中国褐煤开发利用技术及发展动态探讨

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,dwd,神华集团,SHENHUA GROUP,褐煤开,发,发利用,技,技术及,发,发展动,态,态探讨,张殿奎,、,、田华,2011.1,目,录,录,一、背,景,景及意,义,义,二、褐,煤,煤提质,技,技术的,发,发展动,态,态,三、典,型,型褐煤,提,提质技,术,术简介,四、褐,煤,煤气化,技,技术简,介,介,五、褐,煤,煤精炼,多,多联产,模,模式探,讨,讨,六、结,束,束语,一、背,景,景及意,义,义,1、全,世,世界褐,煤,煤地质,储,储量约,为,为4万,亿,亿t，,约,约占全,球,球煤炭,储,储量的40%-50%。,2、我,国,国褐煤,探,探明保,有,有储量1300亿t,，,，占全,国,国煤炭,总,总储量,的,的13%-15%左,右,右，另,有,有褐煤,预,预测资,源,源量1903,亿,亿t。,3、褐,煤,煤毛细,孔,孔发达,，,，氧含,量,量高（,无,无水无,灰,灰基20左,右,右），,内,内水丰,富,富，全,水,水分高,达,达30,50,，热,值,值较低,，,，且热,稳,稳定性,较,较差，,不,不宜长,距,距离运,输,输，直,接,接作为,大,大规模,气,气化原,料,料又有,很,很大局,限,限性，,目,目前主,要,要用作,局,局部地,区,区动力,燃,燃料，,开,开发,率,率较低,，,，仅占,全,全国煤,炭,炭产量,的,的4-5%。,一、背,景,景及意,义,义,一、立,项,项背景,及,及意义,4、我,国,国褐煤,资,资源分,布,布相对,集,集中，,以,以内蒙,古,古东北,部,部地区,最,最多，,约,约占全,国,国褐煤,保,保有储,量,量的3/4；,以,以云南,省,省为主,的,的西南,地,地区的,褐,褐煤储,量,量约占,全,全国的1/5,；,；东北,、,、华东,和,和中南,地,地区的,褐,褐煤仅,占,占全国,的,的5%,左,左右。,褐煤,烟煤,无烟煤,发电、,热,热解、,直,直接液,化,化、气,化,化,化肥、,民,民用、,冶,冶金喷,吹,吹、碳,素,素材料,长焰煤,气、肥,、,、焦煤,瘦、贫,煤,煤,冶金、,化,化工,发电、,动,动力,一、背,景,景及意,义,义,传统：,现代：,炼焦用,煤,煤,现代煤,化,化工（,鼓,鼓励）,民用及,传,传统煤,化,化工,炼焦用,煤,煤（保,护,护）,5、国,家,家鼓励,开,开发利,用,用“劣,质,质”煤,褐,煤,煤。,6、褐,煤,煤资源,往,往往赋,存,存于西,部,部落后,地,地区，,当地政,府,府期望,早,早日利,用,用该褐,煤,煤资源,。,。褐煤,提,提质技,术,术是适,合,合的高,效,效利用,途,途径，,有,有利于,提,提高我,国,国褐煤,资,资源利,用,用水平,，,，可为,当,当地经,济,济发展,做,做出贡,献,献。,7、,褐,褐煤半,焦,焦可远,距,距离运,输,输，与,运,运输同,热,热量褐,煤,煤比较,，,，可以,节,节省运,力,力25-30%以上,。,。,8、褐,煤,煤半焦,可,可制成,水,水煤浆,（,（也称,水,水焦浆,）,），成,浆,浆浓度,达,达到60%以,上,上，可,以,以用于,水,水煤浆,气,气化（,技,技术成,熟,熟）；,而,而褐煤,成,成浆浓,度,度通常,在,在45-50%。通,过,过褐煤,热,热解提,质,质可以,有,有效克,服,服其煤,质,质局限,，,，使之,成,成为,高质量,的,的气化,原,原料，,同,同时，,回,回收,高附加,值,值的焦,油,油产品,，,，实现,褐,褐煤,资源利,用,用价值,最,最大化,。,。,一、背,景,景及意,义,义,目,录,录,一、背,景,景及意,义,义,二、褐,煤,煤提质,技,技术的,发,发展动,态,态,三、典,型,型褐煤,提,提质技,术,术简介,四、褐,煤,煤气化,技,技术简,介,介,五、褐,煤,煤精炼,多,多联产,模,模式探,讨,讨,六、结,束,束语,二、褐,煤,煤提质,技,技术的,发,发展动,态,态,国内外,褐,褐煤提,质,质加工,技,技术归,纳,纳起来,大,大体可,分,分为非,蒸,蒸发脱,水,水提质,技,技术、,成,成型提,质,质技术,、,、热解,提,提质技,术,术三大,类,类。