褐煤提質(zhì)工藝技術(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)

1、褐煤資源褐煤資源 我國褐煤資源量我國褐煤資源量3194.383194.38億噸，占煤炭資源總量的億噸，占煤炭資源總量的5.74%5.74%；褐煤探；褐煤探明保有資源量明保有資源量1291.321291.32億噸，占全國探明保有資源量的億噸，占全國探明保有資源量的12.69%12.69%；主；主要分布于內(nèi)蒙古東部、黑龍江東部和云南東部，特別是在東北和要分布于內(nèi)蒙古東部、黑龍江東部和云南東部，特別是在東北和內(nèi)蒙古東部地區(qū)，褐煤資源量約占該地區(qū)煤炭資源量的內(nèi)蒙古東部地區(qū)，褐煤資源量約占該地區(qū)煤炭資源量的70%70%以上。以上。 在在20062006年年1 1月月1717日國土資源部和國家發(fā)改委劃定設(shè)

2、立的第二批煤炭日國土資源部和國家發(fā)改委劃定設(shè)立的第二批煤炭國家規(guī)劃國家規(guī)劃2626個(gè)礦區(qū)中包含了勝利、白音華、扎賚諾爾、霍林河、個(gè)礦區(qū)中包含了勝利、白音華、扎賚諾爾、霍林河、寶日希勒和伊敏等寶日希勒和伊敏等6 6個(gè)大型褐煤礦區(qū)。個(gè)大型褐煤礦區(qū)。 在國家發(fā)展改革委員會(huì)在國家發(fā)展改革委員會(huì)20072007年年1 1月發(fā)布的煤炭工業(yè)發(fā)展月發(fā)布的煤炭工業(yè)發(fā)展“十一五十一五”規(guī)劃中建設(shè)的規(guī)劃中建設(shè)的1313個(gè)大型煤炭基地中也包含了以褐煤為主的蒙東和個(gè)大型煤炭基地中也包含了以褐煤為主的蒙東和云貴兩個(gè)煤炭基地，使褐煤在我國煤炭生產(chǎn)中的比例不斷提高云貴兩個(gè)煤炭基地，使褐煤在我國煤炭生產(chǎn)中的比例不斷提高 預(yù)計(jì)至

3、預(yù)計(jì)至“十一五十一五”末，全國褐煤總產(chǎn)量將超過煤炭生產(chǎn)總量的末，全國褐煤總產(chǎn)量將超過煤炭生產(chǎn)總量的10%10%。 褐煤的特點(diǎn)褐煤的特點(diǎn) 褐煤是煤化程度最低的煤類，但也經(jīng)歷數(shù)千萬年才能形成，褐煤是煤化程度最低的煤類，但也經(jīng)歷數(shù)千萬年才能形成，是一種寶貴的不可再生的資源。是一種寶貴的不可再生的資源。 褐煤特點(diǎn)是水分含量高，氧含量高，揮發(fā)分高，發(fā)熱量低。褐煤特點(diǎn)是水分含量高，氧含量高，揮發(fā)分高，發(fā)熱量低。 根據(jù)國內(nèi)根據(jù)國內(nèi)176個(gè)井田或勘探區(qū)統(tǒng)計(jì)資料，褐煤全水分高達(dá)個(gè)井田或勘探區(qū)統(tǒng)計(jì)資料，褐煤全水分高達(dá)20-50%，灰分一般為，灰分一般為20-30%，收到基低位發(fā)熱量一般為，收到基低位發(fā)熱量一般為1

4、1.71-16.73MJ/kg (2800-4000 kcal/kg)。 高水分和高灰分，再加上褐煤易風(fēng)化和自燃的特性，不適高水分和高灰分，再加上褐煤易風(fēng)化和自燃的特性，不適合遠(yuǎn)距離輸送，應(yīng)用受到很大限制。合遠(yuǎn)距離輸送，應(yīng)用受到很大限制。褐煤提質(zhì)技術(shù)褐煤提質(zhì)技術(shù) 非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù) 通過高溫高壓等條件來改變褐煤的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，使之轉(zhuǎn)變成為潔通過高溫高壓等條件來改變褐煤的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，使之轉(zhuǎn)變成為潔凈、高效的煙煤燃料的提質(zhì)方法。凈、高效的煙煤燃料的提質(zhì)方法。 成型提質(zhì)技術(shù)成型提質(zhì)技術(shù) 褐煤在成型過程中，經(jīng)過高壓或剪切等物理作用，使其凝膠結(jié)構(gòu)及孔褐煤在成型過程中，經(jīng)過高壓或剪

5、切等物理作用，使其凝膠結(jié)構(gòu)及孔隙系統(tǒng)受到了不可逆的破壞，隙系統(tǒng)受到了不可逆的破壞， 因而從本質(zhì)上改變了煤樣的物理結(jié)構(gòu)。因而從本質(zhì)上改變了煤樣的物理結(jié)構(gòu)。 熱解提質(zhì)技術(shù)熱解提質(zhì)技術(shù) 褐煤在加熱過程中發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化，使煤中水分蒸發(fā)，褐煤在加熱過程中發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化，使煤中水分蒸發(fā)，氧含量減少，熱值提高。在熱解提質(zhì)過程中，同時(shí)獲得固體無煙燃料，氧含量減少，熱值提高。在熱解提質(zhì)過程中，同時(shí)獲得固體無煙燃料，液體焦油和煤氣。液體焦油和煤氣。K-Fuel 工藝工藝 K-Fuel K-Fuel 是一種具有低水分、高發(fā)熱量和低是一種具有低水分、高發(fā)熱量和低SOxSOx、低、低NOxNOx

