动力煤及化工用煤对煤质的要求

煤质要求

83年上大学以来到现在将近30年左右了，一直和煤打交道，我主要介绍一下动力煤和现代煤化的评价，现在我们的介绍你这个煤好还是坏，值不值钱，我觉得没有不值钱的煤，只有用不好的煤，你这个煤在这个地方用的不合适，用在其他地方就合适了，所以我先跟大家讲一下，这个煤的性质特点以及不同的利用途径。有4个方面。第一个简单介绍一下，中外动力煤性质的比较。在这方面我们查了中国煤炭网他的数据介绍的比我齐全一些。我主要介绍以下三个方面，一个是煤质对燃烧过程的影响。在我们国内煤80%还是用于燃烧的，再一个做一下煤燃烧特性的评价方法。最后再介绍一下汽化与液化技术的要求，现在我们国家煤炭要求比较严，以后的发展前景也比较大。我们现在煤炭主要是以汽化为龙头的。

首先看一下中国的一次能源结构，到1999年煤炭大概占到68%左右，到04年大概还有64%，预测过40、50年以后煤炭在我们能源结构里面还要占到50%左右，所以煤炭是中国能源结构占有长期主导地位的。接下来再看一下煤炭在中国的利用途径，去年消耗量官方统计是36.2亿吨。其中的比例，电力、冶金，建材和民用都有不同的比例。我们的电力、冶金、建材和民用主要是用于燃烧，一直到去年大概是18.6亿吨，他在7年的时间就增长了80%。所以火电还是占很大的领域的。接下来我介绍一下中外动力煤性质的比较，国际动力煤我主要是指我们出口到中国的动力煤，主要是印尼和澳洲，总体来讲也是比较好的，但是煤的性质我们可以参照我们煤炭资源网，他的分析比这儿还要齐全。

接下来第二个部分我想讲一下。也是动力煤的会议，因为在我们国内的话，这个动力煤或者发电煤占大部分。我想介绍一下煤质的影响。什么是好的动力煤，什么是不好的动力煤。煤燃烧过程的话最主要分为4个国家，加热和干燥，挥发酚和形成残焦，另外是挥发酚和残焦的着或，燃烧，以及灰渣的形成燃烧时间大概是90%。实际上和灰分的水份是有关系的，总体来讲，大家都知道，发热量，低灰，低硫低水是对燃烧有利的。理论上来讲，所有的煤都可以。但是我们的焦煤燃烧是有点浪费了。

具体我们讲一下水份要求，在动力煤里面一般要求小于15%。当然大于10%以后每增加1%，锅炉热效率下降0.07%。对于硫含量来讲大于2%的叫高硫煤了，国家不建议开采。我们知道小于1%的时候，是16块，大于1%的话马上提到22块钱了。我们看到这个图形，煤的可磨性比较差，可磨性一差就不好了。另外灰分也会影响效率，对于循环燃烧的话可以达到60%—70%。再一个灰分的组成也是很重要的，他可以影响软化程度。煤的发展量也有关系，发展量高了以后，发展量大于12.5%，小于1350就会结散，因为他的发展量比较打，所以限制也不高。所以我们希望发热量比较高的话，也希望他要大于1350，否则也不是优质的资源了。

挥发分是要求火焰稳定，一般要求大于22%。我们认为小于10%的时候燃烧特性就变差了，容易熄火了。关于挥发分的测定，我们一般是拿到实验室分析的，900度，7分钟，实际燃烧过程当中他是1500度，3—5秒的，所以他的挥发分还是比较大的。如果区分呢？我们看到大量的研究数据，真实挥发分的差别，他和我们的分析比例，原子比增加而线性增加，可通过元素分析结果而预测的。煤里面还有微量元素，氟和氯。这种有害元素是希望越低越好，氯小于0.25%，氟小于120。降低F的排放和危害。

总体而言，煤的关注度，你这个煤好还是不好，我们要关注不同的发展量，实际上他背后主要是水份和灰分，第一个是发热量。影响到发电效率。另外硫含量，烟气精华成本。挥发分，着火与燃烧的特性，灰的熔融性，炉内结渣，可磨性，备煤成本。以及微量元素，污染及腐蚀。

接下来讲讲煤燃烧特性的评价方法。DTG曲线。1234对应褐煤、烟煤、高灰烟煤和无烟煤。越向高温移动的话表明着火性比较差。我们最关注的是着火温度，一旦煤着火的话，我们的曲线有三种，第二种区县不适合着火温度的确定，我们通过大量的实践和比较得出这样的数据。对于着火温度指数。到20和30度，在这个条件下，

