褐煤提质

原煤 干燥煤
添加剂用量 /% 0.9 1.0
半焦
1.0
表观粘度 /mPa·s 683.49 900.96
1188.88
实际浓度 /%
48.49 53.14
65.04
成浆性 显著提高
可成型性（粘结剂）：
原煤
半焦
半焦成型性 显著提高
（原煤需干燥后成型！）
热解后稳定性增加（水分复吸↓ ；自然倾向↓ ）：
褐煤提质技术研究与产业化开发
报告内容
1. 褐煤干燥研究与工业化中存在的问题 2. 褐煤热解研究与工业化中存在的问题 3. 褐煤提质技术路线优化提升思路
1. 褐煤干燥研究与工业化中存在的问题
1.1 蒙东褐煤热压成型研究
2005年，中国矿业大学（北京）对褐煤、 长焰煤进行多工艺路线的干燥试验研究，建成 处理量200kg/h的干燥工艺试验线。
➢ 6000t/a示范线建设及 运行
褐煤热解新工艺基本流程
装置全景 半焦产物
回主转要热解问器题：
✓ 产物粉化严重； ✓ 后续系统堵塞； ✓ 焦油收率低（褐煤风化？） ✓ 颗粒床除尘效果不理想。
回转窑热解需完善的除尘 系统及合理的焦粉后续应用配套
（其自盈利性较差？）
回转干燥器
干燥： 细粉导致局部管
借鉴爱沙尼亚“薄层、错流”：
避免料层阻力；
爱沙
尼亚
挥发分快速导出，防止二次反应，
炉
提高焦油的产率。
2.1 “错流床”热解半工业试验
2011年3月，依托内蒙科技厅“草原英才计划”，对蒙 东褐煤进行了热解提质系统基础研究。
GSP气化工艺（喷粉）： 180万t/a甲醇 60万t/a烯烃 （呼伦贝尔，伊敏，大雁褐煤）
工业线型球 提质煤粉
2. 褐煤热解研究与产业化发展
半焦：实现提质，
热
良好的适应性
解
焦油：高附加值
干
煤气：清洁燃料
燥
原
煤
干燥煤：
动力用煤（电厂，燃烧）
深加工利用的适应性有限。
通过热解实现煤质本质提升：
优质燃料、 化工原料
热压型煤与褐煤指标对比表
收到基
单 位 褐 煤 提质煤
水分
%
33.4
8.20
灰分
%
14.1
19.7
挥发分
%
25.1
32.0
固定碳
%
27.2
40.1
发热量 kcal/kg 3680
5359
可磨性
wk.baidu.com
%
40
53
水分降低 20~30%，落下强度70%， 成型率约 90%，具有防水性。
气流干燥系统 热压型煤
1.2 50×2万t/a HPU褐煤提质工业示范项目进展
2007年，与神华集团合作，进行褐煤干燥 热压提质技术研究与产业化开发，建立工业示 范装置。
气流
200Kg/h干燥系统
干燥
包括：
1）气流干燥
2）流化床干燥
3）回转干燥
流 化 床
回转窑
干燥温度：180~230℃ 干燥温度的影响：干燥温度~200℃干燥效率较高
气流干燥-热压成型-控制水分：8~10%
基 准（收到基）
全水分/% 挥发分/% 固定碳/% 发热量/Kcal/Kg 哈氏可磨指数 反应性（1100℃）
*850℃热解
原煤
33.4 25.1 27.2 3680 40 100
半焦* 干燥煤
1.56
9.20
3.10
33.0
75.10
40.1
6529
5257
72
52
100
100
半焦成浆性：
样品
热解提质后自燃倾向亦 降低。
总之，褐煤经热解提质后，煤质特性明显 优化干燥煤。
➢ 褐煤对不同热解工艺的适应性？
1、回转窑气体热 载体热解
2、固体热载体 快速热解
3、移动床热解
均需通过工 业试验验证
“褐煤提质制取高效气化原料新工艺研究” —— 国家 863 项目
➢ 2009年7月，中国矿业 大学（北京）与神华 国煤制油有限公司合 作进行。
水分 (%)
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
0
原煤 105℃A 130℃A 155℃A 180℃A 205℃A 230℃A
700℃热解
50 100 150 200 250 300
时 间 (h)
干燥后煤样回吸一定的 水分（回吸约50~80%的 原始水分）；
热解后半焦的平衡水 显著低于干燥煤样；
固定床有一定优势。
体积 %
2011年依托 国家科技支
撑课题“褐煤提质制取优
质气化原料”
2013年依托国家重点基
础研究973课题“低阶煤提
质过程的热碎特性”
进行了褐煤的固定床热
解运行，并比较其他矿物
燃料：
✓ 油页岩； ✓ 长焰煤；
方炉得 到验证
× 褐煤无法运行
固定床（抚顺炉） 气体热载体内热式
方炉
褐煤受热后在固定床中料层阻力增加：
路积尘，阻力增加
热解： 焦油与煤粉混合导致管 路堵塞，情况较严重
干燥/出口温度 （150℃）
热解/出口温度 （500℃）
褐煤热提质过程的碎裂/粉化特性研究表明：
比例%
回转窑
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
趋于0~3%
固定床
70
60
25-13mm 13-6mm
50
6-3mm
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0.01
0.1
300
400
500
600
700
温度 ℃
＜ 50 μm
0
2 r/min 4 r/min 6 r/min 8 r/min 10 r/min
1
10
100
1000
10000
粒度/um
200 400 600 800 1000
T
oC
除尘和固液分离带来很 大压力；
2007年，呼伦贝尔神华洁净煤有限公司建设了50×2 万t/a HPU褐煤提质工业示范工程。
原料运输皮带
主房
产品仓、转载站
沉 降 掺 混 仓
大布 袋除 尘器
缓冲仓：上接沉降掺 混仓，下接成型机
成型机 成型车间
存在问题：
1）成型率低； 2）粉尘量大； 3）自燃问题…
已经过三次消缺整改。
计划以气流干燥为基础， 拟建500万t/a气流干燥系统， 作为气化原料用煤——
3-1mm 1-0.5mm
40
0.5-0.25mm
0.25-0.125mm
0.125-0.075m3m0
-0.075mm
yield %
20
10
接近40%
25-13 13-6 6-3 3-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.125 0.125-0.075 <0.075
-10
100
200
11 10
50
50cm,40MPa
40
压差/Mpa
30
10cm
20cm
20
40cm
60cm
10
80cm
0 10
20 30 40
700℃混粒级
50 60
气速/m3/h
抚顺炉或方炉的料层厚度 约500cm（~ 400MPa）
关键问题：
立式
褐煤粉化后，造成料层阻力
炉结
过大， 气体通过受阻。
构示 意图
解决办法： 减少碎裂，降低料层阻力。