国内低阶煤最新热解提质梯级利用技术发展概述
简述了近年几种最新低阶煤提质梯级利用技术，并总结了各自的技术特点，同时提出开展和建设低阶煤分质转化项目建议。
标签：低阶煤；热解提质；梯级利用；概述
1 低阶煤提质利用背景
低阶煤的煤化程度较低，包括长焰煤、不黏煤、弱黏煤、褐煤等煤种，其资源储量丰富，占我国已探明煤炭储量的50%以上，主要特征为挥发分高、含水量高、发热量低、易燃易碎、不适宜长距离运输，褐煤在这方面尤其突出，应用受到很大限制。国家“十三五”规划纲要中，将“煤炭清洁高效利用”列为九项重大工程之一，特别是将“低阶煤中低温热解分质转化”列为国家“十三五”时期“能源发展重大工程”和“能源关键技术装备”。低阶煤分质梯级利用思路就是通过一个相对简单的中低温加热，常压生产，实现煤炭的分质，得到气（煤气）、液（焦油）、固（半焦）三相物质，这是目前能耗、物耗最低的煤炭转化方式。
目前，我国已开发了很多热解工艺，如煤炭科学研究总院的多段回转炉（MRF）热解技术[1]，大连理工大学研究开发的DG工艺[2]，浙江大学的多联产技术[3]，中国科学院过程工程研究所“煤拔头”工艺[4]，大唐华银电力股份有限公司低阶煤低温热解改质利用技术（LCC）[5]等。笔者现将近年来新开发研制的几种低温热解技术作一简要概括并总结其技术特点，为尽早实现低阶煤综合利用的工业化，促进能源结构合理调整和产业结构升级转型，产生积极的促进作用。
2 近年低阶煤主要热解提质技术概况
2.1 低阶煤旋转床低温干馏制油、制气分质利用技术
该技术由河南龙成集团有限公司开发，解决了梯级供热智能控温、高温旋转动态密封两大煤干馏技术难题，并在世界范围内率先实现了规模化、工业化稳定运行，为低阶煤分质梯级利用开辟出一条新路子。
2011年10月，30万吨/年装置正式运营；2014年3月，1000万吨/年试生产，其单套装置处理能力达100吨/小时，洁净煤、煤焦油、煤气产率分别为71.53%、11.05%、9.87%。能源转换效率达90.7%，技术原料适应性很强（褐煤、长焰煤，碎煤、粉煤）；污水零排放，脱硫率达98%以上；可脱除原煤中20%的水，使洁净煤热值提高5%-10%；制油成本1724元每吨，制气成本1.57元每立方米，经济效益明显。
2.2 气化-低阶煤热解一体化技术（CGPS）
该技术由陕煤化集团开发并建成处理煤量为1万吨/年工业化试验装置。该技术的工艺特点主要有：利用热解半焦为气化原料，热解煤气作为热载体为热解炉提供热量，在热量上实现自平衡；产生的热解气主要成分为CO、CH4和H2，含有少量的N2，热值高、品质较好；焦油产率高，且焦油中高附加值轻质组分多，油品品质高，同时热解煤气合成气成分高，可直接提取LNG和H2；热解焦油轻质组分含量高，可最大限度的获得石脑油和汽油柴油等；单位产品CO2排放量明显降低，基本实现污水零排放，节能环保优势明显；实现了能量、物料、产品、工艺和装置的多重耦合。该技术推进了低阶煤定向热解制高品质焦油与煤气技术研发进程，居世界一流水平。
2.3 内构件移动床热解技术
该技术由中科院过程工程研究所开发，西南化工研究设计院完成40万吨/年示范项目工程设计。该技术的核心在于使用内构件移动床反应器，通过传热强化板、热解产物通道等内构件调控传热、传质，优化传递与热解反应间的匹配关系，实现重质组分在反应器内的选择性吸附截留，再分解重质组分，增加轻质组分，并通过反应器内部的颗粒床层的过滤减少热解产物的粉尘夹带。同时，通过短途径快速导出热解产物，避免热解产物在高温区的过度二次反应而降低焦油产率。
以气体热载体工艺开展1000吨级中试，在加热温度达到1200℃时，油收率可能达到理论收率的85%以上，所收集的油轻质组分含量高达70%以上，尘含量仅0.2%。我国目前每年生产消耗褐煤、次烟煤达到20亿吨，若将本项目示范的热解技术应用这些低阶煤，产生热解油的潜力可达到 1.5亿吨/年，剩余热值4500 kcal/Nm3以上的热解气超过2000亿Nm3，大幅带动煤低温热解制油气产业的发展。
