褐煤资源的利用现讲解

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1、褐煤资源的利用现状及其 加工提质的必要性 班级： 姓名： 学号： 一、褐煤是我国东北地区未来可利用的主要能源 东北地区经济以重工业为主导对能源有高度依赖性 。而东北三省煤炭资源总储量仅2772l亿吨，除黑 龙江省煤炭资源比较丰富(煤炭资源总储量21192亿 吨)产能较大外，辽宁、吉林都是煤炭调入省，整体 上属于煤炭资源调人地区供求缺口较大。与其相邻 的蒙东地区煤炭资源十分丰富，煤炭资源总储量达 85787亿t是东北地区总储量的3倍以上。绝大部 分是褐煤资源，只有呼伦贝尔市伊敏河矿区的五牧场 区、河东区以及扎赉诺尔矿区的灵东矿为长焰煤 二、褐煤提质的必要性 褐煤是煤化程度最低的煤种，煤化程度介于

2、泥炭和烟 煤之间，含水量高，在空气中易风化；含一定量的原 生腐殖酸，碳含量低，氧含量高，氢含量变化大：挥 发分一般在4555。 三、传统褐煤电厂的发展潜力及存在的问题 褐煤发电对经济而言,在于成本低廉,是黑煤发电成本 的1/31/4,天然气1/61/7,世界许多褐煤煤田可以 大规模露天开采。但是褐煤的物理特性使其本身的使 用面临特殊的挑战。褐煤的物理性质: 高水分含量、 低灰熔点和易结渣性。褐煤的高水分含量和常规采用 粉煤喷吹技术的电站的低发电热效率,导致褐煤发电遇 到了战略性挑战,即温室气体的排放问题。褐煤燃用的 缺点是高排放量和低热值,这是一个世界性的课题,各 国纷纷投入大量人力、物力进行

3、开发研究。中国作为 一个能源消费大国,应该引起足够的重视,积极开发褐 煤提质干燥技术为中国经济发展服务。 四、褐煤的性质 （1）褐煤的基本性质 褐煤是煤化程度最低的煤,其特点是水分高,孔隙度大,挥发分高,热 值低,含有不同数量的腐植酸。氧含量高达15%30%,化学反应 性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重,存放在空气中很容易风化 变质,碎裂成小块甚至粉末状,使热值更加降低,灰熔点也普遍较低, 煤灰中常含有较多的钙盐,其中有的来自腐植酸钙,有的来自碳酸 钙和硅酸钙。 （2）褐煤中的水分 水分是褐煤最显著的特征之一,也是对其使用影响最重要的参数 之一。褐煤的水分在各类煤中是最高的,全水分Mt 一般

4、可达10% 40%,其中第三纪年轻褐煤的Mt 可达30%40%,侏罗纪褐煤 的Mt一般不超过30%。根据水分的结合状态可分为游离水和结 晶水两大类,前者又可分为外在水分和内在水分2种。 五、褐煤提质干燥的重要意义 褐煤的提质是指褐煤在高温下经受脱水和热 分解作用后转化成具有烟煤性质的提质煤。 褐煤脱水过程除脱去部分水分外,也伴随着一 些煤的组成和结构的变化,它主要是由脱水作 用和过程引起的。所以,褐煤的提质过程主要 是褐煤的脱水过程。 水分发热量氧化速 率 燃后温 室气体 排放 原褐煤高低高大 提质褐 煤 低高低小 六、褐煤提质干燥技术项目介绍 洛阳万山高新技术应用工程有限公司针对我国褐煤的

5、特点，开发引进了具有我国自主知识产权的褐煤干燥 提质一体化工艺与装备。该技术可以将褐煤的水分降 到12%以下，从而降低运输成本，同时将其加工成不 同大小和形状的型煤，解决褐煤容易产生自燃的问题 。处理后的煤的热值提高可达30%以上，直接作为动 力煤替代烟煤或无烟煤在现有电厂使用。该项目具有 巨大的市场潜力，适合我国褐煤开采企业，也适合尾 矿回收和再利用企业以及煤泥的利用项目 七、技术开发背景 目前国外普遍采用烟气预干燥或水蒸气干燥工 艺对褐煤进行干燥，然后直接送至坑口电厂用 于燃烧发电。和国外不同的是，我国坑口电厂 数量少，大部分电厂远离煤矿。如我国东部和 东南沿海地区的很多电厂所用的煤炭都运