6、和和汞排放特點(diǎn)的提質(zhì)煤。汞排放特點(diǎn)的提質(zhì)煤。 K-Fuel K-Fuel 工藝是對(duì)高水分煤施以熱和壓力（脫水和溫和干工藝是對(duì)高水分煤施以熱和壓力（脫水和溫和干餾）將低發(fā)熱量煤中餾）將低發(fā)熱量煤中30%30%水分減小到水分減小到8%8%至至12% 12% 的的K-FuelK-Fuel產(chǎn)產(chǎn)品。相應(yīng)地?zé)嶂堤岣咂?。相?yīng)地?zé)嶂堤岣?0%30%至至40%40%，從而可提高電廠利用效率。，從而可提高電廠利用效率。 KFx KFx 在在Wyomings Powder River BasinWyomings Powder River Basin建有建有7575萬噸萬噸/ /年的年的K-FuelK-Fuel廠。廠

7、。20052005年年1212月首次運(yùn)用，使低于月首次運(yùn)用，使低于8000 Btu/lb8000 Btu/lb的的煤提質(zhì)到煤提質(zhì)到11,000 Btu/lb (6100kcal/kg)11,000 Btu/lb (6100kcal/kg)，水分滿足，水分滿足8%8%至至12% 12% 的的K-FuelK-Fuel產(chǎn)品要求，汞減少產(chǎn)品要求，汞減少70%70%左右。左右。 含水含水3636褐煤（褐煤（1.57 lb1.57 lb）干燥到）干燥到5.55.5水分（水分（1lb)1lb)，需，需800 Btu800 Btu的的 蒸汽；含水蒸汽；含水3131褐煤（褐煤（1.48 lb)1.48 lb)干

8、燥到干燥到5.05.0水分（水分（1 lb)1 lb)，需，需760 Btu760 Btu的蒸汽。的蒸汽。非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)1 Btu=0.252 kcal非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù) K-Fuel 工藝工藝 邵俊杰，神華科技，2009,7(2):17-232.8-3.5MPa 200-260成型提質(zhì)技術(shù)成型提質(zhì)技術(shù)含水12%18%邵俊杰，神華科技，2009,7(2):17-23原煤在干燥器中干燥使其水分降至原煤在干燥器中干燥使其水分降至12%18%。再經(jīng)冷卻、分離，并破碎至。再經(jīng)冷卻、分離，并破碎至0 6mm ，再將其送入帶式型煤機(jī)，在不添加粘結(jié)劑的情況下以，再將其

9、送入帶式型煤機(jī)，在不添加粘結(jié)劑的情況下以5002000Bar 的壓力擠壓，最終生產(chǎn)出不同形狀的型煤。的壓力擠壓，最終生產(chǎn)出不同形狀的型煤。 德國沖壓成型工藝德國沖壓成型工藝 澳大利亞輥壓成型工藝澳大利亞輥壓成型工藝邵俊杰，神華科技，2009,7(2):17-23將次煙煤在氣流干燥將次煙煤在氣流干燥器中不完全干燥，然器中不完全干燥，然后將其輸入一個(gè)輥壓后將其輸入一個(gè)輥壓成型機(jī)壓制成型煤。成型機(jī)壓制成型煤。成型提質(zhì)技術(shù)成型提質(zhì)技術(shù)成型提質(zhì)技術(shù)成型提質(zhì)技術(shù)HPU-06 工藝技術(shù)工藝技術(shù)神華集團(tuán)國貿(mào)公司中國礦業(yè)大學(xué)（北京）03mm將含水量大的原煤經(jīng)將含水量大的原煤經(jīng)過快速加熱脫水、干過快速加熱脫水、干

10、燥、在無粘結(jié)劑條件燥、在無粘結(jié)劑條件下迅速壓制成型。下迅速壓制成型。 2009年10月12日，神華寶日希勒褐煤提質(zhì)項(xiàng)目試車成功。 邵俊杰，神華科技，2009,7(2):17-23褐煤高效、潔凈利用工藝褐煤高效、潔凈利用工藝熱解熱解煤氣煤氣低溫煤焦油低溫煤焦油半焦半焦發(fā)電發(fā)電氣化氣化成型成型提質(zhì)提質(zhì)活化活化城市煤氣、工業(yè)燃?xì)獬鞘忻簹?、工業(yè)燃?xì)庵浦?氫（可用于煤焦油加氫）氫（可用于煤焦油加氫）化學(xué)品（酚等）化學(xué)品（酚等）燃料油（汽油、柴油）燃料油（汽油、柴油）電能電能合成氣合成氣制氫制氫、甲醇甲醇、二甲醚二甲醚、合成汽油等合成汽油等型焦、無煙燃料等型焦、無煙燃料等提質(zhì)煤提質(zhì)煤活性炭、活性焦活性炭、

