褐煤热解提质技术与多联产构想
一、前言
全球褐煤地质储量约为4万亿吨，约占煤炭储量的40%，主要分布在欧洲，其次为亚洲和北美洲。褐煤分为硬褐煤和软褐煤两大类，硬褐煤储量最多的国家分别是美国、俄罗斯和中国。软褐煤储量最多的国家是俄罗斯（约占30%)，软褐煤储量丰富的国家还有德国、澳大利亚、美国、前南斯拉夫和波兰(合计约占40%)。
我国褐煤的资源量为3l94.38亿吨(引自第三次全国煤田预测资料)，占我国煤炭资源总量的5.74%，褐煤探明保有资源量1291. 32亿吨，占全国探明保有资源量的12.69%，主要分布于内蒙古东部、黑龙江东部(主要是中生代株罗纪硬褐煤)和云南东部(主要是新生代第三纪软褐煤)。随着勘探开发的进展，近年来我国褐煤的资源量、探明保有资源量不断增加，分布区域也不断扩大到新疆等区域。
随着我国褐煤生产量的提高，对褐煤的有效洁净利用显得日益重要和突出。褐煤的主要特点是水分含量高、氧含量高，发热量低。根据国内176 个井田或勘探区统计资料，褐煤全水分高达20-60%，收到基低位发热量一般为11.71-16.73MJ/kg。由于高水分，高氧含量，发热量低，再加上褐煤易风化和自燃的特性，不适合远距离输送，应用受到很大限制。
热解提质可以使质量低、用途窄的褐煤得到多种用途广泛的产品，同时，褐煤热解提质可以通过工艺或产品(深加工)优化组合成多联产，提高综合经济效益。发热量13.4-16.7MJ/kg 的褐煤热解后，其半焦发热量在24.3 MJ/kg 以上，可满足各种客户的需求；孔隙发达的半焦可用作吸附材料、过滤材料、高炉喷吹料等；褐煤半焦可制成水煤浆(也称水焦浆，成浆浓度达到60%以上，而褐煤的成浆浓度通常在50%以下)，可用于水煤浆气化(褐煤半焦也可用于其它各类气化方法实现气化，且其气化效率高于原褐煤的)，与合成气化工·(碳一化工)组成多联产；褐煤热解煤气是质量优良的民用燃气、工业用燃气或工业原料气；褐煤中氧含量高，通过热解提质可得到较多量的酚类化合物、油品等。褐煤半焦可远距离运输，与运输褐煤比较，可以节省运力25%左右。褐煤热解提质属于煤洁净利用技术，热解提质可以便褐煤用途拓宽；褐煤热解提质与相关工艺或产品优化组合成多联产，提高综合经济效益，对褐煤有效洁净利用意义重大。
二、热解提质技术原理与产品方案
褐煤由有机质、矿物质和水组成。有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫五种元素组成；褐煤中矿物质、水和有机质中的氧在燃烧放热的过程中是没有贡献的。与其它煤种比较，褐煤水分含量高(全水分高达20-60%)，氧含量高(约占有机质的20%)，所以其发热量低。如果将褐煤申的水分和氧脱除或部分脱除，可以使褐煤的发热量、利用范围或利用效率得到提高。也就是褐煤的品质得到提高。
褐煤提质是指通过物理的或化学的方法使褐煤的品质提高的过程。包括干燥(成型)提质、热解(干馏)提质和其它特殊方法提质。
本文只介绍褐煤热解提质(技术)。
褐煤热解(干馏)提质是指在隔绝空气(或在非氧化气氛)条件下将煤加热，发生热解反应，最终得到焦油、煤气和半焦的加工过程(方法)。
褐煤热解(干馏)提质包括气体热载体法热解提质、固体热载体法热解热解(干馏)提质和其它特殊热解万法提质。气体热载体法热解提质使用热气体传递热量给褐煤，提高褐煤品质的过程；固体热载体法热解热解(干馏)提质使用热固体传递热量给褐煤，提高褐煤品质的过程。
褐煤固体热载体法热解提质是将褐煤通过与热的载体(热半焦)快速混合加热使褐煤热解(干馏)得到轻质油品、煤气和半焦的过程。固体热载体法热解提质使用粉粒状原料，不怕褐煤热粉化。与其它低温干馏方法相比，固体热载体法热解提质多产油品，生产的焦油质量好，焦油中含有脂肪烃、芳烃和酚类物质，可加工得化学品和燃料油。同时，固体热载体法热解提质得到中热值煤气，可用作城市煤气、工业燃料，也可以用作化工原料，例如转化制氢、合成气。
褐煤热解提质主要得到半焦、煤焦油和煤气。半焦、煤焦油和煤气3种产品都是应用范围广泛、有较高价值或潜在价值的产品。褐煤热解提质技术主要应用范围见图1。根据目标产品，可以使褐煤热解提质与相关工艺或产品优化组合成多联产。
半焦是褐煤热解提质的主要产品，半焦热值高于原褐煤(一般高50%—80%，半焦反应活性好。半焦灰分取决于原料褐煤中的性质，两者正相关。灰分低的半焦可用作高炉喷吹料、烧结分焦和铁合金用焦粉，也可以加工成洁净的无烟燃料或制成水煤浆(用于气化原料等)等；中等灰分可用作气化原料，灰分高的半焦可以燃烧发电。固体热载体法快速热解煤气为中热值煤气，可用作城市煤气、工业燃料，也可以用作化工原料。根据不同目标，褐煤热解提质可以与其他工艺优化组成多联产，如热解提质可作为联合循环发电的组成部分，褐煤首先热解得油，半焦气化发电，热解得到的煤气可用于提高
燃气轮机入口温度，提高发电效率，这样既高效洁净发电(绿色煤电)，又产低温煤焦油，并可进一步加氢生产石脑油、柴油(馏分)和燃料油，降低成本；半焦用作电厂燃料，实现褐煤先提油再发电的目标；半焦气化制合成气，进一步合成化工产品(合成油、甲醇、二甲醚、乙二醇等)。热解提质可以与煤焦油加氢组合为成套技术，生产石脑油、柴油(馏分)和燃料油，热解提质得到的煤气转化制氢，所得氢气用作煤焦油加氢。
图1 褐煤热解提质技术主要应用范围
三、褐煤热解提质工艺
对褐煤热解提质技术，国内外进行了很多研究开发，有的己经达到工业化试验或示范、生产阶段。褐煤热解提质技术始于20世纪初，其目的是制取石蜡油和固体无烟燃料，随后发展了以制取发动机液体燃料为目的的工艺。从20世纪7O年代开始，为了由褐煤等年轻煤取较高产率的液体产品和芳烃化合物，人们对煤热解工艺的研究开发重新重视，一些新工艺接续开发出来。普遍使用的方法是加快热解反应的速度或在临氢的条件下进行热解反应，同时注意提高煤的利用率、提高过程的热效率和环境保护。
煤热解工艺按照加热终温、加热速度、加热万式、热载体类型、气氛、压力等工艺条件分为不同类型。国内外煤热解工艺很多，主要包括：俄罗斯3TX(ETCh)—175 工艺、德国的LR工艺、德国的LS工艺、美国的LFC 工艺、美国的Toscoal工艺、美国的CCTI工艺、日本的煤快速热解工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、中国多段回转炉工艺、申国DG工艺、中国BT工艺及其它工艺等。以下介绍几种比较典型褐煤热解提质工艺。
(1)俄罗斯3TX(ETCh)—175 工艺
3TX-175(ETCh)一175 工艺是由俄罗斯开发的固体热载体粉煤干馏技术。建有处埋能力为4t/h和6t/h煤的中试装置。4t/h的中试装置建在加里宁。在中试装置上进行了多灰、多硫煤、褐煤及泥煤试验。在克拉斯诺雅尔建成了每小时处埋l75t煤的3TX一175(即ETCh一175)工业化装置。工艺流程见图2。
1一煤干燥管；2一干煤旋风器；3一热粉焦旋风器；4一旋风混合器；5一反应器；6一燃烧提升管；7—热焦粉冷却器；8一混合器；9一原料煤槽；10一螺旋给料机；11一粉碎机；12一燃烧炉
图2 3TX (ETCh) 一175 工艺
褐煤经破碎后，用烟道气千燥。干燥粉煤再在气流式预热器中预热。预热的粉煤与固体热载体相混合，达到干馏温度进行干馏。热解室中析出的油、煤气经除尘后冷凝分离，得到焦油、轻质油和煤气。装置系统中生成的多余的半焦从热解室排出，回收热量后作为电站燃料。装置能量(考虑电、蒸汽及产品净化能耗)效率为83-87%。干馏产品也用于其他方面，0-0.05mm的半焦细粉(代替工业炭黑作为橡胶制品及热塑性塑料的填充剂)；0.05-0.25mm的炭粉，热值为27.24MJ/kg，作为电站、高炉和其他炉子燃料，试验结果表明，用此燃料每吨生铁消耗的冶金焦可以降低20kg 或更多；大于0.25mm 的细粒半焦，用来净化电站和其他工厂的含油废水，以代替昂贵的吸附剂，试验表明，这种半焦在上述废水处埋中是一种良好的吸附剂。煤气热值为20. 95MJ/m3，作为能源、家用和化学原料。焦油分离得到燃料油(汽油、柴油)、筑路沥青、浸渍油、酚及同系物(包括酚、甲酚、二甲苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、萘酚)、吡啶碱，还有一些芳香族碳氢化合物及其他物质。
