤浆
一、气化工艺的特点
(一)流程特点
在德士古气化工艺中,气化炉是一个立式圆筒形的。上面是气化室,内里衬有耐火材料。水煤浆先和氧气进行混合,然后一起进到气化室。在高温熔渣条件下,煤、蒸汽和氧气反应产生的煤气与熔渣一起流向下方,用水对其喷淋后进入辐射式冷却器中进行冷却操作。煤气与熔渣分离后先对其降温然后出气化炉。煤气去到净化工段,或者是出气化炉以后先去到对流式冷却器然后再进入净化工段。而熔渣经过急冷操作后也从底部出气化器,在灰渣处理设备中被集中进行处理。气化器下部的温度比上部低,所以下面没有耐火的衬里,由于不经过冷却因此会产生高压蒸汽。通常,德士古气化炉的外径约为3m,高有4.5m,在4.5MPa的操作压力下,每小时的煤处理量达80吨。
在净化系统中,粗煤气被水洗净化以后,出来的清洁煤气为中热值的合成气。只需要进行脱硫不必除去二氧化碳就可以作为燃气使用。之所以在燃烧以前就进行脱除硫化氢的操作是因为燃烧之前的脱硫工艺比较成熟,并且压力高、体积小,所得的副产品有更好的市场。而实际上,在其他的煤气净化工艺中,都需要在脱除硫化氢的同时也对二氧化碳进行脱除操作,这是考虑到二氧化碳的存在对工艺的影响。
由于工艺的原料是水煤浆,因此还另有一套制备水煤浆的系统,此处就不再赘述了。水煤浆进料与干粉进料相比,减小了系统的压力,系统的运行安全性更高。
(二)装置的特点
在气化器的上面,温度高达1650摄氏度,比灰熔点还要高。然后煤气在200到360摄氏度左右出气化炉。对于装置的压力,用于中间试验的气化炉压力较小,在2.7MPa到8.3MPa之间,而一般的工业装置,在用煤气制取合成氨时气化时的压力都在8.3MPa到10MPa之间,合成甲醇的气化压力也在6MPa与7MPa之间。
二、工艺的优点和缺点
(一)优点
原料的来源广泛便利,可用褐煤和烟煤或煤粉来制成水煤浆,并且无特殊的浓度要求;所使用的气化炉有着较流化床或是别的气流床更高的生产能力;所得的产品气中不含焦油或是酚类等物质,排灰中也没有碳。
(二)缺点
由于在制备水煤浆时需要不停的搅拌使其混合均匀,因此煤浆制备系统中的搅拌设备容易被磨损,这增加了设备的维修费用;由于反应需要吸热,因此用氧作气化剂来提供热量,而煤气中含有较多的二氧化碳,为了将反应的效率以及系统的安全性尽量提高,氧气和煤的比例需严格控制好。
三、所做的试验
1978年时联邦德国建立了日处理量为200吨的示范厂,对13个煤种进行了试验;同时期,我国陕西也建立了每日可以处理24吨煤量的化肥研究所;20世纪90年代,我国鲁南、渭河等化肥厂还有上海焦化总厂也引进了德士古气化装置来生产民用燃气。煤的气化工艺技术在长时间的研究下已经日趋成熟与完善,相关的问题也在逐一的被解决。
德士古水煤浆气化工艺采用的水煤浆进料方式,将提高系统压力这一操作变得十分容易,在我国所引进的气化工艺中,也是较早的一种。发展到现在,已有了10多年的时间。在我国,对其了解得比较深的是合成气业,不仅设备的操作熟练,其国产化率也非常高,所需的造价投资也较少。然而,德士古气化炉的不足之处也与水煤浆有关。水煤浆中所含的水占有40%,在气化时会大量的吸热。为了减少气化炉中的热量损失,保持热平衡,需要使用耐火砖进行保温操作。因此,耐火砖需要抵抗高温的侵蚀,而效果较好的耐火砖价格昂贵,这就直接增加了工艺的经济投入。而为了延长气化炉的使用寿命,里面的操作温度需要低于1400摄氏度,因此所用原料煤的灰分以及灰熔点都受到了限制。如果所用煤的变质程度低,那么其高含水量就会影响到煤浆的浓度,造成高的氧耗与煤耗。年产3Mt制油厂的能耗与使用干粉进料的壳牌气化炉总能耗相差有1.74Mt。这些相悖于国家提出的节约资源、绿色化工的理念。
四、分析结果
要想让这些不足得到改善,首先要对预混效果进行改进,这点可以通过水煤浆的多喷嘴对喷来实现。预混效果得到改进了,碳转化率就能得到提高。另外,还应该将水煤浆中所含可燃物的含量提高,这点可以参考多元料浆的做法。
