以褐煤干馏提质为基础的多联产技术分析_崔晓曦
以褐煤干馏提质为基础的多联产技术分析
崔晓曦１，２，李忠１，左永飞２
（1．太原理工大学，山西
太原030024；2．赛鼎工程有限公司，山西太原030032）
摘
要
褐煤干馏提质技术可以实现气－液－固产品的分级转化利用，是一种资源节约型、环境友好型
的资源转化途径。在已有的技术基础上，提出了褐煤提质技术多联产综合利用的构想，根据目标产品的不同，详细论述了以下几种可能实施的多联产耦合实例：褐煤干馏提质技术分别与煤洁净发电、合成化工产品、煤制天然气、煤间接制油等优化组合的多联产系统。
关键词
褐煤提质，干馏，多联产，半焦，焦油，煤气
文章编号：１００５－９５９８（２０１２）－０５－００３０－０４
中图分类号：ＴＱ５３０．２
文献标识码：Ａ
收稿日期：２０１２－０４－２５
作者简介：崔晓曦（１９６３—），男，山西太原，教授级高工，在读博士，１９８５年本科毕业于太原理工大学高分子化工专业，现从事煤化工技术的研发工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｕｉｘｉａｏｘｉ＠ｓｅｄｉｎ．ｃｏｍ．ｃｎ。
褐煤的成分复杂，只作为单一用途来利用会造成很大浪费，如果将多个生产工艺作为一个整体处理，从综合利用的角度出发，对褐煤进行分级转化利用，既能实现煤炭高效低污染利用，也能更好地解决资源与环境问题。低温干馏提质是一个常压热加工过程，在不需要氧气和加氢的情况下，可制得高热值煤气和高附加值的低温煤焦油，充分利用褐煤中氢的潜在优势［１］，还可最大限度地从褐煤中获取芳烃和轻质油，同时能对褐煤进行脱水、提质，从而拓宽褐煤的应用范围。我国拥有丰富的褐煤资源，已探明的褐煤保有储量高达１３０３亿ｔ，约占全国煤炭储量的１３％［２］，由于褐煤的水分高、发热量低、无黏结性、氧含量高、化学反应活性强等特点限制了其应用范围。目前褐煤多数用于直接燃烧，使得一些可利用的有机物质不能被充分利用，造成了资源的浪费，并且大量温室气体的排放，无益于环境。褐煤具有较高挥发分和化学反应活性等特点，这些特点满足分级转化利用的条件，所以先对褐煤进行干馏提质，初步实现褐煤的气－液－固组分分级转化，进而对气－液－固三相物质进一步分质利用，以物质和能量消耗最少的方式，同步获取清洁的气－液－固态能源和有机化工原料［３］，是目前褐煤高效利用的最佳途径。
针对以上现状，本文系统地阐述了褐煤分级转化、分质利用的途径，及以这些途径而确立的资源节
约型、环境友好型的褐煤资源转化路线。根据目标产品的不同，通过优化产业结构、采用先进技术和工艺耦合形成多联产系统，使得资源分级转化，这样褐煤资源既可综合利用，也可起到节能减排的作用。
1褐煤干馏提质实现气-液-固产品分级转化利用
在温和的条件下，按照传统褐煤干馏工艺初步测
算，每吨褐煤（干基）大约可以生产半焦０．６ｔ、低温焦油０．０６ｔ和干馏气２００ｍ３，褐煤干馏提质的原料投入与产出价值比在１：２．５左右［４］，明显提高了经济效益。此外，褐煤干馏提质所得到的固体产物半焦的质量还不到原煤１／２，却富集了原煤约３／４的热值［５］。所以，分质转化对褐煤的综合利用具有重要的意义。通过褐煤干馏提质，获得气－液－固产品的主要应用范围如下页图１所示。
1.1半焦的加工利用
半焦是褐煤干馏提质的主要产品，一般热值高于
原煤５０％~８０％。半焦作为一种新型的炭素材料，以其固定碳含量高、比电阻值高、化学反应活性高及其灰分低、硫磷含量低等优异特性和较低的市场价格，有逐步取代冶金焦并广泛用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等生产领域的趋势［６］。其中，灰分低的半焦可用作
第５期（总第１６２期）
２０１２年１０月
煤化工
Coal Chemical Industry
No.5(Total No.162)
Oct ．2012
２０１２年１０月
表2
不同干馏温度下煤气的组成
高温干馏低温干馏
ＣＨ４／％
２３~２７５０~６５
Ｈ２／％５５~６０１０~３０
ＣｍＨｎ／％２~４５~１５
ＣＯ２／％１．５~３．０３~１５
ＣＯ／％５~８４~７
Ｎ２／％３~７２~７
Ｏ２／％０．３~０．８
少量
热值／ｋＪ·ｍ－３
１７２００~１８８００２５３００~３２１００
高炉喷吹料、烧结焦粉和铁合金用焦粉，也可以加工成洁净的无烟燃料或制成水煤浆等；中等灰分的半焦可用作气化原料，灰分高的半焦可以燃烧发电。
1.2液相组分的分质利用
褐煤干馏提质生产半焦的同时，副产低温煤焦
油，低温煤焦油的组成和高温煤焦油的组成有着显著的不同，低温煤焦油中烷烃、烯烃及芳香烃约占５０％（质量分数），酚类含量高，其余为吡啶类为主的含氮化合物、含硫化合物及胶状化合物，而且低温焦油中酚类化合物以低级酚（苯酚、甲酚）为主，中性化合物为多烷基芳烃衍生物、脂肪族链状烷烃和烯烃。表１列出了不同干馏温度煤焦油的组成。
褐煤
低温干馏
煤气
低温煤焦油
城市煤气、工业燃气制氢、制ＬＮＧ
化学品（粗苯、酚和氨等）燃料油（汽油、柴油）半焦
发电电能
气化
制氢、甲醇、二甲醚、合成油等煤气化联合循环发电（ＩＧＣＣ）液化合成液体燃料成型
型焦、无烟燃料等活化
活性炭、活性焦
高炉喷吹料、铁金还原剂、烧结焦粉
图1
褐煤干馏提质获取气-液-固产品的主要应用范围
表1
不同干馏温度煤焦油的组成高温干馏低温干馏
１５~２５１）
烷烃
微少微少
烯烃微少
５~１５
苯类
１．５~２．５萘类
２０~２５蒽类
１０~２０%
酚类
１．５~２．５１５~２０
吡啶、喹啉类
０．３~２．３１~２
沥青
４５~６５３５~４５
苯不溶物
４~１０１~３
１．２．１提取高附加值化学品
煤焦油是重要的化工原料，除了可以从中提取酚类化工原料，还能提取石油化工不可替代或生产的多环芳烃和高碳原料［７］。
１．２．２催化加氢制液体燃料
低温煤焦油类似于重质原油，经催化加氢分离，可用于生产石脑油和柴油，产率分别为２４％和５４％左右。低温煤焦油加氢获得的燃料油性质与柴油、煤油的性质相似，但是价格仅为柴油的７０％。这种低温煤焦油加氢制燃料油工艺与目前神华、兖矿采用的间接
