第32卷第3期山西化工Vol．32No．3
2012年6月
SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Jun．2012
收稿日期：2012-01-04作者简介：王文清，男，1979年出生，2001年毕业于太原理工大学，工程师，现主要从事化工工艺设计工作。
专题讨论
王文清
（山西省化工设计院，山西
太原030024）
摘要：介绍了褐煤含水量高、挥发分高、发热量低、易风化碎裂、易氧化自燃和不适于远途运输等特点以及我国褐煤资源概况。为了科学合理地开发利用褐煤资源，比较了褐煤的利用方式和提质工艺，分析
了褐煤干馏工艺以及存在的问题，并在以上分析基础上，探讨了褐煤提质的意义。关键词：褐煤；提质技术；加工；综合利用中图分类号：TQ52 文献标识码：A
文章编号：1004-7050（2012）03-0044-03
引言
我国有着很丰富的煤炭资源。其中，已探明的
褐煤保有储量达1303亿t ，
占全国煤炭储量的17%，在我国煤炭资源中占有重要的地位。褐煤资
源主要分布在内蒙古自治区和云南省［1］
。内蒙古的褐煤集中在东部地区的褐煤盆地（主要集中在
锡林浩特、通辽和呼伦贝尔地区）。这些褐煤煤田多属于巨厚煤层，易于露天开采，有极大的经济价值。近几年，由于煤炭价格上涨，价格相对低廉的褐煤开发利用开始受到重视。在国家新能源战略调
整中，褐煤提质加工和综合利用逐渐提上议事日程。
褐煤是煤化程度较低的一种煤，其特点是含水量高、挥发分高、发热量低、易风化碎裂、易氧化自燃、
不适于远途运输（一般运输半径在300km 之内）、直接燃烧时排出的粉尘量大、环境污染严重、
热利用率低［2］
。因此，褐煤的直接利用受到一定的限制。目前，主要用作燃料发电。与其他煤种相比，褐煤有其特殊性，褐煤挥发分高、含油率高，是热解提质提取焦油的理想原料，褐煤和低变质烟煤适合用于炼制油品。因此，科学合理地开发利用褐煤资 源，
将用途较窄的低变质煤进行提质，可以扩大褐煤的用途。目前，褐煤提质有干燥脱水和干馏（热解）技术。干燥脱水提质后的褐煤只是减少水分；干馏（热解）提质则是将褐煤中的水分和挥发分等排解出来。提质后的褐煤成为提质煤，有广泛的用途。褐煤提质同时得到的煤焦油和煤气也是能源产品。考虑到褐煤自身的特性，结合我国能源结构及产业政策，对褐煤进行综合利用具有现实意义。 1褐煤利用方式
1）燃烧发电
在坑口建设燃煤发电厂，将褐煤转化为电力产品，是目前蒙东地区褐煤的主要转化利用途径。神华集团、大唐集团和香港协鑫等大的电力公司在该地区均建有以褐煤或褐煤煤矸石为燃料的电厂。对于一个典型的2ˑ600MW 的发电厂，总投资约44亿元，一次水消耗约320万t /a ，燃料褐煤消耗为500万t /a 。
褐煤发电转化方式的缺点主要是，褐煤中类石油成分全部作为普通燃料被烧掉是一种浪费，必须和电力发展相协调。
2）褐煤气化
将褐煤干燥、气化生产合成气，再通过合成气化学路线转化为甲醇、二甲醚、烯烃、成品油等石油资源替代品以及合成氨、氨加工下游化学产品，也是典
型的褐煤转化利用方法。
煤制石油资源替代品需要规模化、大型化、一体化、基地化发展，其水资源消耗量大、排放物总量多、投资强度大、技术密集，目前尚处于商业示范阶段。褐煤气化主要受到当地水资源、环境承载能力的限制。
3）褐煤液化
褐煤的煤化度低，加氢直接液化可以得到比较高的油收率。从资源综合利用的角度考虑，褐煤的利用效率较高，但褐煤的灰含量和氧含量又严重地制约这一路线的经济性。
4）褐煤提质加工
褐煤提质加工（褐煤低温干馏）是在隔绝空气及氧气的条件下将煤加热，最终控制加热温度在600ħ左右使其分解，在生产“提质煤”的同时副产低（中）温煤焦油和焦炉气。3种产品都有较好的利用价值［1］。
通过褐煤提质加工进行褐煤洁净利用，一方面，可以脱除褐煤所含水分，大大降低运输成本，提高褐煤热值和燃烧热效率，减少或避免电厂额定出力降低现象的发生；另一方面，可以副产高附加值的焦油及煤气产品，经济效益相当可观。
2褐煤提质工艺比较
利用褐煤生产优质动力煤，关键问题是降低褐煤的水分含量，提高其发热量。而褐煤的脱水一般通过煤干燥和干馏2种方法实现。
2．1干燥
这种方法在100ħ 300ħ的条件下利用气体热载体对煤炭加热，脱除其中的水分。这种干燥技术在选煤厂和焦化厂已得到广泛的应用，主要应用于烟煤等高阶煤种。对于褐煤而言这种方法有2个缺点：
1）只能除去褐煤的外水，对内水和挥发分基本没有影响，因而造成干燥后褐煤的挥发分含量更高，容易发生自燃现象，有安全隐患；
2）由于褐煤本身活性很高，干燥后的褐煤仍保持原有的吸附结构，在潮湿环境下易发生二次吸水现象，影响干燥效果［3］。
这些缺点使得产品煤无法长途运输。因此，褐煤干燥技术只能局限于褐煤产地附近地区褐煤利用产业（如燃烧发电、气化、液化等）的预处理加工。2．2干馏
这种方法在550ħ 650ħ对褐煤进行隔绝空气加热，获得固（半焦）、液（焦油）、气（干馏煤气）3种不同的产品。该方法不仅能除去褐煤中的外水和内水，而且能够降低煤中的挥发分，获得高附加值的产品，在温和的条件下实现煤炭的综合利用［2］。对于褐煤，采用该加工技术可以避免如2．1所述干燥技术带来的2个缺点，且生成的产品动力煤仍然可以用作燃烧发电、气化等煤炭利用产业，从而使得褐煤的应用区域扩大。
由此可见，从褐煤综合利用和更好地发挥褐煤效益出发，对褐煤进行干馏提质的方法更佳［3］。
3褐煤干馏工艺
3．1干馏工艺流程
褐煤干馏工艺主要包括备煤、干馏、煤气净化和筛焦-储焦4部分，如图1所示。
图1褐煤干馏工艺
1）备煤单元
由煤矿块煤煤仓来的经过破碎的原料煤经带式输送机运输到干馏炉顶，然后经布煤器送入干馏炉。
2）低温干馏单元
皮带运输机从备料工段供煤到干馏炉顶部，经布煤器将煤料送入干馏炉内，煤料下移经过干燥段逐渐进入干馏段，完成煤干馏。干馏后的煤继续下移到冷却段，最后由炉底推焦机将提质煤排出。由刮板机、出煤皮带将提质煤送到筛分单元。
生成的干馏煤气随气体热载体一起从集气阵伞引出，去往煤气净化及焦油回收系统。
3）煤气净化单元
从干馏单元来的煤气经冷凝冷却后进入电捕焦油器，脱除焦油雾滴，再进入离心鼓风机加压。加压后的煤气大部分回炉自用，少部分外供。
从电捕焦油器收集的焦油自流至焦油收集槽，然后由无渣焦油泵输送至焦油储槽储存。定期由焦油泵送出，装车外销。
4）筛分-储存单元