而耐火砖这个问题的解决,可以做的比较有限。例如在熔渣出口等局部易受高温侵害的地方使用水冷膜壁来加强抵抗效果;或是以渣抗渣等来达到延长耐火砖寿命的目的。使用气流床气化炉需要将氧与煤或者氧与碳的比例控制好,在氧、碳比例固定时,氧量的增加会带来负荷的增加。而炉温的升高或降低取决于碳氧比例的改变。水煤浆的气化过程中大量的水蒸气的存在,使得我们只能靠提高氧的用量来提高气化炉的温度。过低的氧量会导致气化炉的温度过低从而使得灰度增加,而氧量过高也会导致过高的炉温,熔渣的强度就会偏低,耐火砖因此需要承受更高温度的侵蚀。
结束语
德士古水煤浆气化工艺采用了水煤浆进料以后,出现的问题主要有两个:用来平衡气化炉中热量平衡所用的耐火砖增加的经济投入以及氧含量的失控所带来的后果。氧含量的控制需要我们随时都对其进行密切的关注,而耐火砖这个问题的解决办法虽然不多,但通过使用水冷膜壁以及以渣抗渣的方法还是有很大收效的。而且我相信,通过我们的不懈钻研以及坚持,煤气化工艺技术一定会取得更大的进步,出现的问题也会一一找到解决之法。
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关键词:轻汽油醚化;工艺技术;应用
GB17930-1999《车用无铅汽油》强制性国家标准对车用汽油中烯烃、硫、苯含量等控制指标提出了更加严格的要求。由于我国成品汽油调和组分中催化裂化汽油约占78%左右,其烯烃含量一般高达40%-60%,远高于35%的指标,因此按新标准生产无铅汽油,难度最大的是烯烃含量。催化轻汽油醚化工艺将FRCN(全馏分催化汽油)中的C4-C7活性烯烃与醇类反应生成相应的醚, 从而降低汽油中烯烃的含量, 烯烃降低的幅度与汽油性质及醚化工艺流程选择有关,一般可降低10-15个百分点。并且经醚化后FRCN辛烷值可提高1-3个单位, 蒸汽压降低6kPa左右, 产品质量得到明显改善。
通过醚化装置可消耗大量的甲醇,这不仅使价格较低的甲醇通过醚化转化为高附加值的汽油产品,提高了炼油厂的经济效益,而且还有利于甲醇工业的发展。采用催化裂化汽油醚化工艺,轻汽油醚化后,烯烃含量降低,醚类化合物不但有较高的辛烷值,而且还有较低的蒸汽压,与汽油中的烃类有相近的热值,醚类掺入汽油后可减少汽车尾气中的CO和未燃烃类。甲醇调合到汽油中,会发挥增值效应,对目前普遍过剩的甲醇找到了新的增值途径。轻汽油醚化工艺已被证明是提高汽油质量的重要手段,是21世纪具有广阔发展前景的清洁汽油生产工艺。我国工艺技术达到了先进、成熟、可靠的水平,并且各有多套工业装置建成投产。轻汽油醚化装置,目前运行效果良好。
一、汽油醚化工艺原理
醚化是指甲基叔丁基醚工艺。异丁烯和甲醇在强酸性阳离子交换树脂作用下生成的甲基叔丁基醚是一种良好的高辛烷值汽油组分,它在汽油组分中有良好的调和作用,其稳定性好,可与烃燃料以任何比例互溶。不同组分的汽油加入甲基叔丁基醚后,其辛烷值均有不同程度的提高。
汽油醚化是以催化稳定汽油中轻汽油为原料,催化汽油中初馏点到75。C馏分的叔戊烯、叔己烯和叔庚烯在酸性树脂催化剂的存在下与甲醇进行醚化反应生成相应的甲基叔戊基醚(TAME)、甲基叔己基醚(THxME)、甲基叔庚基醚(THeME),从而得到辛烷值高而蒸汽压低的醚化汽油。
二、工艺流程简介
经碱洗后的催化裂化汽油水洗再加热升温至120℃进入分馏塔分离,分馏出75℃以下馏分与甲醇混合进入吸附器。脱除轻汽油中的氮化物后升温至6O℃进入预反应器,再进入醚化反应器。在树脂催化剂作用下,异构烯烃与甲醇反应生成高辛烷值、低蒸汽压的醚化汽油,从反应器顶流出,与75℃以上馏分混合去调合罐区,作为优质汽油的调和组分。采用1个分馏塔分离出从初馏点至75℃的轻汽油馏分。采用2个吸附器切换操作脱除轻汽油中的碱性氮化物,以保护酸性树脂催化剂。增设1个预反应器提高反应器操作安全性及操作周期。3个反应器既可串联操作又可并联操作,使装置操作的灵活性得以提高。反应产物中的甲醇含量较少,因此直接混合在醚化汽油中不再进行分离回收。
