褐煤（煤化程度最低的矿产煤）

褐煤

煤化程度最低的矿产煤

褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。品质会随矿藏的条件变化而变化，但其有易点燃，燃烧彻底、低硫等特点常做火力发电厂的燃料。褐煤是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运。

基本介绍

褐煤，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤，质量指标随井下采面条件而变化，存在一定的不确定性。褐煤:为半暗半亮型，易点燃，燃烧彻底，灰呈粉状，易排出，属优质褐煤。具有低硫、低磷、高挥发分、高灰熔点的“两高两低”显著特点。是火力发电厂、沸腾炉理想的燃料。

褐煤有着清洁、低挥发和低硫的优点，但同时又存在着湿度大、燃点低和二氧化碳排放量大的缺点，是导致全球温室效应的重要因素之一。但是，在目前全球能源日趋紧张的形势下，褐煤的经济价值及其相关加工生产技术又重新被世界能源界所重视。

由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹(由裸子植物形成）。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量60%～77%，密度约为1.1-1.2，挥发成分大于40%。无胶质层厚度。恒湿无灰基高位发热量约为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相对密度1.2～1.45。

褐煤水分大，挥发成分高(>40%)，含游离腐植酸。空气中易风化碎裂，燃点低（270°左右）。储存超过两个月就易发火自燃，堆放高度不应超过两米。

产量

中国褐煤量只有2118亿吨，与世界褐煤资源量（26229亿吨）约占世界煤炭资源总量（107539亿吨）的24.4%相比，比例也很低，约占全国煤炭总资源量的13%，主要分布在内蒙古东部、云南东部、东北和华南也有少量。

主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。通常有两种：（1）土状褐煤（brown coal），质地疏松而较软；（2）暗色褐煤（lignite），质地致密而较硬。可直接用作家庭燃料、工业热源燃料及发电的燃料，也可用作气化、低温干馏等的原料。

焦化后的褐煤可制作为煤砖用于炊事和加热；它也作为活性炭的来源，用于水的处理、复原黄金和提取碘。

在世界上的某些地方，把褐煤用作热源燃料和化学制品及气体与液体燃料的原料。在美国，最先在大平原北部（北达科他州、蒙大拿州东部、怀俄明州东北部和南达科他州的西北部）和墨西哥湾沿岸地区（亚拉巴马州、阿肯色州、堪萨斯州、路易斯安那州、俄克拉荷马州和得克萨斯州）以及太平洋沿岸诸州（加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州）发现了褐煤。

褐煤的燃烧值低，在3000大卡或以下。目前，国内外最新的发展技术是褐煤干燥，能够将其燃烧值提高到4800甚至6000大卡。

褐煤干燥方法及价值

由于褐煤是一种煤化程度最低的矿产煤。褐煤水分大，挥发成分高(>40%)，含游离腐植酸，空气中易风化碎裂，燃点低（270°左右）。储存超过两个月就易发火自燃，堆放高度不应超过两米，决定了褐煤不适宜运输。因此褐煤的市场也受到局限，以空气为干燥介质的褐煤烘干机在引风机的作用下与热源行成对流加热方式，使褐煤与高湿负压进入烘干机内进行传质、传热交换。

湿褐煤以搅动分散粉碎褐煤的运行方式缓缓振动向前移动并排出烘干滚筒，完成干燥褐煤过程。干燥后的褐煤主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。焦化后的褐煤可制作为煤砖用于炊事和加热；它也作为活性炭的来源，用于水的处理、复原黄金和提取碘。

褐煤脱水工艺通常可以分为蒸发干燥和非蒸发脱水两类。褐煤干燥技术具体分为以下六类：

（1）转筒干燥技术——转筒干燥的核心是一个略带倾斜并能回转的圆筒体，筒体的倾斜度可以调节，范围一般为2o~10o；按照湿物料和热载体的接触方式，目前工业中开发利用的褐煤转筒干燥装置主要有直接加热转筒干燥器、回转管式干燥器和蒸汽管间接加热转筒干燥器。

