在“双碳”倒计时下,高热值、低挥发分、低硫的无烟煤成为冶金行业降本减碳的“天然瘦化剂”。全国1200亿t保有储量中,山西独占40%,贵州、河南紧随其后;配煤炼焦实验表明,无烟煤细度1mm时焦炭冷强度M40最高达73.7%,M10降至9.0%;高炉喷吹最优配比52%无烟煤+40%烟煤+8%焦粉,理论燃烧温度与燃尽率同步提升,为2025年无烟煤在焦化-炼铁-炼钢链条中的规模化应用提供了可复制的工艺坐标。
一、无烟煤资源版图:山西储量500亿t占全国四成,产量39%稳居首位
《2025-2031年中国无烟煤矿行业发展趋势及投资风险分析报告》全国无烟煤探明储量1200亿t,预测资源量4742亿t,居全球首位;山西500亿t、贵州20%、河南5%位列前三,六大基地(京煤、晋城、焦作、永城、神华宁煤、阳泉)贡献主要商品量。2024年山西无烟煤产量占全国39%,河南、湖南、贵州分列14%、13%、8%,资源与产量高度集中,运输半径决定区域成本差异。
二、无烟煤配焦逻辑:活性组分平衡+粒度1mm,M40峰值73.7%
无烟煤黏结指数G与胶质层厚度Y趋近于零,需与高黏结性肥煤、焦煤搭配。实验显示,配入量<8%时焦炭强度基本不受影响;粒度3mm易形成裂纹中心,M40仅67.7%;粒度1mm时M40升至73.7%,M10降至9.0%;配入比例10%~20%且R max控制在1.10%~1.20%,可制得M40>82%、M10<7.2%的一级冶金焦,无烟煤细度<1mm占比≥90%成为硬指标。
三、无烟煤高炉喷吹:52%无烟煤+40%烟煤+8%焦粉,着火点与燃尽率双赢
高炉喷吹要求固定碳高、不结焦、不堵枪。无烟煤发热量25000~32500kJ/kg、挥发分低、爆炸性弱,但着火点高、燃尽速度偏慢;按52%无烟煤+40%烟煤+8%焦粉配伍,着火点最低、燃尽率最高,喷煤比可稳定在155kg/t铁以上,吨铁能耗下降5kgce,CO₂排放减量8~10kg,实现“高煤比-低焦比-低燃料比”三元平衡。
四、无烟煤炼钢增碳:煅烧温度≥1000°C、挥发分≤1.5%、H增量<0.17ppm
煅烧无烟煤可替代沥青焦、石油焦作增碳剂。控制煅烧温度1000°C、时间3h,挥发分降至1.5%、水分<1.5%,钢液H增量仅0.17ppm,远低于<8ppm限值;增碳速率与回收率与石油焦相当,成本下降30%,为电炉-转炉流程提供低硫、低氢增碳方案。
五、无烟煤未来展望:改性、型煤、捣固多路径,配入量有望突破30%
改性剂ZBS可降低无烟煤变质程度、增加供氢位点,配入5%即可改善胶质体流动性;捣固炼焦添加20%~30%无烟煤,焦炭CSR>60%、CRI<30%,完全满足出口焦标准;型煤碳化工艺无烟煤配入8%、碳化终温1000°C,型焦强度达到国家冶金焦指标,未来随着改性-成型-碳化技术成熟,无烟煤在炼焦中的配入量有望突破30%,成为冶金行业碳减排的核心支点。
总结
1200亿t保有储量、25000~32500kJ/kg高热值、低硫低挥发分特性,把无烟煤推向冶金工业“降本减碳”第一线:配焦1mm粒度M40峰值73.7%,高炉混吹比例52%节能5kgce/t铁,炼钢增碳成本降30%。随着改性、捣固、型煤技术迭代,无烟煤配入量将从当前8%迈向30%,在焦化-炼铁-炼钢全链条释放更大减排与经济效益,为2025年冶金行业实现绿色低碳转型提供坚实的燃料保障。



