褐煤的加工与利用技术_初茉
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。
褐煤资源的利用现
八、褐煤提质干燥装置
• （1）多层
多个类似高温水蒸汽干燥设备原型的干燥装置垂直方向上的叠加组合成为一套复 合干燥装置。多层，实现了一定空间内干燥换热面积的最大化；多层，解决了大 型设备制造难度大的问题；多层，装置更加紧凑，降低了投资成本。 (2)多级
每一层干燥单元，是一个的干燥环境，能够单独的进行调整操控。满足不同物料 不同时段的不同干燥条件。实现物料干燥工艺需要的逐级干燥。 （3）多效 物料在褐煤干燥提质一体化的装置中自上而下逐级有效干燥，采用了高位双料流 混料技术和强制溢流技术。使得物料与干燥设备避免缠粘相对位移顺畅，热传导 效率高；采用了多效蒸发干燥技术，将多级干燥湿物料蒸发的蒸汽，经过压缩机 压缩排掉凝结水形成饱和蒸气，作为二次热源供下一级干燥单元使用，节约了新 蒸汽能源。褐煤提质干燥装置最终将蒸发气体绝大部分变为凝结水排除。大大减 少了尾气的成分，避免了废气的二次污染。
九、装置特点
• （1）设备结构紧凑，装置占地面积小，小巧灵活，是同类机的 （2）热效率高，是普通设备的2倍以上，可达80%-90%，运行 费用低。 （3）辅机配套量小，减少投资。 （4）物料适应性广，拓展性强。 • （5）干燥能力强、处理物料量大 （6）干燥设备内部表面有相互自清洁功能。 （7）噪音低，无粉尘飞扬，无二次污染。 （8）较同类产品节省蒸汽40%，节电30%. （9）操作方法多样，可间歇操作，可连续操作，可常压操作， 可真空操作。 （10）实用以大型化制造，运输、安装、维修方便。
五、褐煤提质干燥的重要意义
• 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。 水分 发热量 氧化速 燃后温
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‘’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; utilization1褐煤的综合利用1.1褐煤液化煤的液化主要分为直接液化和间接液化，用以把固体燃料煤炭通过一定的化学加工工艺加工成汽油柴油等液态优质燃料。
研究劣质褐煤加工提质技术(典型工艺)
研究劣质褐煤加工提质技术（典型工艺）摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视褐煤加工提质技术，褐煤加工提质技术对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍劣质褐煤加工提质技术的有关内容。
关键词：褐煤加工技术工艺提质能源引言目前，我国一次能源的供应仍将以煤为主，到2050年的长期能源战略，应是发展以煤为主多元化的清洁能源体系。
褐煤是一种高挥发分、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点的煤炭资源，难以洗选和储存，易自燃，单位能量的运输成本较高，长距离输送经济性差，不适合长期储存和远距离运输，使得褐煤的开采和利用受到很大限制，长期以来被视作劣质燃料。
降低水分，提高能量密度，防止自燃是褐煤提质加工的关键性问题，开发褐煤提质技术是褐煤综合利用的发展趋势。