(2) 德国LR工艺
LR 工艺是德国的Lurgi和Ruhrgas 两公司联合开发的一种有多种用途的固体热载体法工艺，处理原料包括煤、油页岩、油砂和液体烃类。LR工艺流程简图见图3。
1-提升管；2-热载体收集槽；3-螺旋式混合器；4-干馏反应器；5-旋风除尘器；6-冷凝回收系统；7-旋风除尘器；8-余热回收系统；
图3 LR工艺流程简图
自20 世纪40年代开始研究，首先用于煤千馏生产高热值煤气。煤的低温千馏于1963 年在前南斯拉天Lukarac 开始工业化，原料为褐煤，处埋能力为2×850t/d，所产褐煤半焦用作炼焦炉的混掺原料。至1983 年世界上己有4套大型生产装置，它们分别建在英国钢铁公司Scuthorpe 工厂、德国Bergbanforschung 焦炭生产试验厂和Ruhr 地区的Prosper煤矿。该技术工艺流程主
要是由提升管、热载体收集槽、螺片旋式混合器和干馏反应器组成的循环系统，双螺旋式混合器是它的核心设备。LR工艺流程简图见图3o。LR 工艺的优点：①产油率高；
②能耗较低；③设备结构较简单。
(3) 美国LFC工艺
LFC热解提质工艺由美国SGI公司1987年研发(随后壳牌矿业公司(SMC) 加入共同研发)，现为MR&E,Ltd.公司拥有。LFC热解提质工艺是以低阶煤提质为目的，生产液体燃料和固体燃料。LFC热解提质工艺见图4。
图4 LFC工艺流程示意图
本工艺采用怀俄明州的怀俄达克次烟煤为原料，将煤筛分成3-50mm，由给煤机将煤加入到装置的上部，并进入干燥炉。在干燥炉和热解炉中，有一个细格子的转鼓，将上部落下来的煤与下部吹上来的循环加热气体形成对流并进行混合。对于干燥炉内的温度和停留时间进行调节，以仅脱出原料水分。干燥后的煤进入反应炉里，并在这里约540℃下热解。根据生成物的特性，对加热速度和时间进行控制。离开反应炉后在卧式
回转窑里被急冷的半焦进到贮存容器里。这种半焦易产生粉尘，而且易吸附水分。为此，SMC公司开发MK添加剂，可以防止粉尘飞扬和吸附水分。
1992年第二座示范厂(ENCOAL工厂) 在科罗拉多州的吉勒特市附近建设完成并投产运行。该示范厂得到了美国能源部清洁煤技术示范项目的支持，采用波德河煤田生产的次烟煤，处理能力1000t/d。
该工艺固体产品PDF (即半焦)发热量比原煤提高50%，所得半焦燃烧稳定性好，且没有自然发火的间题。采用MK粉尘抑制剂，有效地抑制了微粉尘的量，添加半焦质量的0.2%，可以使微粉尘的量降低到10%以下。该工艺还得到液态产品称为CDL（也就是煤焦油)该工艺以低阶煤提质为目的，CDL(煤焦油)产率并不高。工厂通过近5年的运行，对LFC热解提质工艺进行了完善，成功生产出新燃料产品，完成了燃烧应用。2006年开始与中国大唐华银发电股份有限公司合作。
(4)中国多段回转炉工艺
多段回转炉工艺是中国煤炭科学研究总院北京煤化所开发的低变质煤热解工艺，该工艺分类特征是低(中)温热解一中速加热-外热式一隔绝空气-常压。多段回转炉工艺对原料煤的适宜粒度要求是6-3Omm。热解加热炉既可使用固体燃料，又可使用气体燃料，或二者同时燃用。当使用低热值煤气加热时，发热量较高的热解煤气经净化后可外供作民用或工业燃气。由于煤在热解前干燥并脱除了大部分水分，大大减少了酚水量，少量的酚水与净水掺合后作为熄灭半焦用水，从而使耗资较大的废水处理系统大为简化。多段回转炉热解工艺规模为60t/d，达到工业试验规模。煤料在热解炉中最终热解温度约为750℃时，半焦产率为湿原料煤的42.3%，是干热解煤(送入热解炉的干煤)的69.3%，产油率为干热解煤的2.5%，约为该煤葛一金焦油产率的44%。该工艺的主要目标是制备优质半焦。
(5)中国的BT工艺
煤炭的BT工艺(拔头工艺)是在煤炭发电燃烧之前经过快速热解、快速分离和快速冷却，提取出焦油和煤气，剩余固体产品(半焦)发电。该工艺属于煤电化多联产工艺。
中科院过程研究所开发了“煤拔头——煤炭综合利用新工艺”，完成了小试，取得了技术路线、工艺特点、关键技术和工艺参数实验室阶段的研究成果。
该工艺由下行床与循环流化床的耦合实现。煤粉从下行床的顶部加入，与来自提升管的循环热会强烈混合升温，在常压、较低温度(550-700℃)、无氢气、无催化剂的条
件下，实现快速热解。生成的气相产品在下行管的底部通过快速分离器分离后，进入急冷器进行快速冷却，最终得到液体产品。
煤拔头技术的工艺特点是：条件温和，工艺简单，在常压与中温条件下从煤中提取煤焦油；系统集成，使目前国际循环流化床的快速床与下行床有机结合应用在一起；能够最优地转化提取煤中有效组分，实现高价值产品的加工。关键技术体现在快速热解、快速分离与快速冷却三方面，提高热解温度、加热速率，降低停留时间，实现液体产品的轻质化与气固快速分离。
中科院过程研究所在完成8kg/h 实验室实验基础上，与哈尔滨工业大学能源科学与工程学院进行中试合作，在设备制造方面与哈尔滨红光锅炉集团进行合作进行35t/h循环流化床配套“煤拔头——煤炭综合利用新工艺”开发。
此外浙江大学、中科院山西煤化所等，也开展了研究类似的工艺开发，取得了中间试验或工业试验的成功。
(7) 中国的DG工艺
中国的DG工艺（也称煤固体热载体法快速热解技术)是由大连理工大学开发。DG 工艺是将煤通过与热的载体(热解后的热焦)快速混合加热使煤热解(干馏) 得到低温焦油、煤气和半焦的技术。DG 工艺应用于褐煤的低温干馏过程称为大工法褐煤热解提质技术。图5 为日处理150 吨平庄褐煤固体热载体干馏新技术工业试验工艺流程图。包括脉冲气流干燥预热、热烟气发生系统、热载体提升循环和混合热解。
1—煤槽2—干燥管3一干煤槽4一混合器5一反应器6—加热提升管7一热焦粉槽8一硫化燃烧炉9一旋风分离器1O一洗气管11一气液分离器12一分离糟13—间冷器
14一除焦油器15一脱硫箱16一空气鼓风机17一引风机18一煤气鼓风机
图5 平庄工业性试验新法干馏流程
DG工艺特点：1)油收率高。油收率达到铝甑千馏含油率值的75%-90%，油收率高是快速热解的特点；2)原料利用率高，可达100%。理论上，煤都可以处理成的粉粒原料；与使用块煤的工艺比较，直接使用粉粒状原料煤，成本降低；3)可有效处埋易热粉碎原料，对处理易碎的褐煤尤其有利；4)可与多个过程实现多联产。可以与煤发电配套，可以与煤焦油加氢配套，也可以与煤气化配套等；5)油质量好，凝点低、粘度低，有利于探加工；6)半焦发热量高；与原煤相比，单位热量半焦的硫含量降低20%-40%，有利于节能减排；褐煤半焦可制成水煤浆，可用于水煤浆气化。7)产品煤气热值高；可用于转化制氢或合成气；8)生产过程耗水量少；废水量少，SO2和NOx排放量少。
大连埋工大学从1981年开始进行煤、油页岩固体热载体法快速热解技术研发工作。1986年5月通过国家教育委员会科学技术司组织的小试技术鉴定。1988 年完成了6 吨/日褐煤固体热载体干馏新技术中的关键技术研究。1988 年9月由国家教育委员会科技管理申心和能源部科技司主持通过专家鉴定，完成攻关任务。1989年4月国家计委批准在平庄建设一套日处理150 吨褐煤固体热载体干馏新技术工业性试验装置，开展试验研究。1990年4月开始建设，1992年5月建成，7月31 日投煤产气成功。1994年通过煤炭工业部和国家教育委员会联合组织的技术鉴定，成功完成工业试验。目前年加工60万吨神木煤生产低温煤焦油、半焦和煤气工业化示范项目装置设备已安装完成，正在调试。
大工固体热载体法热解提质工艺产品产率与产品性质举例。