2.4 中-低温分段热解提烃技术
该技术由山西畅翔科技有限公司研发。外热式中低温分段热解装置设计采用型块物料下行速度<0.5mm/s的相对静态加热，避免了焦油受粉尘污染；设易控梯级温度加热区使馏出物分多段导出，有效克制二次裂解，大幅度降低焦油重质化。
以2000万吨/年长焰煤为例，每吨干长焰煤直接转化后的产品产率为洁净炭600～650kg，轻质焦油90～110kg，重质焦油10～20kg，轻烃油～25kg，富烃煤气200～250m3。能耗大大降低，比常规干熄焦降低电耗80%以上，降低热耗16%以上，余热回收综合利用；连续冷态密封加煤和排料，杜绝烟尘污染；烃二次热解率控制在20%以下，有效控制轻质焦油的重质化。若以每年10亿吨低阶煤先提取油气资源再发电，可提取油1亿吨左右（相当于原油1.5亿吨），提取烷烃气产品1000多亿m3，其余利用余热生产的合成气合成甲烷接近甚至超过提取烷烃气的量。
3 结论
低阶煤经过提质后，可作为优质水煤浆原料和优质动力燃料，实现了低阶煤资源利用价值最大化。开展低阶煤分质转化项目重点就是要开发出煤种适应性强、技术指标先进的核心技术和关键设备。项目建设应综合考量水资源、煤资源、交通运输、环境容量等条件，科学布局，推动热解工艺向规模化发展；建立健全低阶煤分质利用排放标准，通过先进净化、硫回收等技术，有效降低污染物排放，实现能源高效转化和经济绿色发展。
参考文献：
[1]马国君，戴和武，杜铭华.神木煤回转炉热解实验研究[J].煤炭科学技术，1994，32（11）：37-39.
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[3]方梦祥，岑建孟，王勤辉等.25MW循环流化床热、电、煤气多联产装置[J].动力工程，2007，27（04）：635-639.
[4]郭慕孙.煤拔头工艺[C].中国科学院第九次院士大会报告汇编.北京：科学出版社，1998：202-204.
[5]魏远，宾文锦，何曙光等.一种低阶煤的分步提质加工工艺和加工系统[P].中国：200810188298.8，2012（03）：28.
中国低阶煤分级分质利用 低阶煤最大特点：水分大、发热量低、挥发分高，褐煤尤其是年轻褐煤当中往往含有褐煤蜡、腐植酸、锗等稀有资源。所谓的分级分质利用，就是依据煤自身的特点进行开发相关产品或清洁能源，使其资源、效益最大化。通常所说的分级分质利用是指以煤热解为先导，把煤当中的有机质分成两部分，挥发分（油和气）和固定碳（半焦），然后分别加以开发与利用。在获得清洁能源同时，可有效缓解我国对石油、天然气对外依存度，为保障国家能源安全起到良好补充作用。煤的分级分质利用是实现煤炭清洁高效利用，切实推动我国能源生产革命、煤炭供给侧改革、煤炭行业转型升级的重要有效途径，完全符合《国家“十三五”规划纲要》，将在“十三五”期间获得有力政策倾斜，迎来难得的发展机遇。 据笔者多年研究和生产实践，浅谈一下体会，供业内人士参考。 热解工艺技术的选择 如何选择和设计热解工艺技术，是实现煤炭分级分质利用核心所在，要结合自身煤质特性和目标产品来选择或设计热解工艺技术，尤其是干馏炉设计、选型及与其相对应的油气回收工艺技术。 1、按煤的粒度等级选择相适应的干馏技术 如按20-80mm、8-20mm、<8mm来选择不同干馏炉。可使破碎、筛分系统简单化，油气回收系统可以公用一套装置，这样有利于投资和过程成本降低。