,非蒸发,脱,脱水提,质,质技术,以,以,高,高温高,压,压蒸汽(或高,温,温热油)干燥,技,技术为,代,代表的,褐,褐煤非,蒸,蒸发脱,水,水提质,技,技术，,是,是一种,通,通过高,温,温高压,等,等条件,来,来改变,褐,褐煤的,物,物理和,化,化学结,构,构，将,之,之转变,成,成为洁,净,净、高,效,效的烟,煤,煤燃料,的,的提质,方,方法。,这,这种新,型,型提质,技,技术是,将,将褐煤,与,与高温,高,高压蒸,汽,汽(或,高,高温热,油,油)直,接,接接触,，,，使水,分,分脱出,，,，从而,使,使褐煤,收,收缩变,得,得更加,致,致密，,疏,疏水性,增,增强。,该,该方法,热,热效率,及,及其安,全,全性都,比,比较高,。,。,成型提,质,质技术,长期以,来,来，欧,洲,洲许多,盛,盛产褐,煤,煤的国,家,家除将,褐,褐煤用,于,于发电,和,和大型,锅,锅炉外,，,，其余,都,都是将,其,其加工,成,成型煤,后,后用于,工,工业和,民,民用，,澳,澳大利,亚,亚亦不,例,例外。,褐,褐煤在,成,成型过,程,程中，,经,经过高,压,压或剪,切,切等物,理,理作用,，,，使其,凝,凝胶结,构,构及孔,隙,隙系统,受,受到了,不,不可逆,的,的破坏,，,，因而,从,从本质,上,上改变,了,了煤样,的,的煤阶,，,，煤化,度,度也随,之,之提高,。,。,二、褐,煤,煤提质,技,技术的,发,发展动,态,态,热解提,质,质技术1,、,、褐煤,热,热解始,于,于20,世,世纪初,，,，其目,的,的是制,取,取石蜡,油,油和固,体,体无烟,燃,燃料。,二,二战期,间,间，德,国,国基于,战,战争目,的,的建立,了,了大型,褐,褐煤低,温,温千馏,厂,厂。开,发,发了褐,煤,煤制取,汽,汽油、,柴,柴油等,发,发动机,燃,燃料的,工,工艺。,上,上世纪50年,代,代，随,着,着石油,、,、天然,气,气的开,发,发应用,，,，煤的,热,热解加,工,工发展,速,速度减,缓,缓甚至,停,停顿。,但,但在一,些,些褐煤,资,资源丰,富,富的国,家,家，并,没,没有间,断,断对褐,煤,煤热解,技,技术的,研,研发。,特,特别是,上,上世纪70年,代,代石油,危,危机后,，,，人们,重,重新重,视,视廉价,的,的褐煤,资,资源的,开,开发利,用,用，对,褐,褐煤热,解,解工艺,进,进行了,研,研究，,开,开发了,一,一些新,工,工艺。,国,国内外,典,典型的,褐,褐煤热,解,解工艺,包,包括：,美,美国的TOSCOAL煤热,解,解工艺,、,、美国,的,的流化,床,床-固,热,热载体,低,低温快,速,速热解,工,工艺、,德,德国的L-R,工,工艺、,澳,澳大利,亚,亚的流,化,化床快,速,速热解,工,工艺、,中,中国的,多,多段回,转,转炉工,艺,艺、中,国,国的固,体,体热载,体,体新法,干,干馏工,艺,艺等。,2、近几,十,十年国外,褐,褐煤热解,工,工艺开发,的,的共同点,可,可以归纳,为,为：,已获,得,得可以生,产,产液体燃,料,料的煤焦,油,油为主要,目,目标产品,，,，多采用,快,快速加热,的,的低温热,解,解工艺。,二、褐煤,提,提质技术,的,的发展动,态,态,褐煤,是,是重要原,料,料煤种，,褐,褐煤经过,热,热解提质,得,得到质量,优,优良的固,体,体燃料。,对各,种,种工艺的,煤,煤热解特,性,性和产品,产,产率、性,状,状进行了,大,大量实验,基,基础研究,。,。