以含水约30%褐煤(热值3500kcal/kg)为例，最佳干馏温度510℃-530℃的油收率条件下，产品产率：低温煤焦油5-8%，半焦约40%，煤气100-120m3，粗苯约0.2-0.4%，半焦热值5800-6400Kcal/kg (所含灰分不同热值有差异)，半焦制成水焦浆浓度60%，煤气热值4000kcal/Nm3。
内蒙两种褐煤(褐煤1、褐煤2)大工固体热载体法热解提质工艺实验数据见表1、表2 和表3 (表1原料褐煤的性质，表2半焦产品性质，表3产品煤气组成)。
表1原料褐煤性质
表2 产品半焦性质
由表1和表2 看出半焦的水分不到2%；氧含量(干燥无灰基)从17.7%降低到5.44% (褐煤1)、21.63%降低到9.46%(褐煤2)；发热量分别从16.10 MJ/kg提高到26.32MJ/kg、15. 79MJ/kg 提高到26. 78MJ/kg，分别提高了63.5%和69. 6%。
表3 产品煤气组成
(7)申国其它工艺
北京柯林斯达能源技术开发公司的网带式褐煤低温干燥改质技术、鞍山热能研究院的褐煤低温改质技术、西安热工研究院的褐煤流化床改质技术也都在进行试验开发、设计或工业化示范工作。
五、褐煤热解提质技术多联产构想
褐煤热解提质技术可以与煤制甲烷气、煤间接制油、褐煤制腐植酸、合成化工、洁净发电等分别优化组合成联合工艺，实现褐煤热解提质多联产，或者气体热载体法与固体热载体法褐煤热解提质工艺结合，再实现多联产，最终实现经济社会环境综合效益。
褐煤热解与气化技术结合制甲烷气联合工艺(见图6)，可以将褐煤固体热载体热解与鲁奇气化技术相结合生产甲烷气(天然气)、柴油、石脑油、半焦和酚类产品等。鲁奇气化技术要求原煤粒度＞5mm，而固体热载体热解技术需要原料煤粒度＜6 mm，将两者结合可以使原料煤得到充分的利用。固体热载体热解技术所得煤气富含甲烷(20%～30%体积百分数)，可通过变压吸附分离出H2用于煤焦油加氢，其余可以与鲁奇炉气化所得煤气一起用作甲烷化原料。鲁奇炉气化所得焦油可以与固体热载体热解所得焦油共同加氢制柴油(馏分)、燃料油等。
图6 褐煤热解与煤制甲烷气联合工艺
褐煤热解与煤间接制油工艺组合成煤制油工艺(见图7)。先将褐煤进行热解转化提油，用所得半焦作为气化原料进行气化制合成气。合成气与转化、变压吸附后的热解煤气混合作为合成油原料。热解所得焦油加氢后可与合成油进行油品调和，可优势互补。由褐煤热解与煤间接制油工艺组合成的煤制油工艺，整体热效率提高，在保证油品质量的前提下，降低单位油品成本。
图7 褐煤热解与煤间接制油联合工艺
褐煤热解与褐煤制腐植酸工艺结合（见图8）可以利用褐煤氧化所产腐植酸作为粉焦粘结剂制型焦并生产复合肥。煤焦油提酚后加氢生产油品；煤气转化、变压吸附提
H2，用做油品加氢。
图8 褐煤热解与褐煤制腐植酸联合工艺
褐煤热解与合成化工联合工艺（见图9）特点是利用褐煤半焦作为气化原料生产合成气，再由合成气制甲醇、烯烃、二甲醚、乙二醇、合成氨、甲烷（天然气）等。
图9 褐煤热解与合成化工联合工艺
将褐煤首先干燥筛分，块状褐煤用气体热载体法热解提质工艺（例如直立炉热解工艺）加工，粉粒状褐煤用固体热载体法褐煤热解提质工艺加工，再优化组合成多联产，实现优势互补，也是一种可供选择的方案。
参考文献（略）
21干燥脱水提质技术 褐煤干燥脱水技术有很多，大致可以分为机械脱水、蒸发脱水和非蒸发脱水3类[’]。其中机械脱水技术在选煤厂已广泛应用，但其处理能力和脱水效率尚难适应褐煤脱水的要求。蒸发脱水法可以降低褐煤的水分，提高褐煤的热值，但简单的蒸发脱水难以改变褐煤的物理化学结构，不能解决其易自燃和重新吸水等难题，可以作为炉前脱水技术使用。非蒸发脱水提质技术是将褐煤与高温高压蒸汽直接接触，使水分呈液态脱出，不需要蒸发潜热，热效率高。褐煤受高温高压作用的影响，其组成和性质会发生相应的变化，变化趋势类似于煤化程度的增强。目前众多国家都在开发非蒸发脱水技术。 日本的D一K非蒸发脱水工艺f‘〕可实现褐煤水分在非蒸发条件下加热，使水分以液体状态从褐煤中脱出。德国多特蒙德大学研究开发了热压脱水工艺(MTE工艺)〔’〕，过程综合了热法脱水和机械脱水的优点，将褐煤加热到不大于220℃的条件下，通过机械挤压将水挤出。褐煤脱水后，热值大大提高，提质煤的重新吸水和自燃特性也得到改善。目前MTE 工艺已在澳大利亚一电厂建立1套25口h的中试装置，工业化条件基本成熟。 2成型提质技术 褐煤成型可以同时有效解决干燥后粉尘大，易重新吸水，易自燃三大难题。成型后，褐煤型煤水分降低，发热量提高，在运输过程中能保持一定的形状，既能减轻粉尘污染，减少了褐煤自燃的机会，又降低了运输成本。褐煤成型主要分为有粘结剂冷压成型和无粘结剂热压成型2大类。 2.2.1揭煤有粘结剂成型 褐煤有粘结剂成型的技术关键是开发经济有效的粘结剂。山东矿业学院李登新等研究了适用于褐煤成型用粘结剂FX(工业废弃物的混合物)，用它制成的型煤达到了工业用型煤的质量要求〔6〕。日本神户制钢所(Kobestee1Group)于1993年开始研究UBC(Up脚dingBrowneoal)褐煤提质技术七’〕，其特点是采用轻质油高效去除褐煤中的水分。具体工艺为:将粉化后的煤与可回收油(通常采用石油基轻质油)及重油混合，制成煤浆;煤浆在蒸发器中加热，水分被蒸出;采用洋析器将脱水浆液中的油品分离并再生，得到提质粉煤;最后将提质煤压块成型以便于运输。工艺中试取得了成功。已在印尼的加里曼丹岛建成1座产能为600口d的示范工厂。 2褐煤无粘结剂成型 褐煤无粘结剂热压成型是将褐煤干燥、加热到一定温度，保温一定时间后直接在高压下压制成型的技术〔8]。早在1858年，年轻褐煤无粘结剂冲压成型工艺就在德国西奥多矿井实现了工业化应用。澳大利亚亚太煤钢公司开发的“冷干”工艺可以将含水量约60%的褐煤制成水分为8%一14%的型煤，所得型煤的发热量达到烟煤水平。2006年，神华集团国贸公司与中国矿业大学(北京)联合开发了热压成型HPU(hotpressupgrading)一06工艺技术〔’〕，其工艺是将褐煤破碎至。一3mm，再经过气流干燥，在热反应器中经轻度热解后，再进人成型机中辊压成型。年轻褐煤的无粘结剂成型技术已趋成熟。其中，最典型的工艺为澳大利亚White公司开发的用于低阶煤的无粘结剂成型BCB技术，利用高温烟气快速热干燥工艺烘干原煤，然后采用新型无粘结剂块成型技术等低成本机械加工技术，最终获得高能量和高热值的、密实的、具有物理和化学稳定性的压块状煤炭产品，能够像普通煤炭那样进行后续加工利用。工艺已在印尼建立了IM口a的商业示范厂，并已稳定运行la。 3热解提质技术 褐煤热解是指在隔绝空气(或在惰性气体中、或在氢气存在)条件下将褐煤加热，最终得到热解煤气、焦油或酚类产品焦炭或半焦产品的加工方法 2.3.1国外褐煤热解提质加工技术 国外主要褐煤提质加工技术有德国的Lursi-Ruhrgas(L一R)热解技术，美国开发的Toseoal
褐煤脱水改质技术 中国褐煤资源十分丰富，主要分布在东北、内蒙和西南地区，多属老年褐煤，占全国煤炭总储量的13％左右。在中国目前已探明的褐煤保有储量中，以内蒙古东北地区最多，约占全国褐煤保有储量的3／4；以云南省为主的西南地区的褐煤储量约占全国的1／5。中国褐煤资源的特点是：埋藏浅、煤层厚、储量大，多适合于露天开采。213O6年全国生产褐煤10511多万t，占全国原煤产量4．51％。褐煤是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，外表呈褐色或暗褐色，真密度在1．10～1．40 g／era。之间。如图1所示，褐煤是由芳环组成并由盐桥、脂肪链等连接起来的大分子网络结构化合物。褐煤煤化程度浅，孔隙多，灰分高，机械强度低，热稳定性差，热值低；含氧量较高，一般为15％～30％；水分含量高，全水分一般可达20％～50％。褐煤中的水分按存在形式可分为结合水(包括结晶水和吸附水)、毛细水(内在水分)和外表水(外在水分)3类。其中内在水分吸附在褐煤内部的毛细孔隙内，在常温下不易脱除，只有加热到一定温度时才能逸出，因此，褐煤的空干基水分可达10％～20％。褐煤化学反应性好，易氧化，易自燃，易风化粉碎，难以洗选与储存，不宜远距离运输。