煤种分类及煤质特征 分为十四大类，24小类，大类为： 1）无烟煤：煤化程度最高，含碳量高达90%—98%，含氢量较少，一般小于4%。外观呈黑至钢灰色，因其光泽强，又称白煤。硬度高，不易磨碎。纯煤的真密度为1.4—1.9g/cm3,燃点高,火焰短,化学反应弱.主要生产氮肥和民用,少数电厂也用。. 2）贫煤：是煤化程度最高的烟煤，受热时几乎不产生胶质体，所以叫贫煤。含碳量高达90%—92%，燃点高，火焰短，发热量高持续时间长，主要用于动力和民用。 3）瘦煤：是煤化程度最高的炼焦用煤。特性和贫煤一样，区别是加热时产生少量的胶质体，能单独结焦。因胶质体少，所以称瘦煤。灰融性差，多用于炼焦。 4）1/3焦煤：介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时，能生成强度较高的焦炭。
5）气肥煤：挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能生成强度高的焦炭。 6）1/2中粘煤：粘结性介于气煤和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。 7）贫瘦煤：变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。 8）焦煤：是结焦性最好的炼焦煤，也称主焦煤。中等挥发分，一般大于18%—30%，大多能单独炼焦。Y 值一般大于12%—25%，主要是炼焦用。 9）气煤：是煤化程度最底的炼焦煤，干燥无灰基挥发分均大于30%，胶质层最大厚度大于5—25mm，隔绝空气加热能产生大量煤气和焦油。主供炼焦，也作为动力煤和气化用煤。煤质低灰低硫，可选性好，是我国炼焦煤中储量最多的一种。 10）肥煤：中等煤化程度的烟煤，高于气煤。挥发分一般为24%—40%，胶质层最大厚度大于25mm，软化温度低，有很强的粘结能力，是配煤炼焦的重要成分。主要用于炼焦，也作动力用煤。
煤种分类及煤质特征公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
煤种分类及煤质特征 分为十四大类，24小类，大类为： 1）无烟煤：煤化程度最高，含碳量高达90%—98%，含氢量较少，一般小于4%。外观呈黑至钢灰色，因其光泽强，又称白煤。硬度高，不易磨碎。纯煤的真密度为—1.9g/cm3,燃点高,火焰短,化学反应弱.主要生产氮肥和民用,少数电厂也用。. 2）贫煤：是煤化程度最高的烟煤，受热时几乎不产生胶质体，所以叫贫煤。含碳量高达90%—92%，燃点高，火焰短，发热量高持续时间长，主要用于动力和民用。 3）瘦煤：是煤化程度最高的炼焦用煤。特性和贫煤一样，区别是加热时产生少量的胶质体，能单独结焦。因胶质体少，所以称瘦煤。灰融性差，多用于炼焦。 4）1/3焦煤：介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时，能生成强度较高的焦炭。 5）气肥煤：挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能生成强度高的焦炭。 6）1/2中粘煤：粘结性介于气煤和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。 7）贫瘦煤：变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。
8）焦煤：是结焦性最好的炼焦煤，也称主焦煤。中等挥发分，一般大于18%—30%，大多能单独炼焦。Y值一般大于12%—25%，主要是炼焦用。 9）气煤：是煤化程度最底的炼焦煤，干燥无灰基挥发分均大于30%，胶质层最大厚度大于5—25mm，隔绝空气加热能产生大量煤气和焦油。主供炼焦，也作为动力煤和气化用煤。煤质低灰低硫，可选性好，是我国炼焦煤中储量最多的一种。 10）肥煤：中等煤化程度的烟煤，高于气煤。挥发分一般为24%—40%，胶质层最大厚度大于25mm，软化温度低，有很强的粘结能力，是配煤炼焦的重要成分。主要用于炼焦，也作动力用煤。 11）弱粘煤：粘结性较弱，煤化程度较低的煤，介于炼焦煤和非炼焦煤之间，结焦性较好，低灰低硫高热量，可选性较好。部分炼焦，多部分作动力煤和民用。 12）不粘煤：挥发分相当于肥煤和肥气煤，但几乎没有粘结性，水分高，发热量低，主要作动力煤。 13）长焰煤：煤化程度仅高于褐煤的最年轻烟煤，挥发分高，水分高，不粘，主要是发电和其他动力用煤。 14）褐煤：是煤化程度最低的煤，外观呈褐色或黑色，与烟煤最主要的区别是褐煤含有数量不等的原生腐植酸，而烟煤不含。高水分高挥发分，低发热量低灰熔点，热稳定性差，主要是发电和动力用煤。
一、 褐煤低温干馏（热解）加工的生产工艺介绍 3.1 低温煤干馏（热解）加工的主要工艺 煤热解工艺按照不同的工艺特征有多种分类方法。 按气氛分为惰性气氛热解(不加催化剂)，加氢热解和催化加氢热解。 按热解温度分为低温热解即温和热解(500～650℃)、中温热解(650～800℃)、高温热解(900一l000℃)和超高温热解(>1200℃)。 按加热速度分为慢速(3～5℃／min)、中速(5～100℃／s)、快速(500～105℃／s)热解和闪裂僻(>106℃／s)。 按加热方式分为外热式、内热式和内外并热式热解。 根据热载体的类型分为固体热载体、气体热载体和固一气热载体热解。 根据煤料在反应器内的密集程度分为密相床和稀相床两类。 依固体物料的运行状态分为固定床、流化床、气流床，滚动床。 依反应器内压强分为常压和加压两类。 而且煤热解工艺的选择取决于对目标产品的要求，并综合考虑煤质特点、设备制造、工艺控制技术水平以及最终的经济效益。慢速热解如煤的炼焦过程，其热解目的是获得最大产率的
