褐煤固体热载体法快速热解技术简介

锅炉制造BOILER MANUFACTURING第1期2021年01月No. 1Jan.2021煤的梯级利用工艺路线介绍和煤热解技术对比Introduction of coal cascade utilization technology andcomparison of pyrolysis technology in coal洪超，王桔（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150046）摘要:煤炭作为国内未来较长时间内的主要能源消费来源，煤的梯级利用可以实现低阶煤的环保、经济和高效利用，本文介绍了几种国内典型的煤梯级利用工艺路线，从工艺流程、工业化进程、技术特点和经济效益等方 面进行阐述，对比各工艺路线的核心热解技术，并对以后的技术发展方向提出展望。

关键词:煤的梯级利用;热解;煤气;焦油;半焦中图分类号：X7 文献标识码：B 文章编号:CN23 -1249（2021 ）01 -0040 - 030引言长期以来，我国的能源消费都是以煤为主，根 据国家统计局公布数据,2019年全年能源消费总量中煤炭消费总量增长1-0%,占比57.7%,占比相比去年下降1.3个百分点。

近年来随着清洁能源和新能源技术的不断发展，煤炭能源比例虽逐 年下降,消费总量却逐年增加，煤炭在较长时间内仍将占据能源消费主导地位。

根据中科院公布数据，截至2019年，国内已探明原煤储量10077亿吨。

其中低变质烟煤、褐 煤等低阶煤占煤炭储量的50%以上，其挥发分高、含水量高、热值低等特点决定了常规的直接燃 烧或者气化等利用方式存在效率低、氮硫氧化物等污染物排放量大等缺点⑴。

随着技术的发展 和市场的需求，形成了如直接发电、液化、完全气化、干燥提质和煤的梯级利用等多种典型的低阶 煤利用技术路线⑵。

1低阶煤的梯级利用煤的梯级利用技术主要是通过热解分质、梯 级延伸加工，实现各级产物的梯级利用、吃干榨尽，具有资源利用率高、热能效率高、利于环保等 优势。

我国褐煤热解技术现状及发展趋势罗鹏;严明;贾智刚【摘要】褐煤水分高,氧含量高,易风化自燃,不利于长途运输,要大规模开发利用必须对其加工提质.本文主要介绍了国内典型的几种褐煤热解技术,如大工DG工艺、多段回转炉工艺、BT工艺等,并对其工作原理、操作条件、原料、热解产品等方面进行了分析对比.阐述了褐煤热解的应用现状,并对其发展趋势进行了分析.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)016【总页数】3页(P32-34)【关键词】褐煤;热解;利用【作者】罗鹏;严明;贾智刚【作者单位】肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司,广东肇庆526238;肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司,广东肇庆526238;肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司,广东肇庆526238【正文语种】中文【中图分类】TQ523我国是个多煤少油的国家，未来50年以煤炭为主的能源结构不会改变，煤炭消耗量占能源消费总量的比重一直维持在70%左右。

近年来，我国石油净进口量节节攀升，对外依存度已达到历史最高的57%，随着地球上石油资源的日渐匮乏，煤炭势必依然在我国的未来能源系统中占据主要地位。

在丰富的煤炭储量中，褐煤占有很大的比例，根据第三次全国煤炭资源调查结果显示我国煤炭保有储量10032.6亿t，已探明的褐煤保有储量为1311.42亿t，约占煤炭保有储量的13%［1］。