以上这些缺陷导致褐煤资源的利用受到限制由于中国褐煤大多高灰、高水分，不利于长途运输与长时间储存，因此，中国的褐煤资源主要用于坑171发电_1]。由于褐煤水分高，直接燃烧发电，火焰温度低，燃尽困难，热效率低。澳大利亚、美国、德国、波兰等国家为了提高电厂效率，均进行了褐煤干燥的研究 一、褐煤干燥过程分析 褐煤成煤时期短，孔隙极为发达，这些孔隙多为一端封闭、一端开放的狭长裂口型，表面和内部遍布着有机质、矿物质，具有很强的吸附水分能力 J。因此，褐煤是具有不同孔径分布的多孑L固态物质。另一方面，褐煤孔隙表面含有丰富的强亲水含氧官能团，从而使褐煤的含水量高于烟煤和无烟煤。褐煤中大量的含氧官能团使褐煤具有胶质体特征，表现为褐煤失去水分时，孔隙尺寸减小、数目减少引起体积发生收缩；吸收水分时，体积重新发生膨胀。在干燥过程中，褐煤含有的自由水首先蒸发，褐煤体积收缩，孔隙尺寸减小，毛细管作用增强，水的蒸发速率受毛细管孔张力的影响逐渐减小。脱水过程在更微小的孔隙结构中进行。水通过氢键在孔表面与含氧官能团形成水分子簇状结构，随后这些簇状结构相连接形成单层或多层水分子膜。由于存在氢键作用，这部分水比毛细管孔中的水更难蒸发脱除，其蒸发过程受脱附／吸附作用控制，干燥速率继续减小，直到为零，达到此温度对应的“干燥状态”，这一阶段脱除的是物理吸附和化学吸附的水分。李东涛等发现，在温度低于80℃时，主要脱除的是煤中的自由水和与煤形成弱氢键的水，而高于80℃后则主要脱除的是与煤表面形成强氢键的水。Miura等认为，煤中的水分在140℃时已经完全脱除，超过该温度的产物水应当归为热解产生的水分，即140℃时的煤可以定义为干煤状态，此时煤中仍存在的水分已成为煤大分子结构的一部分。 二、干燥技术 （1）、非蒸发脱水提质技术 褐煤的提质是指褐煤在高温下经脱水和热分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤。褐煤脱水过程除脱去部分水分外，也伴随着褐煤的内部组成和结构的变
褐煤的提质干燥成型技术 2.1 褐煤提质干燥技术 富含水褐煤的干燥提质是在一定温度下经脱水后将褐煤转化成具有类似烟煤性质的提质煤。现在的提质干燥技术有以下几种。 2.1.1流化床干燥技术 流化床干燥技术是20世纪60年代发展起来的一种气固两相流干燥技术，热容量系数可达8000~25000kJ/（m3h℃）[2]，热效率可达60%~80%，广泛应用于化工、医药、轻工、食品及建材工业中。 湿物料在气流干燥器中先除去表面水分，然后在流化床干燥器中去除结合水分。 目前流化床干燥机用于煤粉干燥的较少，仍处于实验室研究阶段，中国矿业大学对通辽褐煤在流化床干燥器中的干燥特性进行了研究。对于褐煤而言，干燥技术的难点在于如何防止干燥过程中的燃烧爆炸、粒度分布范围广设备内停留时间不均匀以及处理量大（小时处理量数数以万吨记）等问题。可以预见，以烟道气为干燥介质，采用部分废弃循环的流化床干燥系统具有很大的潜力，大连理工大学正在进行这方面的开发工作。 2.1.2滚筒干燥技术 滚筒干燥机主要由倾斜转动的长筒构成。湿物料在筒内前移过程中，直接或间接得到了干燥介质的传递热量而达到干燥的目的。此类干燥器广泛应用于化工、食品、粮食、矿物等行业中各种散粒物料的干燥，现已发展到溶液及膏状物料的干燥上。 滚筒褐煤干燥技术脱水率高，可以将褐煤水分降至15%，热值提升至4500大卡左右。其原理是放入充满约的滚筒。与烟气充分，物料在干燥器内的停留时间一般在30分钟左右，从而使褐煤得到干燥。 褐煤干燥工艺流程图如图所示。将原料煤破碎至0-50mm后，经胶带输送机和刮板输送机最终进入JNG节能滚筒干燥机。在倾斜转动的滚筒内，由滚筒壁上的抄板使褐煤在干燥筒体内形成全断面料幕，与高达500℃的高温热风进行接触，交换热量，干燥后由排料箱排入密封式排料刮板输送机，经溜槽送入胶带输送机，最终送入料仓。旋风除尘器收集的细煤粉经螺旋输送机和星型排料器送到出料刮板输送机，汇入干燥后
褐煤煤质提升方案 褐煤是一种低品位煤炭资源，其含氧高、含硫多、水分多，不易 燃烧，严重影响了其利用价值。在当前环保和能源结构调整的背景下，开发褐煤资源、提高煤质已成为必然趋势。本文将介绍褐煤煤质提升 方案。 磁选 磁选技术是一种分选高铁矿石、锰矿、铜矿、石英石等矿石的有 效技术，也可以用于褐煤中火山岩盐等杂质的分离。利用磁选机械设备，在褐煤气流中施加磁场，可使盐分子产生磁性，在磁场力的作用 下分离出来，从而达到提高煤质的目的。 采用新型热解炉 热解炉可将褐煤低温热解成它容易分解的气体燃料和固体材料， 并从中分离出有价值的化学物质。在传统热解炉的基础上，新型热解 炉增加了高温区和催化剂，以提高热解效率，加速煤质分解，提高提 取产品的品质和产量。 生物浸出法 生物浸出法是利用微生物在特定环境下对褐煤中的有机物进行生 物化学分解，将碳氢化合物转化为生物质或者甲酸的高效方法。由于 生物浸出法具有非常高的选择性和可控性，可以减少废弃物和污染物，提高了褐煤的利用价值，同时也可以改善环境。
溶剂抽提法 溶剂抽提法是将褐煤和特有的溶剂相结合，使褐煤中有机物与溶剂分离，从而提高煤质的方法。它具有选择性强、清洗度高、回收效率高等优势。同时，这种方法可以在温和的条件下实现，避免对环境的污染，提高了褐煤资源利用的效率和经济效益。 硝酸浸出法 硝酸浸出法是一种高效、能耗低、破坏度小的提高褐煤品位的方法。硝酸可将褐煤中的颗粒物和杂质进行淡化和清洁，同时沉淀掉褐煤中不利于燃烧的有机物。由此，可提高褐煤中的固体燃料含量，使其成为一种更高效、更环保的能源。 总结 针对褐煤资源利用价值低的特点，我们有必要采取有效措施提高其品质。本文介绍了褐煤煤质提升方案，分别提出了磁选、采用新型热解炉、生物浸出法、溶剂抽提法和硝酸浸出法五种方法。这些方法可以有效提高褐煤的能源利用率、降低生产成本、保护环境，具有广泛的应用前景。
我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势 近年来，我国低阶煤热解提质技术研究逐步发展，目前已取得了一定的进展。这些技 术不仅可以提高低阶煤的能源利用效率，还可以降低环境污染，具有较好的经济效益和社 会效益。本文将介绍我国低阶煤热解提质技术研究现状及未来发展趋势。 一、现状 1.低温干馏技术 低温干馏技术是低阶煤热解提质技术中的一种重要方式，其通过在不加压的条件下让 低阶煤在较低温度下分解，从而得到较高质量的煤制品。目前国内已有几个低温干馏试验 装置，包括华能集团的华润煤化工研究院、山西煤化工研究院等。这些试验装置主要用于 对各种粉煤、褐煤等低阶煤进行干馏试验和产品制备试验，部分产品已得到广泛应用。 2.高温煤浆气化技术 3.热解提质联合生产技术 热解提质联合生产技术是一种将低阶煤热解提质和化工产品生产有机结合的新型技术。这种技术的实现需要专业的联合生产技术、丰富的原料资源、高水平的技术人才以及完善 的市场、政策等多方面的支持。目前国内已有几家企业在推进热解提质联合生产技术的研 发和应用，如陕西天成煤化工有限公司。 二、未来发展趋势 1.技术创新 未来我国低阶煤热解提质技术研究的主要方向是技术创新。这方面的创新包括提高产 品质量、减少能耗和环境污染等方面，以使低阶煤的利用更加高效、环保和经济，同时推 进低阶煤的清洁高效化利用。 2.产业化推广 低阶煤热解提质技术不仅需要技术创新，还需要产业化推广。这需要各产业链上的企 业合作推进技术在实践中的应用与更新；同时，需要政府制定相关的政策支持，并加强监管，保障技术的推广与应用。 3.国际合作 国际合作是推动我国低阶煤热解提质技术发展向前的重要手段。加强与国际知名企业、院所和高校的合作，建立产学研一体化的平台，可以有效地推广先进技术和理念，提升我 国低阶煤热解提质技术的国际竞争力，实现技术的双向流动。通过国际合作，我国低阶煤