2、入干馏炉前的煤必须干燥 干馏产生的废水为难降解的高浓度有机废水。入炉煤干燥主要目的就是降低工艺废水量，在干燥脱水过程中还可回收水资源。同时，也相对提高了废水回收酚、氨的经济性（工艺废水量，只是热解水在5%左右，所以酚、氨的浓度相对较高）。此外，也大大降低了干馏供热（若煤以15%水分入炉，热解温度为550℃。干燥脱水与热解供热大体相当，也就是说，煤的热解很大一部分热量消耗脱水上）。 3、干馏炉最好选择移动床渐温热解形式 移动床干馏炉，除出焦系统外，均为静体设备，设备磨损少、动力消耗低。热解又为渐温热解过程，热解产生的油气逐渐上升，遇冷煤重质焦油便凝析，随煤的下行又进入高温区，重质焦油会二次热解，产生轻质油；移动床，煤层之间有很好的过滤作用。渐温热解，煤的热崩碎几率小。所以油气当中的粉尘少，易于除去，确保油品质量。 4、油品按温度梯度进行回收 煤的热解，犹如焦油的常压蒸馏过程，所以油品的回收最好按温度梯度进行。如在油气除尘之后，水露点之前，采用直冷（油洗油）和电捕联合方式回收重油，该油为无水、无尘重油，无需进行油水分离（重油密度与水相当，油水分离效果差。也为后面的油水分离奠定了基础，因后面的油与水密度差大。如果重、中、轻油混在一起，进行油水分离，其效果远不如此，所以这样有利于油品质量提高）；在水露点之后，采用间冷和终冷方式回收中油，该油与水的密度差较大，油水分离相对容易；煤气当中的气体汽油回收，采用吸附和电捕方式
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
煤气热载体分段多层低阶煤热解技术 1. 引言 1.1 概述 近年来，随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的要求日益严格，煤炭作为主要能源之一面临着诸多挑战。传统的煤热解技术在高温条件下进行，会产生大量污染物排放，并导致能源利用效率低下。为了解决这些问题，近年来涌现出了一种创新的煤气热载体分段多层低阶煤热解技术。 1.2 文章结构 本文将首先介绍煤气热载体分段多层低阶煤热解技术的概况，包括其基本原理和工艺流程。然后，将详细分析该技术在能源转化效率提高、环境污染排放减少以及资源利用方式改善等方面的优势。接着，通过实际应用案例从工业规模应用情况、实验室试验结果评估与展望以及经济与环境可行性分析三个角度进行深入探讨。最后，在结论部分展望该技术的发展前景，并对整篇文章进行综合评价与总结。 1.3 目的 本文的主要目的是全面介绍煤气热载体分段多层低阶煤热解技术，并分析其在能源转化效率、环境污染排放和资源利用方式等方面的优势。同时，通过应用案例
分析和讨论，探索该技术在不同领域的应用前景以及经济与环境可行性。最终，旨在为进一步推广和应用该技术提供理论依据和实践指导。 2. 煤气热载体分段多层低阶煤热解技术 2.1 煤气热载体概述 在低阶煤热解过程中，采用合适的煤气作为载体可以提高反应效率。煤气作为一种优质的热能媒介，可以有效传递和分配能量，加速低阶煤的热解进程，并减少副产物的生成。 2.2 多层低阶煤热解原理 多层低阶煤热解技术采用了一种分级处理的方法，在不同温度段进行多层次反应。通过控制不同温度区域的反应条件，包括压力、催化剂和气氛等因素，可以使得低阶煤在不同温度下发生不同的化学反应。这样可以优化反应路径，提高产品选择性和产率。 2.2.1 底层反应区 底层反应区主要是在较低温度下对低阶煤进行预处理。这个环节有助于初始活性物质释放和初步转化。此时使用的细聚辛焦油（FCC）煤气作为载体，其高的活性组分能够加速这一反应过程。 2.2.2 中层反应区
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。
