煤炭加工與綜合利用62COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTLIZATIONNo. 8, 2014褐煤氣化存在的問題及提質(zhì)方向張麗早(長青中美(北京)能源技術(shù)有限公司，北京100071)摘要: 從新型煤氣化技術(shù)對褐煤的要求出發(fā)，對比分析了蒸發(fā)式與非蒸發(fā)式褐煤干燥技術(shù)處理過程中對褐煤產(chǎn)生的不同作用，并著重?cái)⑹隽朔钦舭l(fā)式褐煤干燥技術(shù)對褐煤的改質(zhì)作用，提出非蒸發(fā)式褐煤干燥技術(shù)給處理煤化工用褐煤提供了更大的空間。關(guān)鍵詞:褐煤;煤化工;干燥設(shè)備:非蒸發(fā)式干燥中圖分類號: TQ546.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 1005-8397 (2014) 08-0062-03我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)及優(yōu)質(zhì)煤炭資源寒冷地區(qū)冬季褐煤的凍結(jié)現(xiàn)象，更會造成運(yùn)輸、的逐漸減少引發(fā)了低階煤資源的開發(fā)熱潮。褐煤裝卸操作困難。褐煤直接用于氣化不僅增加熱能消以其儲量集中、易開采、價格低廉、化學(xué)活性高耗,增加成本,更會造成氣化爐內(nèi)的褐煤爆裂問題，等特點(diǎn)受到大家的關(guān)注。但褐煤在水分、機(jī)械強(qiáng)影響氣化效率。-般碎煤氣化要求入爐煤水 分小度、成漿性、熱穩(wěn)定性等方面的缺陷，決定了褐.于20%，粉煤氣化要求入爐煤水分為8%~ 12%。煤在應(yīng)用前需經(jīng)過干燥預(yù)處理。目前，國內(nèi)褐煤1.2 機(jī)械強(qiáng)度低、易粉化干燥相關(guān)的技術(shù)主要分為蒸發(fā)式干燥與非蒸發(fā)式褐煤機(jī)械強(qiáng)度較低、成分復(fù)雜，放在空氣中干燥技術(shù)。國內(nèi)很多學(xué)者對各種技術(shù)都做了詳盡易風(fēng)化、碎裂，在開采、輸送和儲存過程中會產(chǎn)的介紹”4。本文在分析褐煤用于氣化時出現(xiàn)的各生大量的粉煤，降低褐煤的利用價值，并帶來很種問題的基礎(chǔ)上，比較蒸發(fā)式與非蒸發(fā)式褐煤千大的安全隱患和環(huán)保壓力。碎煤氣化要求入爐煤燥技術(shù)對褐煤處理過程中產(chǎn)生的不同作用，提出有較高的抗碎強(qiáng)度，如要求褐煤4次跌落后大于了非蒸發(fā)式褐煤千燥技術(shù)在處理煤化工用褐煤時6 mm的塊煤率大于90%以上。的優(yōu)勢與前景。.3 成漿率低褐煤含水高的另一個顯著特征是內(nèi)水含量1褐煤 氣化時出現(xiàn)的問題偏高(如內(nèi)蒙地區(qū)多數(shù)褐煤內(nèi)水含量高達(dá)10%~褐煤是一種低變質(zhì)程度的煤，缺點(diǎn)顯著，近20%)。同時，褐煤的可磨性較差、難磨，很難制幾年在煤化工項(xiàng)目上的試驗(yàn)性應(yīng)用，更是突出顯得高濃度、流動性好的水煤漿。褐煤成漿濃度一示了褐煤的弊端。般低于50%，而水煤漿氣化-般要求水煤漿濃度.1.1水分高應(yīng)接近60%。褐煤直接制漿無法滿足水煤漿氣化褐煤的顯著特點(diǎn)是水分較高，全水分一般為要求，用于水煤漿氣化的工藝路線受到限制。20%~50%，云南昭通等地年輕褐煤水分甚至高1.4 熱穩(wěn)定性差達(dá)60%。水分高對褐煤的儲存、加工、輸送和卸.褐煤熱穩(wěn)定性較差，- -般低于60% (7S,o),料過程影響較大，儲存易自燃，加工易造成堵料,低者甚至不到30% (TS+6), 用于碎煤高溫氣化時，因水分的快速蒸發(fā)，容易迅速碎裂成小塊或煤粉,收稿曰期: 2014-07-21作者簡介:張麗早(1984- -),女，河北邢臺人，2009年畢業(yè)于造成爐內(nèi)阻力增大，使煤氣中未反應(yīng)煤粉的帶出天津大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，工學(xué)碩士，長青中美(北京)能源技術(shù)有量增多，中國煤化工的正常運(yùn)行。限公司工藝工程師。碎煤氣化要YHCN M H G于85%以上。