“國(guó)家下放能源項(xiàng)目，重視資源清潔利用和環(huán)境保護(hù)，這為合理利用低熱值煤創(chuàng)造了一個(gè)好的環(huán)境。除了低熱值煤，已單列出去、儲(chǔ)量豐富的褐煤，同樣面臨找出路的問題。”近日，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)潔凈煤與綜合利用部主任、中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、低熱值燃料發(fā)電分會(huì)會(huì)長(zhǎng)張紹強(qiáng)在接受記者采訪時(shí)說。

據(jù)了解，褐煤是第三紀(jì)成煤期形成的低階煤，主要分布在我國(guó)的內(nèi)蒙古東部和云南，預(yù)測(cè)總資源量為3194億噸，其中內(nèi)蒙古東部地區(qū)的褐煤占全國(guó)的77.55%，云南的褐煤占全國(guó)的11.88%。在黑龍江、吉林、遼寧、廣西、河北、山東、廣東、海南和四川等省區(qū)的局部地區(qū)也有少量分布。

作為我國(guó)褐煤的主要產(chǎn)地，前些年就有不少投資者進(jìn)入內(nèi)蒙古錫林郭勒盟和呼倫貝爾市圈占煤炭資源，目前兩地區(qū)總產(chǎn)能已經(jīng)超過每年3億噸。但由于當(dāng)?shù)氐暮置寒a(chǎn)量大，就地發(fā)電利用消納不了，電網(wǎng)外送通道不暢，以及褐煤具有熱值低、水分大、易燃等特性，使圈煤企業(yè)面臨著進(jìn)退兩難的局面。

目前，內(nèi)蒙古不少煤礦都在招拍掛，這些煤礦中大多是生產(chǎn)褐煤的企業(yè)。

“當(dāng)初大家搶著去圈煤，對(duì)褐煤的特點(diǎn)沒有深入了解，只想著先搶占資源。”張紹強(qiáng)介紹說，“實(shí)際上，褐煤的全水分高、發(fā)熱量低，制約了其工業(yè)利用價(jià)值，是各煤種中變質(zhì)程度最低、品質(zhì)最差的煤。褐煤就地發(fā)電是最佳的利用途徑。”

根據(jù)全國(guó)70個(gè)主要褐煤產(chǎn)地（包括176個(gè)井田或勘探區(qū)）的資料統(tǒng)計(jì)，褐煤的全水分一般在30%至50%，空氣干燥基水分在10%至20%，個(gè)別可達(dá)30%以上，這些也成為阻礙褐煤脫水提質(zhì)加工的最主要障礙之一。

三條技術(shù)路線

“褐煤提質(zhì)的技術(shù)基本是以脫水和熱解兩種方式組成。”煤炭科學(xué)研究總院北京煤化工研究分院煤質(zhì)與環(huán)保研究所副所長(zhǎng)白向飛介紹。

由于褐煤原煤熱值過低、含水分比較高的特性，提質(zhì)升級(jí)的核心就是把褐煤的水分脫掉，提高相應(yīng)的熱值。一般來講，每降低一個(gè)百分點(diǎn)的水分，褐煤的熱值能增加每千克50千卡至70千卡，理論上如果褐煤的內(nèi)外水分100%脫除的話，褐煤熱值能增加每千克2000千卡至2800千卡。

“雖然脫水能夠增加熱值，但是簡(jiǎn)單的脫水還會(huì)帶來其他的問題。因?yàn)楹置簝?nèi)水分高，除了脫水本身困難之外，脫水后褐煤暴露在空氣中還會(huì)繼續(xù)復(fù)吸空氣中的水分，造成無用功。另外，褐煤在空氣中會(huì)自燃，在干燥提質(zhì)后，自燃情況會(huì)更嚴(yán)重。”白向飛說。

“褐煤提質(zhì)的技術(shù)路線基本上分三個(gè)層面，即淺度提質(zhì)、深度提質(zhì)和褐煤化工，目前各種方式都有研究、都有發(fā)展，大約有20多種。”張紹強(qiáng)說。

淺度脫水技術(shù)路線主要分為兩類，一類是流化干燥脫水技術(shù)，這類技術(shù)包括混流干燥和管式干燥；另一類是滾筒干燥脫水技術(shù)，這類技術(shù)采用低溫?zé)釤煔飧稍?，煙氣溫度大多?50攝氏度以下。目前，滾筒干燥技術(shù)相對(duì)來講比較簡(jiǎn)單，但單線處理能力較差，而且污染控制比較困難。