但是由于褐煤高含氧量、高含水量、易自燃和不易存储的特点，不易于运输，一般都就地燃烧发电，因此如何利用高效利用褐煤成为我国当前煤炭清洁利用的一大重要课题。

褐煤热解提取煤中的焦油，并对高附加值的副产品半焦和煤气进行综合利用，是中国大量褐煤高效、清洁利用的一条有效途径。

1 褐煤热解基本原理1.1 褐煤热解概念褐煤热解是指在隔绝空气 (或在惰性气体中)条件下将褐煤加热，最终可得到热解煤气、焦油和半焦产品的加工方法［2］。

一般的热解温度范围为500～650℃，褐煤在此过程中进行一系列的物理变化和化学变化，最基本的表现形式为化学键的断裂。

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。

褐煤提质技术分析1、褐煤提质的必要性近年来，世界优质煤炭资源越来越少，煤炭价格大幅上涨，价格相对低廉的褐煤开发利用被重视起来。

拥有褐煤资源的国家现都积极研究褐煤作为燃料煤的使用方法和用量，其中德国、美国和俄罗斯作为储量大国，均将褐煤作为未来重要战略资源加以开发和利用。

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，已探明的褐煤保有储量达到1300亿t，占到全国煤炭总储量的13%左右，迄今对褐煤尚未进行大规模的开发和利用。

褐煤是煤化程度最低的煤种，煤化程度介于泥炭和烟煤之间，含水量高，在空气中易风化，含一定量的原生腐殖酸，碳含量低，氧含量高，氢含量变化大，挥发分一般在45％～55％。

褐煤与其他煤种相比，含氧量高、灰分及灰熔点变化较大、密度小、易自燃，煤粉容易爆炸，褐煤中较高的水分含量，增加了褐煤的运输成本，长距离运输还会带来自燃和爆炸的问题，限制了褐煤向较远地区的运输。

褐煤直接燃烧的热效率较低，且温室气体的排放量也很大，难以大规模开发利用。

此外，褐煤作为原料转化利用也受到限制，褐煤液化、干馏和气化都需要把煤中水分降至10％以下。

褐煤若不经过提质加工将难以满足多种用户的质量要求。

因此褐煤提质加工脱除褐煤中的水分，消除褐煤脱水后发生自燃、爆炸的潜在危险，从而提高褐煤品质，是扩大褐煤应用范围的关键。

褐煤脱水提质加工后，水分显著降低，发热量大幅度提高，既可防止煤炭自燃、便于运输和贮存，又有利于发电、造气、化工等使用。

2、褐煤提质的意义长距离运输高水分、低热值的褐煤在经济上是不合算的。

美国曾对褐煤脱水后减少运输量的效果做过评估，一种水分42.52%、发热量2847kcal/kg的褐煤，经2.02Mpa的蒸汽处理后，水分降至14.43%，发热量增加到4315kcal/kg，相当于提高了热值51.6%。

