動力煤及現(xiàn)代煤化工對煤質(zhì)要求與評價(jià)

83年上大學(xué)以來到現(xiàn)在將近30年左右了，一直和煤打交道，我主要介紹一下動力煤和現(xiàn)代煤化的評價(jià)，現(xiàn)在我們的介紹你這個(gè)煤好還是壞，值不值錢，我覺得沒有不值錢的煤，只有用不好的煤，你這個(gè)煤在這個(gè)地方用的不合適，用在其他地方就合適了，所以我先跟大家講一下，這個(gè)煤的性質(zhì)特點(diǎn)以及不同的利用途徑。有4個(gè)方面。第一個(gè)簡單介紹一下，中外動力煤性質(zhì)的比較。在這方面我們查了中國煤炭網(wǎng)他的數(shù)據(jù)介紹的比我齊全一些。我主要介紹以下三個(gè)方面，一個(gè)是煤質(zhì)對燃燒過程的影響。在我們國內(nèi)煤80%還是用于燃燒的，再一個(gè)做一下煤燃燒特性的評價(jià)方法。最后再介紹一下汽化與液化技術(shù)的要求，現(xiàn)在我們國家煤炭要求比較嚴(yán)，以后的發(fā)展前景也比較大。我們現(xiàn)在煤炭主要是以汽化為龍頭的。

首先看一下中國的一次能源結(jié)構(gòu)，到1999年煤炭大概占到68%左右，到04年大概還有64%，預(yù)測過40、50年以后煤炭在我們能源結(jié)構(gòu)里面還要占到50%左右，所以煤炭是中國能源結(jié)構(gòu)占有長期主導(dǎo)地位的。接下來再看一下煤炭在中國的利用途徑，去年消耗量官方統(tǒng)計(jì)是36.2億噸。其中的比例，電力、冶金，建材和民用都有不同的比例。我們的電力、冶金、建材和民用主要是用于燃燒，一直到去年大概是18.6億噸，他在7年的時(shí)間就增長了80%。所以火電還是占很大的領(lǐng)域的。接下來我介紹一下中外動力煤性質(zhì)的比較，國際動力煤我主要是指我們出口到中國的動力煤，主要是印尼和澳洲，總體來講也是比較好的，但是煤的性質(zhì)我們可以參照我們煤炭資源網(wǎng)，他的分析比這兒還要齊全。

接下來第二個(gè)部分我想講一下。也是動力煤的會議，因?yàn)樵谖覀儑鴥?nèi)的話，這個(gè)動力煤或者發(fā)電煤占大部分。我想介紹一下煤質(zhì)的影響。什么是好的動力煤，什么是不好的動力煤。煤燃燒過程的話最主要分為4個(gè)國家，加熱和干燥，揮發(fā)酚和形成殘焦，另外是揮發(fā)酚和殘焦的著或，燃燒，以及灰渣的形成燃燒時(shí)間大概是90%。實(shí)際上和灰分的水份是有關(guān)系的，總體來講，大家都知道，發(fā)熱量，低灰，低硫低水是對燃燒有利的。理論上來講，所有的煤都可以。但是我們的焦煤燃燒是有點(diǎn)浪費(fèi)了。

具體我們講一下水份要求，在動力煤里面一般要求小于15%。當(dāng)然大于10%以后每增加1%，鍋爐熱效率下降0.07%。對于硫含量來講大于2%的叫高硫煤了，國家不建議開采。我們知道小于1%的時(shí)候，是16塊，大于1%的話馬上提到22塊錢了。我們看到這個(gè)圖形，煤的可磨性比較差，可磨性一差就不好了。另外灰分也會影響效率，對于循環(huán)燃燒的話可以達(dá)到60%—70%。再一個(gè)灰分的組成也是很重要的，他可以影響軟化程度。煤的發(fā)展量也有關(guān)系，發(fā)展量高了以后，發(fā)展量大于12.5%，小于1350就會結(jié)散，因?yàn)樗陌l(fā)展量比較打，所以限制也不高。所以我們希望發(fā)熱量比較高的話，也希望他要大于1350，否則也不是優(yōu)質(zhì)的資源了。

