褐煤深加工技術(shù)及發(fā)展前景

任海寧

(棗礦集團(tuán)煤化工研究院有限公司，山東 棗莊 277000)

褐煤深加工技術(shù)及發(fā)展前景

任海寧

(棗礦集團(tuán)煤化工研究院有限公司，山東 棗莊 277000)

介紹了褐煤作為原料進(jìn)行煤化工的優(yōu)勢以及褐煤加工的工藝技術(shù)，指出了褐煤深加工的發(fā)展方向和前景。

褐煤;煤化工;前景

我國褐煤主要分布在內(nèi)蒙古東部、云南東部和黑龍江東部等地區(qū)，已探明儲量約為1291.32×108t，占煤炭總儲量的12.69 %。由于褐煤品質(zhì)和分布區(qū)域的特殊性，盡管儲量豐富，卻一直沒有得到充分合理的應(yīng)用。本文主要探討煤化工技術(shù)中褐煤的應(yīng)用及褐煤用于煤化工對我國能源可持續(xù)發(fā)展的重大意義。

1 褐煤及其特點(diǎn)

褐煤是一種煤化程度較低多呈黑色或褐色的礦產(chǎn)資源。其特點(diǎn)是煤化率低、熱值小、揮發(fā)分高和熱穩(wěn)定性差，由于其較差的品質(zhì)，加上褐煤水分含量較高，且容易風(fēng)化變質(zhì)，不利于長途運(yùn)輸，在煤炭中的實(shí)際利用率一直很低。近年來隨著我國煤化工技術(shù)的發(fā)展和對褐煤的深入研究，褐煤應(yīng)用作為我國煤炭綜合可持續(xù)發(fā)展的能源目標(biāo)列入煤化工發(fā)展的重要方向之一。

2 褐煤的優(yōu)勢

由于國內(nèi)外石油、天然氣供需矛盾日趨凸現(xiàn)、我國能源對外依存度不斷加大，根據(jù)我國的能源現(xiàn)狀及能源發(fā)展戰(zhàn)略，我國的能源應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的單純依賴石油、天然氣向石油、天然氣為主，煤化工、生物能等新能源為重要補(bǔ)充的能源格局轉(zhuǎn)變。我國是煤炭資源大國，煤炭深加工及煤化工技術(shù)經(jīng)過多年的深入研究和探索試驗(yàn)，已經(jīng)具備了一定的技術(shù)實(shí)力。褐煤作為重要的煤炭資源無論從開發(fā)應(yīng)用的技術(shù)可行性上還是經(jīng)濟(jì)性上，將成為煤化工產(chǎn)業(yè)的重要原料。同時，褐煤深加工也會間接促進(jìn)我國煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，從而實(shí)現(xiàn)我國煤炭資源的綜合應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。褐煤在煤化工發(fā)展中的優(yōu)勢主要有以下幾點(diǎn)：

(1)儲量大、開采成本低。褐煤煤層淺, 多數(shù)可以平硐和斜井開采，也有部分地區(qū)(山西、陜西、內(nèi)蒙等地)可實(shí)現(xiàn)露天開采。所以，褐煤在探明和采掘過程中用相對小的投資即可實(shí)現(xiàn)較高的產(chǎn)出，投入產(chǎn)出比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他煤種，價格僅是其它煤種的1/4-1/2，褐煤煤化工發(fā)展具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

(2)環(huán)境的可行性。褐煤礦區(qū)一般分布在地廣人稀的偏遠(yuǎn)地區(qū)，且多數(shù)具備豐富的水資源。作為大量用水為載體的煤化工工業(yè)，非常適合在煤產(chǎn)地建立綜合的產(chǎn)業(yè)聚集群，進(jìn)而形成具備上下游產(chǎn)業(yè)鏈的綜合煤化工工業(yè)基地。

(3)技術(shù)支撐。由于褐煤煤化率較低、穩(wěn)定性差，且在固液、固氣等能源轉(zhuǎn)換中較容易實(shí)現(xiàn)，因此非常適合進(jìn)行綜合加工。目前在褐煤研發(fā)和綜合利用中主要采用熱解提質(zhì)技術(shù)，褐煤氣化技術(shù)，褐煤液化技術(shù)等。

3 褐煤深加工技術(shù)及應(yīng)用

3.1 熱解提質(zhì)技術(shù)

