褐煤提质技术问题探讨

摘要：褐煤提质是指褐煤在高温下经受脱水和热分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤。所以，褐煤的提质过程主要是褐煤的脱水过程。褐煤提质，能够在国家煤炭资源逐渐减少的情况下给我们带来惊喜，但是我国煤炭先进与落后生产力并存，整体技术水平低下，褐煤提质技术及设备的技术有待提高。一方面是开发利用褐煤的潜力巨大，另一方面是褐煤开发利用受到现实问题的制约。

关键词：褐煤提质 问题 探讨

我国是能源需求大国，煤炭在各种能源中占有举足轻重的地位。通过调查，我国煤炭资源总量丰富，但人均剩余探明可采资源储量少。虽然最近国家一直提倡节约能源政策，但是作为工业大国，能源需求量大，我国中东部煤炭资源逐渐减少，煤炭资源开发的战场逐渐向西部转移，褐煤的价值也越来越受到人们的重视。

据中国煤炭报报道，在上海举办的中澳褐煤开发利用研讨会上，褐煤提质问题受到人们的热切关注。与会人员透露，上海等一些缺煤地区的电厂对此尤其关注。一向被称为煤炭领域“丑小鸭”的褐煤一下受到了空前的关注。业内人士表示，与优质煤相比，褐煤难以卖上好价钱。但是，与价格相对较高的优质煤相比，价格相对低廉的褐煤资源已凸显出社会价值和经济价值。

一、褐煤提质技术开发背景

我国是以煤炭为主导一次能源资源的国家，煤炭能提供65%以上的一次能源，煤炭产量居世界首位，而且逐年增加。我国的煤炭资源可采储量位居世界第三，约占世界总储量的11.5%。其中褐煤储量约占世界褐煤总储量的16%，大部分集中在华北地区。随着对能源需求的不断增加和对烟煤、无烟煤资源的过度开采，我国对褐煤的开发和利用将越来越重要，并受到国务院和国家发改委的高度重视。与烟煤、无烟煤相比，褐煤的优势是价格较低，反应活性高，但其热值相对较低，含水量较高，一般为25～60%。褐煤中的水分增加运输成本，影响锅炉运行，降低电厂效率，增加温室效应气体排放，因此褐煤提质技术及装备的开发是清洁和有效利用褐煤的关键。

目前国外普遍采用烟气预干燥或水蒸气干燥工艺对褐煤进行干燥，然后直接送至坑口电厂用于燃烧发电。和国外不同的是，我国坑口电厂数量少，大部分电厂远离煤矿。如我国东部和东南沿海地区的很多电厂所用的煤炭都运自山西、河南等省的煤矿，即煤炭运输半径较大。这对褐煤资源的开发和利用提出了更高的要求。我国内蒙地区的褐煤水分含量约为35%，从运输成本和燃烧热值方面考虑，褐煤需要在干燥后才能运输到电厂燃烧。

长距离运输高水分、低热值的褐煤在经济上是不合算的。美国曾对褐煤脱水后减少运输量的效果做过评估，一种水分42.52%、发热量2847kcal/kg的褐煤，经2.02Mpa的蒸汽处理后，水分降至14.43%，发热量增加到4315kcal/kg，相当于提高了热值51.6%。上都电厂240万千瓦机组一年大约要用褐煤1100万吨，如果能将褐煤水分由36%降至16%左右，则一年可减少220万吨煤炭运输，节省运费6600万元。另一方面从锅炉燃烧角度来说，燃烧高水分褐煤将导致火焰温度降低，热效率下降，当电厂使用脱水和提质后的褐煤，可以显著减少或避免电厂额定出力降低的现象。锡盟2009年褐煤产量将达到7000万吨，除盟内加工消化2000万吨外，其余煤炭均需要外运。5000万吨褐煤如果进行脱水提质，至少可以减少1000万吨运输量，可节约铁路运费15～20亿元（不包含海运费）。

二、褐煤进行综合利用具有现实意义

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.由于褐煤本身含水分量大，易挥发等特性，给其运输带来了诸多不便，其利用价值也受到很大的限制。提质之后，褐煤可以代替优质煤，在降低成本的同时，运输起来也很方便，所以褐煤提质的步伐加快，对于电厂来说的确是一个天大的好消息。

2.人类现在正在努力研制褐煤提质技术，使褐煤部分替代石油和天然气，就相当于发现一种新能源。当前，我国褐煤主要用于火力发电、化工、气化、液化等方面。由于褐煤碳含量低，氢含量相对较高，比其他煤类更容易液化，如果采用先进的技术，就可以生产出较优质的替代石油的燃料。

3.用褐煤能生产重要的有机化工原料，可以制取氮肥、氢气、塑料等化工产品。褐煤还可以作为吸附及离子交换剂、制水煤浆、水煤浆添加剂、复合型保水剂等原料。褐煤含有丰富的褐煤蜡和腐植酸，褐煤蜡是制造涂料、油漆、橡胶添加剂、油和高级蜡纸的原料，深加工潜力很大。褐煤还可提取化工原料焦油轻油，高温化学反应可转化成民用煤气。

4.由于褐煤性质的特殊性，使得我国储存大量的褐煤暂时还没开发利用，这就为褐煤提质创造了巨大的前景。丰富的储量，广泛的用途，看起来褐煤提质前途光明。但是，褐煤提质在我国发展的并不是一帆风顺。

三、褐煤提质过程中存的问题

1.中国褐煤由于灰分高、难洗选、发热量低， 即使通过提质改性， 产品目标也主要定位于锅炉燃料和气化原料。 建设煤电基地，利用褐煤资源是我国能源发展的一项重要战略。然而作为动力用煤时，褐煤只能用于特殊设计的电厂锅炉，无法进行广泛应用。由于褐煤发热量比较低，当地锅炉的设计考虑到该类煤的特性，可以就地应用。由于多数锅炉设计时对煤的发热量有很高的要求，如果将褐煤运到内地应用，则无法直接燃烧，极大地限制了褐煤的产能。

2.不易储存运输，不便于销售，提质的目的主要是提高褐煤价值， 改善褐煤长途运输经济性， 及其对气化、燃烧工艺的适应性。由于我国褐煤资源主要集中在内蒙古、云南和黑龙江等地，而煤炭消费主要在我国东南部。煤炭的大量运输导致铁路运力的紧张，加之褐煤高水分的特性，不适宜远距离运输，运输半径一般在300公里以内，超过300公里运输半径距离的，必须有固定的客户源，否则损失很大。

3.由于脱水过程中受热， 加之褐煤热稳定性低， 各种脱水技术均存在脱水后褐煤粉化严重和煤料升温的问题， 导致其自燃倾向性变差， 项目环保和安全性也存在一定隐患。

4.褐煤燃烧时热利用率低，粉尘排放量大，环境污染严重。

在能源紧张的当下，褐煤提质既让我们看到了希望，有给我们带来了压力。虽然，我国褐煤提质加工技术才起步不久，但是在煤气化领域我国已有多套煤气化装置建成投产。我国也研究开发了不少褐煤热解技术，大连理工大学的褐煤固体热载体法快速热解技术已经进行工业化试生产，鞍山热能研究院的褐煤低温干馏改质技术和北京柯林斯达能源技术开发公司的褐煤低温干燥改性提质技术也得到了专家的好评。但是总体来说，我国褐煤提质现状是喜忧并存。