深度脫水技術(shù)也分為兩大類，分別是干燥加成型技術(shù)和高溫飽和蒸汽縮合改質(zhì)技術(shù)。

“神華寶日希勒規(guī)劃的兩條年轉(zhuǎn)化50萬噸的褐煤提質(zhì)生產(chǎn)線使用的就是干燥加成型技術(shù)，但現(xiàn)在也存在一些技術(shù)缺陷。”張紹強(qiáng)說。

淺度脫水與深度脫水的區(qū)別在于，淺度脫水一般脫水15%至20%，不破壞煤炭孔隙結(jié)構(gòu)，而深度脫水則脫掉絕大多數(shù)水分，并破壞煤炭孔隙結(jié)構(gòu)。關(guān)于深度干燥提質(zhì)問題，張紹強(qiáng)認(rèn)為采用高溫飽和蒸汽脫水改質(zhì)技術(shù)有較大的優(yōu)勢(shì)，如果粉碎干燥后再加工成型煤，能耗較大，成本比較高，效益前景依舊堪憂。

褐煤化工領(lǐng)域也分為兩大類，一類是褐煤完全氣化，類似于現(xiàn)代煤化工的技術(shù)。另外一類就是褐煤中低溫干餾，即對(duì)褐煤進(jìn)行中低溫隔氧加熱，這個(gè)過程類似煉焦，在把水分脫掉的同時(shí)，拿出褐煤的揮發(fā)分和煤焦油，形成半焦化煤炭產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)褐煤提質(zhì)。

干餾需提高單系統(tǒng)能力

作為褐煤提質(zhì)最有前景的一種方式，褐煤干餾技術(shù)成為業(yè)內(nèi)備受矚目的熱點(diǎn)研究對(duì)象。

褐煤干餾的技術(shù)路線也有多種，但最終的產(chǎn)品基本是類似的。如轉(zhuǎn)底爐、立式爐、LCC、粉煤流化固體熱載體、滾筒氣載體干餾技術(shù)等，工藝路線很多，也是褐煤提質(zhì)的重點(diǎn)研究開發(fā)領(lǐng)域。

“轉(zhuǎn)底爐干餾技術(shù)就是轉(zhuǎn)底爐上的物料不移動(dòng)，只有轉(zhuǎn)底爐盤旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，嚴(yán)格來講屬于固定床，非常有利于煤焦油回收和煤氣熱值的提高，像烤面包一樣，煤塊鋪在托盤上通過輻射加熱，但由于煤塊傳熱效果較差，上面烤熟了，下面卻沒熟透。目前要解決的就是煤塊上下層都被均衡熱解的問題，改進(jìn)方案還需進(jìn)一步驗(yàn)證。其他的各種褐煤干餾技術(shù)也在不斷完善。”張紹強(qiáng)說。

褐煤干餾能夠溫和地獲得大量中低溫焦油和干餾煤氣，煤氣中含有大量的甲烷和氫氣，通過分離可以獲得大量的天然氣，氫氣可以直接用作焦油深加工的廉價(jià)氫源，與煤制油、煤制天然氣等方式相比，其最大的好處就是不但不耗水，還可回收大量的水資源。干餾系統(tǒng)簡(jiǎn)單、熱效率比較高、污染小，是褐煤等低階煤提質(zhì)加工、實(shí)現(xiàn)分級(jí)提質(zhì)高效利用的最佳途徑。

據(jù)了解，1噸褐煤經(jīng)過干餾之后，會(huì)分離出約200立方米煤氣，50公斤煤焦油（按煤焦油占褐煤5%比率計(jì)算，具體情況有差異），以及400公斤水和半焦煤炭產(chǎn)品。

談到褐煤干餾技術(shù)，張紹強(qiáng)告訴記者，由于褐煤干餾后會(huì)產(chǎn)生大量半焦，如果采用流化床技術(shù)，半焦顆?？赡軙?huì)過小，為運(yùn)輸造成一定困難，他建議今后褐煤干餾技術(shù)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)采用固定床或移動(dòng)床干餾工藝，同時(shí)還要提高單系統(tǒng)能力。

“無論是脫水還是干餾，由于褐煤主要是露天開采，開采規(guī)模都比較大，基本都在1500萬噸～3000萬噸，所以褐煤提質(zhì)的單套系統(tǒng)就必須在100萬噸左右，作為一個(gè)下限，否則實(shí)用性會(huì)比較差。”張紹強(qiáng)說。

“像蒙東那邊的露天礦，單個(gè)礦的產(chǎn)量動(dòng)輒就是3000萬噸，但目前大規(guī)模褐煤干餾提質(zhì)加工技術(shù)尚不成熟。”白向飛說。

