利用煤的形成过程提质褐煤

.34●广州化工2011年39卷第24期.利用煤的形成过程提质褐煤俎继兵(内蒙古大唐国际锡林浩特褐煤综合开发有限责任公司，内蒙古 锡林浩特026000)摘要:褐煤的高水分量几乎影响褐煤利用的每一方面。为了实现褐煤资源的高效利用,本文中利用煤的形成过程设计了一套褐煤提质I艺,主要是模拟一个高压.高温的环境加速褐煤转变。工艺中要求合适的压力和温度,可以明显提高脱水率。关键词:煤;形成过程;提质褐煤Using the Formation Process of Coal to Upgrad LigniteZU Ji - bing( Inner Mongolia DaTang Interational Xilinhot Lignite Comprehensive Development Co. , Ltd. ,Inner Mongolia Xilinhot 026000, China)Abstract: The high water contained almost affected every aspects of lignite applying. In order to realize efficient use :of lignite, a set of lignite upgrading process was designed by using the formation process of coal, which was simulated anigh - temperature , high - pressure environment to accelerated the changing of lignite. Upgrading process must control thepressure and temperatrue in the right dose to improve the dewater rate obviously.Key words: coal; formation process; upgrading lignite接地把相当于水气化潜热的热最加到煤上,使水以气态的形式1褐煤的形 成过程除去;第二类即非蒸发脱水,水以液态的形式脱除。褐煤形成于中生代的侏罗纪和白垩纪、新生代的第三纪。褐煤是由裸子植物、敏子植物转变成的，植物转变成褐煤过程大3 利用煤的形 成过程提质褐煤致可以归纳为两个阶段:第一阶段植物转变成泥炭,称为泥炭化在第一部分中提到褐煤进-一步转变成烟煤主要是在静压力大，过程;第二阶段是泥炭逐渐变成褐煤,泥炭层在岩层下受到压力温度升高的条件"下完成。在地质变化中褐煤转变成烟煤要经过很把泥炭层压紧,同时发生失水,胶体凝聚等物理、化学过程。泥长时间,主要原因是靠自然形成合适的压力和温度需要时间的积炭的组成也随之变化,逐步变成含水,比重较泥炭大的呈褐色的累,比如压力的形成是靠岩层堆积。为了提高转化速度可以模拟一褐煤。褐煤已不再保留植物残体组织。腐植酸的含量随变化的个静压大温度高环境使褐煤进-步变成烟煤。实质是加速了炭化加深而减少,含碳量增大。过程,随着系统温度的提高,煤中会发生各种物理化学变化0。煤褐煤进一步变化，由于岩层的加厚,静压也增大,温度也升中水性含氧官能团分解,伴随着气体的释放、孔结构的收缩以及高,褐煤逐渐失氢脱氧转变成烟煤,褐煤经历的这个作用叫变质水在孔中的膨胀 ,又在高压下会产生一种强度更硬, 更低水分、含氧作用。在变质作用下;褐煤的腐植酸含量逐渐减少,含碳量增量 孔腺率,更高含碳量热值的类烟煤产品”。大。烟煤已不存在褐煤中原有的腐植酸，碳量增大的更多。中4工艺设计国的褐煤主要分布在内蒙古东部.黑龙江西部和云南东部地区,其中内蒙古的褐煤储量最大,占全国褐煤储量的77% "。按照上述原理,设计出一套干燥工艺旨在模拟褐煤转化成2褐煤的特性及目前干燥工艺 .烟煤的条件:高静压,高温度。褐煤的特点是水分高、孔隙度大、挥发分高热值低,含有不同数量的腐植酸[21。水分一般不低 于40% ,高者超过50% (31，按照其在煤中存在的状态,可以分为表面水、毛细水、吸附水和结晶水[4)。褐煤的氧含量高达15% ~ 30% ,化学反应性强,热稳定性差.玦煤加热时破碎严重,存放在空气中容易风化变质。高中国煤化工水分含量使得这些煤种只能在当地使用,不可能长距离运输,极大地限制了煤炭的开采规模。MYH.CNMHG褐煤的高水分量儿平影响褐煤利用的每--方面”,所以各种各样的低阶褐煤体质工艺首要任务都是脱去其中的水分。目图1干燥机=维图前的干燥T:艺可以分为两大类,第-类是蒸发干燥，即直接或间2011年39卷第24期广州化工锺益率明显升高。然而,进一步将压力从5. 1 MPa提高到12.7 MPa,没有明显的作用[9]。工艺中采用较高的温度,使压力和锤盖停留时间降到可控的程度,并在一个比较现实的时间宽度和较小能耗下,显著地降低了水的含量。本文建议合适参数温度范围提质简是175 ~220 C ,压力可取5.0 MPa。6结语蒸汽人口我国的能源结构是以煤炭为主，而高含水褐煤又占有相当出造口的比重,为了实现褐煤资源的高效利用，可以通过研究褐煤的化学和物理特性及开发各种褐煤提质工艺来完成。提高了褐煤的综合利用效率，是一种低碳的环境友好型产业,一方面可以提高图2干燥机平面图热值和能量密度，降低运输成本，另一方面还可以提高下游装如图2所示,蒸汽由底部蒸汽母管进人通过环形分布的支置的利用效率,降低设备规模。未来我国褐煤产业必将得到空管进人提质简,维持桶内-定的温度。锤盖用来提供一个恒压。前的研究与发展[10]。变质过程产生的液态物质以及由于压力作用掉下的煤粒通过出参考文献渣口排出,变质过程产生的气态随蒸汽通过锤盖上的释放口排[1]曾钦,李军, 王慧香,等.内蒙古某褐煤干燥特性的实验研究[J].煤出。质技术,01(2):57 -58.5主要工艺参数的控制2]李先春 ,余江龙,胡广涛,等.印尼褐煤干燥和水分再吸收特性的试验研究[J].现代化工,2009 ,29 (Z1):5-7. .在本工艺中,对温度和压力要严格控制以达到最佳转化条3] 张魁生.对河北省褐煤开发利用的几点建议[J].河北煤炭,2001件。温度太高会引起更复杂的化学变化,甚至引起元素成分的(3) :60-61.变化;温度太低又会延长转化时间。4]汪寿建. 褐煤干燥成型工艺技术综述[J].化肥设计,2009 ,47(5):Hulston及其同事的研究表明在研究的温度范围内,水的脱1-3.出率随着温度的升高而大约呈线性增加,如图3所示。5] Allardice DJ. 'The Science of Victorian Brown Coal. Butterworth - Heine-mann Oxford, 1991 :102 - 150.6] 高俊荣,陶秀祥,侯彤,等.褐煤干燥脱水技术的研究进展[J].洁净煤技术,2007(6):73 -75.7] Kealy T, Favas G,Tiu C,Chaffee AL. Lignite upgrading by Meechanical士35 MP:- Thermal Expression. Proceedings of the 6 th World Congress of Chem-+127 MPaical Engineering, Melbourne , 2001.8] Hulston J,Favas G, Chaffee AL. Efeet of lemperature and pressure on252024温度/Cthe physico - chemical propenties of MTE treated Loy Yang lignite. Fu-el, 2004( subritted).图3 Loy Yang褐煤MTE脱水与工艺参数的关系[8]9] Bergins C. Dept Biochem and Chem Eng. University of Dortmund ,2004.[10]何屏,张绪,尹承绪,等昭通褐煤的干燥.破碎及其粒度分析研究当赋予的机械压力从2.5 MPa升到5.1 MPa时,水的脱除[J].昆明理工大学学报,2002 ,27(5):46 -47.中国煤化工MYHCNM HG