固体产品――焦炭；而中速、快速和闪速热解包括加氢热解的主要目的是获得最大产率的挥发产品――焦油或煤气等化工原料，从而达到通过煤的热解将煤定向转化的目的。 表3—1 目标产品与相应的工艺条件 上表列出了目标产品与一般所相应采用的热解温度、加热速度、加热方式和挥发物的导出及冷却速率等工艺条件。 到目前为止，国内外研究开发出了多种各具特色的煤热解工艺方法，有的处于试验室研究阶段，有的进入中试实验阶段，也有的达到了工业化生产阶段如鲁奇～鲁尔煤气公司法、COED 法、Toscoal法等。下面将其中的典型热解方法加以介绍。 3.1.1国外低温煤干馏的加工工艺 (一)鲁奇～鲁尔煤气公司法(Lurgi Ruhrgas) 1．工艺简介 该法是由Lurgi GmbH公司(联邦德国)和Ruhrgas AG公司(美国)开发研究的。 其工艺流程为粒度小于5mm的煤粉与焦炭热载体混合之后，在重力移动床直立反应器中进行干馏。 产生的煤气和焦油蒸气引至气体净化和焦油回收系统，循环的焦炭部分离开直立炉用风动输送机提升加热，并与废气分离后作为热载体再返回到直立炉。在常压下进行热解得到热值为26～32MJ／m3的煤气、半焦以及煤基原油，后者是焦油产品经过加氢制得。 2．开发应用状况 此工艺过程在日处理能力12t煤的装置上已经掌握，并建立了日处理250t煤的试验装置以及日处理800t煤的工业装置。 (二)COED法 1．工艺简介 该工艺由美国FMC和OCR联合开发，采用低压、多段、流化床煤干馏工艺流程。 平均粒度为0.2mm的原料，顺序通过四个串联的反应器，其中第一级反应器起煤的干燥和预热的作用，在最后一级反应器中，用水蒸气和氧的混合物对中间反应器中产生的半焦进行部分气化。气化产生的煤气作为热解反应器和干燥器的热载体和流化介质。借助于固相和气相逆流流动，使反应区根据煤脱气程度的要求提高温度，有力地控制热解过程的进行。热解在压力35～70kPa下进行。最终产品为半焦、中热值(15－18MJ／m3)煤气以及煤基原油，后者是用热解液体产品在压力17－21MPa下催化(Ni-Mo)加氢制得的。 2．开发应用状况 该工艺已有日处理能力36t煤的中间装置，并附有油加工设备。 (三)CSIRO工艺
煤种分类及煤质特征精 编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
煤种分类及煤质特征 分为十四大类，24小类，大类为： 1）无烟煤：煤化程度最高，含碳量高达90%—98%，含氢量较少，一般小于4%。外观呈黑至钢灰色，因其光泽强，又称白煤。硬度高，不易磨碎。纯煤的真密度为1.4— 1.9g/cm3,燃点高,火焰短,化学反应弱.主要生产氮肥和民用,少数电厂也用。. 2）贫煤：是煤化程度最高的烟煤，受热时几乎不产生胶质体，所以叫贫煤。含碳量高达90%—92%，燃点高，火焰短，发热量高持续时间长，主要用于动力和民用。 3）瘦煤：是煤化程度最高的炼焦用煤。特性和贫煤一样，区别是加热时产生少量的胶质体，能单独结焦。因胶质体少，所以称瘦煤。灰融性差，多用于炼焦。 4）1/3焦煤：介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时，能生成强度较高的焦炭。 5）气肥煤：挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能生成强度高的焦炭。 6）1/2中粘煤：粘结性介于气煤和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。 7）贫瘦煤：变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。 8）焦煤：是结焦性最好的炼焦煤，也称主焦煤。中等挥发分，一般大于18%—30%，大多能单独炼焦。Y值一般大于12%—25%，主要是炼焦用。 9）气煤：是煤化程度最底的炼焦煤，干燥无灰基挥发分均大于30%，胶质层最大厚度大于5—25mm，隔绝空气加热能产生大量煤气和焦油。主供炼焦，也作为动力煤和气化用煤。煤质低灰低硫，可选性好，是我国炼焦煤中储量最多的一种。 10）肥煤：中等煤化程度的烟煤，高于气煤。挥发分一般为24%—40%，胶质层最大厚度大于25mm，软化温度低，有很强的粘结能力，是配煤炼焦的重要成分。主要用于炼焦，也作动力用煤。
100万吨兖矿褐煤热解提油提气技术方案建议 书 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
100wt/a低阶煤分段热解提烃 生产优质油气及缚硫洁净炭 技术与工艺方案建议书 1 低阶煤中低温分段热解提取油气资源的背景和意义 我国能源资源结构特点是缺油少气富煤。截止2012年我国查明石油剩余技术可采储量仅为亿t，天然气万亿m3；而煤炭资源探明储量为万亿t，其中有75%以上是中低阶煤。 开发新工艺技术推动我国低阶煤清洁高效梯级利用已迫在眉睫。先提取煤中业已存在的油气资源，并生产高附加值固体洁净炭，从而形成热解提烃(油气)-洁净炭气化-合成、热解-油气提质-洁净炭燃烧发电等多途径低阶煤清洁高效梯级利用技术路线，是解决我国低阶煤利用的必由之路。若采用低阶煤中低温分段热解提烃技术，在我国目前直接燃烧发电的低阶煤中，每年仅以10亿t 低阶煤先提取油气资源然后再发电计算，就可提取油1亿t左右(相当于原油亿t)、烷烃气产品超过1000亿m3、其余利用余热生产合成气合成甲烷的量接近甚至超过提取烷烃气的量。 采用科学的分段热解中低阶煤技术制取油气，对于弥补我国缺油少气现状、突破油气对外依存度、保障我国能源安全、经济安全、国防安全和国家可持续发展具有重大意义。 一般情况下，低阶煤(多指褐煤、长焰煤等低煤化度煤)与挥发分大于18%的中阶煤的挥发物主要是以烃类物质构成的。在 挥发分大于25%的中、低阶煤挥发物中，烃类成分一般占无水 基挥发分质量的80%以上。尤其在长焰煤、气煤及更低煤化度 的低煤阶煤中，烃类成分大多占无水基煤总质量比的30%左 右，高者甚至可达35%以上。