1、典型工艺介绍1.1滚筒褐煤干燥工艺采用滚筒褐煤干燥工艺，在保证被干燥褐煤质量不变的情况下，采用低温四级烘干工艺，有效降低褐煤的硫含量、灰分。
提高褐煤的热值。
达到电厂用煤的要求。
泰达褐煤干燥技术可以将褐煤的水分降到12%以下，从而降低运输成本，同时将其加工成不同大小和形状的型煤，解决褐煤容易产生自燃的问题。
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。
1.2美国“K 燃料工艺”在上世纪80年代中期，美国长青能源公司开发了K燃料工艺（K-Fuel Process）技术，经过二十年的完善已进入工业应用阶段。
K 燃料工艺过程如下：煤经过粉碎之后，通过传送装置送入压力和温度分别维持在3.7MPa和238℃的高压釜后，煤块发生破裂，将硫化物从煤中分离出来，煤中的水分也随之蒸发掉。
经过高温高压处理的煤粉和蒸发出来的水蒸汽可以直接送入锅炉进行发电或供热。
1.3 日本“UBC”技术日本神户制钢所（Kobe Steel Group）于1993年开始研究UBC （Upgrading Brown Coal）褐煤提质技术，其特点是用轻油去除褐煤中的水分。
褐煤提质技术综述
褐煤提质技术综述褐煤是一种煤炭资源，由于其灰分和硫分含量较高，燃烧产生的污染物也相对较多。
为了减少褐煤的环境污染，并提高其燃烧效率和利用价值，人们对褐煤的提质技术进行了广泛研究。
本文将综述褐煤提质技术的研究进展。
提高褐煤质量的方法主要包括煤炭分选、矿物质去除和降低含水率等。
煤炭分选是将褐煤按照不同的物理性质进行分离，以提高褐煤的焦化性能和燃烧性能。
常用的分选方法有重介浮选、重介干选和电选等。
矿物质去除是通过酸洗、浮选和湿法磁选等方法去除褐煤中的矿物质，以提高褐煤的燃烧效率。
降低含水率是通过烘干、脱水等方法降低褐煤的含水率，以提高其燃烧效率。
改善褐煤燃烧性能的方法主要包括干燥、粉碎和添加剂等。
干燥是通过烘干和热风等方法将褐煤中的水分蒸发，以提高褐煤的可燃性和燃烧效率。
粉碎是将褐煤粉碎成适合燃烧的颗粒大小，以提高褐煤的燃烧速度和燃尽度。
添加剂是指向褐煤中添加一些化学物质，如脱硫剂、燃烧助剂和粘结剂等，以改善褐煤的燃烧性能和减少环境污染。
此外，还有一些新兴的褐煤提质技术，如气化、液化和热解等。
气化是将褐煤转化为合成气或合成油的过程，通过气化可以提高褐煤的利用价值。
液化是将褐煤转化为液体燃料的过程，通过液化可以提高褐煤的储运和利用便利性。
热解是将褐煤在高温下分解为煤焦油、煤气和固体炭的过程，通过热解可以提高褐煤的燃烧性能和提取煤焦油等有用产品。
总之，褐煤提质技术是为了提高褐煤的质量和燃烧性能，减少环境污染和提高煤炭利用效率而进行的研究。
随着科学技术的发展，褐煤提质技术将不断创新和完善，为褐煤的高效利用提供更多可能。
国内外褐煤热解技术的应用及发展
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。
褐煤粉的用途
褐煤粉是褐煤经过磨粉后得到的产物，具有丰富的褐煤蜡和腐植酸。这些成
分赋予了褐煤粉多种用途。
首先，褐煤蜡是制造涂料、油漆、橡胶添加剂、润滑油和高级蜡纸的优质原
料，具有很大的深加工潜力。其次，褐煤提取的腐植酸肥料可以用于改良土壤，
促进农作物的生长。此外，褐煤的腐植酸还可以作为泥浆的调整剂，调节和维护
泥浆的工艺性能，提高钻探质量。
在能源领域，褐煤粉也扮演着重要角色。由于其含有较高的挥发分和较低的
灰分，褐煤粉在燃烧时具有较高的热值，可以用作气化、低温干馏等的原料，也
