國內(nèi)外褐煤熱解技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

田 帥（遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計院有限公司,沈陽 110000）

國內(nèi)外褐煤熱解技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

田 帥
（遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計院有限公司,沈陽 110000）

摘 要：褐煤資源作為煤炭資源中的一個龐大分支種類煤炭種類，其在我國現(xiàn)有的存儲數(shù)量為一千多億噸，為我國總體煤炭存儲數(shù)量的百分之二十左右。而褐煤資源的開發(fā)、加工應(yīng)用技術(shù)也日漸受到國內(nèi)外有關(guān)行業(yè)、部門和企業(yè)的關(guān)注與重視。下文中，筆者將結(jié)合個人工作經(jīng)驗，從國內(nèi)外褐煤熱解技術(shù)的概論、褐煤熱解技術(shù)的研發(fā)、褐煤熱解技術(shù)的應(yīng)用幾個方面，介紹國內(nèi)外典型的幾種褐煤熱解技術(shù),并對其應(yīng)用現(xiàn)狀,及其發(fā)展趨勢進行分析。

關(guān)鍵詞：褐煤熱解技術(shù)；煤炭資源工藝發(fā)展應(yīng)用；低變質(zhì)煤煤田煤層；多段回轉(zhuǎn)爐

1 概述

在全球煤炭資源供給方面，我國可謂是世界煤炭資源產(chǎn)出大國。我國地大物博，物質(zhì)資源十分豐富，尤其體現(xiàn)在煤炭資源的生產(chǎn)數(shù)量和存儲數(shù)量方面。而褐煤資源作為煤炭資源中的一個龐大分支種類煤炭種類，其在我國現(xiàn)有的存儲數(shù)量為一千多億噸，為我國總體煤炭存儲數(shù)量的百分之二十左右。我國的褐煤資源從地理位置上看，多集中于我國北方和西南方；從褐煤資源的煤田類型分析，褐煤資源煤田多數(shù)是煤層厚重豐富，利于進行在戶外、上方無遮蓋物的開采形式，并且能夠獲得很高的經(jīng)濟效益。由于，全球資源市場上的煤田資源價格在不斷攀升，因此開采過程、生產(chǎn)過程、加工利用過程相對簡便的褐煤資源尤其受到追捧和歡迎，我國政府有關(guān)部門和各公司企業(yè)也逐漸注重對褐煤資源的開發(fā)與管理。對褐煤的工業(yè)化開發(fā)和相關(guān)產(chǎn)品的綜合利用，對我國未來幾年、幾十年建設(shè)一個節(jié)能型社會，推動我國煤能源的綜合開發(fā)，帶動區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展將是一個重要的戰(zhàn)略項目。

目前國內(nèi)外已有多種煤的熱解干餾技術(shù)，褐煤利用熱解低溫干餾技術(shù)進行改質(zhì)加工，得到潔凈煤、焦油及煤氣三種能源，再進一步加工生產(chǎn)下游產(chǎn)品，實現(xiàn)褐煤綜合利用。

2 煤炭熱解技術(shù)的發(fā)展

在上個世紀(jì)初期，熱解技術(shù)開始被研發(fā)出來，并且很快受到社會各界的重視與關(guān)注。隨著對煤炭熱解技術(shù)的科學(xué)研發(fā)，對煤炭資源的加工過程逐漸由提煉、制取固體無煙燃料、石蠟油，演變?yōu)樘釤捄蜕a(chǎn)高級的發(fā)動機液體燃料。在上個世紀(jì)的五十年代，隨著世界范圍內(nèi)石油、天然氣的開發(fā)與應(yīng)用，煤的熱解加工發(fā)展速度減慢甚至停頓。但在一些煤資源豐富的國家，始終沒有停止對煤炭熱解技術(shù)的持續(xù)科研，到了二十世紀(jì)七十年代，人們將精力轉(zhuǎn)移至提煉和加工具備高度產(chǎn)出率的合成產(chǎn)品，進一步促進了對煤炭熱解技術(shù)的深入科研和技術(shù)提高，大量有關(guān)煤炭熱解技術(shù)的項目被采用，從而加強并提升煤炭的產(chǎn)出數(shù)量，提高生產(chǎn)效率。在當(dāng)時最通常被使用的技術(shù)為提高煤炭熱解技術(shù)的速度，通過兩種方式：一是提高熱解反應(yīng)的速度；二是為熱解反應(yīng)速度的加快，創(chuàng)造條件。到了二十世紀(jì)的六十年代，我國也逐步引進了對煤炭熱解技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)，以實現(xiàn)與國際工業(yè)現(xiàn)代化接軌，并尋找能夠在短期內(nèi)代替石油資源的其他產(chǎn)品。熱解技術(shù)發(fā)展到今天， 我國多在煤炭資源的利用開發(fā)過程中，使用其生產(chǎn)、加工部分綠色環(huán)保的新型煤炭產(chǎn)品。