文章编号:0253?2409(2013)03?0257?08 收稿日期:2012?10?15;修回日期:2012?12?26三 基金项目:国家自然科学基金(21106173);中国科学院战略性先导科技专项(XDA 0705100);中国科学院山西煤炭化学研究所青年人才基金(2011SQNRC 01)三 联系作者:房倚天,研究员,Tel /Fax :0351?2021137,E?mail :fyt @https://www.doczj.com/doc/9f10290885.html, 三 本文的英文电子版由Elsevier 出版社在ScienceDirect 上出版(http ://https://www.doczj.com/doc/9f10290885.html, /science /journal /18725813)三 CO 2对褐煤热解行为的影响 高松平1,2,3,赵建涛1,王志青1,王建飞1,2,房倚天1,黄戒介1 (1.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原 030001; 2.中国科学院大学,北京 100049; 3.太原工业学院,山西太原 030008) 摘 要:利用热天平和快速升温固定床进行了CO 2气氛下褐煤热解特性的研究,考察了CO 2对半焦的产率和气体产物分布的影响三通过对半焦的比表面积二孔结构二官能团和元素含量的分析,确定了CO 2对煤热解过程的影响机制三CO 2对新生半焦的气化反应破坏了含氢的半焦结构,一方面,促进了羟基二甲基二亚甲基等基团的断裂和苯环的开裂;另一方面,减弱H 与其依附本体的结合,增加了氢的流动性,引发了更多的氢自由基生成三这些氢自由基与煤大分子断裂生成的碎片自由基结合生成更多的挥发分,使半焦有较大的比表面积二孔容和开孔率三CO 2的引入促进了煤的热解和挥发分的生成,增大了H 2二CO 二CH 4和C 2H 6等小分子烃类物质逸出,降低了半焦的产率三关键词:CO 2气氛;热解行为;半焦性质中图分类号:TQ 530.2 文献标识码:A Effect of CO 2on pyrolysis behaviors of lignite GAO Song?ping 1,2,3,ZHAO Jian?tao 1,WANG Zhi?qing 1,WANG Jian?fei 1,2,FANG Yi?tian 1,HUANG Jie?jie 1 (1.Institute of Coal Chemistry ,Chinese Academy of Sciences ,Taiyuan 030001,China ; 2.University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China ; 3.Taiyuan Institute of Technology ,Taiyuan 030008,China ) Abstract :The pyrolysis of Huolinhe lignite under CO 2atmosphere was carried out in a thermobalance and a fast heating?up fixed bed reactor.The distribution of gases ,char yield and its property such as element ,surface structure ,FT?IR spectra were analyzed.By this ,the effect of CO 2on the pyrolysis behaviors was studied.The results show that CO 2gasification of the nascent char ,which destroys the hydrogen?containing char structure ,not only promotes cracking of benzene ring and fracture of hydroxyl ,methyl and methylene groups etc.,but also weakens the interaction between H and char matrix and increases the H fluidity ,leading to the increase in the generation of H radicals.These H radicals can combine with other free radical fragments generated from fracture of the coal macromolecules to produce more volatiles.This will produce the char with a high specific surface and high pore volume and porosity.The introduction of CO 2promotes the coal pyrolysis and generation of volatile ,resulting in decrease in char yield and increase in the evolution amount of H 2,CO ,CH 4and other small molecules hydrocarbons. Key words :CO 2atmosphere ;pyrolysis behaviors ;char property 煤气化技术是煤炭洁净利用和高效转化的重要途径之一,由热解和气化两步构成三作为煤气化过程的第一步,煤的热解过程对煤的气化过程会产生重要的影响,例如热解制得的半焦活性影响煤气化的反应性,热解产品气影响煤气总量二煤气组成和煤气的热值等三因此,研究煤的热解过程,特别是研究在煤气气氛下煤的热解机理对提高煤炭洁净利用和高效转化有重要的意义三在高温热解条件下,反应气氛不仅可以与热解得到的新生半焦二挥发分发生作用,而且反应气氛间也可能相互作用,这些都导致 煤的热解过程变得复杂,进而影响到热解产物的分布以及半焦的性质三因此,反应气氛能显著地影响煤的热解过程三 关于CO 2气氛下煤的热解,前人已经作了一定 研究三与惰性气氛相比,CO 2气氛下,半焦产率下降二气体产率增加,干馏气中H 2和CH 4的体积分数降低,CO 含量明显增加[1]三Duan 等[2]研究了烟煤在CO 2气氛下热解,得出热解温度700~1000℃, CO 2气氛下挥发分产率比N 2气氛下的高,煤热解和CO 2气化反应同时反生三Messenb?ck 等[3]研究第41卷第3期2013年3月 燃 料 化 学 学 报 Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.41No.3Mar.2013
毕业论文 设计（论文）题目：褐煤的煤质特征及利用途径初探专业班级：煤化工生产技术131班 学生姓名：蔡廷柳 指导教师：周诗健 设计时间：2016.5.8—2016.6.5 重庆工程职业技术学院
重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）任务书 任务下达日期：2016年5月9日 设计（论文）题目：褐煤的煤质特征及利用途径初探 设计（论文）主要内容和要求： 本文叙述了我国褐煤的分布、储量及利用概况，介绍了目前我国煤化工常用的工艺途径，及以往我国利用褐煤作为煤化工原料的一些情况，并对利用褐煤为原料制成合成气、联产天然气和部分油产品等几种煤化工途径进行了探讨。鉴于我国褐煤资源较为丰富、硬质、灰分含量中等等特点，建议在开发利用上应考虑这些特征，扬长避短。 褐煤资源在我国的内蒙古、云南等省（区）较为丰富。如何开发利用好我国的褐煤资源，是广大煤化工业内人士所关切的重要课题。褐煤提质技术不但可以解决褐煤直接燃烧时环境污染严重、热利用率低的问题，还可以得到煤焦油和焦炉煤气等多种煤基产品，是褐煤高效、低污染利用的重要途径，完全符合我国发展洁净煤技术能源多元化的战略。同时，回收高附加值的焦油产品，实现褐煤资源利用价值最大化。 教研室主任签字：指导教师签字： 年月日年月日
重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）指导教师评语评语： 成绩： 指导教师签名： 年月日
重庆工程职业技术学院毕业设计（论文）答辩记录 学生姓名 蔡廷柳 系别 矿业与环境工程学院 专业班级 煤化131 设计（论文）题目 褐煤的煤质特征及利用途径初探 说明书共 19 页，图纸共 0 张 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 回答不清 1 2 3 4 5 6 7 8 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任： 年 月 日
褐煤低温热解及其工艺现状分析 X 张玉宏,王文军 (内蒙古国电能源有限公司电力工程技术研究院,内蒙古呼和浩特 010010) 摘 要:分析了褐煤低温热解的意义,解释了褐煤热解的概念,描述了褐煤低温热解产品的用途,通过国内外褐煤低温热解工艺技术的比较,说明了热解技术的内涵,探讨了目前国内褐煤低温热解技术的现状。 关键词:褐煤低温热解;热解工艺技术;半焦;煤焦油 中图分类号: 文献标识码:ATD849+.2 文章编号:1006—7981(2012)14—0044—02 我国的能源结构是贫油少气富煤,在丰富的煤炭资源储量中,褐煤占有较大的比例。特别是在新疆和内蒙古蒙东地区褐煤储量非常丰富,更重要的是目前褐煤的利用已经成为我国能源利用的一个重要环节。然而褐煤具有含水量大、热值低、易碎、运输难等缺点。因此如何高效地利用褐煤已经成为一个重要的课题。本文就褐煤利用的其中一种途径褐煤低温热解的工艺做一个介绍和分析。1 褐煤低温热解基本理论1.1 褐煤低温热解基本概念 褐煤低温热解是指褐煤在隔绝空气或惰性气氛中,在500-650℃的温度区间,持续加热升温的条件下发生的一系列化学和物理变化,在这一过程中化学键的断裂是最基本的行为,褐煤热解的产物主要是半焦、煤焦油和煤气。褐煤热解的产物的性质分布受煤的性质、加热速率、热解温度等特定条件的影响。 1.2 褐煤热解过程 当煤颗粒被加热后,最初在颗粒内部的热分解反应将产生挥发分和半焦,这称为一次热解反应。一次挥发分中含有气体(如H 2,CO ,CO 2,H 2O ,CH 4和其他小分子碳氢化合物等)和液体产物,焦油一般被定义为常温下以液态形式存在的产物。一般认为芳香团簇结构是焦油的主要来源,而非芳香性气体则来源于煤外围官能团和团簇之间的链接,热解产物通过扩散和对流被输送到颗粒外部。煤颗粒释放出的由热解产生的一次挥发分在颗粒间的高温气相中发生热裂解反应称为二次热解。在二次热解反应中,一次挥发分进一步转变成气体和固体形态的焦炭。1.3 褐煤热解影响因素 褐煤热解过程受众多因素的影响,主要可以分为两类:一是原煤性质,如煤种、煤的粒径和煤中矿物质的组成及含量等;二是热解反应条件,如加热速率、停留时间、热解终温和热解压力等。此外,热解过程还受反应气氛、压力等其他因素影响,各个影响因素在褐煤热解过程中是相互制约、相互作用的。 褐煤热解产品用途分析 褐煤低温热解主要产品是半焦、煤焦油和煤气。