法煤液化生产燃料油工艺相比，具有投资少、耗能低、成本低、收益好等优势［６］。对褐煤进行低温干馏提质，不仅可以增加褐煤资源的适用范围，还能在一定程度上降低我国石油对外的依赖度。
1.3气相组分的分质利用
低温干馏提质煤气中甲烷含量比高温干馏提质
煤气中的甲烷含量更高，使得煤气的热值显著提高，不同干馏温度下煤气的组成如表２所示［８］。煤气经过变压吸附或深冷分离生产ＬＮＧ的同时，可提取高纯度的氢气。
低灰
低灰注：１）低温煤焦油中苯类、萘类、蒽类３者质量分数共计１５％~２５％。
崔晓曦等：以褐煤干馏提质为基础的多联产技术分析
综上所述，褐煤干馏提质工艺，在产生半焦的同时，又能利用其副产品低温煤焦油和煤气，提取高附加值的化工产品，或将其副产品加工改质后，制取清洁的燃料气和燃料油。该技术不仅可以提高经济效益，在环境保护方面也会有所贡献。
2
褐煤干馏提质技术多联产综合利用的设想
根据目标产品的不同，褐煤干馏提质可以与煤洁
净发电、合成化工产品、煤制天然气、煤间接制油等优化组合，形成多联产系统。
2.1与煤洁净发电多联产
目前，褐煤主要是用于燃烧发电，由于褐煤通常
含有较高的水分，不便于远距离运输，因而褐煤主要用于坑口电站发电。水分含量高的褐煤燃烧发电时，造成了大量能源的浪费，增加了生产成本，还严重污染了环境，所以燃烧前，对褐煤进行脱水就十分必要，
３１－－
２０１２年第５期
煤化工气化脱硫脱碳蒸汽
空气
氧气褐煤低温干馏干馏煤气低温煤焦油化学品（粗苯、酚和氨等）
燃料油（汽油、柴油）
半焦
分离
催化加氢
变换净煤气甲烷化
燃烧锅炉
捕集二氧化碳
硫磺
图4褐煤干馏提质与煤制天然气多联产示意图
变压吸附或深冷分离
甲烷
气化脱硫脱碳蒸汽空气
氧气但这样又增加了发电成本。如果褐煤先经过低温干馏提质操作，得到的半焦可用于洁净发电，低温煤焦油可直接蒸馏提取出高附加值的化工产品或通过催化加氢后生产出液体燃料，干馏提质得到的煤气可进一步燃烧，用于提高燃气轮机温度和发电效率。该多联产示意图如图２所示。
2.2
与煤制化工产品多联产
褐煤干馏提质与煤制化工产品进行多联产，其特
点是利用褐煤先进行低温干馏，得到的低温煤焦油在分离提取高附加值化工产品后，通过催化加氢，生产出柴油和石脑油。其中干馏煤气中富含的甲烷和低碳烷烃可直接作为锅炉燃料，用来生产蒸汽。褐煤干馏得到的半焦具有很好的成浆性，能制成碳质量分数高于６０％的水煤浆，该水煤浆气化后，可生产出氢气含量较高的煤气，这样的煤气经过变换后，又可合成甲醇、二甲醚、氨和液体燃料油等产品，合成气生产出的甲醇可以直接当作化工原料或作为汽油产品，也可通过变性改质作为醇燃料。该多联产示意图见图３。
2.3与煤制天然气多联产
褐煤干馏提质与煤制天然气多联产（见图４），可
以将块状褐煤干馏提质与固定床煤气化技术联产，生产天然气、柴油、石脑油、半焦和高附加值的化学产品。干馏得到的粒度在５ｍｍ~５０ｍｍ的半焦可用于碎煤加压气化，低于５ｍｍ的细粉半焦用于锅炉燃烧生
褐煤
低温干馏
干馏煤气
低温煤焦油
化学品（粗苯、酚和氨等）燃料油（汽油、柴油）
半焦
气化
图2
褐煤干馏提质与煤洁净发电多联产示意图
气化煤气
燃气轮机
蒸汽
发电
燃烧锅炉
蒸汽轮机
电
捕集二氧化碳
空气
氧气褐煤
低温干馏
干馏煤气
低温煤焦油
化学品（粗苯、酚和氨等）
燃料油（汽油、柴油）
半焦
分离
催化加氢
变换净煤气甲醇
燃烧锅炉
捕集二氧化碳
硫磺
二甲醚
乙二醇烯烃、芳烃醋酸及酸酐汽油、柴油
合成氨
图3褐煤干馏提质与煤制化工产品多联产示意图
氢气
高温烟气
３２－－
２０１２年１０月节能减排，大有可为，功在当代，利在千秋
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气化脱硫脱碳蒸汽空气
氧气褐煤
低温干馏
干馏煤气
低温煤焦油
化学品（粗苯、酚和氨等）
燃料油（汽油、柴油）
半焦
分离
催化加氢
变换净煤气
柴油、汽油
燃烧锅炉
捕集二氧化碳硫磺
产品油
图5
褐煤干馏提质与煤间接制油多联产示意图
氢气
费托合成
油品调和产水蒸气，这样原料煤可以得到充分的利用。低温干馏提质技术所得煤气中富含甲烷，通过变压吸附或深冷分离出氢气，又可用于煤焦油加氢来生产柴油和石脑油。
2.4与煤间接制油多联产
褐煤干馏提质与煤间接制油多联产（见图５），先
将褐煤进行低温干馏提质，用所得半焦作为气化原料气化后制合成气，合成气再经过变换、脱硫脱碳，获得净煤气，净煤气又可作为合成油的原料。干馏所得焦油经过催化加氢后，可与合成油进行油品调和，生产出成品油。该工艺在保证油品质量的前提下，能够降低单位油品成本，提高市场竞争力。
崔晓曦等：以褐煤干馏提质为基础的多联产技术分析上述的多联产系统均具有以下优点：
（１）对褐煤干馏提质后，半焦产品的热值显著提高，水分含量降低，拓宽了褐煤的适用范围。
（２）高热值的干馏煤气可以提高燃气轮机的温度，也可提取出氢气或甲烷，依据目标产品的不同，合理使用后，可以实现资源的最优化、产品利润的最大化。
（３）低温煤焦油中，不仅可以提取出高附加值的化学产品，也可以将其作为燃料使用。
值得提及的是，以上阐述的几种多联产系统只是构想，还缺乏经济性比较，这一点尤其体现在低温干馏煤气的利用上比较明显，需进一步与各业界同行、专家探讨。
3
展望
我国拥有丰富的褐煤资源，对褐煤进行干馏提质，同步获取清洁的气－液－固态能源和有机化工原料，是目前褐煤高效利用的最佳途径。通过褐煤干馏提质得到的半焦，可以广泛的应用于煤气化、液化等现代煤化工行业中。根据目标产品的不同，褐煤干馏提质可以与相关工艺或产品优化，组合成多种多联产
技术，拉长产业链，实现优势互补，进而达到褐煤资源的综合利用以及节能减排的目的。
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（下转第37页）
３３－－
２０１２年１０月Development Prospect of Polygeneration Technology Based on Lignite Upgrading Through Pyrolysis
Cui Xiaoxi 1,2，Li Zhong 1and Zuo Yongfei 2
