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褐煤熱解始于20世紀初。其目的是制取石蠟油和固體無煙燃料,二戰期間,德國基于戰爭目的建立了大型褐煤低溫千餾廠.開發了褐煤制取汽油、柴油等發動機燃料的工藝。上世紀50年代,隨著石油、天然氣的開發應用.煤的熱解加工發展速度減緩甚至停頓。但在一些褐煤資源豐富的國家,并沒有間斷對褐煤熱解技術的研發。特別是上世紀70年代石油危機后。人們重新重視廉價的褐煤資源的開發利用,對褐煤熱解工藝進行了研究,開發了一些新工藝。國內外典型的褐煤熱解工藝包括:德國的L—R工藝、澳大利亞的流化床快速熱解工藝、中國的多段回轉爐工藝、中國固體熱載體新法干餾工藝等。
褐煤提質是指通過熱物理過程或熱化學方法降低褐煤中的水分、提高產品發熱量,達到便于運輸、熱利用效率高、污染低的目的。目前褐煤提質的工藝主要有以下四種:
(1)熱力干燥
通過煙氣或蒸汽對褐煤進行120℃左右的低溫加熱,從而脫除水分。這是一種純物理加熱過程,干燥后褐煤熱值約提高30%-50%,但其化學性質并未從根本上得到改變,干燥后主要用于電廠用燃料的部分配煤。
(2)熱壓成型
褐煤在篩分、破碎之后,經100-400℃左右的中低溫加熱部分軟化后,受到機械設備的壓制,在其自身粘結性的作用下得到塊狀或粒狀型煤,型煤的機械強度和防水性都得到大幅提升,可廣泛用于冶金和電力行業。由于機械設備需要提供褐煤成型的擠壓力,因此該工藝要消耗一定量的電能。
(3)熱解多聯產
褐煤在隔絕空氣的條件下進行500-800℃左右的中高溫加熱,煤中的水分揮發完全析出,經過除塵和冷凝之后,可得到燃氣以及附加值高的煤焦油,熱解后的褐煤經過冷卻形成半焦,熱值提高1.5-2倍。在熱解過程中加入一定壓力的氫氣,可以脫除煤焦油中含硫量并調節油的成分,提高煤焦油品質。加氫得到的煤焦油經過簡單的化工處理后可獲得汽油、柴油及其他重要的化工原料。部分可燃氣可以直接燃燒,為整個熱解工藝提供所需熱量,降低系統能耗。
(4)氣化多聯產
中高溫條件下,褐煤與少量空氣或蒸汽(或二者混合物)發生不完全燃燒和還原反應,得到富含一氧化碳、氫氣以及甲烷的可燃氣體,可燃氣可作為城市管道煤氣、電力冶金行業的燃料氣,并為化工合成提供燃料氣,與蒸汽鍋爐或燃氣輪機聯合后,還能對外供熱或輸出電能。