半焦产率根据煤种不同和热解工艺的不同,有一定的差别,一般占原煤量的50%左右。半焦热值高于原煤(对褐煤可提高50%-80%),反应活性好。依据原料煤灰分不同,得到的半焦灰分也不同。煤焦油的产率也和煤种以及热解工艺有关,一般占原煤量的5%左右。煤气的产率和品质与热解工艺有很大关系。 半焦的主要用途:燃料,褐煤半焦可远距离运输,与运输同热量褐煤比较,可以节省运力25-30%。气化原料,通过褐煤热解提质可以有效克服其煤质局限,使之成为高质量的气化原料,同时,回收高附加值的焦油产品,实现褐煤资源利用价值最大化。中低灰分半焦制水煤浆(也称水焦浆,用于气化原料等),成浆浓度可以达到60%以上,可用于水煤浆气化;而褐煤的成浆浓度通常在45-50%。加工成无烟燃料或加工成型焦;低灰分半焦可制成活性炭;低灰分半焦制成型焦后,可用作电石原料和铁合金用焦;煤焦油主要用途:煤焦油加氢裂解可以生产汽油(馏分)、柴油(馏分)和燃料油,用途广泛。 热解煤气主要用途:由于采用的热解工艺不同,其可燃气体含量不同,热值也有较大差异。采用固体热载体技术产生的煤气,与焦炉煤气和天然气十分相近,可以直接作为工业原料和民用燃料。直立炉等生产出的热值较低的煤气只能作为工业燃料。3 国内外煤低温热解典型工艺介绍和分析3.1 国外低温热解技术概况 3.1.1 T oscoa1固体热载体热解工艺 T oscoa1工艺是美国T osco 公司基于Tosco —Ⅱ油页岩干馏工艺开发的煤低温干馏方法。用瓷球作为热载体,在热解转炉内进行煤的干馏,属于内热式—低温—中速—固体热载体干馏工艺。该工艺开发的主要目的是对煤提质,增加其热值,并回收高价值气体和液体产品。所产半焦含有足够的挥发分,可用于现有的发电厂而不需改变设备或附加辅助燃料。该工艺的意义在于降低煤炭的运输费用;降低电厂的硫排放量;半焦可用作气化原料或生产型焦; 44 内蒙古石油化工 2012年第14期 X 收稿日期2::2012-04-22
褐煤固体热载体法快速热解技术简介 褐煤热解（干馏）是指在隔绝空气(或在非氧化气氛)条件下将褐煤加热，最终得到焦油、煤气和半焦的加工方法。 褐煤热解始于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，如鲁奇二段炉、三段炉。20世纪50年代，随着世界范围石油、天然气的开发与应用，煤的热解加工发展速度减慢甚至停顿。但在一些褐煤资源丰富的国家，没有间断对褐煤热解的研究与开发。20世纪70年代开始，为了由褐煤和低阶煤制取较高产率的液体产品和芳烃化合物，人们对褐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。这些新工艺的目标是提高煤的液体产率，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，同时新工艺注意提高煤的利用率、提高过程的热效率及注重环境保护等。 褐煤热解工艺按照加热终温、加热速度、加热方式、热载体类型、气氛、压力等工艺条件分为不同类型。 国内外典型的褐煤热解工艺包括：外热立式炉工艺、内热立式炉工艺、美国的Toscoa1工艺、ENCOAL工艺、日本的煤快速热解工艺、德国的LR工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、前苏联3TX（ETCh）—175工艺、中国的多段回转炉工艺、中国固体热载体新法干馏工艺及其他工艺。 褐煤固体热载体新法干馏工艺（技术）由中国大连理工大学开发，也称褐煤固体热载体法快速热解技术。以下从发展历程、过程原理与产品方案、工艺特点等方面简要介绍。2．2 过程原理与产品方案 褐煤固体热载体法快速热解技术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、煤气和半焦的技术。 固体热载体法快速热解属于煤的低温干馏过程。煤低温干馏过程仅是一个热加工过程，常压生产即可制得煤气、焦油和半焦，实现了煤的部分气化和液化，所以也称为煤的温和气化或煤的轻度气化过程。与煤的直接液化、间接液化相比，过程相对简单，投资少。 固体热载体法快速热解技术使用粉粒状原料（小于6mm），不怕煤热粉化，尤其适合于褐煤。同时，与其它低温干馏方法相比，固体热载体法快速热解技术多产油品，生产的低温煤焦油质量好，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。 褐煤含水多，热值低，应用受到很大限制。但褐煤挥发分高，是热解（干馏）技术处理的理想原料。褐煤固体热载体法快速热解得到优质低温煤焦油的同时，还得到半焦和煤气。半焦热值高于原煤（根据煤种不同一般高20%～50%）。半焦反应活性好。原料煤的灰分不同，得到的半焦灰分也不同。灰分低的半焦可用作高炉喷吹料、烧结粉焦和铁合金用焦粉，也可以加工成洁净的无烟燃料等；灰分高的半焦可用作合成气原料，也可以燃烧发电。固体热载体法快速热解可燃气为中热值煤气，可用作城市煤气、工业燃料或发电，也可以用作工业原料，例如转化制氢。根据不同目标煤固体热载体法快速热解技术可以与其他工艺组成多联产，如固体热载体法快速热解可作为联合循环发电的组成部分，半焦可作为气化原料或锅炉燃料，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，又产低温焦油；固体热载体法干馏半焦用作电厂燃料，实现动力煤先提油再发电的目标；固体热载体法干馏半焦气化制合成气，进一步合成化工产品（甲醇、二甲醚、合成油等）；固体热载体法快速热解可以与煤焦油加氢组合为成套技术，生产石脑油、柴油和燃料油，固体热载体法快速热解得到的煤气转化制氢，所得氢气用作煤焦油加氢；固体热载体法快速热解还可以与煤提质结合，除了半焦作为提质煤（或其中一部分）外，煤气也可用于煤提质热源。煤热解组合工艺及主要目标产品见图2.1。 图2.1 煤热解组合工艺及主要目标产品