11、活性焦（低灰半焦）（低灰半焦）褐煤褐煤高爐噴吹料高爐噴吹料鐵合金還原劑鐵合金還原劑燒結(jié)焦粉燒結(jié)焦粉褐煤經(jīng)熱解在得到焦油和煤氣同時(shí)得到提質(zhì)；褐煤經(jīng)熱解在得到焦油和煤氣同時(shí)得到提質(zhì)；半焦適合大規(guī)模的粉煤氣化或水煤漿氣化技術(shù)，可生產(chǎn)合成氣；半焦適合大規(guī)模的粉煤氣化或水煤漿氣化技術(shù)，可生產(chǎn)合成氣；合成氣可用于合成甲醇以及合成氣可用于合成甲醇以及MTP或或MTO生產(chǎn)丙烯和乙烯。生產(chǎn)丙烯和乙烯。褐煤褐煤熱解熱解半焦半焦氣化氣化合成氣合成氣MTP或或MTO焦油焦油煤氣煤氣褐煤高效綜合利用途徑舉例褐煤高效綜合利用途徑舉例L-R 低溫?zé)峤夤に嚨蜏責(zé)峤夤に嚿劭〗?，神華科技，2009,7(2):17-23 原料煤同

12、來自分離器的熱半原料煤同來自分離器的熱半焦在干餾器內(nèi)混合，發(fā)生熱焦在干餾器內(nèi)混合，發(fā)生熱分解反應(yīng)，然后落入干餾器分解反應(yīng)，然后落入干餾器內(nèi)，停留一定時(shí)間，完成熱內(nèi)，停留一定時(shí)間，完成熱分解；分解； 從干餾器出來的半焦進(jìn)入提從干餾器出來的半焦進(jìn)入提升管底部，由熱空氣提送，升管底部，由熱空氣提送，同時(shí)在提升管中燃燒部分半同時(shí)在提升管中燃燒部分半焦或殘?zhí)迹箿囟壬撸唤够驓執(zhí)?，使溫度升高?在分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離，在分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離，半焦再返回干餾器；半焦再返回干餾器； 從干餾器逸出的揮發(fā)物，經(jīng)從干餾器逸出的揮發(fā)物，經(jīng)除塵、冷凝、回收焦油后，除塵、冷凝、回收焦油后，得到熱值較高的煤氣。得到熱值較

13、高的煤氣。Toscoal 低溫?zé)峤夤に嚨蜏責(zé)峤夤に嚿劭〗?，神華科技，2009,7(2):17-23 干煤在提升管內(nèi)用來自干煤在提升管內(nèi)用來自瓷球加熱器的熱煙道氣瓷球加熱器的熱煙道氣預(yù)熱；預(yù)熱； 預(yù)熱煤在熱解轉(zhuǎn)爐中和預(yù)熱煤在熱解轉(zhuǎn)爐中和熱瓷球接觸，受熱并發(fā)熱瓷球接觸，受熱并發(fā)生分解，產(chǎn)生半焦和烴生分解，產(chǎn)生半焦和烴蒸氣；蒸氣； 半焦在回轉(zhuǎn)篩中與瓷球半焦在回轉(zhuǎn)篩中與瓷球分離并排出；分離并排出； 瓷球與半焦分離后進(jìn)入瓷球與半焦分離后進(jìn)入提升管被提升、加熱，提升管被提升、加熱，加熱器燃料為該工藝自加熱器燃料為該工藝自產(chǎn)的煤氣或燃料油，熱產(chǎn)的煤氣或燃料油，熱瓷球加熱后循環(huán)使用。瓷球加熱后循環(huán)使用。多段回

14、轉(zhuǎn)爐工藝（煤科院）多段回轉(zhuǎn)爐工藝（煤科院）630mm邵俊杰，神華科技，2009,7(2):17-23 將粒度為將粒度為6 630mm 30mm 的褐煤在回轉(zhuǎn)干燥器中干燥后進(jìn)入外熱式回轉(zhuǎn)熱的褐煤在回轉(zhuǎn)干燥器中干燥后進(jìn)入外熱式回轉(zhuǎn)熱解爐中低溫?zé)峤?，所得半焦在冷卻回轉(zhuǎn)爐中用水冷卻熄焦后得到提質(zhì)半解爐中低溫?zé)峤?，所得半焦在冷卻回轉(zhuǎn)爐中用水冷卻熄焦后得到提質(zhì)半焦產(chǎn)品，由熱解爐排出的熱解氣體進(jìn)一步處理利用。焦產(chǎn)品，由熱解爐排出的熱解氣體進(jìn)一步處理利用。固體熱載體新法干餾工藝固體熱載體新法干餾工藝10kg/h 大工新法干餾實(shí)驗(yàn)大工新法干餾實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)備 1983年，在國家計(jì)委和國家教委支持年，在國家計(jì)委和國家

15、教委支持下，建立下，建立 10kg/h 的固體熱載體干餾實(shí)的固體熱載體干餾實(shí)驗(yàn)設(shè)備。驗(yàn)設(shè)備。 1983年至年至1986間間, 在煤炭部和石化總在煤炭部和石化總公司的資助下，完成公司的資助下，完成20多種褐煤、次多種褐煤、次煙煤以及油頁巖的干餾實(shí)驗(yàn)。煙煤以及油頁巖的干餾實(shí)驗(yàn)。 1987年年, “150 t/d 平莊褐煤工業(yè)性示范平莊褐煤工業(yè)性示范項(xiàng)目項(xiàng)目”列入列入 “七五七五”國家重點(diǎn)國家重點(diǎn)工業(yè)性工業(yè)性試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)項(xiàng)目, 并得到國家計(jì)委和煤炭部的并得到國家計(jì)委和煤炭部的資助。資助。固體熱載體新法干餾工藝的開發(fā)固體熱載體新法干餾工藝的開發(fā)固體熱載體煤熱解工藝固體熱載體煤熱解工藝 DG工藝工藝19