可以直接用作家庭燃料、工业热源燃料及发电的燃料。同时，褐煤还可以通过化
学方法将固态转化为液态，生产优质的汽油、喷气柴油、柴油、液化石油气等产
品。
总的来说，褐煤粉具有广泛的用途，不仅可以用于化工、农业和环保领域，
还是一种重要的能源原料。然而，需要注意的是，褐煤的煤化程度较低，燃烧时
可能会产生大量的有害气体和烟尘，对环境造成一定的污染。因此，在使用褐煤
粉时，需要采取相应的环保措施，以减少对环境的影响。
褐煤的利用技术
青春岁月一、前言分为低温（550～600℃）干馏和中温（700～800℃）干馏。
褐煤干馏产出的煤气产品可以作为燃料气和化工合成气，焦油或酚类褐煤是煤化程度最低的煤种，它是泥炭沉积后经脱水、压实可作化工原料，半焦是良好的炭质还原剂和无烟燃料。
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。
5、腐植酸制品中国的资源特点是富煤、缺油、少气，煤储量比较丰富，煤褐煤用稀碱溶液萃取出的物质中，扣除沥青和矿物质的那一炭资源种类齐全。
包括从褐煤到无烟煤各个煤种。
中国褐煤资源部分即为腐植酸，它由溶于水的黄腐酸、溶于乙醇等有机溶剂的丰富，己探明的保有储量达1303亿t，占全国煤炭储量的13%，其棕腐酸和只溶于碱的黑腐酸组成。
利用褐煤生产的腐植酸产品类中内蒙古的褐煤储量最大，占全国褐煤储量的77%。
褐煤是煤化程型很多，目前已成功用于生产的产品包括：硝基腐植酸、硝基腐度最低的煤，其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化植酸铵、硝基腐植酸钾、腐植酸钠、磺甲基腐植酸钠、腐植酸学反应性强、热稳定性差、发热量低，含有不同数量的腐殖酸。
钾、黄腐酸、黄腐酸铁、腐西酸复混肥等。
褐煤腐植酸还可以生褐煤多被用作燃料、气化或低温干馏的原料，也可用来提取褐煤产钻井液添加剂、陶瓷用腐植酸钠、混凝土减水剂、蓄电池阴极蜡、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭，一号褐煤还可以作农田、果膨胀剂、锅炉防垢剂等。
磺化褐煤是褐煤腐植酸的衍生物，是褐园的有机肥料。
煤在磺化剂、适当温度等条件下合成制得的，其外观性状为棕黑二、褐煤的基本特征色粉末，是一种廉价、高效的钻井泥浆处理剂。
主要用于石油、我国褐煤资源主要形成于晚侏罗纪、早第三纪和晚第三纪，地质勘探钻井，在钻井泥浆中具有明显的降滤失和抑制降粘作晚第三纪褐煤多为土状褐煤。
褐煤储藏基本特点为埋藏浅，煤层用。
厚度大。
36、褐煤中提取微量元素褐煤大多数无光泽，真密度在1110～1140g/cm 之间，水分高依据煤中对微量元素含量的不同，可对达到工业利用品位的达30%～60%，挥发分高，燃点低，不粘结，易风化变质，含原生微量元素进行回收利用，例如锡林郭勒盟胜利煤田中的不同含煤腐植酸，含氧高，化学反应性强，热稳定性差原生腐植酸是褐煤地段，对锗元素的回收利用。
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收稿日期:2004-09-07作者简介:初 茉(1966-),女,内蒙呼和浩特人,高级工程师,中国矿业大学(北京校区)在职博士研究生,现在中国矿业大学(北京校区)工作。
