褐煤加工与利用技术
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• 我国褐煤资源分布的特点是:埋藏浅、煤层 厚、储量大, 多适合于露天开采, 如小龙潭 矿的煤层厚达20～100 m, 最厚处可达200m, 胜利煤田的探明储量达150亿t。
2.2 褐煤的特征组分及性质
• 腐植酸：煤中能溶于稀苛性碱和焦磷酸钠溶液的多种缩
合酸性基的大分子化合物即为腐植酸。
• 褐煤大多数无光泽, 真密度在1.10～1.40g/ cm3 之间,水分高 达30 %～60 % , 挥发分高, 燃点低, 不粘结, 易风化变质, 含原 生腐植酸, 含氧高, 化学反应性强, 热稳定性差。
2.1 前 言
➢ 褐煤是煤化程度最低的煤种, 它是泥炭沉积后经脱水、压实转 变为有机生物岩的初期产物, 因外表呈褐色或暗褐色而得名。
➢ 我国褐煤资源主要形成于晚侏罗纪、早第三纪和晚第三纪。 • 晚第三纪褐煤多为土状褐煤, 煤田零星分布在辽宁、山东、 广西、广东、云南等省区; • 晚侏罗纪褐煤则多为硬褐煤, 或称老年褐煤, 主要分布在我国 内蒙古自治区东部海拉尔含煤区霍林河盆地以及黑龙江三 江—穆林河含煤区,这一地区是我国褐煤资源集中地区, 基本 特点为埋藏浅,煤层厚度大。
➢ 褐煤是化学反应性最好的低煤阶, 其最高内在水分(MHC) 、腐植 酸、铝甑低温干馏焦油产率和苯萃取物(俗称褐煤蜡) 产率等技 术指标的高低,是决定褐煤合理利用和综合利用的重要参数。
• 我国的褐煤资源丰富, 到2002年底已探明的 保有储量大约为1 300亿t, 其预测资源量亦 近2 000亿t。其中有3 /4的褐煤分布在内蒙 东部地区, 其中著名的有胜利、霍林河、伊 敏、大雁、宝日希勒、扎赉诺尔和平庄等 矿区。
需要换算的基
干基 d
干燥无灰基 daf
干燥无矿物质基 dmmf
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收到基 ar
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• 不同时代的褐煤挥发分相差更大, 如全国褐 煤的平均挥发分( Vdaf ) 为45.21 % , 其中 以成煤时代越迟的晚第三纪褐煤的挥发分最 高, 平均为55.92 % , 成煤时代越早的早、 中侏罗世褐煤的挥发分最低, 平均38.60 %。
• 褐煤的纯煤发热量( Qgr ,daf) 也与成煤时代有关, 如全•国煤褐的煤发热的量平有均高Q位g发r 热,d量af（为h2ig8h.7h1eMat Jv/alkuge，,其HH中V）以 早、和中低侏位罗发热世量褐（煤lo的w h发ea热t v量alu最e，高LH, 晚V）第之三分。纪褐煤的 发热量最• 高低位, 发分热别量为是2指8每.5公4 斤M煤J /完k全g燃和烧2后7.所24产M生J的/ 热kg量。，
富里酸）。
腐植酸的结构
• 大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基 、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。
• 从黄腐酸（fulvic acid）、棕腐酸（hymatomalenic acid）到黑腐酸（pyrotomalenic acid），分子量 逐渐增大，从102~103、103~104到104~106。
质基 dmmf
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100 Ad
100 100 MM d
100 Ad 100 MM d
• 褐煤的煤质特征与其成煤时代密切相关：
– 经统计, 全国生产矿区褐煤的煤层平均灰分 ( Ad)为21.90 % , 其中以早、中侏罗世褐煤的 灰分最低, 平均仅10.55 % , 而早第三纪褐煤 的平均Ad则高达23126 % , 两者相差1 倍以上。
• 我国褐煤能包腐括植在酸煤以的发晚热第量三中。纪的最高, 平均38.67 % , 早、中侏• 从罗煤世的高的位最发低热,Байду номын сангаас平中均扣5除.2了9这%部。分水蒸气的汽化潜