发电厂240万千瓦机组一年大约要用褐煤1100万吨，如果能将褐煤水分由36%降至16%左右，则一年可减少220万吨煤炭运输，节省运费6600万元。

煤炭资源的煤炭热解与煤制气技术煤炭作为一种重要的能源资源，在现代工业发展中起到关键作用。

然而，传统的煤炭利用方式存在一些问题，如煤炭的高效利用以及对环境的污染等。

为了解决这些问题，煤炭热解与煤制气技术应运而生。

本文将重点介绍煤炭热解与煤制气技术的原理、应用及前景。

一、煤炭热解技术煤炭热解是指在高温（500-1000摄氏度）和缺氧（或无氧）条件下，将煤炭分解为气体、液体和固体产物的过程。

这种热解过程可以利用石油炼制过程的废气，或者通过专门设计的煤气化设备进行。

1. 煤炭热解的原理煤炭热解的原理是将煤炭中的有机成分分解为可燃气体、焦炭和液体产物。

在热解过程中，煤炭中的挥发分子和焦油分子被释放出来，而不可燃的矿物质则留在焦炭中。

这种反应可以通过控制热解温度和施加适当的压力来调节产物的比例。

2. 煤炭热解的应用煤炭热解技术具有广泛的应用前景。

首先，它可以将煤炭中的有机物质转化为可燃气体，用于供热和发电。

其次，通过热解后产生的焦炭可用于冶金和化工行业。

此外，煤炭热解还可以产生液体燃料，如煤油和煤焦油，用于交通运输和化工领域。

3. 煤炭热解技术的前景煤炭热解技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。

它可以提高煤炭利用效率，减少温室气体排放，并降低对环境的污染。

此外，煤炭热解技术还可以减轻对传统石油资源的依赖，并为煤炭行业带来新的发展机遇。

二、煤制气技术煤制气技术是指通过气化反应将煤炭转化为合成气的过程。

合成气主要由一氧化碳和氢气组成，可以作为燃料或原料用于化学工业的合成反应。

1. 煤制气的原理煤制气是通过将煤炭与氧气或蒸汽进行气化反应，生成一氧化碳和氢气。

气化过程需要高温和压力条件下进行，煤炭中的有机物质被转化为可燃气体。

反应过程可以分为两个阶段，首先是煤的干馏反应，生成挥发分子；然后是气化反应，将挥发分子转化为一氧化碳和水蒸气。

2. 煤制气的应用煤制气技术在化工和能源领域有广泛的应用。

合成气可以作为燃料供应给燃气锅炉、燃气轮机和内燃机等设备，用于供热和发电。

收稿日期:2004-12-15基金项目:国家高技术研究发展计划基金资助项目(2002A A527051)作者简介:任庚坡(1981-),男,安徽阜阳人,上海交通大学博士研究生.文章编号:1001-2060(2005)04-0407-04超细褐煤粉的热解特性及其热解机理任庚坡1,张超群1,魏砾宏2,姜秀民1(11上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;21哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:在利用热重法判断热解反应机理时,传统方法很难确切推断反应的机理。

为此,从热解曲线和动力学方程出发,运用双外推法,得到了平均颗粒粒度为10.68L m的元宝山褐煤热解低温段部分的机理为Ant-i Jander三维扩散方程;同时对元宝山褐煤不同粒度煤样的热解特性进行了研究,分析了升温速率和颗粒粒度对煤粉热解特性的影响。

关键词:超细煤粉;双外推法;热重分析;颗粒粒度;热解机理中图分类号:TQ530.2文献标识码:A1前言煤的热加工是当前煤炭加工利用的最主要工艺。

煤热解机理的研究与煤的热加工技术(如气化、液化、燃烧和碳化)有极为密切的关系。

例如,煤的热解是煤燃烧的一个重要初始阶段,对着火有极大的影响,也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。

煤热解机理研究的成果将对煤的热加工技术有直接的指导作用。

在确定固相热分解反应机理的各种方法中,潘云祥等提出了一种双外推法[1~2]。

他们认为由于固体样品自身的热传导造成固体样品内外以及固体样品与周围气氛之间存在着温度差,因而在测定过程中可以认为样品自始至终处于一种非热平衡状态,由此计算出的有关动力学参数显然与热平衡下的真实值有一定的偏差,这种偏差随样品加热速率的增大而增大。