三、催化剂的使用
醚化反应是在酸性条件下进行的,反应可分均相和非均相反应。均相反应可采用硫酸、磷酸、氢氟酸、杂多酸及其盐类,以及苯磺酸、烷基苯磺酸、聚苯乙烯磺化物。均相反应具有腐蚀设备,产物分离复杂,对于烯烃混合物尤其是非支链烯烃和环烯烃转化困难等缺点,因此在工业生产均采用非均相反应。非均相反应可用离子交换树脂,固载杂多酸和沸石分子筛等催化剂。离子交换树脂为强酸性大孔阳离子交换树脂,在较缓和的条件下C4活性烯烃的转化率可达85%-100%,C5 活性烯烃的转化率为30%-60%。其缺点是热稳定性差,树脂表面积碳失活后无法烧焦再生。另外一种很有发展潜力的醚化催化剂是固载杂多酸催化剂。长春应用化学研究所利用杂多酸的特殊性质,将其固载在活性碳或膨胀土上,进行气相合成醚类的实验。结果表明,固载杂多酸催化剂在不同温度下的催化活性均大于分子筛和离子交换树脂,对甲基叔丁基醚的选择性可达100%。沸石分子筛催化剂在较高的温度下有很好的选择性,对醇烯比灵敏度低,无酸的流失,可反复再生,还可抑制烯烃二聚。常用的有X - 、Y - 、L - 、沸石、蒙脱土、ZSM - 5 及ZSM - 11 等。
醚化技术关键是延长醚化催化剂使用寿命、选择适宜操作条件及提高叔碳烯烃的转化率,因此催化剂的选择至关重要。本工艺使用的催化剂为的D005-1型强酸性阳离子交换树脂,为灰黄至灰褐色不透明球状颗粒。使用前用甲醇浸泡,置换掉催化剂中的水分,催化剂寿命约0.5a,不再生。
四、装置的运行
整套装置关键设备醚化反应器采用固定床技术。经过0.5a的工业运行,各项指标达到了装置的设计要求。人口物料为质量流量28000kg/h的催化汽油和质量流量890kg/h的甲醇,出口醚化汽油质量流量28832kg/h,损失58kg/h。醚化汽油和重汽油混合后出装置。醚化后轻汽油质量得到很大改善,汽油研究法辛烷值提高了0.5~1.5,烯烃含量降低59/6~1O,汽油燃烧性能和气化性能得以改善。
催化裂化轻汽油醚化装置运转正常,各设备操作参数在正常范围,达到了设计要求。采用催化裂化汽油醚化工艺后,醚化汽油产量5236t/a,价值2236.82万元。扣除甲醇消耗量1073.38万元/a、醚化加工成本34.72万元/a和145.35万元/a汽油消费税,产生效益983.37万元/a。甲醇调合到汽油中,改善了汽油的燃烧性能和汽化性能,并且使甲醇增值,值得推广应用。
五、工艺应用中注意的问题
1、催化剂方面
对醚化催化剂应采用热稳定性好,选择性高的固载杂多酸催化剂来代替目前工业上所用的离子交换树脂;选择性加氢催化剂应进一步改进,因为载有贵金属的阳离子交换树脂尽管具有较强的选择性加氢功能,但它还有以下缺点:一是贵金属会流失,混入到汽油中造成产品安定性降低;二是贵金属回收会使成本增加。
2、醚化工艺方面
应采用二段醚化技术,由于各种活性烯烃的热力学和动力学特性不同,在一次醚化中只能使一种活性烯烃达到最大转化率,因此有必要进行二次醚化。对一次醚化后的产品进行蒸馏,分馏出绝大部分甲醇和较易反应的活性烯烃进行二次醚化。第二次醚化的反应温度要比第一次反应温度低。开发催化裂化轻汽油醚化催化蒸馏工艺,提高活性烯烃的转化率;进行直链烯烃骨架异构化的研制,扩大醚化原料的来源。
六、结语
该工艺在改善车用汽油品质方面还具有重要作用:醚化生成的甲基叔烷基醚的辛烷值较高,醚化后FCC汽油的辛烷值比未醚化时一般可提高1-2 个单位;醚化后汽油蒸汽压降低6kPa左右从而可调入一些不含芳烃的轻组分,有利于提高汽油的辛烷值和增加经济效益;醚化装置一般包含选择性加氢部分,将汽油中的不稳定烯烃如共轭二烯烃转化为单烯烃故安定性变好且改善了产品颜色;使价格较低的甲醇通过醚化转化为高附加值的汽油产品,提高了炼油厂的经济效益。并通过消耗甲醇拉动天然气加工业,有利于我国甲醇和天然气加工业的发展。
参考文献:
[1]李章亚等.油气田腐蚀与防护技术手册[M].北京:石油工业出版社,1998.