16、90年年4月月-1992年年5月，建成月，建成150t/d 裝置并開始試驗(yàn)運(yùn)行。裝置并開始試驗(yàn)運(yùn)行。1994年年5月通過國家教委和煤炭部主持的聯(lián)合鑒定。隨后該裝置移交平月通過國家教委和煤炭部主持的聯(lián)合鑒定。隨后該裝置移交平莊礦務(wù)局自行操作生產(chǎn)城市煤氣。莊礦務(wù)局自行操作生產(chǎn)城市煤氣。1995底因經(jīng)濟(jì)原因停產(chǎn)。底因經(jīng)濟(jì)原因停產(chǎn)。150 t/d 平莊褐煤干餾工業(yè)化示范項(xiàng)目平莊褐煤干餾工業(yè)化示范項(xiàng)目DG工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn) 幾個(gè)新的技術(shù)的組合。幾個(gè)新的技術(shù)的組合。 單元操作能力大單元操作能力大(5000-8000 t/d). 在大氣壓下操作，無需純氧，無需氫氣，操作靈活，適合于在大氣壓下操作，無需純氧，無

17、需氫氣，操作靈活，適合于各種粉狀原料（非塊狀）。各種粉狀原料（非塊狀）。 可生產(chǎn)低成本高熱值煤氣可生產(chǎn)低成本高熱值煤氣 (4000kcal/m3)。 熱效率高熱效率高(大于大于 80%)，水消耗低，水消耗低，SOx and NOx排放少。排放少。 過程可以作為過程可以作為“氣氣-熱熱-油油-電電”、 “氣氣-熱熱-油油-化化”等多聯(lián)供等多聯(lián)供系統(tǒng)的基本技術(shù)；可用于提質(zhì)低階煤（褐煤）。系統(tǒng)的基本技術(shù)；可用于提質(zhì)低階煤（褐煤）。 高溫氣體除塵和固體料位的控制是存在的主要問題。高溫氣體除塵和固體料位的控制是存在的主要問題。褐煤與半焦性質(zhì)比較褐煤與半焦性質(zhì)比較發(fā)熱量發(fā)熱量: 4750 kcal/kg

18、增加到增加到 5920 kcal/kg (提高提高25%)年處理年處理60萬噸煤干餾廠的經(jīng)濟(jì)分析萬噸煤干餾廠的經(jīng)濟(jì)分析總投資：總投資：1.9億元（其中干餾單元億元（其中干餾單元 1.05億、焦油和煤氣分離單元億、焦油和煤氣分離單元 0.5億、億、 半焦成型單元半焦成型單元 0.35億。億。大連理工大學(xué)與中國化學(xué)工程集團(tuán)和陜西煤業(yè)集團(tuán)合作：大連理工大學(xué)與中國化學(xué)工程集團(tuán)和陜西煤業(yè)集團(tuán)合作： 陜西神木富油能源科技有限公司年加工陜西神木富油能源科技有限公司年加工60萬噸固體熱萬噸固體熱載體法煤熱解工業(yè)化示范項(xiàng)目正在建設(shè)中載體法煤熱解工業(yè)化示范項(xiàng)目正在建設(shè)中。目前正在開發(fā)項(xiàng)目目前正在開發(fā)項(xiàng)目 通過日處

19、理通過日處理1500噸煤規(guī)模的工業(yè)化示范，開發(fā)具有自主噸煤規(guī)模的工業(yè)化示范，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的褐煤高效清潔利用的固體熱載體快速熱解轉(zhuǎn)化工知識(shí)產(chǎn)權(quán)的褐煤高效清潔利用的固體熱載體快速熱解轉(zhuǎn)化工藝系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高揮發(fā)份煙煤和褐煤的高效清潔綜合藝系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高揮發(fā)份煙煤和褐煤的高效清潔綜合利用。利用。 其它熱解提質(zhì)技術(shù)其它熱解提質(zhì)技術(shù) 北京柯林斯達(dá)能源技術(shù)開發(fā)公司的網(wǎng)帶式褐煤低溫干燥改北京柯林斯達(dá)能源技術(shù)開發(fā)公司的網(wǎng)帶式褐煤低溫干燥改性提質(zhì)技術(shù)性提質(zhì)技術(shù) 鞍山熱能研究院的褐煤低溫干餾改質(zhì)技術(shù)鞍山熱能研究院的褐煤低溫干餾改質(zhì)技術(shù) 西安熱工研究院的褐煤流化床低溫干餾改質(zhì)技術(shù)西安熱工研究院的褐

20、煤流化床低溫干餾改質(zhì)技術(shù) 洛陽萬山高新技術(shù)應(yīng)用工程有限公司的褐煤干燥提質(zhì)技術(shù)洛陽萬山高新技術(shù)應(yīng)用工程有限公司的褐煤干燥提質(zhì)技術(shù) 沈陽航空工業(yè)學(xué)院的褐煤干燥提質(zhì)一體化加工方法沈陽航空工業(yè)學(xué)院的褐煤干燥提質(zhì)一體化加工方法 褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝 振動(dòng)混流干燥技術(shù)工藝。 其原理為：濕物料從頂部進(jìn)入振動(dòng)混流干燥器后在多層干燥床作用下分散形成物料長龍，一部分粒度小于床孔的細(xì)物料穿過床孔垂直下落，大部分粗粒物料在震動(dòng)狀態(tài)下形成震動(dòng)疏松料層沿床面水平移動(dòng)，移至端部灑落到下一層干燥床上。低溫大風(fēng)量熱氣流分為垂直氣流和水平氣流，垂直氣流在穿越物料的過程中與物料充分的、高強(qiáng)度的接觸，將物料干