2014年第8期張麗早:褐煤氣化存在的問題及提質(zhì)方向631.5煤質(zhì)復(fù)雜對自燃相當(dāng)敏感。干燥產(chǎn)品貯存或運(yùn)輸過程中回褐煤中硫、汞、氯等雜質(zhì)離子含量復(fù)雜，氣吸現(xiàn)象嚴(yán)重，必須就近、盡快使用。另外，由于化過程中對氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行有一定的影響， 嚴(yán)加熱過程中煤內(nèi)部達(dá)到的溫度不高，一般達(dá)不到重時可造成氣化爐的損壞。能讓褐煤中的含氧官能團(tuán)分解的程度，褐煤的煤近些年，新型煤化工發(fā)展迅速，褐煤化學(xué)活質(zhì)不發(fā)生變化，褐煤機(jī)械強(qiáng)度、成漿性、熱穩(wěn)定性高、儲量豐富、開采成本低廉，受到煤化工企性等性能沒有明顯的改善。業(yè)的關(guān)注。煤化工一般要綜合考慮原料特點(diǎn)、目2.2非 蒸發(fā)式褐煤干燥技術(shù)標(biāo)產(chǎn)品等來選擇合適的氣化技術(shù)。就近利用自有非蒸發(fā)式褐煤干燥即干燥過程中褐煤中的水或廉價的低階煤資源是項(xiàng)目建設(shè)的首選，但褐煤分以液態(tài)形式從煤中脫除，其過程主要包括水分等低階煤用于氣化時出現(xiàn)的各種問題又使一些煤的擠壓、遷移及煤/水分離的過程。國外對非蒸化工企業(yè)望而卻步，更成為擁有褐煤煤礦而規(guī)劃發(fā)式褐煤干燥技術(shù)的研究較多，此類技術(shù)主要有發(fā)展煤化工的企業(yè)頭疼的難題。美國的K-燃料技術(shù)(K-Fuel*)、 日本的D-K工藝、日本的UBC熱油工藝、烏克蘭的熱壓處理工藝2褐煤提質(zhì)發(fā)展方向等B-7。目前，解決褐煤氣化問題的研究方向一種是非蒸發(fā)式干燥一般在一定的中、 高壓條件下改爐:通過氣化爐改造來適應(yīng)褐煤煤種;另一種進(jìn)行，利用壓力擠壓褐煤，使褐煤中的水分遷移是改煤:通過預(yù)處理來改善褐煤煤質(zhì)，將褐煤轉(zhuǎn)外排，同時破壞并緊縮褐煤的孔隙結(jié)構(gòu)。非蒸發(fā)化為潔凈煤后再進(jìn)行后續(xù)的氣化等深加工過程。式干燥一般需將褐煤加熱到200 C以上。在此溫我國褐煤特性復(fù)雜、變化大，同一地區(qū)甚至同一度下，褐煤會發(fā)生脫羧等反應(yīng)，褐煤中的含氧官煤礦不同煤層的煤質(zhì)都不一-樣， 針對某-煤種或能團(tuán)發(fā)生分解，褐煤表面由親水性轉(zhuǎn)為疏水性，煤源進(jìn)行氣化爐改造比較困難、通用性不強(qiáng)，而干燥煤基本不回吸水分，煤的變質(zhì)程度加深。通過改質(zhì)將褐煤轉(zhuǎn)化為潔凈煤再利用的方向則更褐煤經(jīng)過非蒸發(fā)式干燥后，除水分大幅降低加合理，可減少因煤種而導(dǎo)致的氣化工藝選擇的外，褐煤的其他性能也發(fā)生了與蒸發(fā)式干燥不同局限性等問題，使得褐煤的可利用范圍更廣。的變化:2.1 蒸發(fā)式褐煤干燥技術(shù)(1)不僅能去除褐煤中大部分的外水與內(nèi)水，采用蒸發(fā)式褐煤干燥技術(shù)，在干燥過程中褐對褐煤中化合水的去除也起到一定的作用，有利.煤中的水分以水蒸汽的形式從煤中脫除。過程主于降低褐煤在回吸、自燃等方面的傾向;要包括水分從褐煤內(nèi)部孔隙到褐煤表面的遷移及(2)與蒸發(fā)式干燥相比，非蒸發(fā)式干燥過程水分從褐煤表面蒸發(fā)的過程。國內(nèi)常見的此類技中節(jié)省了水的蒸發(fā)潛熱，避免了水分蒸發(fā)帶來的術(shù)有滾簡干燥技術(shù)、管式干燥技術(shù)、內(nèi)加熱流化大量能量消耗、爆裂等弊端;床技術(shù)、振動流化床技術(shù)及帶式爐技術(shù)等[4。(3)非蒸發(fā)式干燥對優(yōu)化煤的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度有蒸發(fā)式干燥屬于傳統(tǒng)的干燥方式，一般在常利，由于處理過程中的壓實(shí)作用，產(chǎn)品煤較原煤.壓下進(jìn)行。加熱過程中，煤內(nèi)部能夠達(dá)到的溫度可能會表現(xiàn)出更強(qiáng)的機(jī)械性能;不高，- .般低于150 C.