熱解提質(zhì)技術(shù)是褐煤在加熱爐中隔絕空氣加熱到一定溫度，熱裂解得到輕質(zhì)油、煤氣和半焦產(chǎn)品的技術(shù)。20世紀(jì)70年代在石油危機(jī)的大背景下，廉價的褐煤資源重新得到開發(fā)和利用，研發(fā)出了更先進(jìn)的加工工藝。比較典型的熱解工藝主要有：德國的Lurqi-Ruhurgas低溫?zé)峤夤に?、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[1]。熱解得到的煤氣可以用作生活燃料或化工合成氣，半焦具有硫含量低、灰分低、固定碳高的特點(diǎn), 可用于生產(chǎn)電石、活性炭等化工產(chǎn)品或用作煉焦配煤，在銅礦或磷礦等冶煉行業(yè)亦可以用作還原劑。

3.2 褐煤氣化技術(shù)褐煤氣化是將褐煤由固體變成氣體的技術(shù)，該技術(shù)在特定溫度和壓力范圍內(nèi)采用催化劑進(jìn)行熱加工，從而實(shí)現(xiàn)固體、氣體之間的轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)出煤氣。煤氣的深加工和應(yīng)用可以生產(chǎn)出相關(guān)氣體、液體燃料等產(chǎn)品。褐煤氣化是當(dāng)前高效、潔凈應(yīng)用褐煤的重要技術(shù)，是其它煤化工產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)煤潔凈高效應(yīng)用的先導(dǎo)和核心技術(shù)。

由于褐煤的穩(wěn)定性差，和普通煤炭相比，更容易實(shí)現(xiàn)煤的氣化。當(dāng)前，褐煤氣化在我國已經(jīng)得到成熟和廣泛的應(yīng)用，采用的工藝主要有：固定流化床、流化床氣化、氣流床氣化和熔浴床氣化等工藝。主要用來合成氨(解放軍化肥廠)、合成燃料煤氣(一汽)、城市煤氣等。

3.3 褐煤液化技術(shù)

煤有直接液化和間接液化兩種。(1)直接液化又叫加氫液化，是在氫氣、催化劑的條件下裂化、加氫，將煤轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的過程。(2)間接液化是指煤先氣化然后液化。具體過程是煤先經(jīng)過熱加工產(chǎn)生合成氣，合成氣在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化成烴類、醇類等化工產(chǎn)品。我國的褐煤碳含量低、氫碳之比較高，褐煤的結(jié)構(gòu)中含較多的羰基和亞甲基等液化高的基團(tuán)，非常適合直接液化。目前在國內(nèi)投產(chǎn)的褐煤液化廠家主要有：云南先鋒煤液化廠(直接液化)年加工褐煤257萬t；內(nèi)蒙古神華集團(tuán)借鑒日本NEDOL、美國HTI等工藝開發(fā)創(chuàng)新了直接液化技術(shù)，同時研發(fā)出了新型高效的煤液化催化劑，大大提高了煤的轉(zhuǎn)化率。

4 褐煤深加工技術(shù)的發(fā)展方向和前景

(1)目前我國的褐煤主要用來發(fā)電，褐煤本身含水量較高，通過提質(zhì)可以將褐煤轉(zhuǎn)化成為一種低水分、高熱值的燃料，再進(jìn)行煤化工加工，將會得到更多高附加值的產(chǎn)品，產(chǎn)生更高的應(yīng)用價值。

(2)通過褐煤液化、氣化等技術(shù)深加工出可替代石油化工的產(chǎn)品如汽柴油、液化氣，乙烯、聚丙烯等化工原料可有效緩解我國能源對國外石油資源的依存度。

(3)環(huán)保需求。褐煤直接作為燃料燃燒時，會產(chǎn)生大量的污染氣體。褐煤液化和氣化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)綜合利用，提高褐煤的綜合利用效率，同時可解決嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

綜上所述，褐煤深加工和綜合利用技術(shù)的研發(fā)和進(jìn)步，對實(shí)現(xiàn)我國能源特別是煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。

[1] 邵俊杰. 褐煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及我國褐煤提質(zhì)技術(shù)發(fā)展趨勢初探[J].神華科技，2009，7(2)：17-22.

(本文文獻(xiàn)格式：任海寧.褐煤深加工技術(shù)及發(fā)展前景[J].山東化工，2016，45(02)：66，69.)

Processing Technology and Development Prospect of lignite

Ren Haining

(Coal Chemical Research Institute Co., Ltd., Zaozhuang Coal Mining Group, Zaozhuang 277000，China)

The advantages of lignite as raw material for coal chemical industry and the processing technology of lignite are introduced. The development direction and prospect of lignite processing are pointed out.

lignite；coal chemical；prospect

2015-07-31

任海寧(1985—)，女，山東濰坊人，助理工程師，2011年碩士畢業(yè)于東北大學(xué)物理化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)主要從事煤基炭材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分析檢測工作。

TQ522.6

A

1008-021X(2016)02-0066-01