21、燥。水平氣流在水平方向之間變速流動(dòng)并與灑落物料充分的、高強(qiáng)度的接觸物料干燥。在干燥器內(nèi)既有物料的垂直流動(dòng)，又有物料的水平流動(dòng)；熱風(fēng)與物料之間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。粗細(xì)物料與熱風(fēng)在混流過程中經(jīng)多次混合分離再混合再分離的過程被均勻干燥，大部分物料從干燥器的底部輸出，極小部分細(xì)物料隨氣流進(jìn)入除塵器，除塵器分離出的物料作為產(chǎn)品回收。 采用該工藝的項(xiàng)目有：白音華褐煤提質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目和華興工貿(mào)褐煤干燥項(xiàng)目。 褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝 滾筒干燥工藝。 其原理為：原煤倉中的原煤（常溫）通過給料機(jī)進(jìn)入干燥機(jī)的滾筒，在干燥滾筒入口與熱風(fēng)爐提供的煙氣混合（約

22、650）。在轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒內(nèi)，有滾筒壁上的揚(yáng)料板使物料在干燥筒體內(nèi)行程穩(wěn)定的全斷面料幕，使煙氣與原煤充分交換熱量，交換時(shí)間在2535分鐘左右。滾筒末端的干燥煤溫度上升為60，煙氣溫度下降到120左右。 采用該工藝的項(xiàng)目有：東蘇旗褐煤干燥項(xiàng)目和春成集團(tuán)褐煤干燥項(xiàng)目。 SJ低溫干餾爐工藝。 其原理為：從備料工段供煤到SJ低溫干餾方爐爐頂布料皮帶機(jī)，布料皮帶機(jī)將煤料加入爐頂煤倉中，煤料通過輔助煤箱進(jìn)入干餾方爐內(nèi)，煤料下移經(jīng)過干燥段逐漸進(jìn)入干餾段完成煤干燥，干餾后的煤繼續(xù)下移到冷卻段，最后由爐底推焦機(jī)、刮板機(jī)排出。 采用該工藝的項(xiàng)目有：北方電力褐煤提質(zhì)項(xiàng)目。 褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝

23、美國褐煤輕度熱解干燥提質(zhì)（LFC）工藝。其原理為：經(jīng)過破碎和篩分后的原煤（啟水量約33.87%wt）送入干燥爐中，用來自干燥熱風(fēng)爐的熱氣流加熱脫水，出干燥爐的原煤含水量降到約4%（wt）。干燥熱風(fēng)爐的燃料為熱解氣，補(bǔ)充燃料來自LNG。干燥爐入口加熱氣體在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間和溫度必須嚴(yán)格控制，以滿足如下要求：能夠脫除煤炭中水分且不會(huì)引起化學(xué)變化。原煤溫度也需嚴(yán)格控制以確保不會(huì)釋放大量的甲烷、二氧化碳和二氧化硫。離開干燥爐的褐煤進(jìn)入熱解爐。在熱解爐中，用來自熱解燃爐的熱循環(huán)氣流（溫度約527）作為加熱介質(zhì)。褐煤固體的加熱速率、溫度和熱循環(huán)氣流的流速都需嚴(yán)格控制，因?yàn)檫@些參數(shù)將直接影響固體和液體的質(zhì)

24、量和組成。煤中的剩余水分被完全脫除，并在熱解爐中發(fā)生了輕度的氣體反應(yīng)，煤中的揮發(fā)性氣體物質(zhì)被釋放出來。從熱解爐中出來的固體先在激冷盤中用工藝水快速冷卻以中止熱解反應(yīng)，然后輸送到PDF冷卻和精制系統(tǒng)。 采用該工藝的項(xiàng)目有：大唐華銀東烏褐煤干燥示范裝置項(xiàng)目。 褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝 北京柯林斯達(dá)技術(shù)工藝 其原理為：入場(chǎng)原料煤首先進(jìn)入一級(jí)破碎機(jī)，將其破碎至150mm以下，經(jīng)過一級(jí)破碎的原煤進(jìn)入手選膠帶輸送機(jī)進(jìn)行揀矸，經(jīng)過揀矸的煤進(jìn)入二級(jí)破碎機(jī)，將其破碎至25mm以下，二級(jí)破碎后的原煤進(jìn)入分機(jī)篩（篩孔為13mm）進(jìn)行分級(jí)，小于13mm的末煤進(jìn)入燃料倉，1325mm的塊煤進(jìn)入塊煤倉

25、。塊煤經(jīng)電子皮帶稱定量給料機(jī)給入布料機(jī)，布料機(jī)將塊煤均勻分布到改性爐帶體，依次經(jīng)過升溫、改性、冷卻后運(yùn)出爐外形成產(chǎn)品。末煤由電子皮帶稱定量給料機(jī)給入熱風(fēng)爐，燃燒后的熱風(fēng)進(jìn)入改性爐作為改性熱煤。 采用該工藝的項(xiàng)目有：蒙元煤炭褐煤改性提質(zhì)加工項(xiàng)目。 褐煤干燥項(xiàng)目褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝采用的工藝 魯奇三段爐工藝其原理為：由備煤工段運(yùn)來的合格裝爐煤首先裝入爐頂最上部的煤倉內(nèi)，再經(jīng)進(jìn)料口和輔助煤箱裝入炭化室內(nèi)。加入爐內(nèi)的塊煤向下移動(dòng)，與送入爐內(nèi)的加熱氣體逆向接觸，并逐漸加熱升溫，煤氣經(jīng)上升管從爐頂導(dǎo)出，爐頂溫度應(yīng)控制在80100。自爐內(nèi)出來的荒煤氣，經(jīng)過冷卻洗滌，冷卻后氣液分離，冷卻下來的液體經(jīng)管道流到