因此,将加热速率外推为零,实现理论上的热平衡状态,从而得到真实的动力学参数值E B y0,它将反映出样品热解过程的真实情况。

另外,一个样品在不同转化率时,其表观活化能往往呈现规律性的变化。

褐煤的高效利用 褐煤是煤化程度最低的一类煤。褐煤含水量高(30%～50%)、挥发分高(15%～30%)、发烧量低，易风化碎裂、易氧化自燃，不适于远途运输和利用，加上直接燃烧时排出的粉尘量大、环境污染严峻、热利用率低，我国迄今对褐煤尚未进行大规模的开发和利用。 有专家以为，应依照褐煤质量性能、产品市场定位，选择相应的褐煤加工技术。关于低灰分优质褐煤，由于资源较稀有，建议采纳中低温干馏工艺制取高品质还原剂，替代冶金焦用作铁合金、电石生产的原料；由热解半焦制取炭质吸附剂，这种活性炭产品以大、中孔为主，不仅对硫的吸附容量大，而且适合处置各类工业污水。在我国水资源日趋紧缺的情形下，开发此类煤基活性炭意义重大； 对高灰分、高含硫褐煤，专家建议在采纳温和热解技术对褐煤提质的同时，能够生产低温煤焦油。褐煤低温煤焦油的组成和性质类似于重油，是一种超级有价值的资源，对其进行深加工能够提取附加值较高、市场需求量较大的酚类化学品。对脱酚后的馏分进行加氢裂化、重整、精制等加工，能够取得比较理想的多种液体燃料，因此可考虑开发燃料—润滑油—化工型综合加工工艺，使褐煤低温煤焦油中的各类资源取得有效利用。 当前，褐煤加工利用在中国已经起步，但褐煤热解制半焦的工业化生产技术尚未成熟，有待进一步进展和完善。在煤气化领域，中国已开发成功采纳褐煤为原料的恩德粉煤气化技术及荷兰壳牌粉煤加压气化工艺等，并已有多套煤气扮装置建成投产。在目前中国研究开发的假设干种褐煤热解技术中，已进行工业化试生产的技术要紧有：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3种技术所采取的干燥方式和加工温度不同，产品方案和产品性能也有不同，已全数在国内褐煤产地成立了工业化试生产装置。 专家以为，开发出褐煤提质生产半焦技术不但能够解决褐煤直接燃烧时环境污染严峻、热利用率低的问题，还能够取得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，完全符合我国进展干净煤技术能源多元化的战略。再加上煤炭价钱高企，为该技术开发带来了大好机缘。 最近内蒙古天成油电公司利用丰硕的褐煤资源，通过固体热载体法热解技术，将低质廉价的褐煤进行充分转化，提质后取得的产物品种丰硕，提高附加。 澳大利亚维州的褐煤资源开发与应用简述 四、澳对与中国合作开发褐煤的态度及现状 目前，随着国际上对中国经济快速进展的关注和对“中国能源热”的炒作，维州各大褐煤能源企业对与中国开展合作表示出极大的爱好，态度踊跃，纷纷邀我企业前来考察、并购企业股分和成立合伙企业，国内地址投资公司和钢厂乃至已与本地企业签署意向书，以现金投资来换 换取对维州加工后褐煤成品的入口。本地能源企业如BHP、RIO TINTO等最近也发布消息，表示愿与本地褐煤企业或拥有专利技术的公司开展合作并购进拟上市公司的原始股分。本地两家最具代表性的公司为APCS和（La Trobe Lignite Development Pty Ltd，LTLD）公司，前者拥有对褐煤脱水处置和小球化技术的世界独家专利，情愿邀中国在其今年末上市前购入其股分，后者希望与中国企业共享其科研技术，在本地成立实验厂，并最终将技术介绍到中国去。