我国褐煤提质技术发展探讨)

1、张殿奎张殿奎20132013年年4 4月月 太原太原中国褐煤提质技术发展探讨中国褐煤提质技术发展探讨主要内容主要内容 结束语结束语 褐煤提质技术的发展趋势褐煤提质技术的发展趋势 我国褐煤储量及分布情况我国褐煤储量及分布情况 中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点1 国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术2 褐煤提质技术存在的问题褐煤提质技术存在的问题345Page 2v 全世界褐煤的储量约有全世界褐煤的储量约有4万亿吨，约占世界煤炭储量的万亿吨，约占世界煤炭储量的40%。我国褐煤的资源量为。我国褐煤的资源量为3194.38亿吨，探明保有资源量亿吨，探明保有资源量1291.32亿吨，

2、约占全国煤炭探明保有资源量的亿吨，约占全国煤炭探明保有资源量的15-20%。v 中国褐煤在中国煤炭和能源供给中所占比例呈上升趋势，中国褐煤在中国煤炭和能源供给中所占比例呈上升趋势，未来未来10年内，中国褐煤年产量将达到年内，中国褐煤年产量将达到5亿吨以上，主要用于亿吨以上，主要用于电煤和气化转化。电煤和气化转化。 褐煤是煤化程度较低的煤种，煤化程度褐煤是煤化程度较低的煤种，煤化程度介于泥炭和烟煤之间，褐煤普遍含有介于泥炭和烟煤之间，褐煤普遍含有2050%左右的水分，左右的水分，挥发分一般在挥发分一般在4555%，含一定量的原生腐植酸，碳含量低，含一定量的原生腐植酸，碳含量低，氧含量高，氢含量变

3、化大，在储存和利用过程中存在许多问氧含量高，氢含量变化大，在储存和利用过程中存在许多问题。首先主要介绍了中国褐煤资源量及其特点等内容。题。首先主要介绍了中国褐煤资源量及其特点等内容。一、一、中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点Page 3我国褐煤资源分布情况我国褐煤资源分布情况我国褐煤商品煤的重要质量指标我国褐煤商品煤的重要质量指标我国褐煤利用中存在的问题我国褐煤利用中存在的问题 2002年份全国褐煤主要产区褐煤产量年份全国褐煤主要产区褐煤产量 褐煤主要产区褐煤主要产区累计产量累计产量 万吨万吨占全国褐煤占全国褐煤 %内蒙古内蒙古12248.7187.39辽宁辽宁39.880.28吉林

4、吉林535.733.82黑龙江黑龙江89.130.64山东山东257.891.84广西广西66.980.48云南云南755.665.39甘肃甘肃22.370.16全国合计全国合计14016.35100我国褐煤主要分布我国褐煤主要分布于内蒙古东部、黑于内蒙古东部、黑龙江东部和云南东龙江东部和云南东部，特别是东北和部，特别是东北和内蒙古东部地区，内蒙古东部地区，褐煤褐煤资源量约占资源量约占该该地区地区煤炭资源量的煤炭资源量的70%以上。以上。我国褐煤资源分布情况我国褐煤资源分布情况一、一、中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点Page 4矿区矿区全水分全水分Mt %平均灰分平均灰分Ad %平

5、均挥发分平均挥发分Vdaf %低位发热量低位发热量Qnet,ar MJ/kg成煤时代成煤时代舒兰舒兰21.939.354.6810.7早第三纪珲春珲春17.824.3847.5617.22早第三纪霍林河霍林河28.131.5151.1112.66晚侏罗纪平庄平庄23.129.0843.0914.52晚侏罗纪宝日希勒宝日希勒31.816.9340.2514.48晚侏罗纪扎局扎局32.317.6644.5315.36晚侏罗纪大雁大雁34.915.2246.0414.04晚侏罗纪龙口龙口21.116.9844.8219.57早第三纪小龙潭小龙潭35.110.4250.414.5晚第三纪伊敏伊敏38.

6、723.3845.0411.2晚侏罗纪先锋先锋34.87.749.121.4晚第三纪昭通昭通50.525.555.4 10.0晚第三纪Page 5我国褐煤商品煤的重要质量指标我国褐煤商品煤的重要质量指标一、一、中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点一、一、中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点我国褐煤利用中存在的问题我国褐煤利用中存在的问题 褐煤一般都被作为一种低阶燃料，在产地附近将其燃褐煤一般都被作为一种低阶燃料，在产地附近将其燃烧发电，少部分作为煤化工原料。烧发电，少部分作为煤化工原料。 褐煤含水量高、热值低、易风化碎裂、易氧化自燃、褐煤含水量高、热值低、易风化碎裂、易氧化自燃

7、、难以洗选和储存，造成单位能量的运输成本较高，不适难以洗选和储存，造成单位能量的运输成本较高，不适合长距离运输和利用，而且高水分褐煤直接燃烧的热效合长距离运输和利用，而且高水分褐煤直接燃烧的热效率较低，经济性有限，温室气体的排放量也很大，这些率较低，经济性有限，温室气体的排放量也很大，这些特点在很大程度上限制了褐煤的开发和利用，因此高效特点在很大程度上限制了褐煤的开发和利用，因此高效合理的褐煤提质技术成为国内外研究的热点。合理的褐煤提质技术成为国内外研究的热点。Page 6主要内容主要内容Page 7 结束语结束语 褐煤提质技术的发展趋势褐煤提质技术的发展趋势 我国褐煤储量及分布情况我国褐煤储

8、量及分布情况 中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点1 国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术2 褐煤提质技术存在的问题褐煤提质技术存在的问题345 褐煤提质，是指褐煤经干燥脱水、热解和成型等加褐煤提质，是指褐煤经干燥脱水、热解和成型等加工利用过程后，褐煤的组成和结构发生变化，含水量显工利用过程后，褐煤的组成和结构发生变化，含水量显著降低，热值增加，具有较好的稳定性，性质更接近于著降低，热值增加，具有较好的稳定性，性质更接近于烟煤。褐煤提质加工技术主要包括烟煤。褐煤提质加工技术主要包括干燥、热解和成型干燥、热解和成型技技术三大类。术三大类。二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐

9、煤提质技术Page 8褐煤干燥提质技术褐煤干燥提质技术褐煤热解提质技术褐煤热解提质技术 褐煤成型提质技术褐煤成型提质技术 褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质技术 褐煤干燥技术有高温烟气干燥、水蒸气干燥、机械热挤压（褐煤干燥技术有高温烟气干燥、水蒸气干燥、机械热挤压（MTE）技）技术术等等。高温烟气干燥的使用相对成熟，其中滚筒干燥为国内多采用的典型。高温烟气干燥的使用相对成熟，其中滚筒干燥为国内多采用的典型技术。技术。 机械脱水技术机械脱水技术在选煤厂已广泛应用，但其处理能力和脱水效率尚难达在选煤厂已广泛应用，但其处理能力和脱水效率尚难达到褐煤脱水的要求。到褐煤脱水的要求。 蒸发脱水技术蒸发脱水技术可

10、以降低褐煤的水分，提高褐煤的热值，但简单的蒸发可以降低褐煤的水分，提高褐煤的热值，但简单的蒸发脱水难以改变褐煤的物理化学结构，不能解决易自燃和重新吸水等问题，脱水难以改变褐煤的物理化学结构，不能解决易自燃和重新吸水等问题，可以作为进一步热解前脱水技术使用。可以作为进一步热解前脱水技术使用。 非蒸发脱水技术非蒸发脱水技术是将褐煤与高温高压水蒸气直接接触，使水分呈液态是将褐煤与高温高压水蒸气直接接触，使水分呈液态脱出，不需要蒸发潜热，热效率高。褐煤受高温高压作用的影响，其组成脱出，不需要蒸发潜热，热效率高。褐煤受高温高压作用的影响，其组成和性质会发生相应的变化，变化趋势类似于煤化程度的增强。目前很

11、多国和性质会发生相应的变化，变化趋势类似于煤化程度的增强。目前很多国家包括日本，德国和美国都在开发非蒸发干燥脱水技术。家包括日本，德国和美国都在开发非蒸发干燥脱水技术。 关于高温烟气干燥技术将在以下篇章中加以介绍。关于高温烟气干燥技术将在以下篇章中加以介绍。Page 9二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质技术间接加热干燥间接加热干燥 该技术的干燥介质为饱和蒸该技术的干燥介质为饱和蒸汽（压力为汽（压力为0.15-0.55 MPa0.15-0.55 MPa），采），采用间接加热。用间接加热。常压下用低压蒸汽通过管式干燥常压下用低压蒸汽通过管式干燥器将煤（

12、粒度器将煤（粒度3mm3mm）加热到大约）加热到大约100100，使水分蒸发，并和煤一起，使水分蒸发，并和煤一起进入干燥器的空气作为脱水介质，进入干燥器的空气作为脱水介质，通过除尘器将煤粉分离，部分空通过除尘器将煤粉分离，部分空气经压缩进入干燥器循环，部分气经压缩进入干燥器循环，部分排入大气。排入大气。蒸汽筒式干燥技术蒸汽筒式干燥技术Page 10二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质技术 利用成熟的流化技术干燥褐煤，可以提高效率和处理能力，利用成熟的流化技术干燥褐煤，可以提高效率和处理能力，但要求原煤粒度均匀。在流化床干燥器内，过热蒸汽将褐煤但要求原

13、煤粒度均匀。在流化床干燥器内，过热蒸汽将褐煤流从干燥器的底部吹向沸腾床上部从而产生流化现象。流化流从干燥器的底部吹向沸腾床上部从而产生流化现象。流化床中的蒸汽吸收褐煤原煤中蒸发出的水分，原煤从干燥器的床中的蒸汽吸收褐煤原煤中蒸发出的水分，原煤从干燥器的上部输入，经过旋风分离机，蒸汽再被部分导回到干燥器。上部输入，经过旋风分离机，蒸汽再被部分导回到干燥器。直接加热干燥脱水方法直接加热干燥脱水方法流化床干燥技术流化床干燥技术Page 11二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质技术Page 12二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术 将褐煤加热

14、到不大于将褐煤加热到不大于220220的条件下，通过机械挤压将水脱出。由于热压脱的条件下，通过机械挤压将水脱出。由于热压脱水是在热和机械力共同作用下，将褐煤中水分以液态形式脱除，可以大幅降低能水是在热和机械力共同作用下，将褐煤中水分以液态形式脱除，可以大幅降低能耗。耗。为了使干燥介质均匀分布在煤层中，原煤必须用压盘稍微预压一下。预压时，为了使干燥介质均匀分布在煤层中，原煤必须用压盘稍微预压一下。预压时，热水从压盘里的喷洒系统均匀地分布在煤层表面。在饱和蒸汽压力下，水进入压热水从压盘里的喷洒系统均匀地分布在煤层表面。在饱和蒸汽压力下，水进入压力室，热水经过煤层并且向煤释放所有的热量，然后用蒸汽加

15、热并使煤中的水分力室，热水经过煤层并且向煤释放所有的热量，然后用蒸汽加热并使煤中的水分部分从煤层中脱离出来。最后再经机械压力和进一步闪蒸过程，脱除大部分水分。部分从煤层中脱离出来。最后再经机械压力和进一步闪蒸过程，脱除大部分水分。目前这种装置已在澳大利亚一电厂建一套目前这种装置已在澳大利亚一电厂建一套 25t/h 25t/h 的中试装置，装置运行状况良的中试装置，装置运行状况良好，技术基本成熟。好，技术基本成熟。非蒸发脱水方法非蒸发脱水方法热压脱水工艺热压脱水工艺二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质技术床混式干燥技术（床混式干燥技术（BMD)BMD)