26、循環(huán)水池，通過靜置沉淀油水分離，焦油由泵打到焦油貯槽，循環(huán)水經(jīng)管殼式換熱器換熱冷卻后循環(huán)使用，循環(huán)水池封閉運(yùn)行。從干餾爐爐底排出的半焦，因半焦水分較高需要進(jìn)行干燥，烘干所需熱量由干餾爐自產(chǎn)剩余煤氣燃燒供給。烘干后的半焦進(jìn)行篩分，成品焦由皮帶運(yùn)輸機(jī)送到焦場(chǎng)堆放儲(chǔ)存。 采用該工藝的項(xiàng)目有：錫林河褐煤提質(zhì)項(xiàng)目。 褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝 國能富通干燥爐工藝其原理為：原煤從儲(chǔ)煤斗經(jīng)過布煤器進(jìn)入預(yù)熱干燥段，被自下而上的干燥氣預(yù)熱至170左右，將原煤中的外在水分降至1%以下。干燥段溫度必須嚴(yán)格控制；能夠脫除煤中水分且不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。干燥煤經(jīng)過中間段進(jìn)入深度干燥段，和自下而上的熱載體換

27、熱，達(dá)到500，去除煤中的內(nèi)在水、結(jié)晶和化合水，并降低干燥煤的揮發(fā)分，將煤深度干燥成提質(zhì)煤。深度干燥生成的煤氣隨熱載體一起從集氣降傘引出。提質(zhì)煤下降到冷卻段，被冷煙氣冷卻到150。提質(zhì)煤在進(jìn)入輸煤皮帶時(shí)，用深度干燥段生成的廢水對(duì)提質(zhì)進(jìn)行噴淋降溫，使成品煤中水分含量與大氣水分含量達(dá)到平衡，有效防止提質(zhì)煤返水，同時(shí)煤的溫度降到50-60。另外噴淋還防止了提質(zhì)煤輸出過程中粉塵氣揚(yáng)；提質(zhì)煤送到礦區(qū)成品煤堆放場(chǎng)。 采用該工藝的項(xiàng)目有：大唐國能褐煤干燥項(xiàng)目。 褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝褐煤干燥項(xiàng)目采用的工藝 重要提示：對(duì)于采用煙氣作為干燥介質(zhì)的褐煤干燥工藝，干燥溫度不能超過150度。否則，會(huì)有可燃?xì)怏w產(chǎn)生，會(huì)

28、著火甚至發(fā)生爆炸對(duì)于坑口電站，褐煤僅需脫除自由水，可以采取干燥的工藝。 褐煤提質(zhì)的必要性褐煤是煤化程度最低的煤種， 煤化程度介于泥炭和煙煤之間，含水量高，在空氣中易風(fēng)化；含一定量的原生腐殖酸，碳含量低，氧含量高，氫含量變化大；揮發(fā)分一般在45%55%。由于褐煤水分高、熱值低、易風(fēng)化和自燃，單位能量的運(yùn)輸成本高，不利于長距離輸送和貯存。褐煤直接燃燒的熱效率較低， 且溫室氣體的排放量也很大，難以大規(guī)模開發(fā)利用。此外，褐煤作為原料轉(zhuǎn)化利用也受到限制，褐煤液化、干餾和氣化都需要把煤中水分降至10%以下。褐煤若不經(jīng)過提質(zhì)加工，將難以滿足多種用戶的質(zhì)量要求。褐煤提質(zhì)加工成為褐煤高效開發(fā)利用的關(guān)鍵。這里所說

29、的褐煤提質(zhì)，是指褐煤在脫水、成型和熱分解等過程中，煤的組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)化成具有近似煙煤性質(zhì)的提質(zhì)煤。褐煤脫水提質(zhì)加工后，水分顯著降低，發(fā)熱量大幅度提高，既可防止煤炭自燃、便于運(yùn)輸和貯存，又有利于發(fā)電、造氣、化工等使用。改改 質(zhì)質(zhì) 優(yōu)優(yōu) 化化褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 國內(nèi)外褐煤提質(zhì)加工技術(shù)歸納起來大體可分為非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)、成型提質(zhì)技術(shù)、熱解提質(zhì)技術(shù)三大類。 上世紀(jì)80 年代中期美國KFx 公司開發(fā)了K燃料工藝（K-Fuel Process）技術(shù)，經(jīng)過20 年的完善已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。其提質(zhì)過程（見圖1）： 煤經(jīng)過粉碎之后， 通過傳送裝置送入高壓釜。高壓釜內(nèi)壓力和溫度

30、分別維持在3.7MPa 和238。在高壓釜中， 煤塊發(fā)生破裂， 將硫化物從煤中分離出來，煤中的水分也隨之蒸發(fā)掉。經(jīng)過高溫高壓處理的煤粉和蒸發(fā)出來的水蒸汽可以直接送入鍋爐進(jìn)行發(fā)電或供熱。類似的技術(shù)還有烏克蘭的熱壓處理工藝： 將粒度為13100mm 的褐煤， 在壓力為2MPa 的飽和蒸汽下處理23h，使煤收縮而脫除其中水分。最終將其水分由33%降至15%18%，熱值則由15.7MJ/kg提高到20.7MJ/kg。褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) l976 年日本電源開發(fā)公司（D）和川崎重工公司（K）開始研究并成功開發(fā)出了DK 非蒸發(fā)脫水工藝。DK 脫水工藝可實(shí)現(xiàn)褐煤水分在非蒸發(fā)條件下加