成品煤从干馏炉冷却段进入刮板机到出煤皮带
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2012年6月王文清，浅谈褐煤提质的意义
时，用熄焦水对提质煤进行喷淋降温，将提质煤的温
度降至50ħ 60ħ，同时防止提质煤输送过程中的粉尘飞扬。
降温后的提质煤由皮带运输机运送到筛分楼，
进行筛分。提质煤筛分后，符合标准的提质煤由皮带运输机送到成品煤仓。
3．2褐煤干馏存在的主要问题
褐煤干馏产生的煤气在净化过程中的分离水是一种高CODcr （可达23000mg /L ）、高酚值、高氨氮的工业有机污水，处理难度大，因此在选择污水处理工艺时要根据进水水质、处理成本、投资费用等进行综合比选。3．3经济效益
褐煤干馏后的主要经济产物为成品煤及煤焦
油。以100万t 干馏装置为例，
成品煤产率约50%，煤焦油产率约3．8%，亦即100万t 原料褐煤可生产
50万t 成品煤、3．8万t 煤焦油。目前，内蒙古锡林浩特褐煤［以14650kJ （3500kcal ）计］价格约150元/t ，而干馏后的成品煤［以24278kJ （5800kcal ）计）］
价格可达450元/t ，煤焦油价格也在2600元/t 左
右，
减去水、电、汽等动力成本，每百万吨褐煤经干馏后的利润在1亿元以上。若考虑到经干馏后褐煤重
量减轻而节省的运输成本，
则经济意义更大。4结语
综上所述，煤提质项目符合国家产业政策，符合
资源综合利用、节约能源、改善环境的要求，可以有效地提高煤矿的市场竞争力，有利于扩大褐煤的综合利用途径，具有一定的经济意义和社会效益。
参考文献：
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．北京：煤炭工业出版社，
1999．［2］陈冰冰，池梅．谈对褐煤的加工利用［J ］
．煤炭技术，2005（11）：13-14．
［3］邵俊杰．褐煤提质技术现状及我国褐煤提质技术发展
趋势初探［
J ］．神华科技，2009（2）：17-32．A brief meaning of quality improvement of lignite
WANG Wen-qing
（Shanxi Provincial Chemical Design Institute ，Taiyuan Shanxi 030024，China ）
Abstract ：This article presented the characteristics of high moisture ，low heat ，easy to fraction and oxidation and a survey of lignite re-source in China．In order to rational utilization of lignite ，the use patterns of lignite and quality improvement process were compared ，and the importance of quality improvement of lignite was also discussed．Key words ：lignite ；quality improvement ；importance ；櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
multipurpose utilization
（上接第35页）
Study of gas and solid mixing characteristics in the ash-agglomerating gasifier
FAN Ling 1，WANG Peng 2，MA Su-xia 3
（1．Taiyuan Chemical Industry Group Co．，Ltd．，Taiyuan Shanxi 030021，China ；
2．State Nuclear Power Engineering Company ，Shanghai 200233，China ；3．Taiyuan University of Technology ，Taiyuan Shanxi 030024，China ）
Abstract ：The carbon conversion rate and the thermal efficiency in the ash -agglomerating fluidized bed gasifier are directly affected by the mixing characteristics of the coal and gasification agent．Research in the mixing properties of the gas and solid particles and grasp-ing the axial and radial movement rules are important for us to take cognizance of the heat and mass transfer mechanism in the gasifier furnace．In this paper ，combining with the particle dynamics theory ，the CFD （computational fluid dynamics ）with eulerian two-fluid model is used to simulate the gas and solid mixing characteristics in the ash-agglomerating fluidized bed gasifier that is operated in the Taiyuan Chemical Industry Company．
Key words ：ash-agglomerating fluidized bed gasifier ；gas and solid mixing characteristics ；spouting gas velocity
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