(1.Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024,China ；2.Sedin Engineering Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030032,China)
Abstract
Since a resource-conserving and environment-friendly conversion and utilization route can be achieved
by classified conversion of gas ，liquid and solid products formed during lignite upgrading through pyrolysis,a concept of lignite upgrading,poly -generation and comprehensive utilization was proposed ．According to different goal products ，the following promising examples coupling with lignite upgrading by pyrolysis to form an optimized polygeneration system were elaborated in detail ：clean coal power generation ，coal to chemical products,coal to SNG,indirect coal liquefaction,etc ．
Key words
lignite upgrading,pyrolysis,polygeneration,semi-coke,coal tar,gas
（上接第33页）
4.4
强制推行循环经济机制，确保煤炭转化过程的高效率、低污染和最佳的综合效益
国家应尽快出台产业园区、项目实行循环经济的
制度与标准，从园区、项目规划立项审批到全生命周期运营过程，强制推行循环经济标准，不达标不批准。在园区规划设计阶段，必须引入洁净生产机制，形成能量集成、水资源集成、三废治理集成、综合利用集成、信息和基础设施共享机制，达到减排、再用、循环的目标。
国家应加快出台节约能源法、循环经济法等相关法规以及相关配套规范标准，例如高耗能产品能耗限额强制性国家标准、节能设计规范、节能基础及方法标准、终端用能产品（设备）能效标准等。
4.5加快研发CO 2综合利用及处置技术，确保现代煤化工(煤制油)产业健康持续发展
目前，不少国家都在加快研究碳排放利用及处置
技术，其中ＣＯ２储存、转化及固化、循环利用技术等已取得了实质性突破，有些技术已经转化为商业运营，我国也有个别机构在做相关研究。碳排放处置是一项涉及学科领域多、技术难度大、投资风险高的课题，国家应制定研发规划，建科研基地，在课题立项、投资、人才引进等方面给予激励优惠政策，下大力量研究解
决技术难题，确保我国现代煤化工（煤制油）产业乃至整个国民经济的健康持续发展。
参考文献：
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［Ｎ／ＯＬ］．中国经济导报，２００７－０７－２７．ｈｔｔｐ：／／ｉｎｆｏ．ｗａｔｅｒ．ｈｃ３６０．ｃｏｍ／２００７／０７／２７０８３８８８０７２．ｓｈｔｍｌ．［２］王
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［３］刘延伟．煤化工行业“十二五”发展分析［Ｊ］．化学工
业，２０１０，２８（１０）：８－１０．
［４］潘连生．积极采取措施，努力促进以我为主发展现代
煤化工［Ｇ］／／２００７’中国煤炭加工与利用技术交流会暨煤化工产业发展研讨会论文集．太原：《煤化工》编辑部，２００７：１－６．
［５］杜铭华．中国现代煤化工产业健康有序发展的驱动
力、方向和重点及关键问题［Ｇ］／／２００７’中国煤炭加工与利用技术交流会暨煤化工产业发展研讨会论文集．太原：《煤化工》编辑部，２００７：２２－２５．
［６］谢克昌．国内外煤化工技术的发展和创新［Ｇ］／／２００７’
中国煤炭加工与利用技术交流会暨煤化工产业发展研讨会论文集．太原：《煤化工》编辑部，２００７：３０－３１．
Consideration of the Development of Modern Coal Chemical Industry (Coal Liquefaction)in China
Gao Shitai
(China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co.,Ltd.,Beijing 100011,China)
Abstract
The necessity to develop modern coal chemical industry (coal liquefaction)was analyzed based on the facts of
our country's energy stock,consumption structure,oil shortage,increase of international oil price,national energy security,etc.A batch of national demonstration projects in modern coal chemical industry (coal liquefaction)adopting self developed tech -nology were completed and put into operation.Favorable conditions and advantages as well as bottleneck restricting factors were analyzed.Suggestions with reference to coal chemical industry (coal liquefaction)were also put forward.