褐煤的加工与利用技术初 茉1,李华民1,2(1 中国矿业大学(北京校区),北京 100083;2 中煤国际工程集团北京华宇工程公司,北京 100011)摘 要:介绍了我国褐煤的分布、特性,对褐煤传统的初步加工和深加工技术,以及新技术发展进行了综合叙述。
关键词:褐煤;气化;液化;干馏;水煤浆;添加剂;复合保水剂中图分类号:TQ529;TQ536 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2005)02 0047 031 前 言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。
我国褐煤资源主要形成于晚侏罗纪、早第三纪和晚第三纪。
晚第三纪褐煤多为土状褐煤,煤田零星分布在辽宁、山东、广西、广东、云南等省区;晚侏罗纪褐煤则多为硬褐煤,或称老年褐煤,主要分布在我国内蒙古自治区东部海拉尔含煤区霍林河盆地以及黑龙江三江 穆林河含煤区,这一地区是我国褐煤资源集中地区,基本特点为埋藏浅,煤层厚度大。
2 褐煤的特征组分及性质褐煤大多数无光泽,真密度在1 10~1 40g/cm 3之间,水分高达30%~60%,挥发分高,燃点低,不粘结,易风化变质,含原生腐植酸,含氧高,化学反应性强,热稳定性差。
原生腐植酸是褐煤区别于其它煤种的主要特征组分。
煤中能溶于稀苛性碱和焦磷酸钠溶液的多种缩合酸性基的高分子化合物即为腐植酸。
腐植酸可分为原生腐植酸和次生腐植酸。
成煤过程中形成的腐植酸为原生腐植酸,煤经氧化(包括风化)形成的腐植酸为次生腐植酸。
腐植酸是动植物遗骸(主要是植物的遗骸)经微生物分解、转化,以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。
最有希望开发利用的腐植酸资源是泥炭、褐煤和风化煤,腐植酸含量达10%~80%。
我国不同成煤时代褐煤中的腐植酸含量见表1。
表1 我国不同成煤时代褐煤中的腐植酸含量(干燥无灰基)%晚第三纪早第三纪晚侏罗纪早中侏罗纪全部褐煤38 6712 0215 835 2921 13褐煤的含氧量较高,一般为15%~30%,且大部分以含氧官能团的形式存在,只有少量氧在煤的大分子结构中成为杂环氧。
含氧官能团以酚羟基为主,其次是羟基和羰基,甲氧基很少,这些基团有随碳含量增加而降低的趋势。
褐煤是一种反应性较高的煤类,能与许多化学试剂反应,生成新的物质。
3 褐煤的加工利用3 1 初级加工褐煤是一种易风化自燃、发热量低、含水量高的年轻煤种,经过初级加工,有利于运输、贮存,以及满足各燃料、原料用户的质量要求。
褐煤初级加工包括筛分、洗选、成型等。
3 1 1 褐煤的分选褐煤分选时,通常采用干法和湿法两种工艺。
一般来讲褐煤属较难选煤。
由于褐煤质地比较松软,尤其是煤化度极低的土状褐煤遇水易泥化,这会给选煤过程带来很多的困难,因此褐煤在采用湿法分选时,首先应该避开易泥化的褐煤。
在实际应用中,多采用干法分选工艺,例如唐山神州机械有限公司开发的F GX 复合干法选煤工艺和中国工程院院士陈清如开发的空气重介干法选煤工艺都特别适合褐煤洗选。
干法分选工艺的特点是投产快、处理能力大、成本低,而且选煤不用水,特适合干旱缺水地区。
3 1 2 褐煤的成型褐煤成型主要分为无粘结剂成型和有粘结剂成型两大类。
年轻褐煤无粘结剂成型技术比较成熟,已实现了工业化大规模生产。
褐煤无粘结剂成型工艺一般需经过原煤的破碎和筛分、干燥、冷却、压制成型等过程。
褐煤有粘结剂成型工艺主要是针对煤化度高的褐煤,粘结剂的种类有粘土、腐植酸、生物质、淀粉、沥青等。