低阶烟煤煤泥浮选提质技术的研究与应用烟煤作为中国最重要的能源之一，对支撑国家能源安全至关重要。然而，烟煤中存在大量含硫和灰分，从而降低烟煤的煤品质，减少能源利用效率，并威胁着环境。因此，提升烟煤煤品质具有重要意义。烟煤煤泥浮选提质是一种效果十分显著的方式之一，它适用于各种煤种，对提升烟煤煤品质起到很好的作用。 烟煤煤泥浮选提质技术具有多方位的优势。首先，它为提高烟煤煤品质提供了一种有效的方法，能够降低烟煤中灰分和含硫量，并且有效降低烟煤的煤气化率，提高其可利用的能量。其次，烟煤煤泥浮选提质技术可以有效减少烟煤产生的碳排放，从而减少对环境的污染，缓解空气污染问题。此外，该技术还可以有效抑制水煤浆的腐蚀性，减少水煤浆的排放量，从而减少水体污染。 烟煤煤泥浮选提质技术的研究与应用也受到了技术界的广泛关注。最初，大多数研究都集中在传统的简单浮选方法，以及研发新型浮选机和煤水比控制设备，以提高浮选质量。随着计算机技术的发展，烟煤浮选技术又进一步发展为多维浮选，从而使投料、实验和改进浮选设备的控制更加精确和完善，提高了浮选的效率和质量。 现在，烟煤煤泥浮选提质技术已经得到了广泛的应用，为更高效地利用烟煤提供了有力的帮助。在实际的应用中，烟煤煤泥浮选提质技术实施的精确度要求较高，操作简单，安全高效，耐用性高，效果显著。例如，使用烟煤煤泥浮选提质技术处理的低烟煤，可以有效地提高烟煤中低灰分和低硫分的含量，从而更有效地利用烟煤的能源。
在未来的研究中，可以考虑结合机器学习等新兴技术和数据挖掘技术，进一步提高烟煤煤泥浮选提质技术的精确度和准确性，并优化浮选参数，以实现安全有效的烟煤浮选提质技术。 综上所述，烟煤煤泥浮选提质技术具有多方位的优势，可有效提高烟煤煤品质，缓解环境污染问题，减少烟煤产生的碳排放，从而更有效地利用烟煤的能源，为国家能源安全提供支撑。因此，未来的研究应注重提高烟煤煤泥浮选提质技术的安全性和有效性，为提高烟煤煤品质和更有效地利用烟煤资源做出更大贡献。
我国低阶煤热解提质技术现状及研究进展 一、引言 低阶煤是一种质量较差、热值低的煤炭资源，占据了我国煤炭资源的绝大部分。然而，低阶煤在燃烧和利用过程中存在着许多问题，如高含灰量、高含硫量、易发生自燃等，对环境造成了严重污染。为了充分利用这些资源并减少对环境的影响，我国近年来加大了对低阶煤热解提质技术的研究力度，取得了一系列研究成果。本文将对我国低阶煤热解提质技术的现状及研究进展进行全面评估和探讨。 二、低阶煤热解提质技术现状 1. 低温干馏提质技术 低温干馏是一种对低阶煤进行热解处理的技术，通过对低温下的热解过程进行控制，实现低阶煤中有机质的裂解和提质。该技术在我国早期被广泛应用，但由于设备简单、成本低、能够有效处理一些低级煤种等优点，目前仍在一些地区得到应用。 2. 高温高压条件下的热解技术 随着煤炭加工技术的不断发展，高温高压条件下的热解技术逐渐受到重视。在高温高压条件下，低阶煤中的有机质能够更充分地裂解，提质效果更加显著。这种技术相较于低温干馏技术，虽然设备投入和运
行成本较高，但能够得到更高品质的煤炭产品。 3. 生物质共热解技术 生物质具有较高的固定碳含量和较低的硫、磷等杂质含量，可以作为优质的热解剂。通过生物质与低阶煤的共热解，不仅可以提高低阶煤的质量，还可以减少环境中的二氧化碳排放量，是一种可持续发展的解决方案。 三、低阶煤热解提质技术的研究进展 1. 热解条件优化 近年来，研究人员通过实验和模拟等手段，对低阶煤热解过程中的温度、压力、反应时间等条件进行了优化，使得热解过程更加高效、节能。 2. 催化剂的应用 催化剂在低阶煤热解提质过程中发挥着重要作用。研究人员通过引入合适的催化剂，可以有效地降低热解温度，提高反应速率，从而实现低阶煤的高效提质。 3. 热解产品的利用 除了提高低阶煤的热值和质量外，研究人员还通过进一步对热解产物进行加工利用，生产出更多高附加值的化工产品、燃料等。