3 褐煤熱解技術(shù)的應(yīng)用

3.1 多段回轉(zhuǎn)爐工藝

多段回轉(zhuǎn)爐工藝是由我國有關(guān)煤炭資源開發(fā)部門創(chuàng)設(shè)的變質(zhì)煤炭熱解技術(shù)。此項技術(shù)的加工順序為：首先使用中低溫?zé)峤?，然后依次進行中速加熱、外熱式、隔絕空氣、常壓加工。多段回轉(zhuǎn)爐工藝對煤炭原材料的要求為顆粒直徑在六至三十毫米范圍之內(nèi)，可以根據(jù)具體加工情況，選擇利用氣體或者固體燃燒材料。如果利用氣體燃料進行加工，需要首先清除不好的或不需要的雜質(zhì)，使熱解煤氣達(dá)到純凈的程度，轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧?、純凈的燃?xì)猓⒖梢蕴峁┙o城市居民生活使用，或者提供給公司企業(yè)做工業(yè)用途的使用。因為褐煤資源在被熱解加工之前，進行了脫水干燥加工過程，所以從一定程度上避免了煤炭資源的浪費，并為之后的污水處理過程提供了方便，起到環(huán)保、節(jié)能的作用。

3.2 中國的ZDL工藝

ZDL工藝是浙江大學(xué)開發(fā)的以流化床熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝。以流化床熱解為基礎(chǔ)的熱電多聯(lián)產(chǎn)工藝，特點是利用循環(huán)流化床(CFB)鍋爐的循環(huán)熱灰或半焦作為煤熱解、部分氣化的熱源，煤在流化床氣化爐內(nèi)熱解、部分氣化產(chǎn)生中熱值煤氣，經(jīng)凈化除塵后輸出，氣化爐內(nèi)的半焦及放熱后的循環(huán)灰一起送入循環(huán)流化床鍋爐，半焦燃燒放出熱量產(chǎn)生過熱蒸汽用于發(fā)電、供熱。

浙江大學(xué)是國內(nèi)較早開發(fā)流化床熱解技術(shù)的單位，也是較早開發(fā)多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的單位之一。系統(tǒng)有燃燒室、氣化爐、返料器、汽水系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)和焦油回收系統(tǒng)等部分組成，主要用于完成熱解、氣化、燃燒分級轉(zhuǎn)化、焦油收集等工藝。煤首先進入氣化爐內(nèi)熱解，產(chǎn)生的煤氣經(jīng)凈化后，一部分輸出作為民用，另一部分送入流化床氣化爐作為流化介質(zhì)；氣化爐內(nèi)的半焦及放熱后的循環(huán)熱灰通過返料裝置進入循環(huán)流化床鍋爐，半焦燃燒產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電、供熱；氣化爐內(nèi)煤熱解反應(yīng)所需熱量有循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)熱灰提供，流化介質(zhì)采用低溫凈化后的再循環(huán)煤氣或過熱蒸汽。該技術(shù)的關(guān)鍵是保證大量固體循環(huán)物料在流化床鍋爐燃燒室和氣化爐之間循環(huán)而沒有氣體串通。

3.3 中國的DG工藝

褐煤固體熱載體法快速熱解技術(shù)工業(yè)試驗成功，為中國褐煤加工利用開辟了一條新的途徑，特別是為采用現(xiàn)代技術(shù)的褐煤熱解（干餾）聯(lián)產(chǎn)煤焦油加氫產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。近年來，在煤固體熱載體法熱解技術(shù)工業(yè)試驗的基礎(chǔ)上，我國多家公司和有關(guān)單位，合作進行了“煤固體熱載體熱解制取煤焦油、煤氣和半焦成套技術(shù)”開發(fā)，提升了該技術(shù)工程化水平。

綜上所述，我國是世界煤炭資源產(chǎn)出大國，我國有關(guān)部門、有關(guān)企業(yè)單位及其內(nèi)部工作人員應(yīng)當(dāng)不斷加強褐煤熱解技術(shù)的開發(fā)和利用，在煤炭資源的工藝加工過程中，選擇使用新型清潔原材料，開發(fā)節(jié)能、環(huán)保的新型工藝技術(shù)，為煤炭行業(yè)的持續(xù)良好發(fā)展提供幫助，也為企業(yè)積極爭取更多的經(jīng)濟利潤。

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