31、熱，使水分以液體狀態(tài)從褐煤中脫出，其煤質(zhì)變化類似天然的煤化作用， 其中試裝置流程示意圖見圖2。裝置內(nèi)有4 臺(tái)壓力釜，可實(shí)現(xiàn)半連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，壓力釜之間可實(shí)現(xiàn)排出蒸汽和熱水的回收。褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 具體工藝是：將褐煤研磨成粉狀后，與再生油（通常是石油裂解產(chǎn)生的輕油）和重油混合，形成煤漿，然后在一個(gè)蒸發(fā)器中加熱煤漿，水分被蒸發(fā)，再用細(xì)頸盛水瓶從脫水的煤漿中回收油，得到提質(zhì)粉煤，最后將提質(zhì)的煤壓制成型（圖3）。 1993 年日本神戶制鋼所（Kobe Steel Group）開始研究UBC（Upgrading Brown Coal）褐煤提質(zhì)技術(shù)， 其特點(diǎn)是用輕油去除褐煤中的水分。

32、褐煤提質(zhì)項(xiàng)目褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)采用的技術(shù) 具體工藝流程原煤在干燥器中干燥使其水分降至12%18%。再經(jīng)冷卻、分離，并破碎至06mm，再將其送入帶式型煤機(jī)， 在不添加粘結(jié)劑的情況下以5002000Bar500020000牛頓/平方厘米 的壓力擠壓，最終生產(chǎn)出不同形狀的型煤。萊茵地區(qū)型煤生產(chǎn)一般采用管式干燥器，利用坑口電站的過熱蒸汽進(jìn)行間接干燥， 其所采用工藝流程如圖4 所示。成型提質(zhì)技術(shù)1858 年德國西奧多礦井實(shí)現(xiàn)了年輕褐煤無粘結(jié)劑沖壓成型工藝的工業(yè)化應(yīng)用，后來又推廣到澳大利亞、印度等國家。到1988 年，德國萊茵地區(qū)共有4 個(gè)型煤廠，年產(chǎn)型煤400 萬t，其中70%用于民用取暖。沖壓成型

33、工藝褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 近年來， 澳大利亞懷特公司開發(fā)了用于低階煤的無粘結(jié)劑成型BCB 技術(shù)，其工藝是將次煙煤在氣流干燥器中不完全干燥， 然后將其輸入一個(gè)輥壓成型機(jī)壓制成型煤。（圖5） 成型提質(zhì)技術(shù)輥壓成型工藝 德國澤瑪格(ZEMAG)公司開發(fā)了采用蒸汽管式干燥機(jī)進(jìn)行干燥再輥壓成型的類似工藝。 褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 成型提質(zhì)技術(shù)輥壓成型工藝 。 2006 年， 神華集團(tuán)國貿(mào)公司與中國礦業(yè)大學(xué)（北京）聯(lián)合開發(fā)了熱壓成型HPU（hot press upgrading）-06 工藝技術(shù)。其工藝是將褐煤破碎至03mm，再經(jīng)過氣流干燥，在熱反應(yīng)器中經(jīng)輕度

34、熱解后，再進(jìn)入成型機(jī)中輥壓成型，其工藝流程如圖6 所示。褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 澳大利亞拉籌布褐煤開發(fā)（LLD）公司開發(fā)的“褐煤稠化技術(shù)”，該技術(shù)利用電廠余熱，采用“剪切”原理打破煤炭結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)脫水，并在窯中干燥褐煤。最終產(chǎn)品包括19的煤氣，19的水，62的煉焦用型煤。LLD 目前擁有一條5t/h 的褐煤試驗(yàn)線。 其他物理提質(zhì)技術(shù) 。 澳大利亞亞太煤鋼公司開發(fā)的“冷干（Coldry）”工藝可以將含水量約60%的褐煤制成水分為8%14%的型煤，所得的型煤發(fā)熱量達(dá)到煙煤水平。冷干工藝是： 先將經(jīng)破碎后的褐煤在專用設(shè)備中用“剪切”原理打破煤的碳結(jié)構(gòu)，使其發(fā)生化學(xué)變化，實(shí)現(xiàn)煤水分

35、離，煤炭提質(zhì)。煤水分離是在2030下進(jìn)行，故稱“冷干”。此后煤泥像擠面條一樣地被擠出，形成蠕狀的煤條。煤條自然斷裂成許多棒狀型煤，這些煤棒被置于鋼絲網(wǎng)帶上緩慢傳送， 用風(fēng)扇冷卻至10以下，1h 后硬化， 再送入大型漏斗狀干燥器，經(jīng)蒸汽干燥48h 后連續(xù)排出，得到型煤產(chǎn)品?！昂置撼砘夹g(shù)”，褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 熱解提質(zhì)技術(shù) 褐煤熱解始于20 世紀(jì)初，其目的是制取石蠟油和固體無煙燃料，二戰(zhàn)期間，德國基于戰(zhàn)爭(zhēng)目的建立了大型褐煤低溫干餾廠，開發(fā)了褐煤制取汽油、柴油等發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的工藝。上世紀(jì)50 年代，隨著石油、天然氣的開發(fā)應(yīng)用， 煤的熱解加工發(fā)展速度減緩甚至停頓。但在一些褐煤