国内外褐煤热解技术的应用及发展 褐煤是一类煤种，它在地壳中分布广泛，含水量高、低热值、灰分较高的特点使得其在现代能源消耗的大环境下变得更加重要。为了充分利用和开发褐煤这种资源，人们逐渐开发出了各种褐煤热解技术，以提高其热值、改善使用效果、减少环境污染。 一、国内褐煤热解技术的应用与发展 自上世纪50年代起，中国就开始尝试热解褐煤的技术， 经过多年的发展和改进，目前已形成了以热干法、分期分级热解法、水煤浆、热风气化等为主要代表的褐煤热解技术体系。其中，热干法是目前应用最广泛的一种技术，其原理是将经过破碎、筛分处理的褐煤块通过高温干燥、冷却等多段工序，分解出大量有机物质，并分离出水分、灰分等无机成分。 随着技术的不断发展，中国的褐煤热解技术也越来越成熟。江苏华电褐煤干法热解厂、内蒙古褐煤热解综合利用工程、鄂尔多斯市褐煤综合利用示范项目等一系列项目的建设，为全国褐煤资源的高效利用奠定了坚实的基础。 同时，中国在褐煤热解领域也取得了多项重大科技成果。如近年来发展起来的“煤岩顶板式煤浆泵送导流台阶热解工艺”，以其独特的热解方式，避免了煤浆在热解过程中粘壁和结块等问题，在节能、减排、安全性等方面均表现出非常明显的优势。
二、国外褐煤热解技术的应用与发展 相比于国内的热干法、热风气化等热解技术，国外的褐煤热解技术水平相对更加先进。主要表现在以下几个方面： 1、气固流化床热解技术 该方法利用高温气体对褐煤进行热解，具有热转化效率高、操作稳定、产品质量好等优点。该技术已在欧洲、美国等地进行应用，成为国际上流行的褐煤热解技术之一。 2、液态中温热解技术 该技术利用液态废物作为热解剂，完成对褐煤的热分解。同时，这种技术还具有减少二氧化碳排放、降低投资成本等优点。目前，德国、日本等国家已经对该技术进行了研究和应用。 3、热解气化联合技术 该技术将直接热解和气化过程相结合，从而实现对褐煤在一个系统内的高效转化。该技术被广泛应用于欧洲，是目前欧洲褐煤热解技术的重要组成部分。 总的来说，国内外褐煤热解技术各具特色，具有一定的优势和不足之处。随着技术的不断发展，相信各国在褐煤热解领域会继续取得更多的科技进步和创新成果，为全球气候变化等环境问题的应对提供更多的解决方案。
褐煤提质技术发展现状与分析褐煤提质技术发展现状与分析 褐煤是一种低质、低热值、高水分、高挥发分的煤种，通常不被视为传统化石燃料。然而，随着全球能源需求的不断增长和化石燃料资源的日益枯竭，褐煤作为一种相对丰富的煤炭资源，逐渐引起了人们的关注。通过提质技术，可以显著提高褐煤的热值、密度和稳定性，使其成为更高效的能源来源。本文将介绍褐煤提质技术的发展现状，并对其进行分析。 一、褐煤提质技术发展现状 1.干燥技术 褐煤水分含量较高，导致其热值和燃烧效率较低。干燥技术是褐煤提质的首要步骤，通过降低褐煤中的水分含量，提高其热值和燃烧性能。目前，常用的干燥技术包括自然晾晒、热风干燥、微波干燥等。其中，热风干燥和微波干燥具有处理速度快、节能环保等优点，受到广泛关注。 2.热解技术 热解技术是通过高温加热褐煤，使其发生热分解，生成固体炭、液体产品和气体产物。该技术可以有效提高褐煤的碳转化率和热值，同时还可以去除部分水分和挥发分。常见的热解技术包括高温热解、中温热解和低温热解等，其中高温热解具有处理效果好、产品收率高等优点，但设备投资和运行成本较高。 3.气化技术 气化技术是通过化学反应将褐煤转化为气体燃料，主要包括水蒸气气化和氧气气化等。水蒸气气化是将褐煤与水蒸气在高温下反应，生成氢气、一氧化碳等可燃气体；氧气气化是将褐煤与氧气在高温下反应，生成二氧化碳、一氧化碳等可燃气体。气化技术可以有效提高褐煤的能源利用效率和减少环境污染。 二、褐煤提质技术发展分析 1.技术挑战
褐煤提质技术发展面临的主要挑战包括：设备投资和运行成本较高、能效低、副产品处理困难等。此外，由于褐煤的燃烧过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体，如何减少温室气体排放也是褐煤提质技术发展面临的重要问题。 2.节能环保要求 随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，节能环保已经成为褐煤提质技术发展的重要趋势。通过提高能效、减少废弃物排放和采用清洁生产工艺等措施，实现褐煤提质过程的节能环保。 3.资源利用最大化 褐煤提质技术的发展应注重资源利用最大化，即通过综合利用褐煤资源，实现经济效益的最大化。例如，在褐煤干燥过程中，可以同时提取褐煤中的黄铁矿等有价元素，提高资源利用率。 4.技术创新与合作 褐煤提质技术的发展需要不断进行技术创新和合作。通过引进先进技术、加强自主研发和开展国际合作等方式，推动褐煤提质技术的进步和发展。同时，还需要加强企业与高校、研究机构之间的合作，培养专业人才和提升技术创新能力。 三、结论 褐煤提质技术的发展对于全球能源结构的优化和煤炭资源的有效利用具有重要意义。尽管目前褐煤提质技术仍面临一些挑战，但随着节能环保要求的提高、资源利用最大化的需求和技术创新与合作的发展，褐煤提质技术的前景十分广阔。未来需要进一步加强技术研发和推广应用，以实现褐煤资源的高效利用和环境保护的双赢目标。
褐煤提质技术 褐煤是地质年代短、煤化程度最低的一类煤，一般褐煤中水分含量、挥发分含量均高，而发热量低，易发生风化碎裂、易氧化自燃，不适易于远途运输和利用，因挥发分含量高导致直接燃烧时排出的烟气多、粉尘量大，对环境污染严重，因此，其热利用率低。 近年来，由于煤炭价格大幅上涨，价格相对低廉的褐煤开发利用已经被重视起来。但由于褐煤不易储存和运输的特点，必须对其进行提质加工，以适应环保运输要求，利于大规模利用。因此对褐煤热解提质加工，而后再做为燃料利用，就显得较为迫切。 目前我国研究开发的若干种褐煤热解技术中，已进行工业化试生产的技术主要有：大连理工大学的褐煤固体热载体法快速热解技术，鞍山热能研究院的褐煤低温干馏改质技术，北京柯林斯达能源技术开发公司的褐煤低温干燥改性提质技术。这三种技术所采取的干燥方法和加工温度不同，产品方案和产品性能也有差异，已全部在国内褐煤产地建立了工业化试生产装置。 大连理工大学的褐煤固体热载体法快速热解技术原理为：将煤通过与热的载体（热解后的热焦）快速混合加热使
煤热解（干馏）得到低温焦油、煤气和半焦（或提质褐煤）的技术。固体热载体法快速热解提焦油属于煤的低温干馏过程。煤的低温干馏过程是一个热加工过程，常压生产即可制得焦油、煤气和半焦（或提质褐煤），实现了煤的部分气化和液化，也称煤的温和气化或煤的温和转化。 该技术是一个以固体细颗粒（半焦）作干馏热载体为基本特点的系统。核心部分是固体热载体循环系统，主要设备包括：加热提升管（用于提升和再次燃烧加热循环的颗粒固体热载体），热载体收集槽（将热的固体载体从燃烧烟气中分离出来，并贮存待用）、混合器（将原料粒子与热载体粒子迅速混合，引发干馏）和热解反应器（为混合后的物料提供充分停留时间，使热解反应进行完全）。 应根据褐煤质量性能、产品市场定位，来选择相应的褐煤加工技术。 在内蒙古褐煤富集的东部区，现有开发的褐煤提质项目均采用干燥脱水、无粘结剂高压成型技术，此技术的工艺戳成为：首先开动热风装置，将200℃～400℃的高温烟气通过管道从高温烟气入口接头送入轧辊中的高温气腔中将轧辊加热，用于烘干褐煤；再将褐煤从原煤料仓经螺旋送料器均匀的送入主进料器中，开启压料器电机，通过压料器将褐煤压到加压装置中的轧辊之间，经20～80吨压力挤压，将褐煤中水分脱除到1-5％以下；经高温挤压的煤料成为φ5～