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。 2褐煤提质技术现状 褐煤提质是指褐煤在小于250℃温度脱去部分大部分游离水后的干燥褐煤，用甲苯等有机物提取褐煤中的褐煤蜡、腐植酸的过程。国内外褐煤提质技术大致可分为干燥脱水提质技术、成型提质技术和热解提质技术3大类。 2.1褐煤脱水工艺 褐煤脱水工艺通常可以分为（蒸发）干燥和非蒸发脱水两类。其中非蒸发脱
100wt/a低阶煤分段热解提烃 生产优质油气及缚硫洁净炭 技术与工艺方案建议书 1 低阶煤中低温分段热解提取油气资源的背景和意义 我国能源资源结构特点是缺油少气富煤。截止2012年我国查明石油剩余技术可采储量仅为33.3亿t，天然气4.4万亿m3；而煤炭资源探明储量为1.42万亿t，其中有75%以上是中低阶煤。 开发新工艺技术推动我国低阶煤清洁高效梯级利用已迫在眉睫。先提取煤中业已存在的油气资源，并生产高附加值固体洁净炭，从而形成热解提烃(油气)-洁净炭气化-合成、热解-油气提质-洁净炭燃烧发电等多途径低阶煤清洁高效梯级利用技术路线，是解决我国低阶煤利用的必由之路。若采用低阶煤中低温分段热解提烃技术，在我国目前直接燃烧发电的低阶煤中，每年仅以10亿t 低阶煤先提取油气资源然后再发电计算，就可提取油1亿t左右(相当于原油1.5亿t)、烷烃气产品超过1000亿m3、其余利用余热生产合成气合成甲烷的量接近甚至超过提取烷烃气的量。 采用科学的分段热解中低阶煤技术制取油气，对于弥补我国缺油少气现状、突破油气对外依存度、保障我国能源安全、经济安全、国防安全和国家可持续发展具有重大意义。 一般情况下，低阶煤(多指褐煤、长焰煤等低煤化度煤)与挥发分大于18%的中阶煤的挥发物主要是以烃类物质构成的。在挥发分大于25%的中、低阶煤挥发物中，烃类成分一般占无水基挥发分质量的80%以上。尤其在长焰煤、气煤及更低煤化度的低煤阶煤中，烃类成分大多占无水基煤总质量比的30%左右，高者甚至
可达35%以上。 若工艺得当，即使煤中含有15%左右的烃化合物，都有先提取利用的价值，因此煤中只要含有15%及以上的烃化合物，都应该被视为富烃煤。以适当工艺条件将煤中烃类物质以接近原始成分热解出来(即控制二次裂解)，经分离净化后，其中40%(质量比)左右是C1~4气态烃。气态烃经进一步分离可提取高附加值人工天然气SNG，深冷分离生产液态甲烷LNG及民用液化气LPG(主含液化丙烷)；还有50%左右是制取优质车用油的轻质焦油及其它轻烃油类。 2015年我国煤炭消费总量39.65亿t，其中直接燃烧近三十亿吨多为富烃煤。用富含烃类成分的富烃煤直接燃烧发电或民用，不仅效率低、污染物与碳排放量大、极大地浪费了宝贵的资源，且大大推高了环保成本和生产成本。如果将其在燃烧前高效提取烃类产品，每年可低成本制取优质动力油近2亿t(约相当3亿t原油)、人工天然气SNG或液化天然气LNG 2000亿m3左右(加合成气合成甲烷则倍增)。而我国2015年的原油产量为2.1亿t，进口量3.3亿t，原油对外依存度突破60%，已连续7年超过50%这一国际公认的安全警戒线；由于天然气燃烧充分、排放低，发达国家都在推进气代油工程，而我国2015年天然气消费量仅为1930亿m3(其中不仅进口比重大，且进口年增幅在15%以上)，所以发展SNG势在必行。 目前国内仅有少数几家企业用低阶煤做煤制油或气。但这些企业多沿袭南非沙索集团间接转化工艺，先将煤与其中油气类烃化合物一并裂解或反应为CO和H2，然后再将CO和H2合成烃。用此工艺加工低煤阶煤，其中大量的烃被裂解后再合成烃，不仅其合成物含量远不及原料中业已存在的烃含量高，且污染物尤其是CO2
煤种分类及煤质特征 分为十四大类,24小类,大类为: 1)无烟煤:煤化程度最高,含碳量高达90%—98%,含氢量较少,一般小于4%。外观呈黑至钢灰色,因其光泽强,又称白煤。硬度高,不易磨碎。纯煤的真密度为1、4—1、9g/cm3,燃点高,火焰短,化学反应弱、主要生产氮肥与民用,少数电厂也用。、 2)贫煤:就是煤化程度最高的烟煤,受热时几乎不产生胶质体,所以叫贫煤。含碳量高达90%—92%,燃点高,火焰短,发热量高持续时间长,主要用于动力与民用。 3)瘦煤:就是煤化程度最高的炼焦用煤。特性与贫煤一样,区别就是加热时产生少量的胶质体,能单独结焦。因胶质体少,所以称瘦煤。灰融性差,多用于炼焦。 4)1/3焦煤:介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时,能生成强度较高的焦炭。
5)气肥煤:挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时,能产生大量的煤气与胶质体,但不能生成强度高的焦炭。 6)1/2中粘煤:粘结性介于气煤与弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。 7)贫瘦煤:变质程度高,粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。 8)焦煤:就是结焦性最好的炼焦煤,也称主焦煤。中等挥发分,一般大于18%—30%,大多能单独炼焦。Y值一般大于12%—25%,主要就是炼焦用。 9)气煤:就是煤化程度最底的炼焦煤,干燥无灰基挥发分均大于30%,胶质层最大厚度大于5—25mm,隔绝空气加热能产生大量煤气与焦油。主供炼焦,也作为动力煤与气化用煤。煤质低灰低硫,可选性好,就是我国炼焦煤中储量最多的一种。 10)肥煤:中等煤化程度的烟煤,高于气煤。挥发分一般为24%—40%,胶质层最大厚度大于25mm,软化温度低,有很强的粘结能力,就是配煤炼焦的重要成分。主要用于炼焦,也作动力用煤。