技術(shù)仍是發(fā)展最大障礙

“目前阻礙褐煤提質(zhì)大規(guī)模實(shí)踐最大的障礙依舊是技術(shù)問題，從政策的角度來講，雖然沒有什么扶持政策，但是也沒有什么很苛刻的要求，目前褐煤提質(zhì)并未形成產(chǎn)業(yè)化，考慮褐煤資源充分利用和我國(guó)油氣消費(fèi)增長(zhǎng)的發(fā)展需要，將來需不需要政策扶持，現(xiàn)在還很難說。”張紹強(qiáng)介紹。

記者了解到，目前20多種褐煤提質(zhì)技術(shù)都有相應(yīng)的試驗(yàn)和示范項(xiàng)目正在進(jìn)行中，投煤試驗(yàn)都大量出現(xiàn)技術(shù)問題，全部處于停滯狀態(tài)。截至目前，真正堅(jiān)持長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行的只有建在錫林郭勒盟西烏旗的20萬噸褐煤低溫大風(fēng)量混流干燥提質(zhì)示范項(xiàng)目，其成本低、效益尚可。其他項(xiàng)目除了個(gè)別滾筒干燥外，都沒有長(zhǎng)周期商業(yè)運(yùn)行起來。

除去技術(shù)成熟度因素，配套設(shè)施是否到位也成為制約褐煤提質(zhì)發(fā)展的主要因素之一，褐煤干餾提質(zhì)之后，分離生產(chǎn)的天然氣如何運(yùn)輸?shù)膯栴}已經(jīng)日漸凸顯。

“錫林郭勒盟、呼倫貝爾市這兩個(gè)地區(qū)如果選定要走褐煤干餾的道路，那么他們就存在一個(gè)外輸天然氣管網(wǎng)的問題，因?yàn)閷砀绅s之后會(huì)產(chǎn)生天然氣，沒有管道，就只能生產(chǎn)液化天然氣用槽車外運(yùn)，但是最好是有管道。”張紹強(qiáng)說。

另外，干餾后產(chǎn)生的中低溫焦油進(jìn)行深加工的油品是否需要調(diào)制到現(xiàn)行汽柴油的組分標(biāo)準(zhǔn)，這樣的新產(chǎn)品，需要國(guó)家有關(guān)部門的認(rèn)可。

前景樂與憂

褐煤提質(zhì)目前還存在這樣那樣的問題，但不同的學(xué)者和專家也對(duì)其有不同的態(tài)度。

記者了解到，目前在搞褐煤提質(zhì)的一多半都是民營(yíng)企業(yè)。“我個(gè)人認(rèn)為褐煤提質(zhì)的前景是比較樂觀的，我國(guó)的褐煤低階煤干餾技術(shù)起點(diǎn)低、時(shí)間短，技術(shù)問題肯定是可以解決的，但是國(guó)家一直沒有統(tǒng)籌規(guī)劃、集中力量來搞這項(xiàng)技術(shù)，多是企業(yè)或個(gè)人自發(fā)性投資研發(fā)的技術(shù)，很害怕技術(shù)流失，所以這也導(dǎo)致企業(yè)之間互相封閉的情況比較嚴(yán)重。”張紹強(qiáng)說。

“褐煤?jiǎn)渭兏稍锾豳|(zhì)的盈利空間非常小，即使開采出來，加工之后，還是比較便宜的東西。所以我認(rèn)為這種煤，不應(yīng)該大規(guī)模開采，能用多少就開采多少。”白向飛說。

張紹強(qiáng)告訴記者，我國(guó)的褐煤提質(zhì)技術(shù)起步比較晚，在煤炭部時(shí)期開發(fā)的僅有幾個(gè)露天褐煤礦，當(dāng)時(shí)都配有電廠，而褐煤多以就地發(fā)電為主，到了煤炭黃金十年的中后期，內(nèi)蒙古提出再配置煤炭資源必須就地轉(zhuǎn)化50%產(chǎn)量，褐煤提質(zhì)才被提上日程，被迫開始搞。

另外，我國(guó)優(yōu)質(zhì)煤數(shù)量大、分布較廣，按道理講還輪不到大規(guī)模開發(fā)利用褐煤的程度，但是目前大量褐煤礦區(qū)已經(jīng)開發(fā)建設(shè)甚至已經(jīng)投產(chǎn)，所以被迫走上了褐煤提質(zhì)的道路。

“在當(dāng)前的煤炭市場(chǎng)環(huán)境下，褐煤提質(zhì)問題成為制約褐煤開發(fā)的瓶頸，迫切需要當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門介入，做好頂層設(shè)計(jì)，才能更快更好地引導(dǎo)其發(fā)展。”張紹強(qiáng)說。