16、 以流化床作为热源，以流化床作为热源，干燥机是在蒸汽环境下工作，这就有可能回收蒸汽的潜热，将之送回干干燥机是在蒸汽环境下工作，这就有可能回收蒸汽的潜热，将之送回干燥工序中使用，过热蒸汽高速进入干燥管底部，从流化床分出的一股热床料流在干燥机燃料入燥工序中使用，过热蒸汽高速进入干燥管底部，从流化床分出的一股热床料流在干燥机燃料入口前就同过热蒸汽混合。蒸汽携带着燃料同床料一起经过干燥器后进入旋风分离器，干燥燃料口前就同过热蒸汽混合。蒸汽携带着燃料同床料一起经过干燥器后进入旋风分离器，干燥燃料和床料从蒸汽流中分离后直接送往流化床锅炉燃烧。一部分蒸汽从旋风分离器回收后被返回到和床料从蒸汽流中分离后直接送

17、往流化床锅炉燃烧。一部分蒸汽从旋风分离器回收后被返回到干燥机的底部重新与新的床料混合。从燃料中蒸发的其它蒸汽从蒸汽循环管路中分离后被引到干燥机的底部重新与新的床料混合。从燃料中蒸发的其它蒸汽从蒸汽循环管路中分离后被引到热交换器，蒸汽被冷凝。热交换器，蒸汽被冷凝。此干燥机没有运动部分和热交换器，建造简单。燃料中的水分不进入此干燥机没有运动部分和热交换器，建造简单。燃料中的水分不进入锅炉，排烟热损失减少，烟道可以小型化，降低了锅炉的投资和规模。锅炉，排烟热损失减少，烟道可以小型化，降低了锅炉的投资和规模。Page 13二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质

18、技术热风炉热风炉烟气（烟气（650）原煤原煤转动的滚筒（转动的滚筒（25-35min）干燥煤（干燥煤（60）滚筒壁上有扬滚筒壁上有扬料板料板 原煤仓中的原煤（常温）通过给料机进入干燥机的滚筒，在干燥滚筒入原煤仓中的原煤（常温）通过给料机进入干燥机的滚筒，在干燥滚筒入口与热风炉提供的烟气混合（约口与热风炉提供的烟气混合（约650）。在转动的滚筒内，滚筒壁上的扬）。在转动的滚筒内，滚筒壁上的扬料板使物料在干燥筒体内行程稳定，形成全断面料幕，使烟气与原煤充分料板使物料在干燥筒体内行程稳定，形成全断面料幕，使烟气与原煤充分交换热量，交换时间在交换热量，交换时间在25-35分钟左右。滚筒末端的干燥煤温度

19、上升为分钟左右。滚筒末端的干燥煤温度上升为 60，烟气温度下降到，烟气温度下降到120左右。该技术可以将褐煤水分降至左右。该技术可以将褐煤水分降至15%左右，左右，脱水率高，热值提升至脱水率高，热值提升至4500大卡左右，单台设备处理能力相对较小。大卡左右，单台设备处理能力相对较小。滚筒干燥技术滚筒干燥技术Page 14二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质技术原煤原煤热风干燥机热风干燥机35-30mm高温热风与中温热风从下而上高温热风与中温热风从下而上细颗粒从网眼落下完成干燥细颗粒从网眼落下完成干燥粗颗粒与热风热交换完成干燥粗颗粒与热风热交换完成干燥

20、混流干燥脱水方法混流干燥脱水方法 湿物料从顶部进入振动混流干燥器后，在多层干燥床作用下分散形成物料长湿物料从顶部进入振动混流干燥器后，在多层干燥床作用下分散形成物料长龙，一部分粒度小于床孔的细物料穿过床孔垂直下落，大部分粗粒物料形成振动龙，一部分粒度小于床孔的细物料穿过床孔垂直下落，大部分粗粒物料形成振动疏松料层沿床面水平移动，移至端部洒落到下一层干燥床上。低温大风量热气流疏松料层沿床面水平移动，移至端部洒落到下一层干燥床上。低温大风量热气流分为垂直气流和水平气流，分别从垂直和水平两个方向充分的、高强度的接触物分为垂直气流和水平气流，分别从垂直和水平两个方向充分的、高强度的接触物料干燥。在干燥

21、器内有垂直和水平流动的物料，也有热风与物料之间垂直方向和料干燥。在干燥器内有垂直和水平流动的物料，也有热风与物料之间垂直方向和水平方向的逆流，形成特有的混流干燥作用。大部分物料从干燥器的底部输出，水平方向的逆流，形成特有的混流干燥作用。大部分物料从干燥器的底部输出，极小部分细物料随气流进入除尘器，除尘器分离出的物料作为产品回收。该技术极小部分细物料随气流进入除尘器，除尘器分离出的物料作为产品回收。该技术可脱去褐煤水分可脱去褐煤水分10%10%左右，热值提升至左右，热值提升至35003500大卡左右，单台设备干燥能力较大，可大卡左右，单台设备干燥能力较大，可以达到以达到300300万吨万吨/ /

22、年，但脱水率低。年，但脱水率低。Page 15二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤干燥干燥提质技术提质技术 SFCU是利用褐煤内水分蒸发所形成的过热蒸汽为与褐煤接是利用褐煤内水分蒸发所形成的过热蒸汽为与褐煤接触的流化介质，通过再生器或流化床内置换热器间接提供干触的流化介质，通过再生器或流化床内置换热器间接提供干燥所需要的能量，可以回收全部干燥所供给的热量，蒸汽消燥所需要的能量，可以回收全部干燥所供给的热量，蒸汽消耗只有常规间接蒸汽回转干燥机的耗只有常规间接蒸汽回转干燥机的20%。德国。德国RWE公司已在公司已在德国建成德国建成3套过热蒸汽干燥技术装置，最大脱水能力达到套