科技成果——低阶煤旋转床低温热解技术 技术开发单位 河南龙成煤高效技术应用有限公司、西峡龙成特种材料有限公司适用范围发电、化工、高炉喷吹、LNG、动力燃料油。 成果简介 该技术通过旋转床将低阶煤进行深度热解，生产出优质无烟煤，在保证热载体不直接与煤接触的情况下，解决了煤料加热不均匀及煤料传热慢的问题，热解出的油气及时从煤中逸出，产油率显著提高，产油率达10-12%，前所未有，为煤的清洁高效利用开辟了新方法，废水通过高浓含油酚氨废水处理技术和生化技术的处理，得以循环利用，实现了废水资源化利用。 技术效果 项目低阶煤低温热解过程仅消耗自身2%-3%的能量，与兰炭生产消耗自身3%-5%的能量相比，工艺能耗更低，实现了节能的目的。产品提质煤全水分大大降低、可磨性好、热值较原料煤提高8%以上，用于取代工业、民用直接燃烧的烟煤、低阶煤，降低吨煤（折合标煤）运行成本。 应用情况 该技术经过在河南煤高效技术有限公司的中试，达到了产业化的应用条件。2015年在河北曹妃甸工业园区建成规模化的生产线12条，年可处理原煤1000万吨。生产线自建成后已运行1年以上，运行期间连续稳定，实现了预期的技术和产品目标。项目提质煤及附属产品
性能优良，销售辐射周边多个省份。 市场前景 《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》《煤炭清洁高效利用行动计划（2015-2020年）》等文件明确提出：积极推进煤炭分级分质梯级利用，着力推动煤炭分级分质梯级利用。国内科研院所及企业虽不同程度的攻克了一些重大热解技术难题，但都因油灰分离难题无法实现大规模产业化。该公司不仅实现了煤提质清洁高效的梯级利用技术，而且攻克了许多难关，高温油灰分离技术也得以根本突破，该技术在国内属于首创，可以进行产业化推广。预计在2020年前后可以推广处理原煤1亿吨以上，可提供715万吨汽柴油、420万吨的LNG。
低阶煤分级分质转化调研报告 一、技术背景 我国低阶煤储量接近5000亿吨，约占煤炭探明储量的42%，这是一类煤化程度较低的煤。低阶煤的分级转化是指将煤炭通过热解或气化提取油气，剩余的半焦或兰炭作为高品位洁净燃料燃烧发电的煤炭利用方式。 《煤炭工业发展“十三五”规划》、《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020年)》和《能源技术革命创新行动计划(2016-2030 年)》都明确指出，加强煤炭分级分质转化技术创新，重点研究先进煤气化、大型煤炭热解、焦油和半焦利用、气化热解一体化、气化燃烧一体化等技术。2017年 3 月，国家能源局发布《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》，明确提出对低阶煤进行分质利用，延长石油榆林800万吨/年煤提取焦油与制合成气一体化（CCSI）产业示范项目、陕煤化榆林1500万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目、陕西龙成煤清洁高效利用有限公司1000万吨/年粉煤清洁高效综合利用一体化示范项目纳入。 低阶煤由于煤化程度低，富含水分、发热量低，具有低灰、低硫、高挥发分、高活性、易燃易碎等特点，不宜直接燃烧和远距离运输。低阶煤先分级提质后开发利用的方法，可显著提升碳和热的转化率，降低能耗与水耗，能效高、污
染小，适合在我国低阶煤资源丰富、生态脆弱和水资源缺乏的地区开发利用。低阶煤分质利用(也称分级利用)指煤炭经热解分解为煤焦油、煤气和半焦的气、液、固三相物质，实现对原料的分质，再根据各类产物性质及结构差异，结合周边项目的原料供应和状况布局，梯级转化、区别加工、延伸产业链，生产化工原料和各类精细化学品，最终实现对煤炭转化全过程“分质转化、梯级利用、能化结合、集成联产”的新型利用方式。 煤炭的利用方法包括： （1）原煤分级：精洗块煤、末煤用于炼焦或化工生产，中煤、煤泥和矸石用来燃烧发电。 （2）初级处理：升级改造干馏工艺，并与现代化先进气化技术或超超临界发电技术耦合。 （3）深度处理：焦炉煤气生产甲醇、乙二醇、醋酸、合成氨等化工产品，或液化天然气、氢气等清洁能源；煤焦油提取分离苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽等精细化工产品后，加氢裂解生产清洁液体燃料；清洁半焦或焦粉去掉氮、硫、磷及挥发分后，可用于工业锅炉或发电，还可生产碳一化学品，或者加工活性炭、炭黑。焦油沥青可加工成高强度碳纤维。 煤炭热解也称煤炭干馏，指煤在隔绝空气的系统中加热，在不同温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过
