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【煤炭】褐煤及其热解产品利用现状
文/ 刘 军 邹 涛 初 茉 畅志兵 林益安,西北化工研究
院 中国矿业大学
中国煤田地质勘探结果表明,褐煤主要分布在华北的内蒙古
东部地区,占褐煤资源总量的 75% 以上 ; 中国第二大褐煤
基地在西南的云南省境内,其储量占全国褐煤总储量的
12. 5% 左右, 其他地区褐煤资源量均不到全国资源褐煤资
源总量的 3% 。由中国第三次煤炭资源普查可知 : 由中国褐
煤总资源量占中国煤炭资源总量的 5 .74% ,约为 3 .19 千
亿 t; 中国已发现褐煤资源量占中国已发现煤炭资源总量的
12.68% ,约为 1.29 千亿 t ,可见,拥有较大储量的褐煤
是支撑煤炭可持续开发的潜在能源资源。当前,高阶煤储量
日趋减少,开采难度也越来越大,如何充分、合理地利用低
阶煤已经提上日程。褐煤的利用途径主要包括 : 共伴生资源
的利用,直接燃烧,干燥与成型,气化、液化及热解。在这
些利用途径中,只有直接燃烧和气化是对煤炭资料利用相对
彻底的方法,其他方法,特别是干燥、成型和热解常伴有固
态产物的产生。褐煤热解既可以得到热解煤气,又可以得到
液态焦油,在当前是一种比较热门的低阶煤处理工艺。而热
解过程得到的固态半焦产品, 粉尘含量大, 如何合理利用它,
既是一个能源问题, 也是一个环境问题, 还有许多研究要做。
褐煤热解半焦具有较好的反应活性,非常适合进行综合加工
和能源转换。文章对褐煤半焦的利用做了详细分析,即将半
焦通过干法或者湿法气化转化成合成气,再利用费托合成转
化 为 CH3OH 、CH3OCH3 、柴油、 LPG 等化工产品。半焦
气化及制备天然气需要较大的投资,同时也需要政府政策的
积极导向。
1 褐煤资源概况
根据资料分析发现,中国褐煤资源分布相对比较集中,大多
数褐煤的硫含量低于 1%。对褐煤资源的勘探普查仍要加大
力度。如何合理勘探、开发中国褐煤资源,对褐煤的清洁综
合利用具有十分重要的作用。中国褐煤资源分布见表 1。由
表 1 可知,中国褐煤主要分布在华北的内蒙古东部地区,
占褐煤资源总量的 75% 以上。中国第二大褐煤基地在西南
的云南省境内,其储量占全国褐煤总储量的 12. 5% 左右。 2
褐煤利用方向
由于褐煤变质程度较低,其本身的特点如水分含量高,发热
量偏低,易风化和自燃,运输成本高,远距离运输和贮存非
常不便,且煤炭燃烧时热效率较低, CO2 和粉尘的排放量也
较大,这些都是直接制约褐煤利用的因素。
2. 1 褐煤共伴生资源的利用
褐煤共伴生资源主要分为共伴生矿产资源和元素 2 类。共
伴生矿产资源主要有硅藻土、油页岩、膨润土等 ; 共伴生元
素主要有铀、锗、钙等元素。
通过对共伴生资源的开采利用,深加工得到化工原料,提高
资源的利用价值。褐煤中伴生的元素虽然富集的程度各有差
异,但其经济价值非常高,有时可能超过褐煤本身,对不同
品位的锗和铀含量,可回收利用达到工业利用价值的伴生元
素。
褐煤大分子结构吸附有大量的小分子物质,通过有机溶剂抽
提萃取,可以得到褐煤蜡等多种高附加值的产品。褐煤的腐
植酸含量在 30% ~50% ,腐植酸既是土壤的改良剂,同时
也是水泥、水煤浆的添加剂,利用价值十分可观。
2. 2 褐煤直接燃烧
中国褐煤的储量较
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