23、过热蒸汽干燥技术装置，最大脱水能力达到110t/h。过热蒸汽干燥工艺（过热蒸汽干燥工艺（SFCU)SFCU)Page 16Page 17二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤干燥提质技术褐煤干燥提质技术褐煤热解提质技术褐煤热解提质技术 褐煤成型提质技术褐煤成型提质技术 褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术 中国研究煤炭热解技术中国研究煤炭热解技术的单位众多，比较有代的单位众多，比较有代表性的技术有北京煤化表性的技术有北京煤化工研究分院开发的多段工研究分院开发的多段回转炉（回转炉（MRF）热解工）热解工艺、中国神华模块化固艺、中国神华模块化固体热载体热解工艺、以体热载体热解工艺、以

24、及大连理工大学开发的及大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏多褐煤固体热载体干馏多联产（联产（DG）工艺等。）工艺等。褐煤热解是指在隔绝空气或在褐煤热解是指在隔绝空气或在惰性气体中将褐煤加热，最终惰性气体中将褐煤加热，最终得到热解煤气、低温煤焦油、得到热解煤气、低温煤焦油、焦炭或半焦产品的加工办法。焦炭或半焦产品的加工办法。国外有代表性的工艺包括美国国外有代表性的工艺包括美国的的Toscoal低温快速热解工艺低温快速热解工艺、德国的、德国的Lurgi-Ruhrgas热解热解技术、澳大利亚联邦科学与工技术、澳大利亚联邦科学与工业研究所（业研究所（CSIRO）研究开发）研究开发的流化床快速热解工艺、

25、日本的流化床快速热解工艺、日本的煤炭快速热解技术以及美国的煤炭快速热解技术以及美国LFC褐煤提质技术。这些技术褐煤提质技术。这些技术的共同点可以归纳为：主要产的共同点可以归纳为：主要产品为低温煤焦油，多采用快速品为低温煤焦油，多采用快速加热的低温热解工艺。加热的低温热解工艺。褐煤热解提质技术褐煤热解提质技术Page 18二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术表表1. 主要的褐煤热解提质技术主要的褐煤热解提质技术二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术 Page 19 表表2. 烟煤和褐煤热解制油气技术烟煤和褐煤热解制油气技术二、二、国内

26、外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术 Page 20表表3. 以多联产为主的热解技术以多联产为主的热解技术二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术 Page 21 褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术 二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术 LFC是一种轻度热解工艺，该工艺过程需要在严格控制的条是一种轻度热解工艺，该工艺过程需要在严格控制的条件下对褐煤进行热解。原煤经粉碎、筛分后被送入旋转干燥件下对褐煤进行热解。原煤经粉碎、筛分后被送入旋转干燥器中被热气体加热，脱除煤炭中的水分。经过干燥的褐煤离器中被热气

27、体加热，脱除煤炭中的水分。经过干燥的褐煤离开干燥器被直接送入热解旋转炉，在这里热循环气流将褐煤开干燥器被直接送入热解旋转炉，在这里热循环气流将褐煤加热到约加热到约550，挥发性气体释放出来进入循环气，半焦产品，挥发性气体释放出来进入循环气，半焦产品在急冷盘中被迅速冷却以终止热解反应。在急冷盘中被迅速冷却以终止热解反应。热解热解EncoalEncoal的的LFCLFC工艺工艺Page 22多段回转炉热解多段回转炉热解（MRFMRF）工艺）工艺 中国煤炭科学研究总院北京煤化工分院开中国煤炭科学研究总院北京煤化工分院开发的发的MRFMRF工艺：粒度为工艺：粒度为630mm630mm的褐煤进入的褐煤进

28、入到内热式回转干燥炉中，在到内热式回转干燥炉中，在250300250300的温的温度下干燥，脱水率不小于度下干燥，脱水率不小于70%70%。干燥后的褐。干燥后的褐煤进入外热式回转热解炉，外部加热可用煤煤进入外热式回转热解炉，外部加热可用煤或煤气燃烧，高温烟道气在炉外流动，热量或煤气燃烧，高温烟道气在炉外流动，热量通过炉壁传导进入炉内，煤在通过炉壁传导进入炉内，煤在600700600700下下热解，得到半焦、煤气和焦油产物。热解产热解，得到半焦、煤气和焦油产物。热解产生的荒煤气被送往焦油回收冷却系统，分成生的荒煤气被送往焦油回收冷却系统，分成煤气和焦油，所得半焦进入增碳炉，在煤气和焦油，所得半焦

29、进入增碳炉，在700800700800下进一步脱除挥发物质，制取低下进一步脱除挥发物质，制取低挥发分的半焦，热半焦在三段熄焦炉中用水挥发分的半焦，热半焦在三段熄焦炉中用水冷却排出。燃烧炉提供的高温烟道气一部分冷却排出。燃烧炉提供的高温烟道气一部分送往增炭阶段，一部分直接送往热解阶段送往增炭阶段，一部分直接送往热解阶段。该工艺焦油产率为其理论产率的该工艺焦油产率为其理论产率的6070%6070%，300300以前馏出率为以前馏出率为3040%3040%，360360前馏出率前馏出率为为50%50%左右。焦油中含酚量较高，左右。焦油中含酚量较高，360360前馏前馏分中酚含量约占无水全焦油的分中酚

30、含量约占无水全焦油的20%20%。褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术 二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术Page 23 Toscoal Toscoal 工艺是美国油页岩公司（工艺是美国油页岩公司（Oil Oil Shale CorpShale Corp）和）和Rocky Flates Rocky Flates 研究中心开发研究中心开发的煤炭热解技术。粉碎好的干燥煤在预热的煤炭热解技术。粉碎好的干燥煤在预热提升管内，用来自瓷球加热器的热烟气预提升管内，用来自瓷球加热器的热烟气预热。预热后的煤加入热解转炉中与热瓷球热。预热后的煤加入热解转炉中与热瓷球接触混合，煤被加热到约接触混合，