现就两家具体意向简单介绍如下： 一、APCS公司 APCS公司拥有褐煤和钢铁技术的知识产权，原以优惠价钱和出口方式向中国企业出口褐煤，该条件是对中国企业对其进行初期投资（上市前），并同时签定贸易定单。整个项目用于基础设施建设和知识产权商业化投资约在5-7年达到澳币3-5亿元，其中，维州政府和英国国际电力公司合作一起出资，在本地建造三个每一个平均年产五百万到一千五百万吨褐煤加工后成品（Coldry Pellet）的工厂，从而使中国将从2007年始开始入口维州三万万吨褐煤成品。除此之外，中国将享有褐煤脱水处置后可运输的颗粒装技术，并可与对方进一步探讨引进以下技术专利：从褐煤提炼出来的水分被转化成氢气再用于发电；褐煤转油、提炼塑料、微生物固体转油、合成天然气或颗粒用作燃料等，对方称此项技术的发电和造铁的煤颗粒的FOB价钱将比黑煤价钱低15-20%。 二、LTLD公司 LTLD公司自1975年便有专门研究团队研究褐煤的开发和利用，目前拥有一条每小时产5吨的褐煤加工生产线，在经实验评估后，原在下一步与中国合作进行商业化运作，可成立使生产规模别离达到一个25吨、250吨和2500吨/每小时的生产线，该企业由澳矿业巨头（Roderick Carnege）拥有，愿与中国合作伙伴一起开发褐煤技术，生产碳类产品，获取褐煤清洁发电能源等。对方以为由于维州目前基础交通设施的限制，不具有向中国出口成品褐煤的条件，希望中国自维州引进技术，利用本国或周边国家（泰国、印尼）的褐煤，用于中国电力建设。 目前,中澳两国政治关系良好,经济贸易关系进展迅速,自今年1-9月份双边贸易额已达到近200亿美元,其中能源贸易占相当比重,可是,在与澳矿产品贸易中,与铁矿石、煤炭、有色金属等相较，褐煤仍是一项空白。这固然与褐煤的不可运输、尚不具有贸易条件有关，可是，从我长期能源战略来看，澳对褐煤的研究、开发和利用对我似有专门大借鉴作用，同时对我也蕴育着庞大的贸易机遇。中国也是褐煤储量大国，在澳政府日趋看重中国经济进展前景和对华经贸关系时，增强与澳褐煤业界的接触、信息交流和科研合作，也是为中澳两国以后包括褐煤在内的能源贸易制造必要条件。 中澳2002年签署的液化天然气合同，是我着眼于久远经济利益而保证我能源产业长期受惠的典范。在目前维州褐煤业界对与中国合作具有极大爱好情形下，我有关部门似应以此为契机，抓住机遇，借势出击，充分开展与对方的合作对话，从长计议，以探讨以后贸易的可能性促双边科研交流，以科研带动我对褐煤经济价值开发和利用，从而使澳对褐煤的现有加工、利用技术及其对环境爱惜的先进体会为我所用，为中澳两国能源经贸关系的拓展注入新的内涵 褐煤洗选工艺介绍 通过对国内大、中型褐煤选煤厂生产状况的实地考察，深切了解褐煤开采、贮运、洗选加工的技术特点及技术难点，以便把握有关褐煤选煤厂设计的特殊规律及有关参数的选取要点，分析褐煤分选设备的性能特点及选型要求。同时，对褐煤洗选相关设备的生产制造现状及褐煤洗选加工的整体进展方向与趋势做了必然的分析。 关键词：褐煤 洗选 加工现状 褐煤洗选加工 一、概述 大伙儿明白，褐煤是一种变质程度较低，而挥发分和内在水分又均较高的煤种，同时，褐煤还具有遇空气容易风化而遇水又容易泥化的特性。由于这些特点，其分选加工大多不能达到较好的成效或分选加工进程中具有诸多问题，通过熟悉这些问题，达到改良和提高褐煤的加工工艺具有十分现实的意义。 