低阶煤热解提质技术发展现状及趋势研究.pdf

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CHEMICAL姗USTRY低阶煤热解提质技术发展现状及趋势研究刘思明1褐煤提质综合利用以褐煤为代表的低阶煤转化综合利用将成为支撑清洁、经济的褐煤利用工艺显得十分必要。未来1．2．1水分含量高褐煤、长焰煤、不粘煤等低变质煤种，具有含碳量低、水分高、易粉化、易自燃、挥发份高、浸水强度差、抗跌强度差等特点。这些特性限制了对其的直接开发利用。随着国内能源需求日益增大和优质煤炭资源量锐减．在可预见的未来．未来能源需求的潜力所在。近年来．国内外针对褐煤提质利用技术展开大量研究．目的在于改善煤质．提高褐煤利用的经济性和安全性．扩展其应用范围。目前形成的低阶煤利用技术流派众多．水平参差不齐．有些已经进行了小型工业化示范．大部分还处在实验室研究阶段．行业内缺乏对各类技术的客观评价分析。从大量规划待建项目可以看出．国内一些地方的决策部门仍然对于褐煤提质利用技术发展的现状存在误区．缺乏对褐煤利用的特殊性和难度的充分估计。鉴于技术对于褐煤利用产业发展的重要性．为规范褐煤的开发利用。慎重选择工艺路线。避免低水平投资，有必要对当前国内外低阶煤提质利用技术的现状、问题以及工业化示范情况作一梳理和分析。1．1利用途径褐煤的水含量、氧含量和挥发份高，热值低，化学反应性好．孔隙多．热稳定性差。新开采出来的褐煤机械强度大．在空气中极易风化和破碎．不适于远距离运输和长期储存。目前最常见的直接利用方法就是燃烧发电．且主要用于坑口电站，少量褐煤被部分干燥、热解或制成型煤后运往外地供各种工业锅炉燃烧或化工利用。但使用褐煤发电在产生单位电量时需要更多的燃料和更大的设备资金投入．同时有较高的CO：排放，如褐煤锅炉燃料量是烟煤的2。4倍，产生的炉气量是其2～3倍。这使得发展更加有效、在技术进步的推动下．褐煤将不仅局限于直接燃烧发电，而将更加大范围拓展到气化、液化、型煤、焦炭、碳材料和化工产品制造等领域。1．2煤质特殊性褐煤由于成煤时间较短．煤化程度相对较低。具有很多特殊性质。这些性质对于开发利用褐煤资源造成很大影响。褐煤含有较高的O，含量和大量酸性官能团，造成其含水量很高(45％～75％)。褐煤的高含水量几乎影响着褐煤利用的每个方面．如干燥过程中发生收缩、粉化。燃烧过程中可燃性变差．影响粉煤的成型效果。运输过程中造成运力的浪费、失水后发生自燃爆炸等情况。1．2．2差别性大褐煤属于非均质自然资源．即使在同一煤层中其特性也会随采样位置的不同而变化。如内蒙古、云南等地褐煤和澳大利亚、美国、印尼等地褐煤的煤质就存在很大差异。澳大利亚维多利亚第31卷第1期化学工业摘要：本文围绕褐煤资源综合开发利用的问题进行了探讨：对褐煤煤质的特殊性进行了分析：对国内外褐煤提质加工技术进行了分类，简要说明了各类工艺的工作原理和技术特点：重点分析了国内外褐煤干燥热解技术的研究进展和工业应用情况，对工业化示范装置出现的问题进行了评价和总结：分析了制约褐煤发展的主要因关键词：低阶煤；褐煤；干馏；热解；干燥；成型文章编号：1673—9647(2013)1-0007—08中图分类号：TQ530．2文献标识码：A年月·7·(石油和化学工业规划院，北京素，并指出了未来产业发展的方向和重点。作者简介：刘思明(1986一)，男，北京市人，工程师，主要从事煤化工和化肥的规划咨询工作。20131100013)收稿日期：2012—11-28
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CHEMICAL咖USTRY褐煤含水量达到50％～66％之间．灰分含量极低．小于2％；而国内褐煤多为老年褐煤，灰分较高．一般为20％～30％．水分在20％z50％之间．对于技术本身的适应性提出了很高的要求。因此，在我国进行褐煤研究和开发利用时不能完全照搬国外经验．需要在分析国内煤质数据的基础上对工艺进行优化改进。1．2．3安全性差褐煤的不稳定性体现在提质处理过程中以及产品长时间运输储存的阶段。由于褐煤粉尘引发的爆炸可能出现在工艺过程中的任何一个环节，其爆炸性随水分和粒径的减小以及挥发份的增加而增大。褐煤干燥热解处理后，水含量大幅降低。失水后的褐煤不稳定．在环境中湿度增加或遇有小雨时会出现复吸水现象．产生的吸附热会促进空气氧化直到自燃事故发生。1．2．4环境污染大褐煤对环境的威胁主要体现在燃烧排放物和运输过程中的扬尘污染。部分褐煤含有较高硫、氮元素．在燃烧过程中将产生更多的硫氧化物、氮氧化物以及汞等微量元素，特别是汞元素在燃烧过程中将转化成不同形态被排放．对环境威胁较大。褐煤在转运、装卸等过程中会产生大量的扬尘颗粒物，对周边环境造成污染．目前很难对其进行有效抑制。1．3技术分类及原理国内外褐煤提质加工技术可分为干燥脱水技术、压缩成型技术和低温热解技术三大类。其中，干燥技术是基础．热解技术是核心．成型技术是提升产品质量的关键。见图1。1．3．1干燥脱水技术褐煤的高含水量