我们就获得了着火温度和湿度关联。作为着火温度比较和着火特性。这个被我们广泛所接受，所以以后评价不同的煤，就按照着火温度的高低来判断。

接下来讲一线动力煤的主要要求和评价。我讲的现代煤化物有两部分。煤直接液化，到油品精致。然后达到汽油、柴油，航空煤油。接下来是煤气化(000968,股吧)。接下来我再讲讲煤的液化，从煤来讲有两种过程。第一个就是煤的质监液化，100多和400多，加氢，然后精致，然后直接液化。第二部分就是简洁液化，也就是我们山西煤化做的煤质油了。从广泛来讲的话，我们煤的借鉴经验也好，我们看到煤气化了。所以接下来重点讲一下煤的质检液化有什么要求。煤的质检液化，我们最关注的是煤阶，大量的研究，就是年老褐煤，年青烟煤，最大反射率是0.5—0.9%。我们可以看出其中的关系。从硫含量来讲，在燃烧和焦化中对煤是不利的。是有催化作用的。所以他的硫含量不需要添加催化剂。所以对煤最主要起作用的是黄铁矿硫。硫含量高的话，液化转化率还不是很清楚。

直接液化对煤质的要求组成来讲，我们这个元素表我们看到。我们加入更多的话，他就自然多了。所以我们分析下来，我们看到这张表，另外还有物质组分和矿物质，所有的催化过程都希望能够灰分的越低越好，当然对烟来讲也一样。他基本上小于10%。刚刚我讲了，我们搞煤炭的都知道有些化学矿不好洗。不好洗是可以的，但是量大的话，对我们质检要受罪的。对液化不利的话，我们看到高钙和褐煤。钙的话，褐煤的含量比较高。他这个过程比较容易有碳化钙的成绩，我们质检液化就不希望钙含量比较高。

另外我们知道在内蒙地区有大量的褐煤，大家都知道褐煤的水份含量比较高。他的氧含量也比较高。但是绝对值也高的话，一氧化碳我们知道合成气，他会和雨水发生活性性。从下面的表我们很明显的看出如果用褐煤的话，一氧化碳和水煤气转化率可以大幅提高，将近翻了一倍，所以针对高水褐煤也不是一无是处的，他是质检液化的有氧原料。最后我解释一下直接液化用原料煤的要求汇总。对褐煤来讲，挥发含量比较高，灰分比较低的。同时硫含量高也是的，所以我们质检液化原料里面就没有对硫含量提出要求。

最后这部分我讲一下煤气化，这是我们现在的龙头技术了。如果你不适合做其他的，你来做煤化，但是你必须先把煤气化。气化的过程我们都知道，这个和原料的方式不一样，固定床、流化床，气流床。因为他的温度比较高，压力也比较大。主要的主流技术就是这三个。而且气体的温度大概到1400度左右。接下来我们讲一下固定床气化炉，这个煤焦是这样子的，热稳定性好，不粘或弱粘煤。是6—50mm。如果堵塞了就没有办法操作了。对于流化床气化炉来讲，他是混合的，所有要流化起来需要细煤粒。他的优点是基本上不含焦油。下面我重点讲一下气流床气化炉，他这个煤粉更细了。他他煤气出口温度高，不含焦油，部分矿物质以熔渣方式排出。接下来介绍一下典型气化床气化炉，德士古。他的特点是水煤浆进料，煤大于60%。接下来是对德士古气化的要求。第一个他的成浆性要好，我们希望浓度大于60%。另外流变性要好，稳定性也要高。我们可以看到，对德士古气化来讲，操作温度应该在这个温度上加上50度，如果温度太高度耐火材料的寿命就会下降。所以最好小余1400度，这个煤大概是65%—70%，水是30%，还有1%的添加剂。我们看一下他的可磨性。从褐煤游离水少，制浆浓度低，大概是30%—40%，所以褐煤不适合德士古气化原料，现在由德士古气化的，这几种煤都是可取的原料。

再一个讲一下典型的气流床气化炉，壳牌。他因为是干煤粉建的，所以氧分比较少。耗氧比较少，煤气有效成份较多。水冷壁，液态排渣。最关键是壳牌气化是灰含量不能太低，太低的话挂渣有困难，一般要求15—25%。当然他和德士古气化一样，也要求温度小于1400度。最重要的一点壳牌气化炉同时要求挂渣和排渣。对灰黏度要求比较高。

接下来我们看一下到了1400度以后不同的每种的反映气都小了。不同煤种的反映活性非常接近。我们看看煤灰化学特性。熔融特性，熔融性固相到液相的难以程度，与液相含量相关但无明确定量关系。随着下落高度随温度的关系，热量、客观、定量吧。