热之后，所得到的煤的发热量称为煤的低位发热量。
2.3 褐煤的综合利用
• 用乙醇和苯混合物萃取褐煤可得沥青（蜡和焦 油）；
• 萃取残渣用碱处理可得腐植酸； • 褐煤的利用
干基 d
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干燥无灰基 100 (M ad Aad ) 100 (M ar Aar )
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干燥无矿物 100 (M ad MM ad ) 100 (M ar MM ar ) 100 MMd 100 MM d
• 结合腐植酸(combined humic acid)和游离腐植酸 (free humic acid)等 。
• 测定腐植酸分子量分布最常用的方法：
– 超滤-膜法测定非连续分布； – 色谱法测定其连续分布。
煤分析各种基准之间的换算公式
已知基
空气干燥基 ad
空气干燥基 ad
收到基 ar
100 M ar 100 M ad
– 气化 – 液化 – 干馏
• 按加热的温度主要可分为低温(550～600 ℃) 干馏和中 温(700～800 ℃) 干馏。褐煤干馏产出的煤气产品可以 作为燃料气和化工合成气, 焦油或酚类可作化工原料, 半
• 褐煤的水它包分括( M了煤) 也燃与烧时成，煤煤时中代水密分所切生相成关的,水即蒸以气晚全部第 三纪褐煤凝结的成水水分所最放高出的, 侏热量罗。纪实褐际煤上的，在水燃分烧最设低备,中如， 云南可保煤燃的烧晚后第的三排纪烟还褐具煤有的一全定的水温分度( ，M煤t)中平水均分高所达生 4霍6林16河%矿成, 昭的区通水的蒸褐晚气煤侏并的罗不水能世凝分褐结可煤下达的来5，M0此t%为部以3分上2.汽,2化而%潜内。热蒙并古不
• 原生腐植酸（primary humic acid）：成煤过程中形成的腐 植酸为原生腐植酸；原生腐植酸是褐煤区别于其它煤种的 主要特征组分。
• 次生腐植酸（secondary humic acid）：煤经氧化(包括风化) 形成的腐植酸为次生腐植酸。
腐植酸分类
• ①溶于丙酮或乙醇的部分称为棕腐酸； • ②不溶于丙酮部分称为黑腐酸； • ③溶于水或稀酸的部分称为黄腐酸（又称
2.2 褐煤的特征组分及性质
• 腐植酸：煤中能溶于稀苛性碱和焦磷酸钠溶液的多种缩
合酸性基的大分子化合物即为腐植酸。
• 褐煤大多数无光泽, 真密度在1.10～1.40g/ cm3 之间,水分高 达30 %～60 % , 挥发分高, 燃点低, 不粘结, 易风化变质, 含原 生腐植酸, 含氧高, 化学反应性强, 热稳定性差。
2.1 前 言
➢ 褐煤是煤化程度最低的煤种, 它是泥炭沉积后经脱水、压实转 变为有机生物岩的初期产物, 因外表呈褐色或暗褐色而得名。
➢ 我国褐煤资源主要形成于晚侏罗纪、早第三纪和晚第三纪。 • 晚第三纪褐煤多为土状褐煤, 煤田零星分布在辽宁、山东、 广西、广东、云南等省区; • 晚侏罗纪褐煤则多为硬褐煤, 或称老年褐煤, 主要分布在我国 内蒙古自治区东部海拉尔含煤区霍林河盆地以及黑龙江三 江—穆林河含煤区,这一地区是我国褐煤资源集中地区, 基本 特点为埋藏浅,煤层厚度大。
➢ 褐煤是化学反应性最好的低煤阶, 其最高内在水分(MHC) 、腐植 酸、铝甑低温干馏焦油产率和苯萃取物(俗称褐煤蜡) 产率等技 术指标的高低,是决定褐煤合理利用和综合利用的重要参数。
• 我国的褐煤资源丰富, 到2002年底已探明的 保有储量大约为1 300亿t, 其预测资源量亦 近2 000亿t。其中有3 /4的褐煤分布在内蒙 东部地区, 其中著名的有胜利、霍林河、伊 敏、大雁、宝日希勒、扎赉诺尔和平庄等 矿区。
需要换算的基
干基 d
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干燥无矿物质基 dmmf