Key words
coal chemical industry,coal liquefaction,development,consideration
高实泰：对我国现代煤化工(煤制油)产业发展的思考３７－－
褐煤提质项目施工现场管理办法
大唐呼伦贝尔能源开发有限公司 施工现场管理办法 1 总则 1.1 本制度主要是规范施工现场管理、 1.2 本制度适用大唐呼伦贝尔能源开发有限公司褐煤提质项目工程建设的所有施工单位。 2 组织体系和责权划分 2.1 公司可委托主要施工承包商(以下简称代管方)对施工现场的施工用水、施工用电、施工道路进行统一管理，以满足施工现场的水、电供应和道路畅通，确保施工顺利进行。 2.2 项目公司褐煤提质组负责对施工承包商的道路、用电方案进行审批，并组织监理承包商对其实施进行监督检查。 2.3 项目监理承包商应对施工现场管理进行全面监督和检查。 2.4 当 3.1条中代管方在施工现场的管理方面与其他施工承包商发生分歧时，由项目监理承包商负责对其协调，必要时请褐煤提质组予以裁定。 3 制度管理内容和方法 3.1 施工现场调度和报告 3.1.1 施工现场调度由每周定期召开的现场施工调度例会完成。 3.1.2 施工现场调度会闭会期间，就现场力能及机械互相协作使用、总平面管理交通堵塞等问题，项目监理承包商有权经各方协商后做出必要调度，施工承包商应予执行。有关费用按各方合同或协议执行，金额较大的问题应经公司主管经理批准。 3.1.3 施工承包商应于每月25日提供当月工程月报(包括完成工程量、工作量、形象进度、存在问题及解决意见)，同时提供质量月报(包括验评及混凝土生产统计)由项目监理承包商签署后报公司褐煤提质组及计划部。 3.1.4 施工承包商应按年、季、月提供其下一个年、季、月的工程进度计划(包括材料、设备、用款计划)，报项目监理承包商审核并签署意见，再报公司褐煤提质组、计划部，经公司有关部门研究后，经公司领导批准实施。 3.1.5 施工承包商提出的有关施工中的问题，并且是根据合同应由公司解决的，项目监理承包商应及时签署并报公司且应在三天内协调解决，以免延误建设工期。对解决不了的问题，也应及时通知施工承包商，并根据具体情况在短时间内有解决的方案。 3.2 现场力能主干线管理 3.2.1 现场给水、排水、蒸汽、电、通信等主干线通称力能主干线。力能主干线由公司有关部门负责或者委托代管方进行检查、管理。 3.2.2 各施工承包商使用上述主干线时，应先提出申请，并与管理方办理有关协议和手续，
褐煤提质技术的现状浅析
褐煤提质技术的现状浅析 发表时间：2014-11-25T15:53:17.903Z 来源：《价值工程》2014年第9月上旬供稿作者：贾梦阳 [导读] 中国富煤贫油少气，是世界上少数以煤炭为主要能源的国家。 Analysis of Current Situation of Brown Coal Quality Upgrading Technology贾梦阳JIA Meng-yang曰邰世康TAI Shi-kang（中国矿业大学（北京），北京100083）（China University of Mining and Technology（Beijing），Beijing 100083，China）摘要院我国有较为丰富的褐煤资源，随着我国经济的发展，煤炭能源的需求进一步扩大，对褐煤的加工利用的需求也不断增加，但是褐煤高水分，高灰分，低发热量以及易自燃等性质使得其不宜经过洗选加工后直接利用，同时也不利于煤炭资源的长途运输以及储运，所以褐煤提质技术逐步发展起来，针对国内外对褐煤提质的研究，总结了褐煤提质技术的分类以及进展，并结合我国褐煤发展的现状对提质 技术的发展方向进行了探讨。 Abstract: China has abundant lignite resources. As China's economic development, further expansion of coal energy is demanded, andthe demand for processing and utilization of brown coal are increasing. Howerer the brown coal has high moisture, high ash content and lowcalorific value and ease of spontaneous combustion and other properties, so it should not be directly used after washing and processing,while it is not conducive to long-distance transport and storage of coal resources, so browm coal quality upgrading technology is graduallydeveloping. For the studies on browm coal quality upgrading, this paper summed up the classification and progress of this technology，combined with the situation of China, discussed the development direction of brown coal quality upgrading. 关键词院褐煤；提质技术；发展Key words: brown coal；quality upgrading technology；development中图分类号院TQ536 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）25-0073-03 0 引言 中国富煤贫油少气，是世界上少数以煤炭为主要能源的国家。煤炭产量从上世纪80 年代超过10 亿吨后，一直稳居世界第一。 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益左右，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。 该工艺采用低压饱和蒸汽作为干燥介质，运行成本低，三废排放少，具有较为成熟的运行经验。 2.1.1.3 褐煤脱水热压提质（HPU）HPU 技术是神华集团与中国矿业大学（北京）共同研究的课题，具体的工艺流程是：褐煤经过备煤系统破碎之后在6.4MPa 和150-350益的循环流化床高温烟气炉中被加热，通过粉煤直管式气流干燥装置，然后通过高压对辊成型机挤压成型。 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。 2.1.1.4 UBC 褐煤提质技术UBC 褐煤提质技术的脱水介质为再生油（通常是石油的轻油）和重油，脱水介质和经破碎处理过的褐煤混合成煤浆，然后再蒸发器中加热，褐煤孔隙中的水分被蒸发，同时重油进入到褐煤的孔隙中，一定程度上阻止了褐煤的复吸现象并降低了自燃反应，在通过细颈盛水瓶回收煤浆中的油，之后用干燥机加热脱除吸附在煤中的油，最后将提质后的煤品压缩成型。 UBC 提质技术应用在印尼的Satui 矿，经过工业测试，体制后的褐煤发热量可升高一倍以上，普遍提高到26.96MJ/kg 以上，水分大幅减少，不过，提质同时会造成一定量的油品浪费。 2.1.1.5 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益的烟气快速升温至105-110益，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。 2.1.1.6 Coldry“冷干”提质工艺澳大利亚亚太煤钢公司提出的冷干提质工艺，具体过程是：褐煤在设备中经“剪切”作用打破煤的碳结构，实现煤的脱水过程，因为整个分离过程在20益-30益下进行，所以称为“冷干”。破碎之后的煤，经过成型作用，形成煤条，之后自然断裂成为棒状的型煤，经过传输过程的吹风冷却，以及自然硬化作用之后，经过将近两天的蒸汽干燥就可获得最终的型煤产品。