关于我国褐煤提质技术的应用现状及存在问题的解决方案梁永煌;游伟;章卫星 【摘要】简述了褐煤提质技术的基本原理和发展现状；介绍了我国已建或在建的30个褐煤提质项目以及17个褐煤提质前期项目的基本情况；分析了褐煤提质技术工业化应用中存在的问题并提出了相应的解决方案。结果表明：①随着30个褐煤提质项目的投入运行，我国处理褐煤的能力将超过1亿t／a；②以褐煤干燥、低温热解为基础的煤基多联产技术正在成为我国褐煤综合利用的重要方向；③应重视和加强褐煤提质技术的工业化和工程化以及环境资源等方面的研究。%Author has briefly described the basic principle for quality upgrading technology of lignite and its present development situation;has introduced the basic situation in which there were 30 projects have been built or are in construction for quality upgrading of lignite, and 17 projects only planned for quality upgrading of lignite;has analyzed the existing problems in Application for industrialization of quality upgrading of lignite, and has proposed appropriate solution scheme as well. Result indicates that : ( 1 ) Capacity treating lignite in China will exceed one hundred million t/a along with putting into operation for 30 projects of quality upgrading of lignite; ( 2 ) Muhi-combinative production technology of coal base is just becoming of important direction for comprehensive utilization of lignite in China, based on drying lignite and hot decomposition with low temperature;( 3 )Importance should be attached and strengthened to study on aspects of industrialization and engineering execution for quality upgrading technology of lignite and environment resource etc.
褐煤提质 褐煤提质是指褐煤在高温下经受脱水和热分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤。褐煤脱水过程除脱去部分水分外，也伴随着一些煤的组成和 结构的变化，它主要是由脱水作用和过程引起的。所以，褐煤的提质过程主 要是褐煤的脱水过程。褐煤提质干燥前后的对比见下表： 褐煤提质干燥前后的性质对比 提质后的褐煤将更有利于利用、运输和贮存。若是将褐煤中的50%的水分除去，则将会把褐煤燃烧后产生的温室气体的排放量降低15%实际 测试得知,一种水分42.52%、发热量11.93MJ /kg 的褐煤,经提质干燥后, 水分降14.43%,发热量增至18.08MJ /kg,相当于提高了热值51.6%,这对于褐煤电厂的影响无疑是十分巨大的。 1、褐煤的特性 褐煤是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤。是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤，煤化程度最低，呈褐色、黑褐色或黑色，一般暗淡或呈沥青光泽，不具粘结性。其物理、化学性质介于泥炭和烟煤之间。水分大、挥发分高、密度小,含有腐殖酸,氧含量常达15〜30 %, 在空气中易风化碎裂，发热量低。按照中国煤炭分类标准还分为两小类： 透光率PM大于30〜50%的年老褐煤和PM小于或等于30%的年轻褐煤。中国
褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为20 %〜30 %。东北地 区褐煤硫分多在1 ％以下，广东、广西、云南褐煤硫分相对较高，有的甚至高达8% 以上。褐煤全水分一般可达20%〜50%，分析基水分为10%〜30%，挥发分高15% 〜30% 、低位发热量一般只有11 ．71 〜16．73MJ ／kg ，易风化碎裂、易氧化自燃。 2 、褐煤干燥提质的前景 褐煤有着清洁、低挥发和低硫的优点，但同时又存在着湿度大、燃点低和二氧化碳排放量大的缺点，是导致全球温室效应的重要因素之一。但是，在目前全球能源日趋紧张的形势下，褐煤的经济价值及其相关加工生产技术又重新被世界能源界所重视。与烟煤、无烟煤相比，褐煤的优势是价格较低，反应活性高，但其热值相对较低，含水量较高，一般为25-60% 。褐煤中的水分增加运输成本，影响锅炉运行，降低电厂效率，增加温室效应气体排放，因此褐煤干燥和提质技术及装备的开发是清洁和有效利用褐煤的关键。 褐煤的提质是指褐煤在高温下经受脱水和热分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤。褐煤脱水过程除脱去部分水分外, 也伴随着一些煤的组成和结构的变化,它主要是由脱水作用和过程引起的。所以,褐煤的提质过程主要是褐煤的脱水过程。经过脱水后，褐煤的水分及氧化速度即降低，发热量提高，燃烧后温室气体的排放减小。提质后的褐煤将更有利于利用、运输和贮存。若是将褐煤中的50% 的水分除去, 则将会把褐煤燃烧后产生的温室气体的排放量降低15% 。实际测试得知, 一种水分42.52% 、发热量11.93MJ /kg 的褐煤,经提质 干燥后,水分降14.43%, 发热量增至18.08MJ /kg, 相当于提高了热值 51.6%, 这对于褐煤电厂的影响无疑是十分巨大的。
褐煤的干燥热解 制作人： 摘要：本文总结了国内外褐煤预干燥技术的发展现状，针对传统热力干燥在褐煤电厂应用中存在的高能耗、高投资和低安全性的实际问题,开展了褐煤过热蒸汽干燥的机理实验研究和中试试验研究，结果表明：过热蒸汽的干燥效果优于常规热空气的干燥效果；中试试验系统能稳定、连续地对褐煤进行干燥，且干燥产品符合褐煤干燥实际工业应用的要求。提出了一种由山东省科学院开发的过热蒸汽预干燥低质煤提质（SCU）洁净煤技术，对其在节能、安全等方面的技术先进性作了具体的对比分析，结果表明该技术能耗低、安全且节能效果好。开发褐煤过热蒸汽干燥成套工艺，能促进能源和电力行业的发展，具有广阔的应用前景。关键词：褐煤；过热蒸汽干燥；洁净煤技术；安全；节能 正文： 1.褐煤的定义 Lignite (coal)；brown coal ；wood coal 褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运。 由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹(由裸子植物形成）。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量60%～77%，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40%。无胶质层厚度。恒湿无灰基高位发热量约为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相对密度1.2～1.45。 褐煤水分大，挥发成分高(>40%),含游离腐植酸。空气中易风化碎裂，燃点低（270°左右）。储存超过两个月就易发火自燃，堆放高度不应超过两米。 2.褐煤利用的现状