低阶煤热解提质技术进展；一、低阶煤概况；煤炭是我国的主要能源,在一次能源结构中占70%左；我国煤炭资源分类及其性质；低阶煤是指煤化程度比较低的煤(一般干燥无灰基挥发；褐煤包括褐煤一号(年轻褐煤)和褐煤二号(年老褐煤；低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占；褐煤全水分高达20%～60%，收到基低位发热量一；低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%，含硫 低阶煤热解提质技术进展 一、低阶煤概况 煤炭是我国的主要能源,在一次能源结构中占70%左右, 预计到2015年煤炭消费量仍将占65%左右。在漫长的地质演变过程中，煤炭的形成受多种因素的作用，致使煤炭品种繁多。依据结构和组成不同，煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤3大类，而每大类又分为若干小类，其中烟煤可分为低变质烟煤和中变质烟煤，低变质烟煤也叫次烟煤，与褐煤一起统称为“低阶煤”。煤阶这一概念用来表示煤炭煤化程度的级别。一般情况下，煤埋藏深度增加，其煤化程度增加，碳含量相应增加。低阶煤在我国煤炭储量及产量中占很高比例。中国煤炭地质总局第三次全国煤田预测，我国低阶煤储量占全国已探明煤炭储量的55%以上，达5612亿吨，其中褐煤占12.7%，低变质煤占42.5%。 我国煤炭资源分类及其性质 低阶煤是指煤化程度比较低的煤( 一般干燥无灰基挥发分＞20%) ，主要分为褐煤和低煤化程度的烟煤。 褐煤包括褐煤一号( 年轻褐煤) 和褐煤二号( 年老褐煤) 2类，约占我国煤炭探明保有资源量的13%，主要分布于内蒙古东部和云南，少量分布于黑龙江辽宁山东吉林和广西等地区，近年发现新疆等区域亦赋存褐煤。 低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占我国煤炭探明保有资源量的33%，主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆，其次为山西、宁夏、甘肃、辽宁、黑龙江等地区，吉林、山东和广西等地区少量赋存。 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，高含氧量，低发热量，再加上褐煤易风化和自燃的特性，其不适合远距离输送，应用受到很大限制。 低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%，含硫量低于1% 鄂尔多斯盆地不黏煤和弱黏煤为特低硫-低硫特低灰-低灰煤。 低阶煤的化学结构中侧链较多，氢、氧含量较高，结果导致其挥发分含量高、含水高、含氧多、易自燃、热值低。根据低阶煤挥发分及氢含量高的特点，通过分级转化利用，可先获得高附加值的油、气和化学品，再将剩余半焦进行燃烧或气化，实现煤炭资源的梯级利用，从而，一方面提高了煤炭利用的能效，另一方面使难以利用的褐煤得到了有效利用，也可大大减少环境的污染。如下图： 城市煤气、工业燃气制氢（可用于煤焦油加氢）IGCC） 烧结焦粉 国家能源科技十二五规划将褐煤/低阶煤提质改性技术和中低温煤焦油制清洁燃料及化学品关键技术列为重大技术研究计划，研究具有自主知识产权的、适应性广的褐煤/低阶煤提质改性技术与工艺，针对中低温干馏焦油开发提取化学品及加氢制清洁燃料先进技术，低阶煤热解提质迎来了一次良好的发展机遇。 二、低阶煤热解 煤的结构特点决定了低阶煤挥发分高、活性强。由于水分和氧含量高而热值 低，直接利用（燃烧或气化）效率低，经济价值远不如高阶煤，大规模开发利用必须先对其进行加工提质。最为科学和常用的方法之一是热解，即“干馏”或热分解“。热解是指煤在隔