6、自山 西、河南等省的煤矿，即煤炭运输半径较大。 这对褐煤资源的开发和利用提出了更高的要求 。我国内蒙地区的褐煤水分含量约为35%，从 运输成本和燃烧热值方面考虑，褐煤需要在干 燥后才能运输到电厂燃烧 八、褐煤提质干燥装置 （1）多层 多个类似高温水蒸汽干燥设备原型的干燥装置垂直方向上的叠加组合成为一套复 合干燥装置。多层，实现了一定空间内干燥换热面积的最大化；多层，解决了大 型设备制造难度大的问题；多层，装置更加紧凑，降低了投资成本。 (2)多级 每一层干燥单元，是一个的干燥环境，能够单独的进行调整操控。满足不同物料 不同时段的不同干燥条件。实现物料干燥工艺需要的逐级干燥。 （3）多效 物料在

7、褐煤干燥提质一体化的装置中自上而下逐级有效干燥，采用了高位双料流 混料技术和强制溢流技术。使得物料与干燥设备避免缠粘相对位移顺畅，热传导 效率高；采用了多效蒸发干燥技术，将多级干燥湿物料蒸发的蒸汽，经过压缩机 压缩排掉凝结水形成饱和蒸气，作为二次热源供下一级干燥单元使用，节约了新 蒸汽能源。褐煤提质干燥装置最终将蒸发气体绝大部分变为凝结水排除。大大减 少了尾气的成分，避免了废气的二次污染。 九、装置特点 （1）设备结构紧凑，装置占地面积小，小巧灵活，是同类机的 （2）热效率高，是普通设备的2倍以上，可达80%-90%，运行 费用低。 （3）辅机配套量小，减少投资。 （4）物料适应性广，拓展性强

8、。 （5）干燥能力强、处理物料量大 （6）干燥设备内部表面有相互自清洁功能。 （7）噪音低，无粉尘飞扬，无二次污染。 （8）较同类产品节省蒸汽40%，节电30%. （9）操作方法多样，可间歇操作，可连续操作，可常压操作， 可真空操作。 （10）实用以大型化制造，运输、安装、维修方便。 十、应用领域 褐煤提质干燥装置适用物料范围含括 ：粉状、膏糊状、液态物料； 应用领域有：褐煤提质干燥、市政污 泥、造纸污泥、皮革污泥、印染污泥 、化工物料以及液态药渣制药发酵液 、食品发酵液、糖渣、酒渣、化工有 机废渣等。 十一、工艺模拟与量化参数 干燥行业是一个特点突出的行业，干燥物料额多样化、工艺环境的个性化

9、以及产 品标准的差异化，决定了干燥工艺的不确定，干燥设备的不通用。为了确保干燥 设备与工业化运行完美配套，必须在设备选型确认的基础上，对设备的制造构型 规格和功能性能参数做准确的设计和确定。 公司专门制作了褐煤干燥提质装置试验装置，装配了工艺模拟中试设施。对常规 物料进行了数据普遍采集化的工作。得到了大量的干燥数据和工程参数。为项目 提供了设计数据。 公司承揽项目的工作程序为：收集物料特性处理处理要求标准等信息。参照类比 试验数据资料，设计完成项目初步方案。包括：工艺流程、结构构型、材质选用 、性能规格等。依照设计方案定量进行模拟试验。验证工艺的通畅性，修正设计 相关参数，完善确定设计方案，进

10、行工业化加工制造。 已经进行模拟实验的物料有：褐煤、市政污泥、造纸、印染污泥；各种化工物料 、矿山粉体物料、制药、造酒类液态物料。 十二、褐煤提质干燥装置典型工艺 （1）物料流程 1）经机械脱水后的物料由输送装置输送到褐煤提质干 燥装置分配料仓； 2）供料螺旋定量将物料分别送入各级干燥装置单元 壳体内； 3）物料自上而下逐级干燥后，由最底层经卸料器排 出； （2）蒸汽流程 1）源蒸汽经过调压控制站后，经旋转接头分别送入高 温水蒸汽干燥设备内，对高温水蒸汽干燥设备进行加 热； 2）释放过热热量和蒸发潜热后经疏水站排放出凝结 水； 3）凝结水收集后送回锅炉房或做它用； （3）机电控制流程 1）装置