31、煤被加热到约500500，进行热解，进行热解产生半焦和热解气。半焦在回转筛中与瓷产生半焦和热解气。半焦在回转筛中与瓷球分离并进入到冷却器后排出，瓷球经提球分离并进入到冷却器后排出，瓷球经提升管加热后循环使用，热解气进入到油气升管加热后循环使用，热解气进入到油气分离塔中冷凝分离得到煤气和粗焦油。加分离塔中冷凝分离得到煤气和粗焦油。加热所需燃料为该工艺自产的煤气或燃料油。热所需燃料为该工艺自产的煤气或燃料油。煤的最佳预热温度应略低于热解析出烃类煤的最佳预热温度应略低于热解析出烃类挥发物的温度。挥发物的温度。褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术Toscoal Toscoal 工艺工艺二、二、国内外典型褐

32、煤提质技术国内外典型褐煤提质技术Page24 此工艺是由前苏联开发的褐煤热解技术。此工艺是由前苏联开发的褐煤热解技术。原料煤由煤槽经给料器去粉碎机，此处供原料煤由煤槽经给料器去粉碎机，此处供入约入约550550的热烟气，把粉煤用上升气流输的热烟气，把粉煤用上升气流输送 到 干 煤 旋 风 器 ， 同 时 把 煤 加 热 到送 到 干 煤 旋 风 器 ， 同 时 把 煤 加 热 到100120100120，干煤水分小于，干煤水分小于4%4%。干煤由旋。干煤由旋风器去加热器，在此与来自加热提升管的风器去加热器，在此与来自加热提升管的热粉焦混合，在热解器内发生热解反应并热粉焦混合，在热解器内发生热解

33、反应并析出挥发产物，经冷凝系统分离为焦油、析出挥发产物，经冷凝系统分离为焦油、煤气和冷凝水。热解器下部生成的半焦和煤气和冷凝水。热解器下部生成的半焦和热载体半焦部分去提升管燃烧升温，作为热载体半焦部分去提升管燃烧升温，作为热载体循环利用。热解器上部温度为热载体循环利用。热解器上部温度为500700500700，热解器下部形成焦和半焦的混，热解器下部形成焦和半焦的混合物再重新回到提升管被加热到合物再重新回到提升管被加热到800850800850。系统中生成的多余的半焦从热解器排出，系统中生成的多余的半焦从热解器排出，回收热量后作为电站燃料。回收热量后作为电站燃料。 褐煤褐煤热解热解提质技术提质技

34、术ETCH-175ETCH-175工艺工艺 二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术Page25 （1 1）原煤经破碎、筛）原煤经破碎、筛分后送入一级振动流化分后送入一级振动流化床干燥器，煤被来自燃床干燥器，煤被来自燃烧炉的热烟气直接加热，烧炉的热烟气直接加热，煤表面的水分被去除，煤表面的水分被去除，煤离开一级振动流化床煤离开一级振动流化床干燥器的温度略高于水干燥器的温度略高于水的蒸发温度，干燥烟气的蒸发温度，干燥烟气经袋式除尘器除灰后，经袋式除尘器除灰后，一部分循环，另一部分一部分循环，另一部分排放至烟囱。排放至烟囱。 褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术ACCP ACCP 技术技术

35、二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术Page 26 （2 2）煤进入二级振动流化床干燥器后被继续加热至约）煤进入二级振动流化床干燥器后被继续加热至约315315。此温度下煤中的内水被脱。此温度下煤中的内水被脱除，同时会有部分脱羧基等小分子反应发生，析出少量焦油。焦油能起到隔离煤和氧气除，同时会有部分脱羧基等小分子反应发生，析出少量焦油。焦油能起到隔离煤和氧气的作用，阻止其与氧发生反应。干燥烟气经旋风除尘后，一部分进入燃烧炉燃烧，另一的作用，阻止其与氧发生反应。干燥烟气经旋风除尘后，一部分进入燃烧炉燃烧，另一部分在燃烧炉内被间接加热后循环。干燥煤随后进入振动流化床冷却器，被惰性气

36、体冷部分在燃烧炉内被间接加热后循环。干燥煤随后进入振动流化床冷却器，被惰性气体冷却至却至6565，惰性气体先经旋风除尘器除尘，再进入冷却塔冷却后循环。干燥煤最后进入，惰性气体先经旋风除尘器除尘，再进入冷却塔冷却后循环。干燥煤最后进入流化床分选装置，利用密度差分选出产品半焦，流化床分选装置，利用密度差分选出产品半焦， 同时得到部分灰分。半焦与原煤相比，同时得到部分灰分。半焦与原煤相比，水分由水分由25.24%25.24%降低到降低到2.63%2.63%，硫含量由，硫含量由0.99%0.99%降低到降低到0.58%0.58%，灰含量由，灰含量由11.93%11.93%降低到了降低到了9.45%9.

37、45%，高位发热量由，高位发热量由20.067MJ/kg 20.067MJ/kg 提高到了提高到了27.328MJ/kg27.328MJ/kg。 褐煤褐煤热解热解提质技术提质技术ACCP ACCP 技术技术二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术Page 27 该技术采用焦粉作为热载体。热焦粉的加热和循环在气固两相流动的提升该技术采用焦粉作为热载体。热焦粉的加热和循环在气固两相流动的提升管内完成，与煤干馏器分开，防止了加热焦粉用的烟气与干馏煤气相混合，管内完成，与煤干馏器分开，防止了加热焦粉用的烟气与干馏煤气相混合，从而获得热值较高的干馏煤气，并同时降低了煤气净化系统的负荷。大连理

38、从而获得热值较高的干馏煤气，并同时降低了煤气净化系统的负荷。大连理工大学采用该技术成功完成了平庄褐煤工大学采用该技术成功完成了平庄褐煤150吨吨/天规模的中试试验。天规模的中试试验。1-原煤储槽；原煤储槽；2-干燥提升管干燥提升管;3-干煤储槽；干煤储槽；4-混和器；混和器；5-反应器反应器;6-加热提升管；加热提升管；7-热半焦储槽热半焦储槽;8-流化燃烧炉；流化燃烧炉；9-旋风分离器旋风分离器;10-洗气管；洗气管；11-气液分离器气液分离器;12-分离槽；分离槽；13-煤气间冷器煤气间冷器;14-除焦油器；除焦油器；15-脱硫箱脱硫箱;16-空气鼓风机；空气鼓风机；17-引风机引风机;1