褐煤体质
褐煤干燥提质技术 发布日期：2010-4-20 10:08:29 常州市威尔伯机械有限公司自主研发的褐煤提质技术与装备在国内领先，具有运行安全、产量大、操作简单、投资少、提质性能好、环保、节能等特点。现已广泛应用于内蒙古锡林浩特、霍林郭勒等地。 一、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。 二、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。 三、褐煤提质干燥技术项目介绍 常州市威尔伯机械有限公司针对我国褐煤的特点，开发研制了褐煤干燥提质工艺与装备。该技术可以将褐煤的水分降到12%以下，处理后的煤的热值提高可达30%以上，直接作为动力煤替代烟煤或无烟煤在现有电厂使用。该项目具有巨大的市场潜力，适合我国褐煤开采企业，也适合尾矿回收和再利用企业以及煤泥的利用项目。本技术具有投资规模小、见效快、投资回收周期短等特点，采用褐煤（含水量为35%），生产的型煤水分含量降低到12%，热值提高30%，同时自燃倾向很小，燃烧特性接近烟煤。 公司秉承“褐煤提质干燥装置为主导产品；根据客户项目要求，个案设计针对性方案，专业制造精心安装调试。公司将在国家环境保护政策推动下，突显社会价值。公司在内蒙古霍林郭勒市自行成立“兆兴褐煤提质有限公司”，作为生产试
煤炭提质方案
选煤加工部褐煤提质试验方案 一、目的： 为了执行《开展高热值煤试验活动方案》，提升煤炭热值，使我公司煤炭价格得到一定提升、创造更多利润，特制定此方案。 二、时间安排： 1、按照公司技术部关于《开展高热值煤试验活动方案》要 求，于2012年3月1日至11月30日间完成3500大卡 褐煤生产工作任务； 2、2012年5月17日前完成煤炭提质试验方案的制定、审 核及批准工作； 3、2012年5月25日前完成煤炭组堆及吨数统计工作； 4、2012年5月25日正式对组堆煤垛进行化验跟踪工作； 5、2012年5月20日前完成制样及化验设备效准工作； 6、2012年5月25日完成测温元件的掩埋工作； 7、2012年5月20日前完成采样、制样、化验及现场管理 工作记录制定，记录内容要具体、详细。 三、组织机构：
1、工作职责： 1.1组长和副组长负责全程掌控试验工作进度，平衡、协调 生产中遇到的问题； 1.2组员张建军负责各项数据统计和上报工作，出现异常及 时分析及上报处理； 1.3组员周浩亮、刘殿军负责指导、监督煤炭化验工作按标 准执行，及时准确提供化验数据，并做好煤质分析工作记录，分析异常化验数据产生的原因，负责效验煤质分析试验设备，保证符合标准要求； 1.4组员辛隆岩、乌尼特负责指导、监督煤炭采样、制样工 作按标准执行，并做好采样、制样工作记录，负责效验制样设备，保证符合标准要求；
1.5组员韩志强、姜小亮负责煤炭调配、生产、储存及测温 元件（煤垛表面下0.5m和1m处掩埋）安装工作，按 要求做好相关巡视和巡查记录工作，出现自燃等异常现 象及时上报处理； 1.6组员李伟负责检查、监督褐煤提质工作进度。 1.7组员冷忠负责试验煤储存、自燃等安全管理工作； 1.8组员依春林负责试验煤站台堆放、发列监装及巡查记录 工作。 2、检查与考核： 2.1 本方案的执行情况由公司主管领导和生产技术部进行检查与考核； 2.2 依据本工作职责和《开展高热值煤试验活动方案》进行检查与考核； 四、配备设备： 1、采样和制样设备： 采样铲一把、采样桶十个、6mm制样机一台、3mm制样机一台。 2、煤质分析设备: 鼓风干燥箱一台、高温炉一台、量热仪一台、电子天平一台、0.2mm制样机一台、干燥器四个。 3、其它设备：
褐煤提质技术分析(DOC)
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。另一方面从锅炉燃烧角度来说，燃烧高水分褐煤将导致火焰温度降低，热效率下降，当电厂使用脱水和提质后的褐煤，可以显著减少或避免电厂额定出力降低的现象。锡林郭勒盟2009年褐煤产量达到7000万吨，除盟内加工消化2000万吨外，其余煤炭均需要外运。5000万吨褐煤如果进行脱水提质，至少可以减少1000万吨运输量，可节约铁路运费15——20亿元（不包含海运费）。褐煤提质干燥前后的对比见表1。 表1 褐煤提质干燥前后的性质对比
国内外褐煤利用现状
电站锅炉掺烧褐煤结焦特性实验研究 中国电力工业自改革开放以来呈现迅猛发展的趋势，尤其近年来,我国电力工业发展迅速,燃煤电厂越来越多，火力电站的装机容量也越来越大,单机容量已经由70年代的以100～200MW为主力机组发展到了现在以300～600MW作为主力机组。预计到本世纪末,火力发电用煤量约占据原煤消耗的1/3，每年耗煤量达5亿5000万吨左右。尽管如此，燃煤发电仍然占据电力行业的主导地位，而且在未来可预见的时间内仍然难以根本扭转。 中国处于世界上最大的煤炭生产和消费国的地位，同时也是世界上唯一一个几乎以煤为主的能源消费大国。煤炭消耗约占我国一次能源消费总量的70%，而且其中50%左右的原煤应用于燃烧发电。根据中国电力企业联合会统计，2013年我国火电供电平均煤耗量为321克每千瓦时，燃煤发电的整体效率已经接近世界先进水平，但是随着我国燃煤发电装机容量及其年发电量的迅猛增长，呈现了以烟煤和无烟煤为主的动力煤储量逐年减少的现状，从而不得不面临优质煤炭资源难以满足我国国民经济长期而且稳定发展的问题。因此，从节约能源及经济性方面考虑，电厂已经逐步开始开展混煤掺烧技术，即将一种或多种非标准煤与设计煤种混合,从而供应于燃煤锅炉。 此外，我国褐煤资源丰富，到1995年年底，我国已探明的褐煤保有储量为1303亿吨，占全国煤炭储量的13％【1】。但是褐煤在燃烧发电的应用方面远远地落后于烟煤和无烟煤等优质动力煤，考虑到国内绝大多数电厂对设计煤种的要求，同时随着混煤掺烧技术的发展，决定进行掺烧褐煤来解决电厂用煤紧张，锅炉机组的安全、稳定、经济运行的问题，同时实现对品质相对较差的褐煤资源的充分利用。然而褐煤具有高灰分、高挥发分、灰熔点低等煤质特性，不得不考虑掺烧褐煤对电站锅炉结焦特性的影响以及对燃烧特性的影响。
关于编制褐煤提质生产建设项目可行性研究报告编制说明
关于编制褐煤提质生产建设项目可行性研究 报告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示：褐煤提质项目投资环境分析，褐煤提质项目背景和发展概况，褐煤提质项目建设的必要性，褐煤提质行业竞争格局分析，褐煤提质行业财务指标分析参考，褐煤提质行业市场分析与建设规模，褐煤提质项目建设条件与选址方案，褐煤提质项目不确定性及风险分析，褐煤提质行业发展趋势分析 1、本报告为模板形式，客户下载后，可跟据报告说明，自行修改，完成属于自己的，高水平的可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写资金申请报告 项目建议书商业计划书节能评估报告可行性研究报告