11、主动电机，在变频调速模式下驱动高温水蒸汽干燥设备； 2）各个输送、供料、卸料电机安装控制指标协调运行； 3）装置的运行状态，通过控制面板的数显仪器即时显示； 4）每层干燥单元，都可对其实施控制，设定单独的干燥环境参数 。 十三、典型工业应用 将无干燥的褐煤送入高温水蒸汽褐煤干燥仓内，经储运系统输送至干燥 装置后发电，产生的热能，返回干化装置作为热源循环利用。特点： 1）余热利用运行低成本； 2）传导加热效率高节能； 3）低温干燥环境、热源物料隔离密封、避免燃、爆事故发生，安全性 能高； 4）系统用风量小，没有大风机引起的环境噪音，减少粉尘的收集处理 工作量； 5）褐煤高温水蒸汽干燥不影响原有锅

12、炉系统运行环境； 6）褐煤高温水蒸汽干燥过程实现无环境污染化。 十四、工艺装备和投资规模 本技术装备采用的干燥与型煤系统均具有国际先进性。由煤加工 单元破碎后达到粒度要求的褐煤送到干燥单元。干燥采用高温水 蒸汽干燥系统，效率高，体积小，干燥过程中无燃烧和爆炸的危 险。过热蒸气由过热器提供，一部分蒸气在干燥系统内部循环， 多余的蒸气经冷凝后回收再利用。干燥后的褐煤进入型煤单元成 型后，生产出不同规格的型煤产品。型煤产品的热值比原煤提高 30%以上，密度提高，自燃指数很低，燃烧特性接近烟煤或无烟 煤，可以作为优质动力煤在现有电厂使用，也可以作为炼焦煤掺 混使用。 按照年产150 万吨型煤设计，项目

13、投资规模大约为4.5亿元人民 币。本项目适合煤矿企业或投资者。 十五、经济和社会效益 按照年产150 万吨型煤设计，项目投资规模大约为4.5 亿元人民币。按照现行煤价，年均纯利润（税后）将 接近1.7 亿元，创造就业机会25 人左右，投资回收期 大约为2.5年。详细经济效益评价见下表。因此，本项 目投资后，可以产生显著的经济和社会效益。煤矿企 业采用该技术装备，可以扩大煤炭市场，提高其煤炭 品位，大大提高企业的竞争力。由于褐煤的开采日益 增加，本技术装备的市场潜力也不断增加，因此，也 是对投资者十分有利的投资项目，装备可以出口到印 尼或澳大利亚等国 技术总结 褐煤提质干燥设备应用于褐煤电厂原料

14、煤燃烧前的脱水提质处理,它是有其本身的特点决定的 ,其特点主要表现在: (1)褐煤提质干燥设备的工作介质是过热蒸汽,它可以很好地利用电厂的余热,这可以使资源变 废为宝,这对于资源的利用和环境保护具有十分重要的意义。 (2)燃用褐煤的电站锅炉主要使采用悬浮式燃烧方式,即煤粉燃烧锅炉,这与褐煤提质干燥工艺 的原料是吻合的。 (3)干燥强度大。褐煤提质干燥设备中的气流速度高,煤颗粒在气相中分散良好,可以把粒子的 全部表面积作为干燥的有效面积。因此,干燥的有效面积大大增加。同时,由于干燥时的分散 和搅动作用,使气化表面不断更新,因此,干燥的传热、传质过程强大。 (4)干燥时间短。气固两相的接触时间极短,颗粒在整个系统的停留时间为2s左右。 (5)设备简单。褐煤提质干燥设备简单,占地少,投资省。与气流干燥设备相比减少60%,投资 省80%。 目前,褐煤提质干燥设备已经开始在某些电厂应用,有大规模推广的趋势。在竞争日趋白热化 的今天,要勇于开拓创新、敢于探索接受新生事物,为国家的经济繁荣稳定保驾护航,这也是科 技工作者义不容辞的责任。