39、8-煤气鼓风机煤气鼓风机 褐煤褐煤热解热解大连理工褐煤固体热载体技术大连理工褐煤固体热载体技术二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术Page 28煤经干燥提升管提升到煤仓，经螺旋输送器进入煤输送管，输送管中通入冷煤经干燥提升管提升到煤仓，经螺旋输送器进入煤输送管，输送管中通入冷的热解煤气使其流动并送入热解器，与来自热半焦收集器的的热解煤气使其流动并送入热解器，与来自热半焦收集器的800800左右的半左右的半焦（灰）一起在机械搅拌的重力移动床直立热解器中混合，热半焦（灰）量焦（灰）一起在机械搅拌的重力移动床直立热解器中混合，热半焦（灰）量为干煤的为干煤的2626倍，混合后煤粉被加热

40、到倍，混合后煤粉被加热到480590480590, , 发生热分解作用。热解产发生热分解作用。热解产物经除尘器去冷凝回收系统，得到焦油和煤气等产品。热解半焦一部分排出物经除尘器去冷凝回收系统，得到焦油和煤气等产品。热解半焦一部分排出系统，作为产品，其余部分进入提升管与空气进行部分燃烧，半焦被加热作系统，作为产品，其余部分进入提升管与空气进行部分燃烧，半焦被加热作为热载体。为热载体。1- 1-煤干燥提升管；煤干燥提升管；2- 2-干煤仓；干煤仓；3- 3-螺旋给煤机；螺旋给煤机；4- 4-煤输送管；煤输送管；5- 5-移动床热移动床热解反应器；解反应器；6- 6-半焦加热提半焦加热提升管；升管；

41、7- 7-热半焦收集器；热半焦收集器；8- 8-空气预热器；空气预热器；9- 9-旋风分旋风分离器；离器；10-10-焦油捕集器；焦油捕集器；11-11-除尘器；除尘器；12-12-冷却器；冷却器；13-13-油水分离器油水分离器 二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤褐煤热解热解鲁奇鲁奇- -鲁尔盖斯低温热解鲁尔盖斯低温热解技术技术Page 29Page 30二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤干燥提质技术褐煤干燥提质技术褐煤热解提质技术褐煤热解提质技术 褐煤成型提质技术褐煤成型提质技术 Page 31二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术

42、褐煤成型提质技术褐煤成型提质技术-澳大利亚无粘结剂澳大利亚无粘结剂BCBBCB技术技术 澳大利亚无粘结剂澳大利亚无粘结剂BCB技术技术澳大利亚的怀特和德国泽玛格澳大利亚的怀特和德国泽玛格都各自开发了用于低阶煤的无都各自开发了用于低阶煤的无粘结剂成型技术，两个技术的粘结剂成型技术，两个技术的相似点是都将褐煤粉碎干燥后，相似点是都将褐煤粉碎干燥后，输入辊压成型机中压制成型煤。输入辊压成型机中压制成型煤。1Page 32二、二、国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术褐煤成型提质技术褐煤成型提质技术-热压成型（热压成型（HPUHPU）技术）技术 褐煤有粘结剂成型的技术关键是开发经济有效的粘结剂。

43、山东矿业大学研褐煤有粘结剂成型的技术关键是开发经济有效的粘结剂。山东矿业大学研究了褐煤成型用粘结剂究了褐煤成型用粘结剂FX，并实现了工业实际应用。褐煤无粘结剂热压成，并实现了工业实际应用。褐煤无粘结剂热压成型是将褐煤干燥、加热到一定温度，保温一定时间后直接在高压下压制成型是将褐煤干燥、加热到一定温度，保温一定时间后直接在高压下压制成型的技术。国内神华和中国矿业大学联合开发的热压成型（型的技术。国内神华和中国矿业大学联合开发的热压成型（HPU）技术是）技术是先将褐煤破碎之小于先将褐煤破碎之小于3mm的小颗粒，在经过气流干燥，在热反应器中经轻的小颗粒，在经过气流干燥，在热反应器中经轻度热解后，再进

44、入成型机中辊压成型。度热解后，再进入成型机中辊压成型。2主要内容主要内容Page 33 结束语结束语 褐煤提质技术的发展趋势褐煤提质技术的发展趋势 我国褐煤储量及分布情况我国褐煤储量及分布情况 中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点1 国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术2 褐煤提质技术存在的问题褐煤提质技术存在的问题345 褐煤由于含水份高，灰份高，易粉化，成浆性差等褐煤由于含水份高，灰份高，易粉化，成浆性差等诸多因素，在煤化工中的气化炉中直接利用率低，仅有诸多因素，在煤化工中的气化炉中直接利用率低，仅有恩德炉，恩德炉，winkerwinker炉几个炉型可以使用，作为炉几个炉型

45、可以使用，作为ShellShell粉煤粉煤气化炉，气化炉，GSPGSP气化炉，不能直接利用，需要经干燥，脱气化炉，不能直接利用，需要经干燥，脱水，或热解脱水成半焦，或提质制成型煤用于煤气化工水，或热解脱水成半焦，或提质制成型煤用于煤气化工艺中。艺中。GEGE四喷嘴水煤浆炉，因粉煤成浆性差四喷嘴水煤浆炉，因粉煤成浆性差 50% 50%，也，也不能直接使用。不能直接使用。 目前褐煤在煤化工气化过程中，普遍采用干燥技术脱目前褐煤在煤化工气化过程中，普遍采用干燥技术脱除水分，再应用到固定床，流化床，气流床以及内热、除水分，再应用到固定床，流化床，气流床以及内热、外热等多种炉型。但干燥过程中，普遍存在以