目录 目录 ............................................................................................................................ - 1 - 第1章褐煤提质项目总论 ......................................................................................... ７§1.1 项目背景 ....................................................................................................... ７§1.1.1 项目名称 ............................................................................................. ７ §1.1.2 项目承办单位 ..................................................................................... ７ §1.1.3 项目主管部门 ..................................................................................... ７ §1.1.4 项目拟建地区、地点 ......................................................................... ７ §1.1.5 承担可行性研究工作的单位和法人代表 ......................................... ７ §1.1.6 研究工作依据 ..................................................................................... ７ §1.1.7 研究工作概况 ..................................................................................... ８§1.2 可行性研究结论 ........................................................................................... ８§1.2.1 市场预测和项目规模 ......................................................................... ８ §1.2.2 原材料、燃料和动力供应 ................................................................. ９ §1.2.3 厂址 ..................................................................................................... ９ §1.2.4 项目工程技术方案 ............................................................................. ９ §1.2.5 环境保护 ............................................................................................. ９ §1.2.6 工厂组织及劳动定员 ......................................................................... ９ §1.2.7 项目建设进度 ..................................................................................... ９ §1.2.8 投资估算和资金筹措 ..................................................................... １０ §1.2.9 项目财务和经济评论 ..................................................................... １０ §1.2.10 项目综合评价结论 ....................................................................... １０§1.3 主要技术经济指标表 ............................................................................... １０§1.4 存在问题及建议 ....................................................................................... １０第2章褐煤提质项目背景和发展概况 ................................................................. １１§2.1 项目提出的背景 ....................................................................................... １１§2.1.1 国家或行业发展规划 ..................................................................... １１ §2.1.2 项目发起人和发起缘由 ................................................................. １１§2.2 项目发展概况 ........................................................................................... １１§2.2.1 已进行的调查研究项目及其成果 ................................................. １１ §2.2.2 试验试制工作情况 ......................................................................... １２ §2.2.3 厂址初勘和初步测量工作情况 ..................................................... １２ §2.2.4 项目建议书的编制、提出及审批过程 ......................................... １２§2.3 投资的必要性 ........................................................................................... １２第3章市场分析与建设规模 ................................................................................. １４§3.1 市场调查 ................................................................................................... １４§3.1.1 拟建项目产出物用途调查 ............................................................. １４ §3.1.2 产品现有生产能力调查 ................................................................. １４ §3.1.3 产品产量及销售量调查 ................................................................. １４ §3.1.4 替代产品调查 ................................................................................. １５ §3.1.5 产品价格调查 ................................................................................. １５ §3.1.6 国外市场调查 ................................................................................. １５