加熱過程中，煤中的水(4)高壓蒸汽處理能產(chǎn)生人工煤化作用或加分以氣態(tài)的方式從煤中脫出。蒸發(fā)式干燥可去除速變質(zhì)作用，對改善褐煤水煤漿成漿性、熱穩(wěn)定褐煤中的外在水分，對褐煤內(nèi)在水分的去除需要性等性能有明顯作用;以犧牲褐煤粒度和延長干燥時間來達(dá)到，一般處(5)非蒸發(fā)式干燥過程中由于水的帶出作用，理粒徑較小，多數(shù)為粉煤處理工藝。褐煤經(jīng)過蒸液態(tài)水在排出、分離的過程中對煤炭有一定 的洗，發(fā)式干燥時，它的內(nèi)部強(qiáng)度大大減弱，干燥過程滌作用。洗滌作用的大小取決于操作條件和煤顆中存在水分來不及遷移到褐煤表面即汽化造成的粒度的大中國煤化工離子有- -定的去爆米花現(xiàn)象，干燥的煤很快地粉碎變?yōu)榇罅糠勖?，除作? .YHCNMHG64 .煤炭加工與綜合利用.2014年第8期3結(jié)論重復(fù)建設(shè)蒸發(fā)式示范項(xiàng)目的意義不大，對原理不近幾年，新型煤化工行業(yè)的興起引起了煤化同的技術(shù)進(jìn)行示范，驗(yàn)證其產(chǎn)品對煤化工的適用工企業(yè)對褐煤的關(guān)注程度，但國內(nèi)嘗試采用褐煤性可能更具有實(shí)際意義。直接氣化或經(jīng)過傳統(tǒng)蒸發(fā)干燥處理后再氣化的方參考文獻(xiàn).式凸顯了褐煤的缺點(diǎn)。除了高水分帶來的能耗增[1] 戴和武，謝可玉.褐煤利用技術(shù)[M].北京，煤炭工業(yè)出版加、氣化效率低等問題，褐煤較低的成漿率、較社, 199:123-124.4差的機(jī)械強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性、復(fù)雜的離子含量等缺[2] 周夏， 劉長輝.褐煤氣化前的預(yù)處理技術(shù)[J].煤炭加工與綜點(diǎn)嚴(yán)重制約了褐煤在煤化工領(lǐng)域的發(fā)展利用，褐合利用，2008 (5) :32-36.[3邵俊杰.褐煤提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀及我國禍煤提質(zhì)技術(shù)發(fā)展趨勢初探煤的提質(zhì)預(yù)處理過程變得更加必要。[].神華科技, 209.7 (2) :17-22.對比蒸發(fā)式與非蒸發(fā)式褐煤干燥技術(shù)原理及[4] 朱書全.褐煤提質(zhì)技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀及分析[D]. 專論與綜述,2011,17其對褐煤產(chǎn)生的作用，在煤化工領(lǐng)域如想采用褐(1) :1-4.煤作為氣化原料，僅采用蒸發(fā)式干燥去除褐煤中(美)Tibor G. Rozgonyi.用飽和蒸汽加工提質(zhì)高水分褐煤[J].的水分是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而非蒸發(fā)式干燥在處理褐趙振本譯.煤炭轉(zhuǎn)化, 1987 (02) :64 71.(美)H●P●Ruyter, L. Van Raam, H. Vanderpoel.南澳大利煤的過程中產(chǎn)生了類似人工煤化的作用，不僅可亞Wakefield褐煤的優(yōu)質(zhì)化[J].劉翠玲譯. 煤炭轉(zhuǎn)化, 1986有效去除褐煤水分，對褐煤的結(jié)構(gòu)與性能也有一(04) :43-48.定程度的改善，給處理煤化工用褐煤提供了很大[ 7] 魏廣學(xué)，徐建華，陳伍平，等.褐煤脫水提質(zhì)的研究[D].農(nóng)村的空間，應(yīng)引起大家的關(guān)注。在目前的現(xiàn)狀下，能源，1994 (2) :16-20.潞寶集團(tuán)10萬t/a粗苯精制項(xiàng)目順利投產(chǎn)2014年8月21日，潞寶生態(tài)工業(yè)園區(qū)再傳喜訊。山西潞寶集團(tuán)為打造全國一流的有機(jī)合成材料基地、現(xiàn)代精細(xì)化工園區(qū)又向前邁出了一步，投資31.4億元的潞寶興海煤焦化工產(chǎn)品材料化深加工項(xiàng)目第二個裝置一10 萬t/a粗苯精制項(xiàng)目順利投產(chǎn)。