3 2 褐煤的深加工47褐煤的深加工利用方法主要有气化、液化(直接液化和间接液化)和干馏(热解)。
3 2 1 褐煤的气化煤炭气化是指在一定温度、压力下,用气化剂对煤进行热化学加工,将固体煤转变为煤气的过程。
对所产煤气进一步加工,可制得其它气体、液体燃烧料或化工产品。
煤炭气化技术是洁净、高效利用煤炭的重要技术之一。
它是煤炭化工合成、煤炭直接/间接液化、IGCC技术、燃料电池等高新洁净煤利用技术的先导性技术和核心技术。
煤炭气化技术有固定床、流化床与气流床三种主要形式。
目前气化工艺的研发集中于提高气化压力、提高气化炉容量、扩大煤种适应性、环境友好、提高碳转化率和提高气化效率和液态排渣等。
褐煤是化学活性非常好的煤种,比较容易气化,褐煤气化技术已经非常成熟,褐煤气化厂广泛分布于许多国家。
3 2 2 褐煤液化1)褐煤的间接液化。
煤的间接液化是指先将煤气化产生合成气(CO+H2),再以合成气为原料合成液体燃料或化学品的过程。
在液化的合成过程中,根据所选用的催化剂以及反应条件的不同,最终的产品可以是石蜡、烯烃类化合物或醇类(特别是甲醇)。
目前煤的间接液化技术除了在南非早已商业化发展的改良F-T合成工厂外,目前还开发出了甲醇转变成优质汽油的M obil法。
随着合成反应器的改进和合成复合催化剂的研制成功,使合成气直接合成汽油的一段和二段新的工艺技术,简化了工艺过程,降低了产品成本。
我国开发的M FT技术是将F-T合成的复杂产物直接通过具有特殊作用的分子筛催化剂进行改质,使产品分布由原来的C1~C40缩小到C1~C11,汽油馏分由原来的30%左右提高到70%,且含有较多的芳烃与环烷烃,辛烷值有较大提高,产物中重质烃类和含氧化合物的含量很少。
目前还未利用该项技术建成商业化生产厂。
2)褐煤的直接液化。
煤炭直接液化是指在适当的温度、压力等反应条件下,在催化剂的作用下,将煤炭直接加氢裂解成液体烃类,并生成少量气体,脱除氮、氧和硫等杂原子的深度转化过程,又称加氢液化。
适合直接液化的原料煤为碳含量65~85%,H/C原子比大于0 8、挥发分含量大于40%、活性组分含量90%左右、镜质煤反射率R max小于0 7~0 9、灰分低于10%的煤。
褐煤碳含量相对于烟煤而言较低,H/C比较高,且其结构单元中有较多的羧基、氧桥、羰基和亚甲基,具有较高的液化活性,是比较容易直接液化的煤种。
经对我国褐煤液化性能的实验室初步评选,结果表明,云南先锋褐煤和沈阳褐煤都是比较理想的直接液化原料煤。
此外,内蒙东胜、红旗矿褐煤,山东龙口梁家矿褐煤,以及扎赉诺尔低灰褐煤也是适合直接液化的原料煤。
3 2 3褐煤干馏褐煤干馏(热解)是指在隔绝空气(或在惰性气体、或在氢气存在)的条件下将褐煤加热,最终可得到热解煤气、焦油或酚类产品、半焦产品的加工方法。
对于褐煤,按加热的温度主要可分为低温(550~600 )干馏和中温(700~ 800 )干馏。
褐煤干馏产出的煤气产品可以作为燃料气和化工合成气,焦油或酚类可作化工原料,半焦是良好的炭质还原剂和无烟燃料。
3 24 腐植酸制品褐煤用稀碱溶液萃取出的物质中,扣除沥青和矿物质的那一部分即为腐植酸,它由溶于水的黄腐酸、溶于乙醇等有机溶剂的棕腐酸和只溶于碱的黑腐酸组成。
利用褐煤生产的腐植酸产品类型很多,目前已成功用于生产的产品包括:硝基腐植酸、硝基腐植酸铵、硝基腐植酸钾、腐植酸钠、磺甲基腐植酸钠、腐植酸钾、黄腐酸、黄腐酸铁、腐西酸复混肥等。
褐煤腐植酸还可以生产钻井液添加剂、陶瓷用腐植酸钠、混凝土减水剂、蓄电池阴极膨胀剂、锅炉防垢剂等。