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• 不同时代的褐煤挥发分相差更大, 如全国褐 煤的平均挥发分( Vdaf ) 为45.21 % , 其中 以成煤时代越迟的晚第三纪褐煤的挥发分最 高, 平均为55.92 % , 成煤时代越早的早、 中侏罗世褐煤的挥发分最低, 平均38.60 %。
• 褐煤的纯煤发热量( Qgr ,daf) 也与成煤时代有关, 如全•国煤褐的煤发热的量平有均高Q位g发r 热,d量af（为h2ig8h.7h1eMat Jv/alkuge，,其HH中V）以 早、和中低侏位罗发热世量褐（煤lo的w h发ea热t v量alu最e，高LH, 晚V）第之三分。纪褐煤的 发热量最• 高低位, 发分热别量为是2指8每.5公4 斤M煤J /完k全g燃和烧2后7.所24产M生J的/ 热kg量。，
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腐植酸的结构
• 大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基 、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。
• 从黄腐酸（fulvic acid）、棕腐酸（hymatomalenic acid）到黑腐酸（pyrotomalenic acid），分子量 逐渐增大，从102~103、103~104到104~106。
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• 褐煤的煤质特征与其成煤时代密切相关：
– 经统计, 全国生产矿区褐煤的煤层平均灰分 ( Ad)为21.90 % , 其中以早、中侏罗世褐煤的 灰分最低, 平均仅10.55 % , 而早第三纪褐煤 的平均Ad则高达23126 % , 两者相差1 倍以上。
• 我国褐煤能包腐括植在酸煤以的发晚热第量三中。纪的最高, 平均38.67 % , 早、中侏• 从罗煤世的高的位最发低热,Байду номын сангаас平中均扣5除.2了9这%部。分水蒸气的汽化潜
热之后，所得到的煤的发热量称为煤的低位发热量。
2.3 褐煤的综合利用
• 用乙醇和苯混合物萃取褐煤可得沥青（蜡和焦 油）；
• 萃取残渣用碱处理可得腐植酸； • 褐煤的利用
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• 结合腐植酸(combined humic acid)和游离腐植酸 (free humic acid)等 。
• 测定腐植酸分子量分布最常用的方法：
– 超滤-膜法测定非连续分布； – 色谱法测定其连续分布。
煤分析各种基准之间的换算公式
已知基
空气干燥基 ad
空气干燥基 ad
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– 气化 – 液化 – 干馏
• 按加热的温度主要可分为低温(550～600 ℃) 干馏和中 温(700～800 ℃) 干馏。褐煤干馏产出的煤气产品可以 作为燃料气和化工合成气, 焦油或酚类可作化工原料, 半
• 褐煤的水它包分括( M了煤) 也燃与烧时成，煤煤时中代水密分所切生相成关的,水即蒸以气晚全部第 三纪褐煤凝结的成水水分所最放高出的, 侏热量罗。纪实褐际煤上的，在水燃分烧最设低备,中如， 云南可保煤燃的烧晚后第的三排纪烟还褐具煤有的一全定的水温分度( ，M煤t)中平水均分高所达生 4霍6林16河%矿成, 昭的区通水的蒸褐晚气煤侏并的罗不水能世凝分褐结可煤下达的来5，M0此t%为部以3分上2.汽,2化而%潜内。热蒙并古不
• 原生腐植酸（primary humic acid）：成煤过程中形成的腐 植酸为原生腐植酸；原生腐植酸是褐煤区别于其它煤种的 主要特征组分。
• 次生腐植酸（secondary humic acid）：煤经氧化(包括风化) 形成的腐植酸为次生腐植酸。
腐植酸分类
• ①溶于丙酮或乙醇的部分称为棕腐酸； • ②不溶于丙酮部分称为黑腐酸； • ③溶于水或稀酸的部分称为黄腐酸（又称