（2）带式干燥技术——褐煤由进料端经加料装置被均匀分布到输送带上，输送带通常用穿孔的不锈钢薄板制成，由电机经变速箱带动，可以调速，最常用的干燥介质是热空气或热烟气。

（3）气流干燥技术——气流干燥也称为“瞬间干燥”，是流态化稀相输送在干燥方面的应用；按照干燥介质和操作温度的不同，气流干燥可分为直管式和床混式两种。

（4）流化床干燥技术——工业上开发应用的褐煤流化床干燥设备主要是以过热蒸汽或空气作为流化介质(或干燥介质)，并且流化床内部带有换热器；褐煤流化床干燥技术主要包括过热蒸汽流化床干燥技术和蒸汽-空气联合干燥技术。

（5）振动干燥技术——振动干燥是利用机械振动实现固体颗粒在干燥器中流动，并同时在干燥介质（如热烟气等）的作用下实现干燥过程。目前褐煤振动干燥设备主要有振动混流干燥器和振动流化床干燥器。转筒干燥技术中的回转管干燥技术是目前工业中应用最为成熟的褐煤脱水干燥技术。

（6）K-燃料技术——最为一项非蒸发式干燥技术，该项技术利用原煤与蒸汽在提质装置中直接接触，通过调节时间、温度和压力三个要素，将原煤中的水分以液态水的方式脱除，在“挤”出煤中水分的同时，改变煤的孔隙结构及亲水性能，提升低阶煤的品质。目前在美国怀俄明州建设有年处理75万吨的提质工厂。

科学进展

简介

2009年7月出版，Elsevier引进版权

本书系统介绍了褐煤开发和利用的研究进展，由澳大利亚和日本长期从事低阶煤研究的专家合作编写。内容包括褐煤的性质与应用、脱水干燥技术、褐煤的热解、气化和燃烧及过程中氮和硫的转化、褐煤发电技术、直接液化技术等。可供从事煤炭和生物质研发与清洁利用研究的专业人员参考。

目录

第一章绪论1

1.1维多利亚褐煤作为能源的重要性

1.2维多利亚褐煤的典型性能

1.3维多利亚褐煤的主要应用

参考文献

第二章维多利亚褐煤的结构和性质

2.1引言

2.2维多利亚褐煤的岩相学

2.3维多利亚褐煤的物理结构和特征性能

2.4维多利亚褐煤的化学结构和特征性能

参考文献

第三章褐煤中的水分和褐煤的脱水

3.1引言

3.2褐煤中水分的物理、化学和分析特性

3.3低阶煤干燥

3.4褐煤的水分与无黏结剂成型

3.5结论

参考文献

第四章维多利亚褐煤的热解

4.1简介

4.2实验参数对维多利亚褐煤热解的影响

4.3通过褐煤的闪热解制备化学药品

4.4AAEM物质的挥发

4.5煤热解反应的模型

4.6结语

参考文献

第五章褐煤的气化和燃烧

5.1褐煤气化

5.2燃烧

参考文献

第六章褐煤热解、气化和燃烧过程中氮和硫的转化

6.1维多利亚褐煤中的氮

6.2含氮模型化合物的热解

6.3维多利亚褐煤中氮的反应机理

6.4气化和燃烧过程中NOx的NOx前驱体生成机理

6.5维多利亚褐煤中的硫以及热解、气化和燃烧过程中硫的转化

参考文献

第七章利用褐煤的先进发电技术

7.1简介

7.2褐煤对先进发电技术的关键流程的影响

7.3先进发电技术

7.4不同工艺效率的对比

7.5热-化学回热与气化-燃料电池联合系统

7.6需要进一步研发的方面

参考文献

第八章维多利亚褐煤的液化技术

8.1前言

8.2褐煤液化过程中的基本反应

8.3预处理对煤液化的影响

8.4新型煤液化溶剂和催化剂的设计开发

8.5褐煤液化工艺的设计与开发

8.6产物的评价及提质

8.7维多利亚褐煤液化大型中试装置的开发与运行

8.8煤液化的现状和发展趋势

参考资料

1.褐煤·查字典地理网

2.风化褐煤是什么?·全球新能源网