作為潞城市“延伸抓循環(huán)、轉(zhuǎn)型上高端”重大標(biāo)桿項(xiàng)目，這一項(xiàng)目順利投產(chǎn)，為實(shí)現(xiàn)“焦化粗苯為原料生產(chǎn)精苯~環(huán)已烷~環(huán)已酮~已內(nèi)酰胺(尼龍6單體)有機(jī)合成材料深加工”產(chǎn)品鏈莫定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。今年以來，山西省煤焦市場遭遇“寒冬”，工業(yè)運(yùn)行十分艱難，經(jīng)濟(jì)下行壓力異常嚴(yán)峻。實(shí)現(xiàn)“止緩、回穩(wěn)、促增”迫切需要更多開工項(xiàng)目盡快竣工投產(chǎn)達(dá)效，以此提振全省上下逆勢而進(jìn)的決心和信心。作為山西省轉(zhuǎn)型跨越的開路先鋒，山西落寶集團(tuán)勇于擔(dān)當(dāng)，不但負(fù)重爬坡,善于“?！敝袑ぁ皺C(jī)”，而且自逼加壓，敢于化“?！睘椤皺C(jī)”。投資31.4 億元建設(shè)第一期尼龍6單體精細(xì)化工工程,配套投資22億元建設(shè)6.3 m大型搗固焦?fàn)t項(xiàng)目,投資6億元建設(shè)兩套干熄焦熱能回收、熱電供聯(lián)項(xiàng)目，投資3.2億元建設(shè)園區(qū)污水集中處理和資源化利用項(xiàng)....潞寶集團(tuán)一系列重點(diǎn)項(xiàng)目的陸續(xù)建成，為企業(yè)平穩(wěn)度過經(jīng)濟(jì)“寒冬”降壓減負(fù)。山西潞寶興海新材料有限公司是由潞寶集團(tuán)與重慶興海投資公司合資成立，規(guī)劃總投資115億元，分別建設(shè)45萬t/a己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置和15萬t/a乙丙橡膠裝置及配套裝置，年產(chǎn)值可達(dá)150多億元。該公司興建的這套煤焦化工產(chǎn)品材料化深加工項(xiàng)目是世界上第一套全部以焦化副產(chǎn)品粗苯、焦?fàn)t煤氣為主要原料生產(chǎn)高檔尼龍6單體的聯(lián)合裝置，是山西省煤化工轉(zhuǎn)型的重大標(biāo)桿項(xiàng)目，也是潞城市“20個投資百億元非煤非電重點(diǎn)項(xiàng)目”之一。以焦化初級產(chǎn)品為原料，經(jīng)過有機(jī)合成工藝深加工，生產(chǎn)尼龍紡織品等系列化工產(chǎn)品，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)由材料生產(chǎn)向材料加工轉(zhuǎn)型，是潞寶集團(tuán)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)煤化工向現(xiàn)代精細(xì)煤化工跨越的創(chuàng)新之舉。經(jīng)過一年多的艱苦奮戰(zhàn)，廣大建設(shè)者們完成了2000多t鋼結(jié)構(gòu)、140 多臺動設(shè)備、6臺大型機(jī)組、8臺大型機(jī)泵、200 多臺靜設(shè)備、30 個物料貯罐、95 km電儀電纜、1800 多個儀表回路、60000 多米壓力管道的安裝。經(jīng)過大量的試生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，粗苯精制裝置在8月18 日聯(lián)動試車成功，8月19日產(chǎn)出優(yōu)級品精苯，純度99.97%，質(zhì)量優(yōu)于國標(biāo)規(guī)定的99.90%。潞寶集團(tuán)董事長韓長安表示，能在這么短的時間內(nèi)高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量完成建設(shè)任務(wù)，是各專業(yè)緊密配合，并肩作戰(zhàn)，以“一天當(dāng)作三天干、八小時算一天”的拼搏精神創(chuàng)造的又一個成果。在裝置建設(shè)的每一個角落都流下了設(shè)計(jì)人員、總包人員、施工人員、專業(yè)技術(shù)人員無數(shù)的汗水。他說,“十二五”期間,潞寶集團(tuán)把規(guī)劃的中國煤化工突破300億元，力爭達(dá)到350億元。YHCNMHG年8月25日)