褐煤提质技术概况及未来趋势?

【专家解说】：褐煤提质技术现状及发展趋势 1褐煤资源 1.1世界的褐煤资源 据测算，全世界褐煤地质储量约为4万亿吨。约占全球煤炭储量的40%。褐煤资源可分为硬褐煤和软褐煤两大类，主要分布在欧洲，其次为亚洲和北美洲。硬褐煤储量最多的国家分别是美国、俄罗斯和中国。软褐煤储量最多的国家是俄罗斯.约占世界软褐煤总储量的30%.德国、澳大利亚、美国、前南斯拉夫和波兰，软褐煤储量合计约占世界软褐煤总储量的40%。 1.2我国的褐煤资源 据第三次全国煤炭资源调查(中国煤炭地质总局，1999年)，我国煤炭资源总量为5.57万亿吨，保有储量10032.6亿吨，已探明的褐煤保有储量为1311.42亿吨。约占煤炭保有储量的13%。 煤田地质勘探结果表明.我国褐煤资源主要分布在华北地区，约占全国褐煤资源量的3/4以上，其中又以内蒙古东部地区赋存最多，煤种以中生代侏罗纪硬褐煤为主。西南地区是我国仅次于华北地区的第二大褐煤基地。其储量约占全国褐煤总储量的l/8.其中大部分分布在云南省境内，主要是新生代第三纪软褐煤。东北、中南、西北和华东各区褐煤资源量均不到全国资源褐煤资源总量的3%。 2 我国褐煤资源的利用现状及其加工提质的必要性 2.1 褐煤是我国东北地区未来可利用的主要能源 东北地区经济以重工业为主导.对能源有高度依赖性。而东北三省煤炭资源总储量仅277.2l亿吨，除黑龙江省煤炭资源比较丰富(煤炭资源总储量211.92亿吨).产能较大外，辽宁、吉林都是煤炭调入省，整体上属于煤炭资源调人地区.供求缺口较大。与其相邻的蒙东地区煤炭资源十分丰富，煤炭资源总储量达857.87亿t.是东北地区总储量的3倍以上。绝大部分是褐煤资源，只有呼伦贝尔市伊敏河矿区的五牧场区、河东区.以及扎赉诺尔矿区的灵东矿为长焰煤。 随着国家实行振兴东北老工业基地战略的深入，东北地区能源(主要是煤炭)需求量不断增加，使得本地区煤炭供求之间的矛盾更加突出。这就为距离东北地区较近的内蒙古东部褐煤提供了巨大市场，蒙东地区的褐煤资源必将成为我国东北地区未来可利用的主要能源。 2.2 褐煤提质的必要性 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%。 由于褐煤水分高、热值低、易风化和自燃。单位能量的运输成本高，不利于长距离输送和贮存。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。褐煤提质加工成为褐煤高效开发利用的关键。这里所说的褐煤提质.是指褐煤在脱水、成型和热分解等过程中，煤的组成和结构发生变化。转化成具有近似烟煤性质的提质煤。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。 3 国内外褐煤提质技术概况 德国作为褐煤资源大国和工业强国，是现代褐煤加工技术的发源地。上世纪70年代后，澳大利亚、美国等褐煤生产大国的褐煤提质技术研发也非常活跃。日本作为能源缺乏的国家对廉价褐煤的利用也非常重视。近年来.随着国内煤炭价格大幅上涨，价格相对低廉的褐煤资源又重新引起能源化工行业的重视。一批新建煤化工项目纷纷改用褐煤作为原料，开发出了多种褐煤提质加工技术。国内外褐煤提质加工技术归纳起来大体可分为非蒸发脱水提质技术、成型提质技术、热解提质技术三大类。 3.1 非蒸发脱水提质技术 以高温高压蒸汽(或高温热油)干燥技术为代表的褐煤非蒸发脱水提质技术。是一种通过高温高压等条件来改变褐煤的物理和化学结构。将之转变成为洁净、高效的烟煤燃料的提质方法。这种新型提质技术是将褐煤与高温高压蒸汽(或高温热油)直接接触，使水分脱出。从而使褐煤收缩变得更加致密，疏水性增强。该方法热效率及其安全性都比较高。 3.2 成型提质技术 长期以来。欧洲许多盛产褐煤的国家除将褐煤用于发电和大型锅炉外.其余都是将其加工成型煤后用于工业和民用，澳大利亚亦不例外。褐煤在成型过程中，经过高压或剪切等物理作用，使其凝胶结构及孔隙系统受到了不可逆的破坏。因而从本质上改变了煤样的煤阶，煤化度也随之提高。 4 热解提质技术 褐煤热解始于20世纪初。其目的是制取石蜡油和固体无烟燃料，二战期间，德国基于战争目的建立了大型褐煤低温千馏厂.开发了褐煤制取汽油、柴油等发动机燃料的工艺。上世纪50年代，随着石油、天然气的开发应用.煤的热解加工发展速度减缓甚至停顿。但在一些褐煤资源丰富的国家，并没有间断对褐煤热解技术的研发。特别是上世纪70年代石油危机后。人们重新重视廉价的褐煤资源的开发利用，对褐煤热解工艺进行了研究，开发了一些新工艺。国内外典型的褐煤热解工艺包括:德国的L-R工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、中国的多段回转炉工艺、中国固体热载体新法干馏工艺等。 5 国内褐煤提质加工技术发展趋势 目前.在褐煤非蒸发脱水提质方面国内只有中科院山西煤化所、黑龙江科技学院等少数科研单位进行过基础研究。在褐煤成型提质方面，由于种种原因我国过去一直发展较为缓慢。近年来才在技术和设备方面有所突破，开始工业化应用，技术逐步成熟。 由于国内褐煤提质加工利用还处在起步阶段。目前我国褐煤提质加工技术发展应该稳步推进。不宜操之过急.技术研发需要国内自主开发和国外引进相结合。在起步阶段可积极稳妥推进工艺简单、技术风险较小的非蒸发脱水和成型提质技术.例如K-fuel工艺、BBC工艺及蒸汽干燥成型等工艺技术。 在此基础上，逐步推进资金和技术密集型的热解提质加工技术.生产半焦、煤焦油和焦炉煤气等用途广泛的多种产品.同时推进与其产品应用相关的煤化工技术发展，以提高资源利用效率。