褐煤干燥技术 0 引言 褐煤(Lignite，也译作Brown coal)一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤。褐煤是煤化程度最低的煤种，为泥炭在适度的压力下转变而成，煤化程度介于泥炭和烟煤之间，含水量高，在空气中易风化。褐煤中含一定量的原生腐殖酸，碳含量低，氧含量高，氢含量变化大，其中的挥发分一般在45%-55%。 根据国际地质学家预测：全世界硬煤(包括烟煤和无烟煤)地质储量约为6万亿吨，占煤炭总储量的60%强；褐煤地质储量约为4万亿吨，占煤炭储量的40%弱。褐煤资源又分为硬褐煤和软褐煤(俗称土状褐煤)两大类，其中硬褐煤主要分布在欧洲地区，其次为亚洲和北美洲。按国家来说，美国、俄罗斯和中国三国的硬褐煤储量最多，分别为900多亿吨、800余亿吨和400亿吨以上。我国已探明的褐煤保有储量达1303亿吨，约占全国煤炭储量的13%。从我国褐煤的形成时代来看，以中生界侏罗纪褐煤储量的比例最多，约占全国褐煤储量的4/5，主要分布在内蒙古东部与东北三省紧密相连的东三盟地区。新生代第三纪褐煤资源约占全国褐煤储量的1/5左右，主要赋存在云南省境内。 褐煤因其热值低、易风化、含水量高，易自燃，而给其储存、运输、燃烧等方面带来了许多困难。褐煤自身的特点决定了其不宜作长期储存或长途运输；而当锅炉燃烧水分高的褐煤将导致火焰温度降低，热效率下降；当电厂使用水分高的褐煤，需要采用更大的更昂贵的锅炉才可以显著减少或避免电厂额定出力降低。可见褐煤不经过提质加工既不利于运输和贮存，也难以满足多种用户对煤的质量要求，严重影响了褐煤资源的直接利用。因此，对褐煤进行提质，降低水分，提高发热量，增强适用性，对建设资源节约型社会，保证国民经济的可持续发展，具有重要的理论和实际意义。褐煤干燥后，其成分和性质趋近于烟煤，更有利于运输、贮存和利用。 1 现有的褐煤加工技术 1.1 国外褐煤加工技术 国外褐煤加工利用技术开发比较早，典型的国家有德国、俄罗斯、澳大利亚、日本和美国等国家，代表性的技术有： (1)德国的管式干燥器褐煤型煤技术。 (2)俄罗斯开发的褐煤和重油渣加工为有机粘合材料的工艺以及褐煤加氢液化工艺。 (3)澳大利亚的褐煤干燥脱水提质技术，如：HRL和BCB技术等。 (4)日本的一种添加生物质粘结剂的粉煤成型工艺、D-K褐煤脱水工艺等等。 (5)美国的“K燃料工艺”(K–Fuel Process)。 1.2 国内褐煤加工技术 鉴于褐煤加工利用的广阔发展前景，国内很多高校、科研单位和企业也纷纷开发褐煤加工利用技术，比较代表性的技术有： (1)褐煤固体热载体干馏多联产技术。 (2)褐煤多段回转炉热解技术。 (3)褐煤循环流化床热电多联产技术。 (4)黑龙江科技学院开发的褐煤热水干燥技术。
煤种分类及煤质特征文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
煤种分类及煤质特征 分为十四大类，24小类，大类为： 1）无烟煤：煤化程度最高，含碳量高达90%—98%，含氢量较少，一般小于4%。外观呈黑至钢灰色，因其光泽强，又称白煤。硬度高，不易磨碎。纯煤的真密度为1.4—1.9g/cm3,燃点高,火焰短,化学反应弱.主要生产氮肥和民用,少数电厂也用。. 2）贫煤：是煤化程度最高的烟煤，受热时几乎不产生胶质体，所以叫贫煤。含碳量高达90%—92%，燃点高，火焰短，发热量高持续时间长，主要用于动力和民用。 3）瘦煤：是煤化程度最高的炼焦用煤。特性和贫煤一样，区别是加热时产生少量的胶质体，能单独结焦。因胶质体少，所以称瘦煤。灰融性差，多用于炼焦。 4）1/3焦煤：介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时，能生成强度较高的焦炭。 5）气肥煤：挥发分高、粘结性强的烟煤。单独炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能生成强度高的焦炭。 6）1/2中粘煤：粘结性介于气煤和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。 7）贫瘦煤：变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。
8）焦煤：是结焦性最好的炼焦煤，也称主焦煤。中等挥发分，一般大于18%—30%，大多能单独炼焦。Y值一般大于12%—25%，主要是炼焦用。 9）气煤：是煤化程度最底的炼焦煤，干燥无灰基挥发分均大于30%，胶质层最大厚度大于5—25mm，隔绝空气加热能产生大量煤气和焦油。主供炼焦，也作为动力煤和气化用煤。煤质低灰低硫，可选性好，是我国炼焦煤中储量最多的一种。 10）肥煤：中等煤化程度的烟煤，高于气煤。挥发分一般为24%—40%，胶质层最大厚度大于25mm，软化温度低，有很强的粘结能力，是配煤炼焦的重要成分。主要用于炼焦，也作动力用煤。 11）弱粘煤：粘结性较弱，煤化程度较低的煤，介于炼焦煤和非炼焦煤之间，结焦性较好，低灰低硫高热量，可选性较好。部分炼焦，多部分作动力煤和民用。 12）不粘煤：挥发分相当于肥煤和肥气煤，但几乎没有粘结性，水分高，发热量低，主要作动力煤。 13）长焰煤：煤化程度仅高于褐煤的最年轻烟煤，挥发分高，水分高，不粘，主要是发电和其他动力用煤。 14）褐煤：是煤化程度最低的煤，外观呈褐色或黑色，与烟煤最主要的区别是褐煤含有数量不等的原生腐植酸，而烟煤不含。高水分高挥发分，低发热量低灰熔点，热稳定性差，主要是发电和动力用煤。