关键词:现代化工艺技术;采矿工程;绿色开采工艺;采矿业;矿产资源 文献标识码:A
中图分类号:TD823 文章编号:1009-2374(2017)04-0156-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.04.079
当前我国的采矿业与欧美其他发达国家相比,我国的采矿工艺设备相对落后,对于矿产资源的利用率及开采率均较低,难以适应社会的实际需求。因此,提高矿产资源开采率、促进采矿工程的现代化进程、改善开采环境对于促进社会经济水平的提高尤为重要。
1 当前时期采矿工程中工艺技术的应用前提
在当前形势下,各个领域都渗透可持续发展、绿色生态、低碳节能、环保等的思想意识。鉴于此,当前的采矿工程在应用现代化工艺技术的时候,需要坚持绿色、低碳、环保的原则。针对采矿企业而言,只有有效地统一环境效益和经济效益,应用生态、环保、绿色、高效的采矿技术实时地发现以及解决采矿过程中面临的一系列环境问题,才可以实现自身核心竞争力的增强,才可以占据竞争中的优势地位。为此,在采矿工程当中选择和应用绿色采矿技术有着非常关键的作用和价值,这不但能够有效地保障采矿工程的顺利进行,而且也为我国采矿业以后的发展指明了方向。
2 采矿的现状
2.1 采矿业的发展
矿产资源的开采势必会造成矿产资源枯竭、矿产资源质量变差,使得开采条件越来越差,而矿产资源变得稀少,价格也会随之升高,开采的成本也会升高,但采出的矿产质量差造成矿产贫化,从而影响了采矿的效率、质量和经济效益,因此其会严重影响到采矿业的发展。
2.2 采矿设备和采矿人员
在采矿作业中的设备和工作人员会根据采矿工作的进度和地点进行迁移。在开采矿产资源时要进行挖掘开采的路线和巷道的确定,并且要做好采矿前的准备工作,这样才能顺利地进行回采工作。这三者的关系必须相辅相成,这样才能保证采矿工作顺利进行。如果没有做到相互协调,那么将会导致矿产资源减少和采矿失调等现象。
3 采矿工程中应用的一些现代化采矿工艺技术
3.1 应用空场采矿工艺技术
当今应用最为普遍的一种采矿技术是空场采矿技术,这种技术划分矿区为矿房和矿柱这两个部分,在开采的过程中,首先开采矿房当中的矿产资源,再对矿柱当中的矿产资源进行开采。在应用实践当中,矿房的回采支撑是矿柱,开采借助敞空的形式。矿柱的开采是通过工具的支撑,从而保障整个开采过程当中矿房不会出现比较大的改变。从整体上来讲,空场采矿技术能够实现较高的开采率。
3.2 应用充填采矿工艺技术
充填采矿技术是在回采工作面前进的时候,借助填充材料一一地填补采空区,保障采空区的支撑强度可以满足安全生产的要求。在特殊的情况下,为了确保采空区围岩的支撑强度,还能够结合应用填充材料和支架,其中向下分层充填法是比较普遍的充填采矿技术。应用充填采矿技术能够使回采的有效性大大提升,使矿产安全事故的出现率降低,从而有助于提高企业的经济效益。
3.3 应用岩体加固工艺技术
在采矿工程当中,因为气候、机械装置、地质状况等一系列要素的制约,采矿区附近的岩体会发生一些不稳定的现象,如果要确保正常地进行开采事项,那么就要求借助锚索工具加固处理采矿区不稳定的围岩、顶板、溜井等位置,这种技术被叫做岩体加固技术。在开采实践当中,一般会结合应用岩体加固技术跟充填采矿技术、空场采矿技术,进而确保采矿的安全性。在加固岩体的过程中,比较广泛地应用注浆法与支柱法,这种方法能够非常有效地加固矿场当中的破碎岩体和流砂。
3.4 应用崩落采矿工艺技术
崩落采矿技术是崩落矿洞当中的危险岩,进而使顶层崩塌的危险性减小,为开采矿产创设安全的施工环境。崩落采矿技术有两种:一是无底柱分段崩落法;二是有底柱分段崩落法。有底柱分段崩落法的应用需要科学地设计漏斗间距、分段水平断面尺寸、阶段高度、底柱高度、分段高度等一系列的参数。例如底柱高度主要是受到矿巷道的形式和矿石的稳定性的影响,如果借助漏斗底的构造,那么每个阶段下分段底柱高度是11~13m,而上分段底柱高度是5~7m,进而使阶段输送和耙矿间的互相影响消除。无底柱分段崩落采矿技术具备较高的机械化水平,能够节省大量的人力,并且回采巷道上面分段临时底柱取消,这种技术具备非常普遍的应用范围。
