國內外褐煤熱解技術的應用及發展

田 帥（遼寧省石油化工規劃設計院有限公司,沈陽 110000）

國內外褐煤熱解技術的應用及發展

田 帥
（遼寧省石油化工規劃設計院有限公司,沈陽 110000）

摘 要：褐煤資源作為煤炭資源中的一個龐大分支種類煤炭種類，其在我國現有的存儲數量為一千多億噸，為我國總體煤炭存儲數量的百分之二十左右。而褐煤資源的開發、加工應用技術也日漸受到國內外有關行業、部門和企業的關注與重視。下文中，筆者將結合個人工作經驗，從國內外褐煤熱解技術的概論、褐煤熱解技術的研發、褐煤熱解技術的應用幾個方面，介紹國內外典型的幾種褐煤熱解技術,并對其應用現狀,及其發展趨勢進行分析。

關鍵詞：褐煤熱解技術；煤炭資源工藝發展應用；低變質煤煤田煤層；多段回轉爐

1 概述

在全球煤炭資源供給方面，我國可謂是世界煤炭資源產出大國。我國地大物博，物質資源十分豐富，尤其體現在煤炭資源的生產數量和存儲數量方面。而褐煤資源作為煤炭資源中的一個龐大分支種類煤炭種類，其在我國現有的存儲數量為一千多億噸，為我國總體煤炭存儲數量的百分之二十左右。我國的褐煤資源從地理位置上看，多集中于我國北方和西南方；從褐煤資源的煤田類型分析，褐煤資源煤田多數是煤層厚重豐富，利于進行在戶外、上方無遮蓋物的開采形式，并且能夠獲得很高的經濟效益。由于，全球資源市場上的煤田資源價格在不斷攀升，因此開采過程、生產過程、加工利用過程相對簡便的褐煤資源尤其受到追捧和歡迎，我國政府有關部門和各公司企業也逐漸注重對褐煤資源的開發與管理。對褐煤的工業化開發和相關產品的綜合利用，對我國未來幾年、幾十年建設一個節能型社會，推動我國煤能源的綜合開發，帶動區域經濟快速發展將是一個重要的戰略項目。

目前國內外已有多種煤的熱解干餾技術，褐煤利用熱解低溫干餾技術進行改質加工，得到潔凈煤、焦油及煤氣三種能源，再進一步加工生產下游產品，實現褐煤綜合利用。

2 煤炭熱解技術的發展

在上個世紀初期，熱解技術開始被研發出來，并且很快受到社會各界的重視與關注。隨著對煤炭熱解技術的科學研發，對煤炭資源的加工過程逐漸由提煉、制取固體無煙燃料、石蠟油，演變為提煉和生產高級的發動機液體燃料。在上個世紀的五十年代，隨著世界范圍內石油、天然氣的開發與應用，煤的熱解加工發展速度減慢甚至停頓。但在一些煤資源豐富的國家，始終沒有停止對煤炭熱解技術的持續科研，到了二十世紀七十年代，人們將精力轉移至提煉和加工具備高度產出率的合成產品，進一步促進了對煤炭熱解技術的深入科研和技術提高，大量有關煤炭熱解技術的項目被采用，從而加強并提升煤炭的產出數量，提高生產效率。在當時最通常被使用的技術為提高煤炭熱解技術的速度，通過兩種方式：一是提高熱解反應的速度；二是為熱解反應速度的加快，創造條件。到了二十世紀的六十年代，我國也逐步引進了對煤炭熱解技術的應用和開發，以實現與國際工業現代化接軌，并尋找能夠在短期內代替石油資源的其他產品。熱解技術發展到今天， 我國多在煤炭資源的利用開發過程中，使用其生產、加工部分綠色環保的新型煤炭產品。

3 褐煤熱解技術的應用

3.1 多段回轉爐工藝

多段回轉爐工藝是由我國有關煤炭資源開發部門創設的變質煤炭熱解技術。此項技術的加工順序為：首先使用中低溫熱解，然后依次進行中速加熱、外熱式、隔絕空氣、常壓加工。多段回轉爐工藝對煤炭原材料的要求為顆粒直徑在六至三十毫米范圍之內，可以根據具體加工情況，選擇利用氣體或者固體燃燒材料。如果利用氣體燃料進行加工，需要首先清除不好的或不需要的雜質，使熱解煤氣達到純凈的程度，轉變為清潔、純凈的燃氣，并可以提供給城市居民生活使用，或者提供給公司企業做工業用途的使用。因為褐煤資源在被熱解加工之前，進行了脫水干燥加工過程，所以從一定程度上避免了煤炭資源的浪費，并為之后的污水處理過程提供了方便，起到環保、節能的作用。

3.2 中國的ZDL工藝

ZDL工藝是浙江大學開發的以流化床熱解為基礎的熱電氣多聯產工藝。以流化床熱解為基礎的熱電多聯產工藝，特點是利用循環流化床(CFB)鍋爐的循環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熱解、部分氣化產生中熱值煤氣，經凈化除塵后輸出，氣化爐內的半焦及放熱后的循環灰一起送入循環流化床鍋爐，半焦燃燒放出熱量產生過熱蒸汽用于發電、供熱。

浙江大學是國內較早開發流化床熱解技術的單位，也是較早開發多聯產技術的單位之一。系統有燃燒室、氣化爐、返料器、汽水系統、煤氣凈化系統和焦油回收系統等部分組成，主要用于完成熱解、氣化、燃燒分級轉化、焦油收集等工藝。煤首先進入氣化爐內熱解，產生的煤氣經凈化后，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；氣化爐內的半焦及放熱后的循環熱灰通過返料裝置進入循環流化床鍋爐，半焦燃燒產生蒸汽用于發電、供熱；氣化爐內煤熱解反應所需熱量有循環流化床鍋爐的循環熱灰提供，流化介質采用低溫凈化后的再循環煤氣或過熱蒸汽。該技術的關鍵是保證大量固體循環物料在流化床鍋爐燃燒室和氣化爐之間循環而沒有氣體串通。

3.3 中國的DG工藝

褐煤固體熱載體法快速熱解技術工業試驗成功，為中國褐煤加工利用開辟了一條新的途徑，特別是為采用現代技術的褐煤熱解（干餾）聯產煤焦油加氫產業化奠定了基礎。近年來，在煤固體熱載體法熱解技術工業試驗的基礎上，我國多家公司和有關單位，合作進行了“煤固體熱載體熱解制取煤焦油、煤氣和半焦成套技術”開發，提升了該技術工程化水平。

綜上所述，我國是世界煤炭資源產出大國，我國有關部門、有關企業單位及其內部工作人員應當不斷加強褐煤熱解技術的開發和利用，在煤炭資源的工藝加工過程中，選擇使用新型清潔原材料，開發節能、環保的新型工藝技術，為煤炭行業的持續良好發展提供幫助，也為企業積極爭取更多的經濟利潤。

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