依照资料显示，国内褐煤选煤厂的设计建设始于二十世纪六十年代，第一座褐煤选煤厂为于1967年5月在内蒙平庄矿务局（10.70Mt/a）建成投产的西露天矿选煤厂，另外，在我国东北还有伊敏河（3.0Mt/a）、霍林河（20.0Mt/a）等近十座褐煤选煤厂。另外，依照本次调查，国内很多褐煤煤矿大多是直接燃烧原煤，原煤中含有大量的泥质岩土，极大地消耗了煤炭的发烧量，因此如何高效利用褐煤有待尔后作进一步的技术探讨。 煤进展煤化工占据三大优势 当前，能源资源日趋紧张，褐煤的经济价值及其相关生产加工技术又从头引发全世界能源化工行业重视。同时，近几年我国愈来愈多的新建化工项目获取精煤的难度愈来愈大。在这种形势下，国内显现了一批又一批新建煤化工项目，纷纷改用褐煤作为原料，引发业界普遍热议：作为粗煤煤种的褐煤资源慢慢走上前台，正担纲起新一代煤化工原料的重要角色。日前，在内蒙古呼和浩特，由神华集团牵头组建的以进展褐煤化工为目标的呼伦贝尔神华干净煤正式注册成立。在该公司举行的第一次会议上，与会专家普遍以为，我国利用褐煤资源进展煤化工有三大优势。 原料资源丰硕而本钱低廉 神华集团煤制油公司副总领导温新生以为，利用褐煤进展煤化工最明显的优势在于原料资源丰硕而本钱低廉。褐煤是煤化程度最低的一类煤，褐煤产区煤层厚、埋藏浅，开采本钱低。另外褐煤含水量高（30%～50%）、挥发分高（15%～30%）、发烧量低，无黏结性易风化碎裂、易氧化自燃，褐煤价钱仅为其他煤种的1/4～1/2，用来当场进展煤化工得天独厚。褐煤进展煤化工可构建两大产业集群和四大产业链。两大产业集群即煤、电、煤化工产业集群和以煤矸石、粉煤灰等为原料的新型建材产业集群。四大产业链是原煤―气化―甲醇、二甲醚、化肥、烯烃、乙二醇等化工产品产业链；原煤煤液化―成品油及化工产品产业链；原煤―矿井水利用―热、电及高附加值产品产业链；原煤发电―煤渣利用产业链。 据了解，我国煤炭资源储量相对丰硕，其中褐煤资源量3194.38亿吨，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%。由于烟煤、无烟煤等优质煤炭资源目前已被充分利用，拓展的空间已十分有限，而对褐煤进行大规模的开发利用仍是近几年的事。因此，我国褐煤资源的开发利用方兴未艾且前景广漠。 多种成熟技术提供支撑 专家以为，利用褐煤进展煤化工的另一大优势是拥有成熟的多种技术支撑。煤炭科学研究总院的专家说，近几年通过对褐煤进行煤质评判和深加工方面的研究，已初步得出结论：褐煤属于较年轻的煤种，多数具有较好的化学反映活性，热稳固性差，这决定了褐煤十分适宜当场综合加工和能源转换，生产化工合成气进而加工成甲醇、二甲醚、柴油、石油液化气等产品。连年来研究说明，在多个煤种中褐煤活性好，点火操纵容易，在工艺参数合理的条件下，气化产生的合成气有效气体含量达83%～92%，氢碳比在1.66～1.92，符合合成甲醇、二甲醚、油品等化工产品原料气的要求。 目前，国外要紧褐煤加工技术有德国的低温热解工艺、热解技术，前苏联的褐煤固体热载体热解工艺，美国的温和气化技术、日本的煤炭快速热解技术，还有加拿大的阿特伯干馏技术等。国内褐煤提质加工技术也有很多，大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏多联产工艺 、煤炭科学研究总院北京煤化工分院开发的多段回转炉热解工艺、浙江大学的循环流化床热电多联产工艺、北京动力经济

