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在我国,以褐煤和低变质烟煤为代表的低阶煤储量占煤资源总量的55%以上,主要分布在内蒙古东部、云南、新疆及鄂尔多斯盆地一带。随着高变质煤种越用越少,低阶煤的优化利用日显重要。相对于低阶煤直接利用存在的技术或经济问题,低阶煤提质后分级分质利用应成为重要方向。
作为晚于煤气化技术实现工业化的技术,低阶煤提质无形中被赋予了“与煤气化错位用煤”的期望。在一些大型煤炭深加工项目方案中,低阶煤热解提质被列为原煤转化的第一步。原煤首先提质分成固、液、气三部分,固体产品进入气化炉做气化原料或者进锅炉做燃料,液体中温焦油加氢生产清洁油品,气体热解煤气提氢用于焦油加工,剩余气体再并入气化体系合并利用。但实际上,目前的低阶煤提质技术还难以担当如此重任,项目方案往往是做一项数十万吨级或者百万吨级工业化实验,成功后再全面“接轨”,而“接轨”前后工程参数变化并没有仔细考虑,能否成功“接轨”也存在变数。
目前国内外低阶煤提质技术已达数十种,其中仅我国热解技术就达十余种。依据不同加热方式、载体形式、床型结构,低阶煤热解提质技术百花齐放、各具特色。由于现有技术不同程度地存在安全、环保、节能、稳定、投资高、运行成本高等问题,低阶煤热解提质新技术还在不断涌现,不断进行几十万吨级甚至百万吨级的工业化实验,希望在不断的尝试中获得更多工程经验,弥补实验室技术的欠缺。
然而,正是因为技术流派众多,工艺原理差异大,我们对低阶煤热解提质的认知还不够清晰、不够深入。目前已经实现工程化的一些低阶煤热解技术面临的主要问题:一是煤种适应性有限,有的技术只能用块煤,有的因煤种指标变化而难以适合;二是产品质量差异大,有的提质煤产品仍然存在易氧化、易碎等问题,有的油品中带灰,后加工困难;三是环保不过关,废气排放强度高,污染物超标;四是受困于各种因素影响,安全、稳定、长周期运行困难,经济性较差。
因此,笔者认为,我们应该回过头来,把基础研究工作再做得扎实些。从破解技术难题入手,低阶煤热解提质的第一目标应是力争在节能、节水、环保、经济性好的前提下,实现安全、稳定、长周期、连续化运行;第二目标应是拓宽煤种适应性,比如用好低质粉煤;第三目标是实现与大型煤炭深加工项目或者大型电厂多联合,实现物料和能量优化利用,“三废”集中处理。面对目前低阶煤提质各种技术方法的共性问题,各技术方则应加强交流,相互合作,携手并进,共闯难关。
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