36、資源豐富的國家，并沒有間斷對(duì)褐煤熱解技術(shù)的研發(fā)。特別是上世紀(jì)70 年代石油危機(jī)后，人們重新重視廉價(jià)的褐煤資源的開發(fā)利用，對(duì)褐煤熱解工藝進(jìn)行了研究，開發(fā)了一些新工藝。國內(nèi)外典型的褐煤熱解工藝包括： 德國的L-R 工藝澳大利亞的流化床快速熱解工藝中國的多段回轉(zhuǎn)爐工藝中國固體熱載體新法干餾工藝褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 熱解提質(zhì)技術(shù) 。 德國Lurqi GmbH 公司開發(fā)的Lurgi-Spuelgas低溫?zé)峤夤に嚪ㄊ枪I(yè)上已采用的典型內(nèi)熱式氣體熱載體工藝。其工藝是：褐煤或由褐煤壓制成的型煤（約2560mm）由上至下移動(dòng)，與燃燒氣逆流直接接觸受熱。當(dāng)爐頂進(jìn)料水分約15時(shí)，在干燥段可脫

37、除至1.0以下， 逆流而上約250的熱氣體則冷至80100，干燥后原料在干餾段被600700不含氧的燃燒氣加熱至約500，發(fā)生熱分解，熱氣體冷至約250， 生成的半焦進(jìn)入冷卻段被冷氣體冷卻，半焦排出后再進(jìn)一步用水和空氣冷卻，從干餾段逸出的揮發(fā)物經(jīng)過冷凝、冷卻等步驟，得到焦油和熱解水（工藝見圖7）。 褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 熱解提質(zhì)技術(shù) 。 德國Lurqi GmbH 公司和美國Ruhurgas AG 公司聯(lián)合開發(fā)的LurqiRuhurgas 低溫干餾工藝是固體熱載體內(nèi)熱式傳熱的典型工藝。原料可為褐煤、不粘煤、弱粘煤以及油頁巖等。LurqiRuhurgas 工藝流程如圖8 所

38、示。首先將初步預(yù)熱的小塊原料煤同來自分離器的熱半焦在干餾器內(nèi)混合，發(fā)生熱分解反應(yīng)，然后落入干餾器內(nèi)，停留一定時(shí)間，完成熱分解，從干餾器出來的半焦進(jìn)入提升管底部，由熱空氣提送，同時(shí)在提升管中燒除其中的殘?zhí)?，使溫度升高，然后進(jìn)入分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離，半焦再返回干餾器，如此循環(huán)。從干餾器逸出的揮發(fā)物，經(jīng)除塵、冷凝、回收焦油后，得到熱值較高的煤氣。褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 熱解提質(zhì)技術(shù) 。 Toscoal 煤低溫?zé)峤饧夹g(shù)是美國油頁巖公司和Rocky Flats 研究中心基于油頁巖干餾工藝開發(fā)的4，于1970 年至1976 年間在25t/d 的中試廠先后對(duì)次煙煤、粘結(jié)性煙煤進(jìn)行了試驗(yàn)

39、。圖9 為Toscoal 工藝流程圖。主要流程：粉碎好的干煤在提升管內(nèi)用來自瓷球加熱器的熱煙道氣預(yù)熱， 預(yù)熱煤在熱解轉(zhuǎn)爐中和熱瓷球接觸，受熱并發(fā)生分解，產(chǎn)生半焦和烴蒸氣，半焦在回轉(zhuǎn)篩中與瓷球分離并排出，瓷球與半焦分離后進(jìn)入提升管被提升、加熱，加熱器燃料為該工藝自產(chǎn)的煤氣或燃料油，熱瓷球加熱后循環(huán)使用。褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 熱解提質(zhì)技術(shù) 。 澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究院(CSIRO)自上世紀(jì)70 年代開始研究開發(fā)了流化床快速熱解工藝，對(duì)多種煙煤、褐煤進(jìn)行了熱解研究。其工藝流程見圖10。煤粉用氮?dú)鈴募用浩魍ㄟ^管道噴入流化床熱反應(yīng)器，反應(yīng)器床層由0.31mm 大小的砂粒組成,

40、液化石油氣和空氣燃燒形成的煙氣和電加熱器預(yù)熱的氮?dú)馔ㄟ^反應(yīng)器底部的分布板進(jìn)入流化床， 煤粉在熱解反應(yīng)器中快速熱解（停留時(shí)間小于0.5s），離開反應(yīng)器的氣體通過溫度約350的高效旋風(fēng)分離器使大量半焦分離出來， 氣體則經(jīng)過冷卻器進(jìn)入約80的電捕焦油器，分離出焦油并收集。我國中科院過程所研發(fā)的噴動(dòng)-載流床工藝與之類似5。 褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù) 熱解提質(zhì)技術(shù) 。 多段回轉(zhuǎn)爐工藝是中國煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工分院開發(fā)的低變質(zhì)煤熱解工藝， 其流程（圖11） 是將粒度為630mm 的褐煤在回轉(zhuǎn)干燥器中干燥后進(jìn)入外熱式回轉(zhuǎn)熱解爐中低溫?zé)峤猓?所得半焦在冷卻回轉(zhuǎn)爐中用水冷卻熄焦后得到提質(zhì)半焦產(chǎn)品，由熱解爐排出的熱解氣體進(jìn)一步處理利用。 褐煤提質(zhì)項(xiàng)目采用的技術(shù)褐煤提質(zhì)