浅析褐煤的煤化工技术与应用李旭辉【摘要】论述了褐煤热解提质、褐煤液化和气化的工艺技术和实际应用情况,重点分析了褐煤固体热载体法快速热解技术和褐煤低温干馏改质技术的特点.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2009(000)005【总页数】5页(P38-42)【关键词】褐煤;热解提质;液化;气化;应用【作者】李旭辉【作者单位】新汶矿业集团,煤研中心,山东,新泰,271200【正文语种】中文【中图分类】TQ53我国褐煤资源丰富，己探明的保有储量达1303亿t，占全国煤炭储量的13%，其中内蒙古的褐煤储量最大，占全国褐煤储量的77%。

褐煤煤化程度低、水分高、发热量低、易风化自燃、不宜长途运输，属于低价煤，长期以来没有得到广泛应用。

随着国民经济的快速发展和西部大开发战略的实施，褐煤的综合开发利用逐渐引起人们的重视，尤其是在煤化工应用方面更是备受关注。

本文着重探讨褐煤的煤化工技术与应用。

1 褐煤在煤化工应用中的优势当今石油、天然气供应日趋紧张，化工原料逐渐从石油、天然气转到以煤为主的路线。

采用先进的煤转化技术生产可替代石油的燃料和化工品，无论从技术可行性还是从经济合理性都已具备条件。

发展高附加值的煤化工产业，对于产煤地区和煤炭企业调整、提升产业及产品结构，提高企业核心竞争能力，实现经济社会可持续发展都具有重要的现实意义和长远战略意义。

褐煤应用于煤化工具有以下几点优势：(1)褐煤资源丰富，成本低廉。

对于大部分褐煤地区煤田，煤层埋藏较浅，很多地方可以采用平硐或斜井开采，其中晋北、陕北、内蒙古、新疆和云南等少数煤田的部分地段，还可实现露天开采。

这表明褐煤具有生产效率高，安全性好，成本低等优点，但同时也具有含水量高、挥发分高、易风化碎裂、易氧化自燃等特点，因此其价格仅为其他煤种的1/4～1/2。

如采用褐煤发展煤化工则具有得天独厚的优势。

(2)多种成熟技术支持。

褐煤属于较年轻的煤种，大都无粘结性，且具有较好的化学反应活性，这决定了褐煤十分适宜进行就地综合加工和能源转换。

固体热载体褐煤热解过程的数学模型与模拟计算
郭治;杜铭华;杜万斗
【期刊名称】《神华科技》
【年(卷),期】2010(008)002
【摘要】根据褐煤热解动力学特性,针对固体热载体褐煤热解反应器中的热量传递特点,建立了相应的数学模型,并采用差分法进行了模拟求解,得到了固体热载体的冷却曲线和煤加热的升温曲线,以及褐煤挥发物随热解时间的变化曲线.计算结果表明:煤的挥发分及粒度对煤粒的温分布影响很大,挥发分越高、粒度越大,煤粒内外温差越大.同时,获得了未分解挥发物与热解时间的定量结果,为固体热载体煤热解反应器的设计提供了依据.
【总页数】4页(P69-72)
【作者】郭治;杜铭华;杜万斗
【作者单位】中国神华煤制油有限公司北京研究院,北京,100011;中国神华煤制油有限公司北京研究院,北京,100011;中国神华煤制油有限公司北京研究院,北
京,100011
【正文语种】中文
【中图分类】TQ53
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4.固体热载体法褐煤热解过程中的传质传热特性 [J], 李方舟;李文英;冯杰
5.固体热载体煤热解过程中氮的迁移 [J], 潘登峰;姚根有;郭文林;李伟斌;曲旋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

我国低阶煤热解提质技术进展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。

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。

1 热解提质技术发展历程(1) 我国煤热解技术的自主研究和开发始于20世纪50年代，北京石油学院( 现为中国石油大学)、上海电业局研究人员开发了流化床快速热解工艺并进行10t/d规模的中试; 大连工学院( 现为大连工工大学) 聂恒锐等人研究开发了辐射炉快速热解工艺并于1979年建立了15t/d规模的工业示范厂; 大连理工大学郭树才等人研究开发了煤固体热载体快速热解技术，并于1990年在平庄建设了5．5万t/a工业性试验装置，1992年8月初投煤产气成功; 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所( 现为煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院) 研究开发了多段回转炉温和气化工艺，并于上世纪90年代建立了60t/d工业示范装置，完成了工业性试验后续国内又涌现出的代表性工艺有浙江大学循环流化床煤分级转化多联产技术、北京柯林斯达科技发展有限公司带式炉改性提质技术、北京国电富通科技发展有限责任公司国富炉工艺。