3.5 应用溶浸采矿工艺技术
在化学开采技术当中,溶浸采矿技术是其中的一种,这种技术是结合勘探地质的结果进一步地探究开采矿产的物理特性和化学特性,根据化学特性选用适宜的溶浸液,再向矿层当中进行灌注,从而跟目标物产生化学反应,以使需要开采的矿物从固体形式向液体形式转化,进而有效地开发矿产资源。溶浸采矿技术有着较高的开采率和安全性,跟当前环保节能的生产需要相符合,为此有着理想的发展前景。
4 在采矿工程中应用现代化工艺技术需要注意的事项
将空场采矿技术应用于采矿工程中的时候,针对采空^的出现,我们不可以急躁处理,而是需要稳定矿石和围岩。针对崩落采矿技术的应用来讲,这种技术通常在允许塌陷的地表矿体以及比较容易崩落的围岩中应用,且结合实际的要求有目的性地实施回采策略。在应用充填采矿技术的过程中,需要根据回采工作面的推进方向以及矿块构造,应用充填采矿方法(胶结、干式、向下层的、向上层的、单层的、水力等)。应用溶浸采矿技术的时候,务必关注各种浸出地点以及浸出方式,有目的性地确定是由原地或者是原地破碎之后,还是由地表浸出的方式。另外,在采矿工程中,岩体加固技术非常重要,也是确保生产安全性的关键所在,为此务必引起足够的关注。在采矿工程中,无论应用哪一种采矿技术,务必在保障安全性的基础上开展以及在保障安全性的前提条件下尽量有效地应用采矿技术,遵循生态绿色观念与环保低碳意识,特别是重视其对环境导致的影响,注重采矿技术应用的合理性、科学性、高效性,从而大大地提高采矿工程的作业质量,最终奠定实现理想经济效益的良好基础。
5 采矿工程中现代化工艺技术的发展趋势
在不断发展的社会经济与科技影响下,绿色采矿工艺技术在采矿工程中的应用是我国采矿领域发展的一种必然的趋势。当今,在采矿工程中应用比较多的绿色开采技术是煤炭地下气化技术、瓦斯和煤共采技术、保水开采技术、洁净煤技术、三下采煤和减沉技术等,事实表明,在一部分规模较大的采矿工程中普遍应用绿色开采技术能够实现理想的效果,然而也存在亟需完善之处。为此,为了推动我国采矿事业的良好发展,需要不断优化和完善绿色开采技术的应用,进而有助于我国对矿产资源进行更加有效地开采以及推动采矿事业的良好发展与国民经济的增长。与此同时,绿色开采技术的应用缺少完善的法律法规支持,为此我国的相关部门需要制定有关的经济政策和法律政策,加速引进国际先进绿色装置与技术以及吸收现代化的人才,注重培训固有的人才,从而保障普遍地应用绿色开采技术,最终促进我国采矿事业的稳定和健康发展。
6 结语
综上所述,现代化采矿工艺技术在采矿工程中具有较大的应用优势,能够显著改善工作的安全性,提高开采效率和质量,推动矿业的稳定与持续化发展。在新的时代背景下,矿山采矿工作应当结合安全与环保理念,积极开发绿色开采技术,在提高矿产开采经济效益的同时,提高采矿带来的环境与社会效益,大力应用现代化采矿工艺技术,提升采矿效率。本文重点分析现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用,希望可以提供一些有价值的参考意见。
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绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。
2绿色化工技术的开发
2.1原料的选用
绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。
2.2无毒害催化剂的选用
在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。
3绿色化工技术在化学工业中的应用
3.1清洁生产技术
清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。
3.2生物技术
生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。
3.3生产环境友好型产品