低階煤提質技術現狀及完善途徑

張利萍 黑大偉（陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

低階煤提質技術現狀及完善途徑

張利萍 黑大偉（陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

我國煤炭資源較為豐富，其中低階煤就占據了煤炭總儲備量的半數。為了實現對低階煤的高效清潔利用，因此采用并優化低階煤提質技術勢在必行。本文從低階煤利用價值談起，進而重點闡述低階煤提質技術的應用現狀，最后對我國未來低階煤提質加工技術的發展趨勢進行了預測和展望，以期為我國低階煤資源的高效利用提供一些參考和借鑒。

低階煤；提質；現狀；完善

在我國能源結構中，最為突出的特征是富煤貧油少氣。雖然煤炭資源較為豐富，但是無煙煤和煉焦煤等優質能源占有比例卻并不高，而低階煤卻占據了煤炭總儲備量的50%，低階煤包含褐煤、長焰煤、弱黏煤、不黏煤、氣煤和焦煤等。因此，如何有效利用低階煤的價值，從而提高能源的轉化效率是煤炭行業需要面對和解決的共同課題。低階煤是煤化初期的低變質產物，其特點為：熱穩定性差、粘結性差、密度小和含水量高，同時易于揮發、自燃和風化，并且具有較強的化學活性。因此，要想實現對低階煤的高效清潔綜合利用，必須要根據其自然特征及結構特點，從而制定針對性的處理對策和工藝路線，這樣才能形成低階煤健康利用的可行性路徑。低階煤資源儲量巨大，發展前景十分廣闊，然而目前我國煤炭行業在低階煤提質技術的運用上還有很大的提升空間，這就需要不斷突破創新，及時發現技術上的不足進而持續優化并切實改進。

1 低階煤的利用價值

隨著國民經濟的不斷發展，我國對石油和天然氣的需求量不斷增加，因此從相對豐富的煤炭資源中尋求對油氣的補充顯得尤為重要。通過對低階煤熱解的方式直接提取煤中的揮發分，以獲得焦油、熱解煤氣和半焦成品，是目前進行低階煤提質利用的有效方法。一方面可以緩解我國石油和天然氣的對外依存度；另一方面可以提高低階煤資源的綜合利用率，并實現能源高效利用，這對我國具有重要的戰略意義。此外，低階煤的分級轉化后，剩余的半焦或殘炭能源還可以作為高品位潔凈燃料，實現了煤炭利用的整體效應。隨著我國低階煤分級轉化產業的發展，每年將產生數億噸半焦、殘炭，采用預熱燃燒技術實現對這些超低揮發分碳基燃料的高效清潔燃燒利用，將會創造巨大的經濟效益和環保效益，因此應用前景和利用價值十分廣闊。此外，低階煤提質屬于循環經濟項目，是產業結構調整的重點，符合國家的能源政策和產業政策，具有極大的發展空間。

2 對目前低階煤提質技術應用現狀的分析

2.1 低階煤脫水干燥提質技術

首先，國外蒸發脫水干燥技術的典型應用當屬德國蒸汽流化床工藝，該工藝利用蒸汽作為介質，采用模塊化設計思路。不僅具有極高的安全性，而且加工過程對于低階煤的利用和轉化效率極高。目前已經在德國取得了較為廣泛的應用。此外，美國公司研發了蒸汽與空氣聯合干燥技術，通過利用冷凝器的熱水作為干燥介質這一方式，既減少了廢氣的排放，同時又實現了熱量的循環利用。國內目前對于低階煤干燥提質技術的研究尚處于初級階段，因此在實際加工操作中仍存在一些不足和缺點；其次，低階煤干燥提質技術的另外一種形式是非蒸發脫水干燥工藝，該工藝是以高壓蒸汽作為熱源進而與低階煤接觸，通過改變低階煤的內部結構實現去除水分的過程，最終產出潔凈和高質量的煙煤燃料。

2.2 洗選加工提質技術

低階煤提質技術還包括洗選加工技術。首先，為了提高低階煤質量，并達到環保的要求，需要對原煤進行洗滌，以除去原料中的無機礦物質，同時最大限度地降低灰分和硫分。其次，洗滌后的低階煤就可以根據不同的需求進行分類和篩檢，這樣不同質量和規格的低階煤可以實現有效分離，以提升資源利用的合理性。最后，低階煤分類后，可其中的矸石成分自然而然會被脫離，這樣既減輕了運輸的負擔和成本，同時矸石還可以為建筑生產提供材料來源。目前，我國低階煤洗選加工提質技術的應用已經摒棄了傳統意義上的濕法洗選，逐漸向重力分選與泥化分選結合的模式不斷邁進，通過新理念和新工藝的實施，極大提升了低階煤提質的效果和質量。

2.3 低階煤熱解技術

低階煤通過熱解干餾的方式，可以從中提煉出液態焦油和氣態煤氣等能源，此外，剩余的半焦或殘炭能源還可以繼續利用。因此，低階煤熱解技術符合國家節能減排的倡導，對于國家戰略發展的意義十分重大。低階煤熱解提質技術的種類很多，根據不同溫度、速度、載體以及壓力等環境條件下，會應用到不同的熱解技術。其中較為成熟的技術包括有LFC熱解工藝、L-R低溫熱解工藝、Toscoal熱解工藝、Garrett熱解工藝、COED熱解工藝、煤部分加氫快速熱解工藝、MRF熱解工藝、ETCH-175熱解工藝等。以上熱解技術在反應器、加熱方式、低階煤種類的要求等方面均有不同的特征，此外在工業處理能力、目標產品和加工規模方面也各不相同。尤其是針對不同粒度的低階煤，更要選取適宜的熱解技術。

3 對我國低階煤提質加工技術發展趨勢的展望

低階煤是我國煤炭資源中的重要組成部分，然而國內對低階煤提質加工技術的研究還相對滯后，因此低階煤資源的有效利用仍面臨諸多問題和挑戰。為了提高煤炭工業的持續穩定發展，加快低階煤提質技術的優化創新勢在必行。一方面，要對現有和國外提質加工技術進行深入研究，并結合國情與實際處理環境特點，探索出合理、科學且高效的技術方案。另一方面，加大對浮選過程強化與高效分離機制自主研究的同時，還要與國外先進煤企相互合作，以最大限度地提升和拓展低階煤轉換的效率。

總之，低階煤資源的利用價值極高，煤炭行業要加大對低階煤提質加工技術的探索、引進和創新，進而推動我國低階煤提質加工技術不斷健康可持續發展。

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