如澳大,利,利亚CSIRO针,对,对所开发,的,的沙子炉,流,流化床气-固热载,体,体内热式,闪,闪裂解技,术,术，进行,了,了改变温,度,度、改变,煤,煤种的大,量,量试验，,分,分析了650,o,C以上一,次,次焦油发,生,生二次分,解,解、以及,分,分解前后,对,对焦油产,率,率、化学,组,组成的影,响,响等变化,，,，提出获,得,得最高焦,油,油产率的,适,适宜工艺,条,条件。,开发,重,重点是研,究,究和示范,可,可实现工,业,业化生产,的,的工艺路,线,线和关键,装,装备，如TOSCOAL工,艺,艺中的磁,球,球加热与,分,分离装备,，,，法国马,力,力诺工厂,的,的可控温,挥,挥发物内,燃,燃烧分段,加,加热回转,炉,炉装备等,。,。,上世,纪,纪80年,代,代后，石,油,油价格回,落,落和供应,改,改善，导,致,致当时各,国,国前后停,止,止开发各,类,类煤热解,技,技术。近,年,年来随着,全,全球工业,技,技术提高,和,和大规模,现,现代煤化,工,工发展，,加,加氢液化,和,和合成油,（,（间接液,化,化）技术,成,成为煤制,油,油的主导,发,发展路线,，,，由于煤,热,热解（干,馏,馏）焦油,产,产率较低,，,，所以一,般,般不再将,其,其作为大,规,规模工业,化,化获得液,体,体燃料的,技,技术途径,。,。,二、褐煤,提,提质技术,的,的发展动,态,态,3、近年,来,来国内褐,煤,煤热解提,质,质工艺开,发,发现状及,发,发展趋势,：,：,专门以,优,优质气化,原,原料为目,标,标的褐煤,提,提质工艺,已,已经引起,有,有关企业,和,和地方的,关,关注，正,在,在进行相,关,关新工艺,研,研发。,褐煤提,质,质已有较,充,充分的技,术,术基础支,持,持，新工,艺,艺开发的,重,重点应该,是,是设计基,础,础工艺路,线,线，对关,键,键装备实,施,施重点研,究,究和工业,技,技术开发,。,。,褐煤热,稳,稳定性差,、,、粉尘率,高,高、重焦,油,油黏度大,，,，挥发物,热,热态气固,分,分离难度,大,大，是工,业,业放大的,关,关键问题,，,，也是国,内,内外许多,工,工艺开发,的,的重要遗,留,留难题，,也,也是新工,艺,艺技术和,装,装备开发,的,的重点。,以生产,优,优质气化,原,原料为主,，,，构成褐,煤,煤提质-,气,气化合成,（,（燃料油,或,或化工品,）,）耦合新,工,工艺将是,今,今后推动,褐,褐煤提质,工,工艺发展,的,的重要需,求,求，国内,一,一些大型,能,能源企业,都,都在致力,于,于推动实,现,现中试和,工,工业化示,范,范，从而,也,也将成为,洁,洁净煤技,术,术专题的,重,重要技术,发,发展方向,。,。,目,录,录,一、背景,及,及意义,二、褐煤,提,提质技术,的,的发展动,态,态,三、典型,褐,褐煤提质,技,技术简介,四、褐煤,气,气化技术,简,简介,五、褐煤,精,精炼多联,产,产模式探,讨,讨,六、结束,语,语,三、典型,褐,褐煤提质,技,技术简介,1、褐煤,提,提质技术,一,一般指：,干燥,成型,热解,以下简单,介,介绍几种,典,典型褐煤,干,干燥、成,型,型、热解,技,技术。,三、典型,褐,褐煤提质,技,技术简介,美国K-Fuel高压釜蒸汽干燥工艺,美国KFx 公司,在,在上世纪80 年,代,代中期开,发,发了K燃,料,料工艺（K-Fuel Process）技,术,术，经过20 年,的,的完善已,进,进入工业,应,应用阶段,。,。,煤经粉碎,后,后，通,过,过传送装,置,置送入高,压,压釜。高,压,压釜内压,力,力和温度,分,分别维持,在,在3.7MPa,和,和238,。在高,压,压釜中，,煤,煤块发,生,生破裂，,将,将硫化,物,物从煤中,分,分离出来,，,，煤中的,水,水分也随,之,之蒸发掉,。,。,经过高温,高,高压处理,的,的煤粉和,蒸,蒸发出来,的,的水蒸汽,可,可以直接,送,送入锅炉,进,进行发电,或,或供热。,三、典型,褐,褐煤提质,技,技术简介,日本D-K非蒸发脱水工艺,日本电源,开,开发公司,（,（D）和,川,川崎重工,公,公司（K,）,）从1976 年,开,开始研究,并,并成功开,发,发出了D-K