低階煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及完善途徑

張利萍 黑大偉（陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

低階煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及完善途徑

張利萍 黑大偉（陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

我國煤炭資源較為豐富，其中低階煤就占據(jù)了煤炭總儲備量的半數(shù)。為了實現(xiàn)對低階煤的高效清潔利用，因此采用并優(yōu)化低階煤提質(zhì)技術(shù)勢在必行。本文從低階煤利用價值談起，進而重點闡述低階煤提質(zhì)技術(shù)的應用現(xiàn)狀，最后對我國未來低階煤提質(zhì)加工技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了預測和展望，以期為我國低階煤資源的高效利用提供一些參考和借鑒。

低階煤；提質(zhì)；現(xiàn)狀；完善

在我國能源結(jié)構(gòu)中，最為突出的特征是富煤貧油少氣。雖然煤炭資源較為豐富，但是無煙煤和煉焦煤等優(yōu)質(zhì)能源占有比例卻并不高，而低階煤卻占據(jù)了煤炭總儲備量的50%，低階煤包含褐煤、長焰煤、弱黏煤、不黏煤、氣煤和焦煤等。因此，如何有效利用低階煤的價值，從而提高能源的轉(zhuǎn)化效率是煤炭行業(yè)需要面對和解決的共同課題。低階煤是煤化初期的低變質(zhì)產(chǎn)物，其特點為：熱穩(wěn)定性差、粘結(jié)性差、密度小和含水量高，同時易于揮發(fā)、自燃和風化，并且具有較強的化學活性。因此，要想實現(xiàn)對低階煤的高效清潔綜合利用，必須要根據(jù)其自然特征及結(jié)構(gòu)特點，從而制定針對性的處理對策和工藝路線，這樣才能形成低階煤健康利用的可行性路徑。低階煤資源儲量巨大，發(fā)展前景十分廣闊，然而目前我國煤炭行業(yè)在低階煤提質(zhì)技術(shù)的運用上還有很大的提升空間，這就需要不斷突破創(chuàng)新，及時發(fā)現(xiàn)技術(shù)上的不足進而持續(xù)優(yōu)化并切實改進。

1 低階煤的利用價值

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國對石油和天然氣的需求量不斷增加，因此從相對豐富的煤炭資源中尋求對油氣的補充顯得尤為重要。通過對低階煤熱解的方式直接提取煤中的揮發(fā)分，以獲得焦油、熱解煤氣和半焦成品，是目前進行低階煤提質(zhì)利用的有效方法。一方面可以緩解我國石油和天然氣的對外依存度；另一方面可以提高低階煤資源的綜合利用率，并實現(xiàn)能源高效利用，這對我國具有重要的戰(zhàn)略意義。此外，低階煤的分級轉(zhuǎn)化后，剩余的半焦或殘?zhí)磕茉催€可以作為高品位潔凈燃料，實現(xiàn)了煤炭利用的整體效應。隨著我國低階煤分級轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，每年將產(chǎn)生數(shù)億噸半焦、殘?zhí)?，采用預熱燃燒技術(shù)實現(xiàn)對這些超低揮發(fā)分碳基燃料的高效清潔燃燒利用，將會創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，因此應用前景和利用價值十分廣闊。此外，低階煤提質(zhì)屬于循環(huán)經(jīng)濟項目，是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點，符合國家的能源政策和產(chǎn)業(yè)政策，具有極大的發(fā)展空間。

2 對目前低階煤提質(zhì)技術(shù)應用現(xiàn)狀的分析

2.1 低階煤脫水干燥提質(zhì)技術(shù)