煤的分质分级利用研究 摘要：在我国能源生产和消费结构中，煤炭一直占据着主导地位，为国民经 济持续高速发展提供了可靠的能源资源保障。但同时也导致了日益严重的环境问题。所谓的分级分质利用，就是依据煤自身的特点进行开发相关产品或清洁能源，使其资源、效益最大化。实现煤炭清洁高效利用，切实推动我国能源生产革命、 煤炭供给改革、煤炭行业转型升级的重要有效途径。 关键词：低阶煤；分质分级；节能减排 前言 目前，煤炭仍是我国的主体能源，虽然我国煤炭资源丰富，但资源禀赋条件差，低阶煤储量很大。对低阶煤的利用也提出越来越高的要求，低阶煤清洁高效、分质分级利用的呼声越来越高。低阶煤的开采利用是一个全周期的过程，不仅涉 及煤炭行业本身，还涉及下游电力、化工等各个耗煤行业。低阶煤清洁高效、分 质分级的概念应贯穿从开采到终端产品利用的整个过程。前端加工过程越到位， 分质分级越细化，低阶煤的利用过程越高效，对环境造成的影响及环保治理所付 出的代价也越小。因此，实现低阶煤的清洁、高效利用，对满足我国快速增长的 能源需求及实现节能减排目标具有重要意义。 1低阶煤分质利用概述 低阶煤分质利用，是根据煤炭自身的组成及性质，首先采用中低温热解技术 将其转化为气体（煤气）、液体（煤焦油）和固体（洁净煤），再根据各类热解 产物的物化性质进行区别利用，梯级延伸加工，生产大宗化工原料和各类精细化 学品，最终实现对低阶煤转化利用全过程的“分质转化、梯级利用”。其中，煤 气既可作为制氢、天然气及化工生产的原料，也可脱硫脱氮后直接燃烧发电；煤 焦油可提取苯、酚、吡啶等精细化工产品，或加氢制取柴油、石脑油等清洁液体 燃料；脱除了轻质组分及杂质的洁净煤，不仅热值更高，而且更加清洁，既可用 作建材、工业窑炉及工业锅炉等领域的原料和燃料，也是民用领域的清洁燃烧。
低阶煤的分质利用技术现状及发展前景 霍鹏举 【摘要】针对以直接燃烧和单一转化为主的煤炭使用方式带来的资源浪费和污染环境问题,结合低阶煤的密度小、含水率高、挥发分高及热稳定性差等性质,分析低阶煤热解工艺的技术经济性及研究进展,阐述了粉煤热解-气化一体化、龙成低温热解以及低阶粉煤气固热载体双循环快速热解等先进煤炭分质技术,重点讨论了油气尘高效分离、半焦合理利用、废水深度处理等核心技术以及节能环保、全产业链配套等影响分质利用技术产业化的关键因素,展望只有解决了煤热解技术中关键核心技术、煤焦油高附加值深加工以及热解气利用等问题,才能在分质利用全产业链方面取得重大突破,实现低阶煤的清洁高效转化. 【期刊名称】《应用化工》 【年(卷),期】2018(047)010 【总页数】5页(P2287-2291) 【关键词】低阶煤;分质利用技术;发展前景 【作者】霍鹏举 【作者单位】陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心,陕西西安710075 【正文语种】中文 【中图分类】TQ523.2