褐煤是一种高挥发分、高水分、高灰分、低热值（14MJ/kg左右）、低灰熔点、污染重且利用率相对较低的资源。目前，我国烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用，拓展空间有限，而对褐煤的大规模开发利用刚刚开始。我国褐煤资源相对比较丰富，己探明的储量达1303亿吨，占全国煤炭储量的13%，开采成本低，其中内蒙古占全国褐煤总储量的77%。我国的褐煤普遍存在湿度大（30%—50%）而导致的燃点低和二氧化碳排放量大的缺点，直接燃烧未提质的褐煤原煤，会产生严重的环境污染问题（二氧化碳排放量比普通烟煤高15%左右），增加电厂和煤化工项目的建设和运行的成本；同时，较高的含水量导致褐煤运输费用增加，限制了内蒙地区丰富的褐煤资源外运至南方沿海城市利用的空间。 提质工艺是指通过合理的干燥过程，降低褐煤的含水量，提高褐煤能量密度的技术。 目前，国内褐煤干燥的工业应用还没有大规模展开。国内准工业规模褐煤预脱水装置分为：燃煤烟气直接接触：链板式，移动床式，转筒干燥和蒸汽间接干燥：过热蒸汽内加热流化床, (过热)蒸汽回转圆筒两种。 国内褐煤电厂多采用高温烟气通过磨煤机达到干燥煤粉的目的。但高温烟气与煤粉直接接触存在安全隐患、造成炉膛温度和锅炉效率降低，而且褐煤水分过高导致调节复杂，动力消耗和维护费用高。 国内褐煤煤矿企业进行预干燥的提质工艺大都采用燃煤烟气直接接触的转筒式干燥 气流干燥机和链板式干燥机等，单机处理量小、占地面积大、投资高，污染大，不符合我国节能减排的要求。 国外在褐煤预干燥领域，最成熟、先进的提质工艺是过热蒸汽流化床技术，德国RWE 公司采用先进的过热蒸汽工艺，已经在德国建成3套装置，最大脱水能力达到110T/h。德国ZEMAG公司的间接接触回转干燥机也有较多应用实例，但是相比RWE技术，存在单机生产能力小，尾气排放量大，余热无法回收，占地面积大等缺点。 国外在褐煤提质领域还有部分待开发技术：美国Encoal, Coaltek, K-fuel，澳大利亚Coldry，神户钢铁，分别利用电厂冷凝水余热、微波、高压蒸汽蒸煮、溶剂油萃取等方式进行提质，但是由于装置投资巨大、运行费用高等缺点，不能完全适应中国国情。 由山东省科学院工业节能中心和山东天力干燥设备有限公司首创，具有自主知识产权的高床层内加热流化床过热蒸汽褐煤预干燥洁净煤成套工艺技术和装置，是我国洁净煤技术的新突破，通过利用过热水蒸气作为干燥介质的工艺创新，结合尾气余热回收技术，相比其他提质工艺，具有环保、安全、节能80%以上、节水的突出优点，干燥强度高于目前国际最先进的德国RWE公司技术。将这一环境友好、资源节约型清洁煤技术项目应用于国内褐煤电厂、煤矿和煤化工项目，通过通过对褐煤预处理工艺进行技术改造升级，可明显减少5%左右的燃料消耗和15%左右的CO2排放，降低配套系统的损耗，提高电厂、煤化工系统的总体效率，而且可以获得CDM资金支持。以占褐煤产量约90%的动力煤做测算，通过燃烧前脱水提质，
2024年褐煤干燥提质市场环境分析 引言 褐煤是一种具有较高含水率和低热值的煤炭资源。为了提高其能源利用效率和经济价值，干燥提质技术被广泛应用。本文旨在分析褐煤干燥提质市场环境，探讨其发展前景和面临的挑战。 1. 市场需求 褐煤干燥提质技术可以使褐煤的含水率降低、热值提高，提高其燃烧效率和煤制气生产效率。目前，市场对清洁能源的需求日益增加，褐煤干燥提质技术成为一个备受关注的领域。特别是在电力行业和煤制气行业，干燥提质后的褐煤可以替代传统煤炭资源，减少污染物排放，提高能源利用效率，符合可持续发展的要求。 2. 政策支持 政府对褐煤干燥提质技术的支持是推动其市场发展的关键。为了降低对传统煤炭的依赖和减少污染物排放，许多国家都出台了相关政策，鼓励和支持褐煤干燥提质技术的应用。例如，一些国家提供补贴或税收优惠政策来支持褐煤干燥提质项目的建设和运营。政策的支持有助于刺激市场需求，促进技术的创新和进步。 3. 技术挑战 与褐煤干燥提质技术相关的技术挑战主要包括以下几个方面：
•干燥工艺：有效地降低褐煤的含水率是干燥提质技术的关键。目前，常用的干燥工艺有烘干、流化床干燥、热泵干燥等。然而，不同工艺存在着不同的技术难题，如能耗高、设备复杂等。 •燃烧特性：干燥后的褐煤的燃烧特性可能会发生改变，如爆燃性和燃烧速率等。因此，需要对新型燃烧技术进行研究和改进，以适应干燥提质后褐煤的特性变化。 •环境影响：干燥提质工艺可能会产生废水、废气等环境污染物。因此，在技术应用过程中，需要合理设计和控制污染物的排放，减少对环境的影响。 4. 市场前景 褐煤干燥提质技术在电力、煤制气等行业的应用前景广阔。随着清洁能源需求的 增加和对传统煤炭资源使用的限制，干燥提质后的褐煤将成为替代传统煤炭的重要能源来源。此外，褐煤干燥提质技术的应用还有望推动相关设备制造、技术研发等产业的发展，为经济增长和就业创造新的机会。 结论 褐煤干燥提质市场具有较大的发展潜力，受到市场需求和政策支持的推动。然而，技术挑战仍然存在，需要不断进行研究和改进。面对市场前景，相关企业和研发机构应该加强合作，加快技术创新和产业发展，以推动褐煤干燥提质技术的应用和商业化进程。
2024年褐煤干燥提质市场发展现状 引言 褐煤是一种低阶煤，含水量高，热值低，燃烧效率低。为了提高褐煤的利用价值和环境友好性，褐煤干燥提质技术应运而生。本文将对褐煤干燥提质市场的发展现状进行分析和总结。 褐煤干燥提质技术的原理和应用 褐煤干燥提质技术是通过加热和干燥的方法降低褐煤的含水量，提高其热值和燃烧效率。常见的褐煤干燥提质技术包括热风干燥、流化床干燥和闪蒸干燥等。这些技术能够将褐煤的含水量降低至10%以下，提高热值至5000千卡/千克以上。 褐煤干燥提质技术在能源利用、化工、冶金等领域具有广泛的应用。褐煤经过干燥提质后可用作锅炉燃料、发电燃料、焦化煤、液化煤等。此外，提质后的褐煤还可作为原料生产煤炭化学品和合成气等。 褐煤干燥提质市场现状 市场规模和增长趋势 随着环保意识的提升和能源利用的优化，褐煤干燥提质市场呈现出良好的发展态势。根据统计数据显示，全球褐煤干燥提质市场规模在近几年内不断扩大，预计将持续增长。其中，亚太地区是褐煤干燥提质市场的主要增长驱动力，欧洲和北美地区也表现出较大的市场潜力。
市场主要驱动因素 褐煤干燥提质市场的发展受到多个因素的影响。首先，能源需求的增加和供给结 构的调整推动了对高效燃料的需求，褐煤干燥提质技术正是满足这一需求的重要手段。其次，环境保护要求的提高促使企业转向低排放、高效能源的利用，从而增加了对干燥提质褐煤的需求。此外，褐煤干燥提质技术的成熟和进步也为市场发展提供了技术支撑。 市场发展前景和挑战 褐煤干燥提质市场的发展前景广阔，但仍面临一些挑战。首先，技术上的限制和 成本问题限制了褐煤干燥提质技术的进一步推广应用。其次，褐煤干燥提质市场的发展受到地理位置和资源可获得性等因素的制约。此外，国际市场竞争的加剧也对褐煤干燥提质行业造成了一定的冲击。 总结 褐煤干燥提质市场作为能源利用优化和环境保护需求的重要领域，呈现出良好的 发展态势。尽管市场前景广阔，但仍需克服技术、成本、地理限制和市场竞争等挑战。未来，随着褐煤干燥提质技术的进一步发展和成熟，市场发展前景将更加可观。 以上是对2024年褐煤干燥提质市场发展现状的概述和分析，希望对读者了解和 研究该领域提供一定参考价值。