首先，國外蒸發(fā)脫水干燥技術(shù)的典型應用當屬德國蒸汽流化床工藝，該工藝利用蒸汽作為介質(zhì)，采用模塊化設(shè)計思路。不僅具有極高的安全性，而且加工過程對于低階煤的利用和轉(zhuǎn)化效率極高。目前已經(jīng)在德國取得了較為廣泛的應用。此外，美國公司研發(fā)了蒸汽與空氣聯(lián)合干燥技術(shù)，通過利用冷凝器的熱水作為干燥介質(zhì)這一方式，既減少了廢氣的排放，同時又實現(xiàn)了熱量的循環(huán)利用。國內(nèi)目前對于低階煤干燥提質(zhì)技術(shù)的研究尚處于初級階段，因此在實際加工操作中仍存在一些不足和缺點；其次，低階煤干燥提質(zhì)技術(shù)的另外一種形式是非蒸發(fā)脫水干燥工藝，該工藝是以高壓蒸汽作為熱源進而與低階煤接觸，通過改變低階煤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實現(xiàn)去除水分的過程，最終產(chǎn)出潔凈和高質(zhì)量的煙煤燃料。

2.2 洗選加工提質(zhì)技術(shù)

低階煤提質(zhì)技術(shù)還包括洗選加工技術(shù)。首先，為了提高低階煤質(zhì)量，并達到環(huán)保的要求，需要對原煤進行洗滌，以除去原料中的無機礦物質(zhì)，同時最大限度地降低灰分和硫分。其次，洗滌后的低階煤就可以根據(jù)不同的需求進行分類和篩檢，這樣不同質(zhì)量和規(guī)格的低階煤可以實現(xiàn)有效分離，以提升資源利用的合理性。最后，低階煤分類后，可其中的矸石成分自然而然會被脫離，這樣既減輕了運輸?shù)呢摀统杀?，同時矸石還可以為建筑生產(chǎn)提供材料來源。目前，我國低階煤洗選加工提質(zhì)技術(shù)的應用已經(jīng)摒棄了傳統(tǒng)意義上的濕法洗選，逐漸向重力分選與泥化分選結(jié)合的模式不斷邁進，通過新理念和新工藝的實施，極大提升了低階煤提質(zhì)的效果和質(zhì)量。

2.3 低階煤熱解技術(shù)

低階煤通過熱解干餾的方式，可以從中提煉出液態(tài)焦油和氣態(tài)煤氣等能源，此外，剩余的半焦或殘?zhí)磕茉催€可以繼續(xù)利用。因此，低階煤熱解技術(shù)符合國家節(jié)能減排的倡導，對于國家戰(zhàn)略發(fā)展的意義十分重大。低階煤熱解提質(zhì)技術(shù)的種類很多，根據(jù)不同溫度、速度、載體以及壓力等環(huán)境條件下，會應用到不同的熱解技術(shù)。其中較為成熟的技術(shù)包括有LFC熱解工藝、L-R低溫熱解工藝、Toscoal熱解工藝、Garrett熱解工藝、COED熱解工藝、煤部分加氫快速熱解工藝、MRF熱解工藝、ETCH-175熱解工藝等。以上熱解技術(shù)在反應器、加熱方式、低階煤種類的要求等方面均有不同的特征，此外在工業(yè)處理能力、目標產(chǎn)品和加工規(guī)模方面也各不相同。尤其是針對不同粒度的低階煤，更要選取適宜的熱解技術(shù)。

3 對我國低階煤提質(zhì)加工技術(shù)發(fā)展趨勢的展望

低階煤是我國煤炭資源中的重要組成部分，然而國內(nèi)對低階煤提質(zhì)加工技術(shù)的研究還相對滯后，因此低階煤資源的有效利用仍面臨諸多問題和挑戰(zhàn)。為了提高煤炭工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，加快低階煤提質(zhì)技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新勢在必行。一方面，要對現(xiàn)有和國外提質(zhì)加工技術(shù)進行深入研究，并結(jié)合國情與實際處理環(huán)境特點，探索出合理、科學且高效的技術(shù)方案。另一方面，加大對浮選過程強化與高效分離機制自主研究的同時，還要與國外先進煤企相互合作，以最大限度地提升和拓展低階煤轉(zhuǎn)換的效率。

總之，低階煤資源的利用價值極高，煤炭行業(yè)要加大對低階煤提質(zhì)加工技術(shù)的探索、引進和創(chuàng)新，進而推動我國低階煤提質(zhì)加工技術(shù)不斷健康可持續(xù)發(fā)展。

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[3]程守云，閏鐵磊.國內(nèi)低階煤干燥技術(shù)的工業(yè)應用新進展[J].廣州化工，2012，40(16):25-26.