褐煤提质技术发展现状与分析褐煤（也称为泥质煤或褐炭）是一种低质煤炭，主要由植物组成，含有较高的水分和灰分。

与其他类型的煤相比，褐煤的能源含量较低且污染物排放较高。

然而，褐煤作为一种广泛存在的能源资源，具有丰富的储量和广泛的分布，因此对其提质技术的研发和应用具有重要意义。

1.热解技术：热解技术是一种利用高温和缺氧条件将褐煤转化为高品质煤的方法。

该技术可以通过降低水分和灰分含量来提高煤炭的能源含量。

热解技术可以采用各种方式，如干燥热解、热解燃烧和热解气化等。

2.浸出技术：浸出技术是一种通过将褐煤浸泡在溶剂中并去除其中的杂质来提高煤炭质量的方法。

浸出技术可以使用水或有机溶剂作为浸出剂，通过溶解和洗涤的方式去除煤炭中的水分、灰分和硫分等杂质。

3.燃烧掺烧技术：燃烧掺烧技术是一种将褐煤与其他燃料混合燃烧的方法。

通过将褐煤与高品质煤或生物质等其他可燃物混合燃烧，可以提高燃烧过程中的热值和燃烧效率，减少烟尘和污染物的排放。

尽管褐煤提质技术已经取得了一些进展，但目前仍存在一些挑战和限制。

首先，由于褐煤的能源含量较低，提质技术需要消耗大量的能源和资源，这增加了提质成本。

其次，褐煤提质技术涉及到复杂的化学和物理过程，对技术人员的专业知识和操作技能有一定要求。

第三，褐煤提质技术需要充分考虑环境保护和可持续发展的要求，以减少污染物排放。

在应对这些挑战的同时1.创新技术的研发：通过开展科学研究和技术创新，发展更加高效和环保的褐煤提质技术。

可以探索使用新型浸出剂、热解剂和掺烧燃料等，以提高提质效果和降低成本。

2.加强政策支持：制定有利于褐煤提质技术发展的政策措施，鼓励企业加大技术研发投入，并提供财政补贴和税收优惠等支持措施。

此外，还可以加强对褐煤资源的规划和管理，提高资源利用效率。

3.加强国际合作：通过加强与国际合作伙伴的合作，共享技术资源和经验，加快褐煤提质技术的引进和推广。

可以与其他国家和地区的相关机构建立合作关系，开展联合研究和项目合作。

煤炭热解技术概述文章来源：中化新网更新时间：2010-08-06煤的热解也称为煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同的温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。

煤热解的结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品，尤其是低阶煤热解能得到高产率的焦油和煤气。

焦油经加氢可制取汽油、柴油和喷气燃料，是石油的代用品，而且是石油所不能完全替代的化工原料。

煤气是使用方便的燃料，可成为天然气的代用品，另外还可用于化工合成。

半焦既是优质的无烟燃料，也是优质的铁合金用焦、气化原料、吸附材料。

用热解的方法生产洁净或改质的燃料，既可减少燃煤造成的环境污染，又能充分利用煤中所含的较高经济价值的化合物，具有保护环境、节能和合理利用煤资源的广泛意义。

总之，热解能提供市场所需的多种煤基产品，是洁净、高效地综合利用低阶煤资源提高煤炭产品的附加值的有效途径。

各国都开发了具有各自特色的煤炭热解工艺技术。

热解工艺分类：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 ～1000 ℃）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）热解和闪裂解（＞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－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。

煤热解工艺的选择取决于对产品的要求，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。

煤炭热解技术
煤炭热解技术是指将煤炭加热至一定温度下，在没有氧气或氧气限制的条件下，使煤炭在高温下发生物理和化学变化，产生气体、液体和固体产物的过程。

煤炭热解技术通常被用于生产煤焦油、煤气和煤焦等产品。

煤炭热解技术可以通过以下几种方式进行：
1. 干馏：将煤炭加热至500-1300摄氏度，使煤炭中的挥发分
和部分可燃物质被释放出来，形成煤焦和煤气。

此过程常用于炼焦过程中。

2. 流化床热解：通过将煤炭悬浮在气体或液体载体中，以流化床方式进行加热，使煤炭与载体进行固液反应。

该技术可以产生高品质的煤气和液体燃料。

3. 热裂解：将煤炭在高温下快速加热至800-1300摄氏度，使
煤炭产生热解气体和焦炭。

该技术通常用于生产二氧化碳和单质硅等材料。

4. 气相热解：将煤炭加热至高温，使煤炭分解生成可用作燃料的气体，如合成气等。

煤炭热解技术在能源利用、化工材料等领域具有重要的应用价值。

它可以实现从煤炭中高效提取能源，并减少对环境的影响。

然而，煤炭热解过程中会产生大量的气体和液体废物，对环境
和生态系统造成一定影响，因此需要合理设计和处理热解产物，以减少对环境的影响。