基于我国富煤、贫油、少气的能源禀赋和经济社会发展需求，在未来相当长时期内，煤炭作为主导能源的地位不会改变，是实现我国能源保障不可或缺的资源。我国的煤炭资源条件不好，次烟煤和褐煤等低阶煤种占我国煤炭资源总量55%以上，其 低热值、高反应活性、高挥发分以及易自燃的特点决定其利用方式[1-2]。 目前，现阶段我国粗放式的煤炭利用方式，以燃煤电厂、工业锅炉、窑炉等为主的大型工业用煤再加上散烧煤消耗了80%以上的煤炭，基本上只利用了煤炭的燃料 属性，不仅造成煤炭分子中大多数有用成分的浪费和经济损失，还将部分资源转变成污染环境的排放物[3-4]。煤炭巨大的使用量和相对粗放的利用方式是大气污染 愈演愈烈的根本原因，因此，开发多种技术相耦合，能够梯级利用煤炭资源，清洁、高效、环保的煤炭转化利用技术是当前我国新型煤化工的发展方向。 以热解为龙头的低阶煤分质利用技术，在提取煤焦油、煤气等高附加值组分后，再与传统煤化工、现代煤化工、超超临界发电、IGCC等领域实现耦合，构筑起跨行业发展的大煤化工架构，使煤炭高效利用的途径更丰富、前景更广阔。本文从煤炭的生产消费现状以及使用引起的环境污染问题出发，解读国家行业的相关政策，对低阶煤分质利用技术的现状及发展前景进行总结与探讨。 1 煤炭带来的环境问题 1.1 煤炭的生产与消费现状 基于中国特有的经济增长方式，国家政策促使煤炭转向更加清洁、低碳化的燃料趋势，全球煤炭需求增速相对过去急剧下降(2017年均增速0.2%，过去20年平均 增速2.7%)[5]。预计未来20年内，中国煤炭消费量趋于平缓，但仍是世界上最大的煤炭市场，占2035年全球煤炭消费量的50%[6]。 2016年，我国能源生产总量34.3亿t标准煤，煤炭、原油、天然气分别占比为69.4%，8.2%，5.3%；能源消费结构中，煤炭、原油、天然气所占的比重分别为
GF国富炉低阶煤（油页岩）分质综合利用技术 -北京国电富通科技发展有限责任公司 一、低阶煤现状 煤炭是我国的主体能源，其中，据统计，全球可采煤炭储量约为：8609亿吨,其中低阶煤（褐煤+次烟煤）储量约为：4561亿吨。而我国可采煤炭储量约为：1145亿吨，其中低阶煤(褐煤+次烟煤）总量约为：523 亿吨。低阶煤的可采储量占到了总储量一半左右，如何利用低阶煤将是未来国家抵御能源危机的重要途径之一，并成为我国能源生产和供应的重要组成部分。我国低阶煤具有水分大、发热量低、化学反应性好、易燃易碎等特点,不适宜直接燃烧和运输，利用能效低,污染严重，因此必须对低阶煤进行热解、加工综合利用,通过一定手段降低其灰分和水分,提高发热量，或者生产高附加值产品。目前，由于煤炭市场萎靡，主产品半焦（兰炭)经济效益处于劣势，现逐步向含油率较高煤种区域发展，尤其陕西、新疆地区等兰炭产业仍然处于装备简单化、工艺低端化、市场单一化的急需优化升级阶段,热解技术市场趋势将向原煤利用分级化、热解工艺分类化、热解装置大型化发展。鉴于此，加强对低阶煤热解技术的基础理论研究，指导低阶煤的多联产梯级利用技术开发,实现低阶煤热解装备系统大型化及热解工艺技术的示范或商业化推广，从而实现我国低阶煤的高效、洁净及规模化应用，促进我国煤炭产业可持续发展具有重要作用。 二、现有国家政策支持 最新编订的《煤炭深加工示范项目规划》指出，根据我国褐煤、长焰煤等中低阶煤贮藏量大的特点，开展大规模煤炭分质利用示范工作。半焦用于动力燃料、气化、发电、电石、钢铁等行业，焦油经加氢后生产燃料油。“十二五”期间在现有干馏技术基础上进一步进行工程化开发,建设单系列百万吨以上的干馏装置；示范项目全厂规模达到500万吨/年，示范干馏-气化—加氢-发电一体化综合利用技术，使我国煤炭分质利用技术达到世界领先水平。2015年1 月,由国家能源局、环境保护部、工业和信息化部联合下发的《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》中提出，2020年，现代煤化工产业化示范取得阶段性成果，形成更加完整的自主技术和装备体系,具备开展更高水平示范的基础。低阶煤分级提质核心关键技术取得突破，实现百万吨级示范应用.2015年5月，国家能源局印发了《煤炭清洁高效利用行动计划（2015-2020年）》，《计划》指出，到2017年,低阶煤分级提质关键技术取得突破;2020年，建成一批百万吨级分级提质示范项目。另外，根据国家“十三五"