46、下问题：外热等多种炉型。但干燥过程中，普遍存在以下问题：褐煤褐煤干燥干燥技术主要存在的问题技术主要存在的问题三、褐煤提质技术目前存在的主要问题三、褐煤提质技术目前存在的主要问题 Page 341. 1. 粉尘产生量大，污染环境粉尘产生量大，污染环境 干燥过程中，褐煤较易粉化，加之采用了流动输送方式或螺旋干燥过程中，褐煤较易粉化，加之采用了流动输送方式或螺旋输送方式磨损很大，粉尘产生量非常大。粉尘小到几十微米，用输送方式磨损很大，粉尘产生量非常大。粉尘小到几十微米，用旋风分离方式很难收集，采用布袋及湿法收集，又污染环境。细旋风分离方式很难收集，采用布袋及湿法收集，又污染环境。细粉无法利用，既污染

47、水系，也影响居住环境和社会环境。粉无法利用，既污染水系，也影响居住环境和社会环境。2.2. 褐煤干燥后热值提高不明显褐煤干燥后热值提高不明显 一般干燥过程温度小于一般干燥过程温度小于300300，褐煤中外水很容易除去，但内，褐煤中外水很容易除去，但内水不易脱除，使得褐煤中水份经脱水后仍处于水不易脱除，使得褐煤中水份经脱水后仍处于8-12%8-12%之间，因此之间，因此干燥提质后热值提高不大。干燥提质后热值提高不大。3. 3. 褐煤机械强度不稳定褐煤机械强度不稳定 褐煤经干燥后，其机械强度下降很快，粒径大多小于褐煤经干燥后，其机械强度下降很快，粒径大多小于3 3毫米，毫米，在机械运输过程中，较易

48、产生堵塞设备及管道的情况。在机械运输过程中，较易产生堵塞设备及管道的情况。4. 4. 干燥过程中易爆炸着火干燥过程中易爆炸着火 干燥过程中所产生的细粉极易爆炸着火，引起火灾。干燥过程中所产生的细粉极易爆炸着火，引起火灾。褐煤褐煤干燥干燥技术主要存在的问题技术主要存在的问题三、三、褐煤提质技术存在的问题褐煤提质技术存在的问题Page 35 褐煤热解是煤在密闭条件下，干馏或热分解过程。在热褐煤热解是煤在密闭条件下，干馏或热分解过程。在热解过程中，褐煤发生一系列物理化学反应，褐煤生成气体解过程中，褐煤发生一系列物理化学反应，褐煤生成气体（煤气），液体（焦油），固体（半焦或焦炭）。煤热解分（煤气），液

49、体（焦油），固体（半焦或焦炭）。煤热解分为四种，低温热解，通常指热解温度在为四种，低温热解，通常指热解温度在500-700500-700；中温热；中温热解指热解温度在解指热解温度在700-1000700-1000；高温热解指热解温度；高温热解指热解温度1000-1000-12001200；大于；大于12001200为超高温热解。为超高温热解。 热解通常采用内热式，外热式固体热载体移动床，热解通常采用内热式，外热式固体热载体移动床，流化床，气流床等形式。内热立式低温干馏技术有鲁奇流化床，气流床等形式。内热立式低温干馏技术有鲁奇- -鲁尔盖斯（鲁尔盖斯（L-RL-R）低温热解，外热式有伍德（）低温

50、热解，外热式有伍德（W-DW-D）炭）炭化炉，考伯斯（化炉，考伯斯（KoppersKoppers）炭化炉，中温褐煤热解技术）炭化炉，中温褐煤热解技术有有ToscoalToscoal工艺，工艺，LFCLFC热解工艺，热解工艺，ACCPACCP热解工艺等。国内热解工艺等。国内外工厂及相关规模实验数据表明，褐煤在热解过程中有外工厂及相关规模实验数据表明，褐煤在热解过程中有以下主要问题：以下主要问题：褐煤褐煤热解热解技术主要存在的问题技术主要存在的问题Page 36三、三、褐煤提质技术存在的问题褐煤提质技术存在的问题 褐煤褐煤热解热解技术主要存在的问题技术主要存在的问题Page 37三、三、褐煤提质技

51、术存在的问题褐煤提质技术存在的问题1. 1. 褐煤在热解升温过程中极易进一步粉化。褐煤在热解升温过程中极易进一步粉化。 超细粉给运输和分离带来一系列困难，并且严重污染超细粉给运输和分离带来一系列困难，并且严重污染环境。环境。2. 2. 热解产物由于粉化很难冷却。热解产物由于粉化很难冷却。 热解产物为非均相物流，流动性、传质传热性能差，热解产物为非均相物流，流动性、传质传热性能差，难以迅速冷却。难以迅速冷却。3. 3. 热解产物易自燃热解产物易自燃 热解产物为半焦，不易长期堆放，原则上堆放温度在热解产物为半焦，不易长期堆放，原则上堆放温度在45-6545-65之间，易自燃。之间，易自燃。4. 4

52、. 热解产物粉化严重热解产物粉化严重 热解产物粉化，导致气体携带粉尘，一般情况下旋风热解产物粉化，导致气体携带粉尘，一般情况下旋风布袋都很难将其分离出来，容易造成粉尘弥散，甚至形布袋都很难将其分离出来，容易造成粉尘弥散，甚至形成爆炸空间。成爆炸空间。5. 5. 灰分难以分离灰分难以分离 液体（焦油）中灰分难以通过一般重力离心机进行分离，液体（焦油）中灰分难以通过一般重力离心机进行分离，目前国内正在研制加压过滤等方法，有望取得突破，但过滤目前国内正在研制加压过滤等方法，有望取得突破，但过滤机功率高，处理能力有限，还有待进一步研究优化。机功率高，处理能力有限，还有待进一步研究优化。6. 6. 热解

