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

國(guó)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(jì)院有限公司,沈陽(yáng) 110000）

摘 要：褐煤資源作為煤炭資源中的一個(gè)龐大分支種類煤炭種類，其在我國(guó)現(xiàn)有的存儲(chǔ)數(shù)量為一千多億噸，為我國(guó)總體煤炭存儲(chǔ)數(shù)量的百分之二十左右。而褐煤資源的開(kāi)發(fā)、加工應(yīng)用技術(shù)也日漸受到國(guó)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(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)，從國(guó)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(gè)方面，介紹國(guó)內(nèi)外典型的幾種褐煤熱解技術(shù),并對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀,及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)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(guó)可謂是世界煤炭資源產(chǎn)出大國(guó)。我國(guó)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(chǔ)數(shù)量方面。而褐煤資源作為煤炭資源中的一個(gè)龐大分支種類煤炭種類，其在我國(guó)現(xiàn)有的存儲(chǔ)數(shù)量為一千多億噸，為我國(guó)總體煤炭存儲(chǔ)數(shù)量的百分之二十左右。我國(guó)的褐煤資源從地理位置上看，多集中于我國(guó)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(jìn)行在戶外、上方無(wú)遮蓋物的開(kāi)采形式，并且能夠獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。由于，全球資源市場(chǎng)上的煤田資源價(jià)格在不斷攀升，因此開(kāi)采過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程、加工利用過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)便的褐煤資源尤其受到追捧和歡迎，我國(guó)政府有關(guān)部門和各公司企業(yè)也逐漸注重對(duì)褐煤資源的開(kāi)發(fā)與管理。對(duì)褐煤的工業(yè)化開(kāi)發(fā)和相關(guān)產(chǎn)品的綜合利用，對(duì)我國(guó)未來(lái)幾年、幾十年建設(shè)一個(gè)節(jié)能型社會(huì)，推動(dòng)我國(guó)煤能源的綜合開(kāi)發(fā)，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展將是一個(gè)重要的戰(zhàn)略項(xiàng)目。

目前國(guó)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(jìn)行改質(zhì)加工，得到潔凈煤、焦油及煤氣三種能源，再進(jìn)一步加工生產(chǎn)下游產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)褐煤綜合利用。

2 煤炭熱解技術(shù)的發(fā)展

在上個(gè)世紀(jì)初期，熱解技術(shù)開(kāi)始被研發(fā)出來(lái)，并且很快受到社會(huì)各界的重視與關(guān)注。隨著對(duì)煤炭熱解技術(shù)的科學(xué)研發(fā)，對(duì)煤炭資源的加工過(guò)程逐漸由提煉、制取固體無(wú)煙燃料、石蠟油，演變?yōu)樘釤捄蜕a(chǎn)高級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)液體燃料。在上個(gè)世紀(jì)的五十年代，隨著世界范圍內(nèi)石油、天然氣的開(kāi)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(guó)家，始終沒(méi)有停止對(duì)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(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)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(xiàng)目被采用，從而加強(qiáng)并提升煤炭的產(chǎn)出數(shù)量，提高生產(chǎn)效率。在當(dāng)時(shí)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(guò)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(guó)也逐步引進(jìn)了對(duì)煤炭熱解技術(shù)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)與國(guó)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(guó)多在煤炭資源的利用開(kāi)發(fā)過(guò)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(guó)有關(guān)煤炭資源開(kāi)發(fā)部門創(chuàng)設(shè)的變質(zhì)煤炭熱解技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的加工順序?yàn)椋菏紫仁褂弥械蜏責(zé)峤?，然后依次進(jìn)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(duì)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(jìn)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)?，并可以提供給城市居民生活使用，或者提供給公司企業(yè)做工業(yè)用途的使用。因?yàn)楹置嘿Y源在被熱解加工之前，進(jìn)行了脫水干燥加工過(guò)程，所以從一定程度上避免了煤炭資源的浪費(fèi)，并為之后的污水處理過(guò)程提供了方便，起到環(huán)保、節(jié)能的作用。

3.2 中國(guó)的ZDL工藝

ZDL工藝是浙江大學(xué)開(kāi)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(diǎn)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(guò)熱蒸汽用于發(fā)電、供熱。

浙江大學(xué)是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)發(fā)流化床熱解技術(shù)的單位，也是較早開(kāi)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(jí)轉(zhuǎn)化、焦油收集等工藝。煤首先進(jìn)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(guò)返料裝置進(jìn)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(guò)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(méi)有氣體串通。

3.3 中國(guó)的DG工藝

褐煤固體熱載體法快速熱解技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)成功，為中國(guó)褐煤加工利用開(kāi)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(lái)，在煤固體熱載體法熱解技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國(guó)多家公司和有關(guān)單位，合作進(jìn)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(kāi)發(fā)，提升了該技術(shù)工程化水平。

綜上所述，我國(guó)是世界煤炭資源產(chǎn)出大國(guó)，我國(guó)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(qiáng)褐煤熱解技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用，在煤炭資源的工藝加工過(guò)程中，選擇使用新型清潔原材料，開(kāi)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(zhēng)取更多的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。

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