褐煤利用的影响因素及解决方法
‘’ 褐煤利用的影响因素及解决方法 杨兆海 （中国矿业大学化工学院,化工10-4班,学号：06102631） 摘要：褐煤是煤化程度最低的煤种，它是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。我国的褐煤资源丰富，已探明的保有储量达1303 t，约占全国煤炭储量的17%，在我国煤炭资源中占有重要地位。我国的褐煤平均水分在30%左右综述褐煤的利用现状、影响因素及有效解决办法，比如褐煤热解、褐煤液化、褐煤气化、褐煤生产腐植酸、褐煤的三高一低、褐煤的干燥等。 关键词：褐煤；利用 Abstract: Lignite is the lowest degree of coalification coal, it is after peat deposits by dehydration, compacted into organic biological rock the early stages of the product, because of surface brown or dark brown. Our country is rich in coal resources, has proven reserves of 1303 t, about 17% of the national coal reserves, occupies an important place in the coal resources in our country. Average moisture lignite in China at 30% utilization of lignite is summarized in this paper, influence factors and effective solutions, such as coal pyrolysis, coal liquefaction, lignite gasification, lignite humic acid production, 3 tall one low, lignite drying lignite. Key words: lignite; utilization 1褐煤的综合利用 1.1褐煤液化
褐煤干燥项目采用的工艺
褐煤干燥项目采用的工艺 什么是褐煤？ 褐煤，又名柴煤，煤的一类。煤化程度仅高于泥煤的精煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。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。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。热值约为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。 1、振动混流干燥技术工艺 其原理为：湿物料从顶部进入振动混流干燥器后在多层干燥床作用下分散形成物料长龙，一部分粒度小于床孔的细物料穿过床孔垂直下落，大部分粗粒物料在震动状态下形成震动疏松料层沿床面水平移动，移至端部洒落到下一层干燥床上。低温大风量热气流分为垂直气流和水平气流，垂直气流在穿越物料的过程中与物料充分的、高强度的接触，将物料干燥。水平气流在水平方向之间变速流动并与洒落物料充分的、高强度的接触物料干燥。在干燥器内既有物料的垂直流动，又有物料的水平流动；热风与物料之间既有垂直方向的逆流，又有水平方向的逆流，形成特有的混流干燥作用。粗细物料与热风在混流过程中经多次混合—分离—再混合—再分离的过程被均匀干燥，大部分物料从干燥器的底部输出，极小部分细物料随气流进入除尘器，除尘器分离出的物料作为产品回收。 采用该工艺的项目有２个：白音华褐煤提质试验项目总规模为1500万吨/年，一期规模300万吨/年，已备案，总投资3.6亿元。华兴工贸褐煤干燥项目总规模为年处理褐煤500万吨，本期建设规模为年处理褐煤150万吨，已备案，总投资9320万元。 评论：唐山市神州机械有限公司的SZ振动混流干燥系统设备入口烟气温度低于200度，应该是安全的。但是产量太小，能耗和设备投资太高，因为温差太小。并且只能脱除表面水，无法脱除结合水。以最大流化面积40平米，处理量为200吨每小时，而最大脱水量为15吨每小时。如果初水分为35%，而干燥后的水分至少为30%。 2、滚筒干燥工艺 其原理为：原煤仓中的原煤（常温）通过给料机进入干燥机的滚筒，在干燥滚筒入口与热风炉提供的烟气混合（约650℃）。在转动的滚筒内，有滚筒壁上的扬料板使物料在干燥筒体内行程稳定的全断面料幕，使烟气与原煤充分交换热量，交换时间在25～35分钟左右。
褐煤介绍
褐煤 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。 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。东北、中南、西北和华东4大区褐煤资源的数量均较少。 表一中国各大区褐煤储量分布 为了保护宝贵的炼焦资源,充分利用褐煤等年轻高挥发分煤作为主要动力用煤,中国规划到2010年将生产 原煤18.5亿t,其中东北地区的褐煤年产量将达13350万t,到2020年的全国原煤规划产量21.5亿t,其中东北地区的规划年产量将达19050万t,褐煤规划产量中主要未开发露天矿。到2010年和2020年的东北规划区的褐煤露天矿年产量将分别达到7800万t和10500万t,其中以霍林河的露天矿产量最大,到2010年和2020年年产量将分别达到3000万t和4000万t,宝日希勒露天区的褐煤规划年产量到2020年将达到3000万t。总之,本世纪中国的动力用煤的结构应以高挥发分的褐煤等煤种为主。 二、传统褐煤电厂的发展潜力及存在的问题 随着世界经济的快速发展,其能源的缺口将会越来越大,于是一些大规模甚至是超大规模的电厂纷纷上马以满足日益紧张的能源需求。无庸置疑,世界燃煤电站将继续严重依赖高阶煤,但拥有丰富褐煤资源的国家将积极增加褐煤燃料的使用量,这些国家包括: 德国、俄罗斯、美国、波兰、捷克、希腊、土耳其、澳大利亚、中国、罗马尼亚、加拿大、保加利亚、印度、泰国、匈牙利、西班牙和印度尼西亚。值得关注的是,许多电力供不应求的亚洲环太平洋国家拥有大量的褐煤资源。 褐煤发电对经济而言,在于成本低廉,是黑煤发电成本的1/3～1/4,天然气1/6～1/7,世界许多褐煤煤田可 以大规模露天开采。但是褐煤的物理特性使其本身的使用面临特殊的挑战。褐煤的物理性质: 高水分含量、低灰熔点和易结渣性。褐煤的高水分含量和常规采用粉煤喷吹技术的电站的低发电热效率,导致褐煤发电遇到了战略性挑战,即温室气体(GHG)的排放问题。褐煤燃用的缺点是高排放量和低热值,这是一个世界性的课题,各国纷纷投入大量人力、物力进行开发研究。中国作为一个能源消费大国,应该引起足够的重视,积极开发褐煤提质干燥技术为中国经济发展服务。 三、褐煤的性质 （1）褐煤的基本性质 褐煤是煤化程度最低的煤,其特点是水分高,孔隙度大,挥发分高,热值低,含有不同数量的腐植酸。氧含量高达15%～30%,化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重,存放在空气中很容易风化变质,碎裂成小块甚至粉末状,使热值更加降低,灰熔点也普遍较低,煤灰中常含有较多的钙盐,其中有的来自腐植酸钙,有的
褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨
科技论坛 褐煤干燥技术现状及应用潜力的探讨 曲洋 (中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院,北京100083) 近年来，煤炭消费量 随经济增长逐年上升。随 着中国煤炭资源的不断 减少和烟煤价格大幅上 涨，基于这样紧缺的资源 情况下，国内大型矿业集 团对开采和利用褐煤资 源愈加重视［１］。中国拥有 丰富的褐煤资源，开发褐 煤资源燃烧发电，是经济 发展的必然趋势。 １褐煤干燥必要性 褐煤煤阶低，发热量 较低，挥发分较高，一般在 ４５％￣５５％，且易风化变质， 导致氧含量增加，热值降 低，燃点降低［２］。由于褐煤 中含有较高水分，若将其 直接参与燃烧，由于水分 蒸发过程带走大量热能， 则在燃烧过程中需消耗 大量能量，同时使燃烧排 烟热损失大，降低发电热 效率。另外，较高水分含量 致使褐煤只能在当地使 用，若进行长距离输送， 则增加煤炭成本。此外，在北方高寒地区，富水褐煤在搬运和储存等方面都十分困难。 基于褐煤的性质，若不经过干燥提质，直接燃烧的热效率较低且 不利于长距离输送和贮存。而褐煤干燥后，水分显著降低，发热量大幅提高，方便于运输和贮存。因此，开发高效褐煤干燥技术并进行相关基础理论研究具有重大意义。 ２国外典型褐煤干燥工艺 澳大利亚、美国、德国、日本等国家都有丰富的褐煤资源，为了 增加低阶煤在市场的竞争力，提高效率，在较早时期各国已经开始 进行褐煤干燥技术的研究工作，并取得很大进展［３－１０］。 ２．１德国典型干燥技术 德国褐煤资源十分丰富，对于褐煤干燥技术的研究起步也比较早，较为典型的技术有蒸汽回转管式干燥技术、科林ＤＷＴ蒸汽流化床干燥技术及ＭＴＥ热压脱水工艺，详见表１。 ２．２日本典型干燥技术 日本的典型干燥技术有ＵＢＣ热油工艺，Ｄ－Ｋ工艺，其均为非蒸 发脱水工艺，这对于防止原煤复吸水分及自燃有良好效果。较为新 型的脱水技术为液化二甲醚固体脱水法，由于我国将建设大型ＤＭＥ项目，因此该技术具有很大应用潜力。详见表２。 ２．３美国和澳大利亚典型干燥技术 美国和澳大利亚是煤炭资源大国，其对于褐煤提质研究也很深入，典型的工艺有Ｋ燃料工艺、ＢＣＢ工艺及“冷干”工艺，详见表３。 ３国内干燥工艺介绍 目前，国内许多高校、科研机构和相关的发电企业都在积极开 展褐煤提质技术相关研究并取得一些进展［１１－１４］。 ３．１ＨＰＵ工艺技术由中国矿业大学（北京）与神华国际贸易公司联合开发的的褐煤脱水热压提质ＨＰＵ工艺技术，是在参考怀特能源公司ＢＣＢ技术的基础上，结合国内相关技术研发的一套新型提质技术。依托ＨＰＵ工 艺技术的示范项目———神华宝日希勒１．０Ｍｔ／ａ褐煤提质项目于２００９年试车成功，现已进入整改环节。３．１．１工艺过程将含水褐煤送入复合破碎机破碎，破碎粒度上限为３ｍｍ，破碎后入原料仓，经由螺旋给料机加入直管式干燥器，与干燥器中约７００℃高温烟气混合，粉煤中的水分被高温热烟气蒸发带走，干燥后煤粉最高内水＜１０％。 固、气两相进入旋风分离器分离。煤粉分离后进入热压机高压成型。携带少量煤粉的气流则进入布袋除尘器，净化后的 尾气通过引风机经烟囱排入大气，收集的煤粉进入成型机成型。其直管干燥器为主副管式，具有自主知识产权。３．１．２工艺效果提质后褐煤水分由３３％降到８％￣１０％，煤质发热量提高了６．３ｋＪ／ｇ，产出型煤成球率较高。ＨＰＵ技术主要是利用高温烟气对褐煤 进行闪蒸提质，在无粘结剂条件下迅速压制成型。工艺系统包括原煤准备系统、热烟气系统、干燥系统、热压成型系统、 冷却系统、成品输送储存６大系统和循环流化床高温烟气炉、直管式气流干燥器和无粘结剂高压对辊成型机等关键设备。３．２其他典型干燥工艺大唐国际锡林浩特褐煤滚筒干燥技术该工艺干燥设备为带有摘要：分析褐煤性质的基础上，指出了褐煤干燥提质的必要性。介绍了国内外典型褐煤干燥技术，分析了这些技术的利用状况及优缺点。从资源需求和经济效益角度对褐煤干燥技术潜力进行分析并展望其前景。 关键词：褐煤；提质技术；应用潜力；节能 作者简介：曲洋(1988-)，男，黑龙江齐齐哈尔人,中国矿业大学(北京)在读硕士研究生。主要从事洁净煤技术的相关研究 。９４··
褐煤提质工程的用水合理性分析——以锡林郭勒煤提质项目为例
【分析研究】 褐煤提质工程的用水合理性分析 —以锡林郭勒煤提质项目为例 张丽芝 （内蒙古自治区水利科学研究院，内蒙古呼和浩特010020） 〔摘要〕以锡林郭勒煤提质项目为例，对可研提出用水方案，在水平衡分析的基础上，进行用水工艺及措施的合理性分析，并计算用水指标，进行用水水平分析。对不合理的用水工艺及措施进行核定，在此基础上提出核定后的用水方案。 〔关键词〕用水工艺;用水措施;合理性分析 中图分类号：TV213．9文章标识码：B文章编号：1009－0088（2013）01－0030－02 1建设项目概况 锡林郭勒煤提质项目位于锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗境内，距西乌珠穆沁旗约80km。项目属于褐煤干燥提质项目，煤源为褐煤。本期建设规模为干燥褐煤原煤300万t/a，规划建设规模为1200万t/a，采用振动混流干燥提质技术。 本工程生产用水水源为已建水库地表水，从水库输水管线引接生产供水管道取水。生活用水水源为地下水，在本项目厂区东南角打井取水。 2建设项目用水系统 2．1生产用水系统 根据《可研》提出的用水方案，本项目生产工艺环节的用水量较少，主要用水环节是：煤干燥车间的设备冷却水和设备润滑水、输煤系统喷洒抑尘水、输煤系统冲洗水等。 （1）煤干燥车间的设备冷却水和设备润滑水。煤干燥设备正常运行的情况下，引风机、送风机、空压机和碎煤机等高转速设备运行时会产生大量的热，冷却不好会烧坏轴承，影响系统的正常工作。本工程采用间接式的水冷方式对主要设备进行降温，这部分废水直接排入水处理车间清水池回用。 设备润滑水是在设备高速转动时，为减小摩擦的耗水量，这部分水主要是含油污水，排到厂区水处理车间，经处理后回用。 （2）输煤皮带机头尾部喷洒水。本项目输煤系统采用带式输送机，带式输送机的跑偏和上下波动将产生大量煤尘，尤其是皮带机头部、尾部，因此在输煤皮带机头尾部设置喷雾喷头，当煤份表面水分较小易产生粉尘时，喷洒水雾降低粉尘。 （3）输煤系统喷洒抑尘水。在输煤系统的各转运站、栈桥、碎煤机室等处设置水力清扫装置，当需要清扫时，对积尘部位进行水力冲洗。 水力清扫的主要方法为：在转运站最低处设置集水坑，以便将冲洗水汇集到转运站的一侧，煤泥水经排水泵提升，通过煤水回收管道回收到厂区水处理车间，经处理后回用。 （4）未预见用水。未预见用水是为确保项目用水需求考虑的水量。 2．2生活用水系统 生活用水系统是满足项目区职工生活要求，本项目区生活用水主要包括办公室卫生用水、浴室用水、食堂用水和宿舍用水。 2．3消防用水系统 在输煤栈桥内设置湿式自动喷水灭火系统，在转运站与输煤栈桥的衔接处设置水幕。在建（构）筑物内设置建筑灭火器。 输煤栈桥按照危险等级Ⅱ考虑，设计喷水强度为8L/min ·m2，作用面积为160m2，消防流量为76．8m3/h。水幕的设计喷水强度为2L/s·m2，两道水幕的消防流量为100．8m3/h。室外消火栓用水量为20L/s·m2，小时水量为72m3/h。消防用水量之和为250m3/h。 输煤系统最高建（构）筑物的标高为57m，因此消防水压暂按照90m考虑。 3《可研》设计工程用水量 表1《可研》提出的生产、生活用水量指标计算成果 序号考核指标数值 1重复利用率R，%30．30 2新水利用系数Kf，%89．13 3单位产品新水量Vuf，m3/t0．0498 4单位产值新水量Vwf，m3/万元3．99 5职工人均生活日用水量（L/cap·d）166．67 03内蒙古水利2013年第1期（总第143期）