粉煤熱解產物焦粉的有效利用

韓旭星 張興平 宋萬國（陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

煤炭中低溫環境下熱解是一種新型的煤炭資源分質利用技術，在我國很多高校都對該技術進行了深入研究，現在經過研究人員對該技術不斷研究和完善，煤炭中低溫熱解率已經達到70%左右，而所蘊含的能量占80%左右，該技術在我國使用率不高，因此未制定完善的熱解焦粉的標準，如何將煤炭熱解產物焦粉有效利用是現在煤炭中低溫熱解技術的重點，本文從6個方面闡釋了焦粉的深加工利用，分析了制定焦粉標準的重要性。

1 焦粉的用途

1.1 燃燒發電

焦粉是一種和煤炭、焦炭等傳統燃料燃燒性質有一定差別的固體物質，其燃燒特性不僅與煤種有關還與焦粉的熱解條件有關。在不同的熱解條件下，產生出的焦粉的各種性質也不相同，例如焦粉的顆粒密度、大小和其內部組成結構也各不相同，化學性質差異較大，因此將煤炭焦粉利用到各個領域的難度較大，我國很多地區將煤炭焦粉利用于燃燒發電，在2011年，我國發電廠已經開始利用煤炭焦粉，經過多年的研究和完善，現在煤炭焦粉利用率越來越高，為我國很多地區提供大量的電能。根據研究發現，煤炭的燃燒特性與設備的運行方式有很大的關系，現在，煤炭燃燒特性包括著火特性、揮發分釋放特性、燃盡特性、燃燒過程中的表面及孔隙特性、積灰結渣特性及污染物排放特性等，對于這些特性的研究和分析常常使用熱分析法、一維火焰爐實驗法、沉降爐實驗法、四角燃燒爐實驗法等來完成。

1.2 氣化

煤氣化主要制備燃料氣或合成氣，是潔凈煤技術之一，現在煤氣化有三種工藝、分別是固定床、流化床和氣流床工藝，還要根據原料的狀態，也可以分為干法氣化和濕法氣化兩種，干法氣化常使用的技術包括Shell，GSP，航天爐氣化等；濕法氣化技術有Texaco，多元料漿、四噴嘴氣化等。因為煤氣具有干凈、利用率高和污染率小得特點，現在煤氣的利用范圍越來越廣，逐漸向大型化發展，因此現在很多學者致力于研究如何將煤氣的利用率進一步提高，應用范圍逐漸擴大方面進行研究，煤氣化技術從傳統的固定床工藝，逐漸轉化到流化床工藝，再到現在的氣流床工藝，煤氣生產規模越來越大，并且要根據煤炭原料的干濕程度選擇性的使用干法氣化或者是濕法氣化技術，提高煤氣產出率，并且有的煤氣加工廠也使用雙床技術，合理設置相關參數，保證壓力平衡，保證工藝流程正常運轉，提高煤氣的產出率和純度。

1.3 成漿

在煤礦或者是煤炭加工廠，一般會選擇使用管道輸送這些資源，在轉到輸送過程中，煤炭或者是其他礦物質都是以液體為介質，將煤炭或者是礦物質加入到液體中制成漿體，然后在管道中進行輸送。整個輸送管道，包括制漿廠、管道和泵站、終級脫水廠三個部分組成，并且配以供電、供水、通信的相關的設備，保證整個輸送管道系統正常運行。中國已經在較多的礦場建立起相關的運輸管道，并且我國學者也在此方面進行大量研究，已經形成了一套具有自主知識產權的核心技術。粉煤熱解產生的大量焦粉通過水煤漿技術輸送一方面可以節約運輸成本，另一方面可以避免焦粉揚塵，污染環境。

1.4 成型

在煤炭經過一定工藝加工以后，在成品之前的環節中加入不同的粘結劑或者是添加劑，增加煤炭成型后所不具有的一些性能特點，從而提高型煤的利用空間。現在新煤在經過添加添加劑以后，在反應活性、易燃性和熱穩定性方面都有所改善，該技術已在我國很多的礦場開始投入使用，并且經過一段時間調查發現，該方法在各個礦場，都能夠保證生產過程穩定，并且也能夠使煤炭礦廠投資成本小，建廠周期短，經濟效益高，最重要的是也能夠減少對環境污染。

1.5 作高爐噴吹

經過研究發現，高爐噴吹煤粉可以降低焦比，而且經濟效益也較高，現在為了在降低焦比的基礎上，達到降低生產成本的目的，各鋼鐵廠不斷尋求價格更低的，煤種作為高爐噴吹原料，而很多煤廠因此選用了蘭炭，并且學者經過研究發現，該碳比無煙煤得性價比更高，更加適合用于高爐噴吹，并且很多煤廠對此建立了系統的生產工藝，但是有的煤廠在使用蘭炭時不能夠完全對其進行清洗和篩選，因此影響其加工質量，這些問題在現代煤炭產業中也需要亟待解決。

1.6 作炭質吸附劑

活性焦是以褐煤為主要原料研制的一種具有吸附劑和催化劑雙重性能的粒狀物質。活性焦具有活性炭的特點，并且活性炭的表面積小，原料易得，價格低廉，并且吸附效果更優，尤其是在吸附硫和硝方面，因此在現在很受歡迎。現在活性焦主要用于凈化鍋爐排氣、重油裂化排氣、垃圾燃燒爐排氣等方面，擬除氣器中污染大氣的物質，以改善大氣環境。現在活性焦的制作原材料摒棄傳統的原煤材料而使用焦粉為材料。縮短物料成型的火化時間，降低活性焦成本，并且也能夠滿足市場消費者需求。

2 結語

綜上所述，本文提出了六種焦粉有效利用方式，并且都能夠達到自動化生產，污水集中處理廢水達到零排放的效果。粉煤熱解產物焦粉所占產物數量比例最大，焦粉利用方式多樣，如能制定相應的規范標準，能夠有效提高其市場空間。

[1]尚建選，王立杰，甘建平．陜北低變質煤分質綜合利用前景展望[J]． 煤炭轉化，2011，34(1)：92-96．

[2]中華人民共和國國務院新聞辦公室．中國的能源政策(2012)白皮書[M]．北京：人民出版社，2012．

[3]熊源泉，鄭守忠，金保升，等．煤氣化半焦增壓流化床燃燒特性中試試驗研究[J]．熱能動力工程，2007，22(2)：154-157．

[4]方夢祥，曾偉強，岑建孟，等．循環流化床煤分級轉化多聯產技術的開發及應用[J]．廣東電力，2011(9)：1-7．