53、技术难以长周期运行热解技术难以长周期运行 目前国内外褐煤热解技术在工业上应用示范项目表明，目前国内外褐煤热解技术在工业上应用示范项目表明，热解工艺难以实现长周期运行，美国一个热解工艺难以实现长周期运行，美国一个3030万吨装置运行万吨装置运行五年，仅连续生产五年，仅连续生产123123天。国内某天。国内某3030万吨热解装置也无法达万吨热解装置也无法达到长周期运行，到长周期运行，从国外引进的某热解成套装置也处于停车从国外引进的某热解成套装置也处于停车改造状态中。改造状态中。褐煤褐煤热解热解技术主要存在的问题技术主要存在的问题三、褐煤提质技术目前存在的主要问题三、褐煤提质技术目前存在的主要问题

54、Page 38 在褐煤提质成型技术上，近几年国内外有了很大的发展。型煤在褐煤提质成型技术上，近几年国内外有了很大的发展。型煤产品多数以干燥后褐煤挤压或冲压成型得到。该类技术虽取得产品多数以干燥后褐煤挤压或冲压成型得到。该类技术虽取得一定进展，但大规模工业化应用仍存在一定问题。一定进展，但大规模工业化应用仍存在一定问题。1. 1. 褐煤成型技术生产产量及规模小褐煤成型技术生产产量及规模小 目前褐煤挤压成型技术在小批量生产上，国内外都有了一些成目前褐煤挤压成型技术在小批量生产上，国内外都有了一些成功经验，从强度和热量上都可以达到成型提质要求；但产量小，功经验，从强度和热量上都可以达到成型提质要求；

55、但产量小，规模小，产量多在规模小，产量多在2 2万吨万吨/ /年左右，难以实现大型工业化。年左右，难以实现大型工业化。2. 2. 褐煤成型强度低褐煤成型强度低 国内外大型干燥热解褐煤成型机多采用对辊成型机，产量国内外大型干燥热解褐煤成型机多采用对辊成型机，产量在在20-3020-30万吨万吨/ /年之间，该类设备由于对褐煤加料系统无法年之间，该类设备由于对褐煤加料系统无法保证其成型量，故成型率一般在保证其成型量，故成型率一般在40-60%40-60%之间；强度低，遇之间；强度低，遇水放置时间水放置时间3030天以上就自然粉化，达不到型煤易运输，热天以上就自然粉化，达不到型煤易运输，热值高，适应

56、性广的要求。值高，适应性广的要求。褐煤褐煤成型成型技术主要存在的问题技术主要存在的问题三、褐煤提质技术目前存在的主要问题三、褐煤提质技术目前存在的主要问题 Page 39 3. 3. 型煤成本高型煤成本高 有粘结剂成型的型煤产品强度好，易成型，但使用有有粘结剂成型的型煤产品强度好，易成型，但使用有 机粘结剂如淀粉，木质素，废糖浆，油渣等，成本较机粘结剂如淀粉，木质素，废糖浆，油渣等，成本较 高，再加之装车运输工序需要大量使用抑尘剂，使得高，再加之装车运输工序需要大量使用抑尘剂，使得 型煤成本都在型煤成本都在300-500300-500元元/ /吨之间，成本偏高。吨之间，成本偏高。 4. 4.

57、型煤不易储存运输型煤不易储存运输 型煤不易长期堆放，除自身粉化外，运输阶段因吸收型煤不易长期堆放，除自身粉化外，运输阶段因吸收 微量水分会释放出一氧化碳，氢气，二氧化碳等小分微量水分会释放出一氧化碳，氢气，二氧化碳等小分 子气体，引起自身温度升高，导致自燃发生火灾，所子气体，引起自身温度升高，导致自燃发生火灾，所 以在储藏运输时一般应控制温度小于以在储藏运输时一般应控制温度小于4545。褐煤褐煤成型成型技术主要存在的问题技术主要存在的问题Page 40三、三、褐煤提质技术存在的问题褐煤提质技术存在的问题主要内容主要内容Page 41 结束语结束语 褐煤提质技术的发展趋势褐煤提质技术的发展趋势

58、我国褐煤储量及分布情况我国褐煤储量及分布情况 中国褐煤资源分布及特点中国褐煤资源分布及特点1 国内外典型褐煤提质技术国内外典型褐煤提质技术2 褐煤提质技术存在的问题褐煤提质技术存在的问题345褐煤褐煤干燥干燥技术的发展趋势技术的发展趋势褐煤干燥提质有几十种干燥炉工艺方式，但由于褐煤褐煤干燥提质有几十种干燥炉工艺方式，但由于褐煤变热易粉碎，粉化严重，在低于变热易粉碎，粉化严重，在低于300干燥时，一般干燥时，一般破碎率在破碎率在50%以上，因此在褐煤干燥过程中应尽力避以上，因此在褐煤干燥过程中应尽力避免流化床，移动床，回转炉等大气流流动翻动，机械免流化床，移动床，回转炉等大气流流动翻动，机械强制

59、翻动以及机械强制挤压螺旋等工艺形式，根据国强制翻动以及机械强制挤压螺旋等工艺形式，根据国内外褐煤干燥的生产情况，对今后褐煤干燥技术的发内外褐煤干燥的生产情况，对今后褐煤干燥技术的发展趋势做如下建议：展趋势做如下建议：褐煤褐煤干燥干燥技术技术的发展趋势的发展趋势四、四、褐煤提质技术的发展趋势褐煤提质技术的发展趋势Page 42Text in here 干燥通常采用的热气流以最廉价的二氧化碳，氮干燥通常采用的热气流以最廉价的二氧化碳，氮气和烟道气为主，自产碎煤或粉煤燃烧产生的热量气和烟道气为主，自产碎煤或粉煤燃烧产生的热量可作为烘干褐煤的最佳燃料；热气中的粉尘，可采可作为烘干褐煤的最佳燃料；热气中

60、的粉尘，可采用陶瓷球过滤等方式减少干燥过程中产生的二次灰用陶瓷球过滤等方式减少干燥过程中产生的二次灰分含量。分含量。褐煤褐煤干燥干燥技术的发展趋势技术的发展趋势ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.1 尽量采用固定床，内热或外热式干燥方式，以减少煤的尽量采用固定床，内热或外热式干燥方式，以