第5G卷第11期 2016年11月 浙江大学学报（工学版） Journal of Zhejiang University (Engineering Science)Vol. 50 No. 11 Nov.2016 DOI：10. 3785/j. issn. 1008-973X. 2016. 11. 001 褐煤快速热解半焦理化特性及气化活性 孙强，张彦威，李谦，王智化，葛立超，周志军，岑可法 (浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州310027) 摘要：为了研究长停留时间，大给料量条件下褐煤快速热解半焦的比表面积、孔径分布、表面官能团的变化规律及不同热解条件下半焦的C02气化活性，在自制沉降炉上进行平庄褐煤热解温度600? 1 000 I：快速裂解实验，并 用N2吸附法、傳里叶变换红外光谱法及非等温热重分析法对半焦进行表征.结果表明，随着热解温度增加比表面积先增大后减小，当热解温度为9〇〇C时比表面积最大，孔径分布主要集中在中孔及微孔.官能团的红外光谱吸收随热解温度升高而减少，800 °C为分界点，800 °C以下随着热解温度提高，光谱吸收显著减少，800 °C以上减少幅度 降低，随着热解温度增加，煤焦芳香度加剧.煤焦气化活性与比表面积并无严格相关性. 关键词：沉降炉；快速热解；比表面积；傳里叶红外光谱;气化活性 中图分类号：TQ 54 文献标志码：A 文章编号：1008 - 973X(2016)ll- 2045 - 07 Physical and chemical characteristics and gasification reactivity of lignite fast pyrolysis char SUN Qiang, ZHANG Yan-wei, LI Qian, WANG Zhi-hua, GE Li-chao, ZHOU Zhi-jun, CHEN Ke-fa {State K e y La boratory o f Clean E n e r g y Utilization ■,Z h e j i a n g University , H a n g z h o u3100SS ,China) Abstract ：The pyrolysis of Pingzhuang lignite was performed in a homemade drop-tube furnace under long residence time and large feed amount condition at600^-1000 °C to study the changes of specific surface area (SSA)，pore size distribution,surface functional groups and gasification reactivity in C02atmosphere. The chars were characterized by N2adsorption,FTIR and non-isothermal thermosgravimetric analysis.The result shows that SSA increases at first then decreases with the rise of pyrolysis temperature and reaches the maximum at900 °C. The pore size is mainly distributed in mesopore and micropore.The spectrum ab-sorption of functional groups declines with the temperature increasing.800 °C is the critical condition. When temperature is below800 °C,the absorption reduces significantly as the temperature increases. While the absorption diminishes slowly when temperature is above800 °C. The aromatic degree increases with the rising of temperature.Gasification reactivity has little relevance with SSA. Key words：drop-tube furnace；fast pyrolysis ；specific surface area；FTIR；gasification reactivity 煤气化是煤炭清洁高效利用的关键性技术[1].煤气化主要包括煤热解和煤焦气化，在气化过程中，热解产生的挥发分会与半焦作用，影响半焦结构，降 低半焦反应活性.其原因主要有2个.1)热解或挥发分重整产生的自由基与半焦反应，占据半焦活性位. 2)挥发分与半焦相互作用影响碱金属的迁移，改变 催化剂的分布状态，降低气化反应速率[2’3].为了减 少挥发分对半焦活性的影响，Zhang等>5]提出在煤 收稿日期：2015 - 10 - 28. 浙江大学学报（工学版）网址：https://www.doczj.com/doc/9f10290885.html,/eng 基金项目：国家“973”重点基础研究发展计划资助项目（2012CB214906). 作者筒介：孙强（1989 —），男，硕士生.从事煤炭分级清洁利用方面的研究.〇1^(31〇:0000-0002-5199-1217.￡-1113丨1:31^叫丨31^@2_^.6(11^。11通信联系人：张彦威，男，副教授.ORCID:〇〇〇〇-〇〇〇2-1055-2680. E-m ail:zhangyw@https://www.doczj.com/doc/9f10290885.html,