磺化褐煤是褐煤腐植酸的衍生物,是褐煤在磺化剂、适当温度等条件下合成制得的,其外观性状为棕黑色粉末,是一种廉价、高效的钻井泥浆处理剂。
主要用于石油、地质勘探钻井,在钻井泥浆中具有明显的降滤失和抑制降粘作用。
3 2 5 褐煤蜡用有机溶剂萃取富含蜡的褐煤,在溶剂沸点下所得到的复杂化合物的混合物为粗褐煤蜡。
粗褐煤蜡脱除部分树脂为脱脂蜡,再经过化学改性,则得到一系列浅色精制蜡制品,其化学组成主要是树脂和酯蜡等,其中树脂含量约40%。
酯蜡中为长链的饱和脂肪羧酸(C16~C36)和长链的脂肪族醇(C10~C21)的单酯,常用于制造对颜色要求不高的上光蜡、鞋油、地板蜡等。
4 褐煤加工利用的新进展4 1 吸附及离子交换剂褐煤本身的孔隙及含有羧基、醌基、羰基、甲氧基、酚羟基等活性基团,使褐煤成为一种良好的天然有机离子吸附剂,具有优异的吸附、络合及交换性能。
经加工可制得活性炭、分子筛等。
煤基活性炭的制取,一般采用低温炭化(600 左右)和高温活化(900 左右)的方法要求原煤灰分越低越好。
大连理工大学采用扎兰诺尔褐煤加碳酸钾制得活性炭表面积可达1600m2/g;采用平庄褐煤加入氯化钾制得活性炭表面积为1200m2/g;采用黄县褐煤加碳酸钾快速热解制得了碘值为529mg/g的活性炭。
炭分子筛是一种具有较均一孔隙结构的新型炭质吸附剂,它和沸石分子筛一样能够筛分分子,在气体分离方面有广泛的用途。
用褐煤作原料制备炭分子筛的主要优点有: 煤化度低,结构疏松,有发达的孔隙结构; 挥发分含48量高,受热时析出的挥发物质有造孔作用,与烟煤和无烟煤原料相比,可省去活化工艺; 无粘结性,炭化过程中不结块; 氧含量较高,在一定炭化条件下,其碳骨架结构易于朝着有利于吸附分离和孔隙较多的无定形碳结构方向发展。
烟台大学应用化学系作过褐煤对含酚废水处理的研究,发现褐煤用稀酸处理后吸附能力更强;又作过褐煤对含汞废水的处理研究,结果表明,在室温下,当pH 5时,对废水中汞的吸附率可达99%以上,且经该方法吸附后的褐煤仍不失去燃料价值。
济南市环境保护研究所研究了褐煤经磺化或碱化处理后对金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ni2+等的单组分或多组分溶液的吸附实验发现,褐煤经磺化或碱化处理后对重金属离子的吸附速率、吸附性能、吸附容量都有明显改善。
褐煤中的羧基和酚羟基在氧化条件下这两种基团的含量还会提高,适合于制取土壤改良剂,可以吸收土壤中有害的盐。
另外,褐煤还有电子交换能力,影响土壤的氧化还原条件。
4 2 褐煤制水煤浆目前,作为商业化生产水煤浆的原料主要是变质程度较高的烟煤,烟煤通过研磨,获得最佳的粒度级配,加入化学添加剂可以制成浓度在70%以上的水煤浆。
而低变质程度的褐煤由于较高的内在水分不能直接制水煤浆。
褐煤所含水分绝大部分是毛细管水分,只能用加热蒸发的方式进行脱水,传统的干燥方法是利用烟道气与褐烟直接接触使之受热,水分蒸发而干燥,效率高;但褐烟的燃点较低,干煤过程中常常因局部过热,使煤质变差,控制不好,还会引起爆炸,而且经常规干燥后的低阶煤放置时会很快吸收空气中的水分,而恢复或接近到原来的水平。
黑龙江矿业学院洁净煤技术研究所开发出的褐煤水煤浆技术,引进了国外先进的热水干燥技术。
热水干燥即将煤水浆装入高压容器内,密闭抽真空后加热,模拟煤在自然界中高温高压的变质过程,使褐煤改质。
处于高温高压热水中的褐煤的水分也以液态形式排出。