双鸭山富油煤炭热解多联产工艺应用浅析 双鸭山煤矿的煤炭主要属于气煤，含油率高，直接作为燃料煤非常不经济，如果通过低温热解工艺走多联产道路，分别提取煤气、低温煤焦油和半焦分质利用，可以大大提高煤炭的经济价值和煤炭的能源利用率，为节能减排探索出一条新途径。 一、国内主要褐煤、长焰煤和气煤提油技术 近年来，以低阶煤为主的干燥提质技术受到我国多家相关单位的关注，有关科研企业也对其进行了研发，该技术主要的技术路线是：对煤炭进行加热，使得其水分蒸发，这里所谓的加热不是日常生活中的燃烧，而是在特定的温度下，使得煤炭发生轻度热分解和化学反应，脱除水分和挥发质，实现煤炭的多质利用，并形成了一定规模的工业化。主要技术如下： 1 五环公司的LCC低阶煤转化技术 LCC低阶煤转化技术的前身是美国开发的LFC技术，其步骤为：第一步，干燥，降低煤炭的含水率；第二步，轻度解热，进一步降低水含量和挥发质，将低阶煤炭（如褐煤）慢慢转化为不宜发生反应固体燃料——PMC（Process Middle Coke），同时分解得到了液体燃料——PCT（Process Coal Tar）；第三步，精细制造，对前一步得到的固体燃料进行化学处理，降低其活性，最终得到稳定且不易挥发的液体燃料，该液体燃料可以代替石油产品。 2 SJ低温干馏方形炉 SJ低温干馏方炉是起源于在鲁奇三段炉，神木县三江煤化工有限责任公司在其基础上，结合了内热式直立方炉技术，同时参考了国内外有关技术，并考虑了当地煤质特点而研制的新型炉型。该炉型在下料时克服了不均匀的缺点，并且布气和加热也均匀有效，提高了生产效率。值得一提的是，该装置考虑了环境问题，针对焦油废水进行了处理，煤气也得到了合理的利用。
褐煤提质技术现状及发展趋势 褐煤提质生产半焦技术，可以解决褐煤直接燃烧时环境污染严重、热利用率低等问题，同时还可以得到煤焦油和干馏煤气等多种高价值煤基产品，是褐煤高效、低污染利用的有效途径。 半焦适合大规模的粉煤气化或水煤浆气化技术，可生产合成气；合成气可用于合成甲醇以及MTP或MTO生产丙烯和乙烯。 德国作为褐煤资源大国和工业强国，是现代褐煤加工技术的发源地。20世纪70年代后，澳大利亚、美国等褐煤生产大国的褐煤提质技术研发也非常活跃。日本作为能源缺乏的国家对廉价褐煤的利用也非常重视。国内外褐煤提质加工技术归纳起来答题可分为非蒸发脱水提质技术、成型提质技术、热解提质技术三大类。 1. 非蒸发脱水提质技术：通过高温高压等条件来改变褐煤的物理和化学结构。水、蒸汽干燥和热油干燥。无需蒸发潜热,，在脱水过程中褐煤不会自燃，热效率高,安全性高。缺点是需要高压条件。 1.1 K燃料工艺（热水） 1.2 D-K工艺（热水） 1.3 UBC工艺（热油） 2.成型提质技术 褐煤在成型过程中，经过高压或剪切等物理作用，使其凝胶结构及孔隙系统收到了不可逆的破坏，因而从本质上改变了煤样的煤阶，煤化度也随之提高。 2.1 冲压成型工艺 2.2 辊压成型工艺（热压HPU，破碎至0～3 mm，气流干燥，热反应器中经轻度热解，成型机中辊压成型） 2.3 其他物理提质技术 “冷干”：打破煤炭结构，使其发生化学变化，实现煤水分离，煤炭得到提质；挤压成蠕条状，自然断裂，冷却至10℃，蒸汽干燥48 h，将含水量约60 %的褐煤制成水分为8 %～14 %的型煤。 3.热解提质技术 褐煤热解是在隔绝空气（或在惰性气体中，或在氢气存在）条件下将褐煤加热，最终得到热解煤气、焦油或酚类产品、焦炭或半焦产品。 国内外典型的褐煤热解工艺包括：美国TOSCOAL煤热解工艺、美国的流化床-固热载体低温快速热解工艺、德国的L-R工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、中国的多段回转炉工艺、中国的固体热载体新法干馏工艺等。
探讨褐煤提质技术的现状浅析 随着我国经济的日益发展以及对能源需求的不断增长，国内优质煤的供应日渐紧张，发展褐煤提质的技术以及应用可以缓解我国紧张用煤需求。 1 褐煤的特点 褐煤是矿化程度最低的矿产煤，煤质特点是水分大、孔隙率达、挥发分高、不黏结、热值低，含有不同数量的腐殖酸，含氧量在15%-30%左右，热稳定性差，易风化不适合储存以及长距离运输，直接燃烧不仅热值低，而且污染环境，浪费巨大。提质后的褐煤，相比提质前，水分可以下降70%左右，发热量可提升6MJ/kg左右，表面性质也会发生一定的改变，不仅有利于贮存和运输，而且有利于燃烧，发电，化工方面的使用，所以，提质成为了褐煤较为环保并高效的利用方式。 2 褐煤提质的技术现状 褐煤提质指的是在一定的温度压力条件下，脱除褐煤的水分，含氧官能团以及多余的灰分，提高褐煤品质的过程。提质的方法主要有物理法和化学法，物理法的是将褐煤加热或与高温物质，如热烟气、过热蒸汽等，进行换热，脱除其中的水分和部分挥发分，提质过程中煤体不发生化学变化。化学法是在较高的温度下，在隔绝空气（或在非氧化气氛）条件下，褐煤发生热解反应，在脱除水分和大部分挥发分的同时，生成煤气、焦油、粗苯和焦炭或半焦的过程。此过程中，褐煤煤体发生了焦化和热分解等化学变化。 2.1 物理法 物理法指的是干燥脱水提质，干燥法又分为两类：蒸发脱水提质，非蒸发脱水提质。 2.1.1 蒸发脱水提质 褐煤蒸发脱水技术是指在较低温度下，通过使用过热蒸汽、烟道
气或热油为干燥介质进行脱水的一种褐煤脱水干燥方法，下面介绍几种蒸发脱水提质的方法。 2.1.1.1 回转管式干燥工艺 该工艺适用于褐煤的轻度干燥，在常压下褐煤在管式干燥器内在低压蒸汽的作用下被加热到100℃左右，此时水分被蒸发出来，脱水后的空气通过除尘器和煤粉分离开，一部分空气进入回转窑作为脱水介质继续循环，剩余的排入大气。 此方法用于褐煤的快速、轻度干燥，但是干燥后不易长期储存、运输，干燥后的褐煤复吸现象严重，另外此法尾气排放量大，排空的粉尘较多，不环保且能耗大。 2.1.1.2 泽玛克（ZEMAG）褐煤干燥成型提质技术 ZEMAG技术工艺流程分为预制、干燥、破碎和成型。褐煤经初步破碎处理后，进入管式干燥机，干燥后的褐煤经过进一步破碎以达到成型工艺要求的粒度，最后压缩成型。 此过程可脱去煤中80%左右的水分，同时发热量可提高约20%，经过热压作用，煤颗粒的孔隙减少，比表面积降低，而且煤分子的侧链含氧官能团如羧基，羟基，甲氧基等减少，一定程度上抑制了复吸作用。另外产出型煤的成型率较高，跌落试验效果好，对其长距离运输和电厂燃用有一定的意义。 2.1.1.3 BCB提质技术 BCB提质技术是由澳大利亚White能源公司研发的，具体的工艺流程为褐煤经过充分破碎后（小于3mm）在干燥筒仓中被300-400℃的烟气快速升温至105-110℃，通过“闪蒸式烘干”脱除煤中的水分，再经旋风分离器捕集后压缩成型，由于型煤在生产过程中会升温，为避免自燃现象，常通过喷水对型煤进行冷却处理。 技术不改变煤的化学性质以及焦化特性，加工成本低，但是由于冷却过程又进行喷水冷却，所以脱水的效果不明显。 2.1.2 非蒸发脱水提质 非蒸发脱水技术是近年来发展起来的新型褐煤干燥技术，该技术
褐煤的提质利用 陈凯中国矿业大学资源学院江苏徐州221116 摘要:在未来相当长的时期内我国以煤为主要能源供应的格局难以改变,褐煤储量大,但褐煤存在水分高热值低长距离输送经济性差等缺点,在利用之前有必要进行提质处理,本文介绍几种褐煤提质工艺,并分析其特点。 关键词:褐煤提质干燥脱水热解 0引言 褐煤是煤化程度最低的矿产煤俗称柴煤。处于烟煤和泥炭之间的棕黑色、无光泽的低级煤。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量在60%~77%之间,密度约为 1.1-1.2,挥发成分大于40%。无胶质层厚度。恒湿无灰基高位发热量约为23.0-27.2兆焦/公斤(5500-6500千卡/公斤)。多呈褐色或褐黑色,相对密度1.2~ 1.45。褐煤水分大,挥发成分高(>40%),含游离腐植酸。褐煤脱水过程除脱去部分水分外,也伴随着一些煤的组成和结构的变化,它主要是由脱水作用和过程引起的。 1褐煤资源分布及其特性 目前,在我国已探明的褐煤保有储量中,以内蒙古东北部地区最多,约占全国褐煤保有储量的3/4; 以云南省为主的西南地区的褐煤储量约占全国的1/5; 东北、华东和中南地区的褐煤仅占全国的5%左右。褐煤是煤化程度最低的煤种,可分为硬褐煤和软褐煤( 俗称土状褐煤) 褐煤孔隙率高,反应性强,煤中含氧量大 ( 15%~30%) ,大部分以含氧官能团的形式存在,以酚羟基( OH)为主,其次是羧基( COOH) 和羰基( CO) ,甲氧基( OCH2) 较少[5]褐煤含水高( 30%~ 50%) 灰分高( 15%~30%) 挥发分高( >37%) 发热量低( 12.56~14.65 MJ/kg) ,热稳定性差、易风化碎裂、易氧化自燃、不适于远途运输。