褐煤提質(zhì)技術(shù)概況及未來趨勢?

【專家解說】：褐煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1褐煤資源 1.1世界的褐煤資源 據(jù)測算，全世界褐煤地質(zhì)儲量約為4萬億噸。約占全球煤炭儲量的40%。褐煤資源可分為硬褐煤和軟褐煤兩大類，主要分布在歐洲，其次為亞洲和北美洲。硬褐煤儲量最多的國家分別是美國、俄羅斯和中國。軟褐煤儲量最多的國家是俄羅斯.約占世界軟褐煤總儲量的30%.德國、澳大利亞、美國、前南斯拉夫和波蘭，軟褐煤儲量合計約占世界軟褐煤總儲量的40%。 1.2我國的褐煤資源 據(jù)第三次全國煤炭資源調(diào)查(中國煤炭地質(zhì)總局，1999年)，我國煤炭資源總量為5.57萬億噸，保有儲量10032.6億噸，已探明的褐煤保有儲量為1311.42億噸。約占煤炭保有儲量的13%。 煤田地質(zhì)勘探結(jié)果表明.我國褐煤資源主要分布在華北地區(qū)，約占全國褐煤資源量的3/4以上，其中又以內(nèi)蒙古東部地區(qū)賦存最多，煤種以中生代侏羅紀(jì)硬褐煤為主。西南地區(qū)是我國僅次于華北地區(qū)的第二大褐煤基地。其儲量約占全國褐煤總儲量的l/8.其中大部分分布在云南省境內(nèi)，主要是新生代第三紀(jì)軟褐煤。東北、中南、西北和華東各區(qū)褐煤資源量均不到全國資源褐煤資源總量的3%。 2 我國褐煤資源的利用現(xiàn)狀及其加工提質(zhì)的必要性 2.1 褐煤是我國東北地區(qū)未來可利用的主要能源 東北地區(qū)經(jīng)濟以重工業(yè)為主導(dǎo).對能源有高度依賴性。而東北三省煤炭資源總儲量僅277.2l億噸，除黑龍江省煤炭資源比較豐富(煤炭資源總儲量211.92億噸).產(chǎn)能較大外，遼寧、吉林都是煤炭調(diào)入省，整體上屬于煤炭資源調(diào)人地區(qū).供求缺口較大。與其相鄰的蒙東地區(qū)煤炭資源十分豐富，煤炭資源總儲量達(dá)857.87億t.是東北地區(qū)總儲量的3倍以上。絕大部分是褐煤資源，只有呼倫貝爾市伊敏河礦區(qū)的五牧場區(qū)、河?xùn)|區(qū).以及扎賚諾爾礦區(qū)的靈東礦為長焰煤。 隨著國家實行振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略的深入，東北地區(qū)能源(主要是煤炭)需求量不斷增加，使得本地區(qū)煤炭供求之間的矛盾更加突出。這就為距離東北地區(qū)較近的內(nèi)蒙古東部褐煤提供了巨大市場，蒙東地區(qū)的褐煤資源必將成為我國東北地區(qū)未來可利用的主要能源。 2.2 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、便于運輸和貯存，又有利于發(fā)電、造氣、化工等使用。 3 國內(nèi)外褐煤提質(zhì)技術(shù)概況 德國作為褐煤資源大國和工業(yè)強國，是現(xiàn)代褐煤加工技術(shù)的發(fā)源地。上世紀(jì)70年代后，澳大利亞、美國等褐煤生產(chǎn)大國的褐煤提質(zhì)技術(shù)研發(fā)也非?；钴S。日本作為能源缺乏的國家對廉價褐煤的利用也非常重視。近年來.隨著國內(nèi)煤炭價格大幅上漲，價格相對低廉的褐煤資源又重新引起能源化工行業(yè)的重視。一批新建煤化工項目紛紛改用褐煤作為原料，開發(fā)出了多種褐煤提質(zhì)加工技術(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。 3.1 非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù) 以高溫高壓蒸汽(或高溫?zé)嵊?干燥技術(shù)為代表的褐煤非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)。是一種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)。將之轉(zhuǎn)變成為潔凈、高效的煙煤燃料的提質(zhì)方法。這種新型提質(zhì)技術(shù)是將褐煤與高溫高壓蒸汽(或高溫?zé)嵊?直接接觸，使水分脫出。從而使褐煤收縮變得更加致密，疏水性增強。該方法熱效率及其安全性都比較高。 3.2 成型提質(zhì)技術(shù) 長期以來。歐洲許多盛產(chǎn)褐煤的國家除將褐煤用于發(fā)電和大型鍋爐外.其余都是將其加工成型煤后用于工業(yè)和民用，澳大利亞亦不例外。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)上改變了煤樣的煤階，煤化度也隨之提高。 4 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)爭目的建立了大型褐煤低溫千餾廠.開發(fā)了褐煤制取汽油、柴油等發(fā)動機燃料的工藝。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。但在一些褐煤資源豐富的國家，并沒有間斷對褐煤熱解技術(shù)的研發(fā)。特別是上世紀(jì)70年代石油危機后。人們重新重視廉價的褐煤資源的開發(fā)利用，對褐煤熱解工藝進(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等。 5 國內(nèi)褐煤提質(zhì)加工技術(shù)發(fā)展趨勢 目前.在褐煤非蒸發(fā)脫水提質(zhì)方面國內(nèi)只有中科院山西煤化所、黑龍江科技學(xué)院等少數(shù)科研單位進(jìn)行過基礎(chǔ)研究。在褐煤成型提質(zhì)方面，由于種種原因我國過去一直發(fā)展較為緩慢。近年來才在技術(shù)和設(shè)備方面有所突破，開始工業(yè)化應(yīng)用，技術(shù)逐步成熟。 由于國內(nèi)褐煤提質(zhì)加工利用還處在起步階段。目前我國褐煤提質(zhì)加工技術(shù)發(fā)展應(yīng)該穩(wěn)步推進(jìn)。不宜操之過急.技術(shù)研發(fā)需要國內(nèi)自主開發(fā)和國外引進(jìn)相結(jié)合。在起步階段可積極穩(wěn)妥推進(jìn)工藝簡單、技術(shù)風(fēng)險較小的非蒸發(fā)脫水和成型提質(zhì)技術(shù).例如K-fuel工藝、BBC工藝及蒸汽干燥成型等工藝技術(shù)。 在此基礎(chǔ)上，逐步推進(jìn)資金和技術(shù)密集型的熱解提質(zhì)加工技術(shù).生產(chǎn)半焦、煤焦油和焦?fàn)t煤氣等用途廣泛的多種產(chǎn)品.同時推進(jìn)與其產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)的煤化工技術(shù)發(fā)展，以提高資源利用效率。