揮發(fā)分是要求火焰穩(wěn)定，一般要求大于22%。我們認(rèn)為小于10%的時(shí)候燃燒特性就變差了，容易熄火了。關(guān)于揮發(fā)分的測定，我們一般是拿到實(shí)驗(yàn)室分析的，900度，7分鐘，實(shí)際燃燒過程當(dāng)中他是1500度，3—5秒的，所以他的揮發(fā)分還是比較大的。如果區(qū)分呢？我們看到大量的研究數(shù)據(jù)，真實(shí)揮發(fā)分的差別，他和我們的分析比例，原子比增加而線性增加，可通過元素分析結(jié)果而預(yù)測的。煤里面還有微量元素，氟和氯。這種有害元素是希望越低越好，氯小于0.25%，氟小于120。降低F的排放和危害。

總體而言，煤的關(guān)注度，你這個(gè)煤好還是不好，我們要關(guān)注不同的發(fā)展量，實(shí)際上他背后主要是水份和灰分，第一個(gè)是發(fā)熱量。影響到發(fā)電效率。另外硫含量，煙氣精華成本。揮發(fā)分，著火與燃燒的特性，灰的熔融性，爐內(nèi)結(jié)渣，可磨性，備煤成本。以及微量元素，污染及腐蝕。

接下來講講煤燃燒特性的評價(jià)方法。DTG曲線。1234對應(yīng)褐煤、煙煤、高灰煙煤和無煙煤。越向高溫移動的話表明著火性比較差。我們最關(guān)注的是著火溫度，一旦煤著火的話，我們的曲線有三種，第二種區(qū)縣不適合著火溫度的確定，我們通過大量的實(shí)踐和比較得出這樣的數(shù)據(jù)。對于著火溫度指數(shù)。到20和30度，在這個(gè)條件下，我們就獲得了著火溫度和濕度關(guān)聯(lián)。作為著火溫度比較和著火特性。這個(gè)被我們廣泛所接受，所以以后評價(jià)不同的煤，就按照著火溫度的高低來判斷。

接下來講一線動力煤的主要要求和評價(jià)。我講的現(xiàn)代煤化物有兩部分。煤直接液化，到油品精致。然后達(dá)到汽油、柴油，航空煤油。接下來是煤氣化(000968,股吧)。接下來我再講講煤的液化，從煤來講有兩種過程。第一個(gè)就是煤的質(zhì)監(jiān)液化，100多和400多，加氫，然后精致，然后直接液化。第二部分就是簡潔液化，也就是我們山西煤化做的煤質(zhì)油了。從廣泛來講的話，我們煤的借鑒經(jīng)驗(yàn)也好，我們看到煤氣化了。所以接下來重點(diǎn)講一下煤的質(zhì)檢液化有什么要求。煤的質(zhì)檢液化，我們最關(guān)注的是煤階，大量的研究，就是年老褐煤，年青煙煤，最大反射率是0.5—0.9%。我們可以看出其中的關(guān)系。從硫含量來講，在燃燒和焦化中對煤是不利的。是有催化作用的。所以他的硫含量不需要添加催化劑。所以對煤最主要起作用的是黃鐵礦硫。硫含量高的話，液化轉(zhuǎn)化率還不是很清楚。

直接液化對煤質(zhì)的要求組成來講，我們這個(gè)元素表我們看到。我們加入更多的話，他就自然多了。所以我們分析下來，我們看到這張表，另外還有物質(zhì)組分和礦物質(zhì)，所有的催化過程都希望能夠灰分的越低越好，當(dāng)然對煙來講也一樣。他基本上小于10%。剛剛我講了，我們搞煤炭的都知道有些化學(xué)礦不好洗。不好洗是可以的，但是量大的話，對我們質(zhì)檢要受罪的。對液化不利的話，我們看到高鈣和褐煤。鈣的話，褐煤的含量比較高。他這個(gè)過程比較容易有碳化鈣的成績，我們質(zhì)檢液化就不希望鈣含量比較高。

另外我們知道在內(nèi)蒙地區(qū)有大量的褐煤，大家都知道褐煤的水份含量比較高。他的氧含量也比較高。但是絕對值也高的話，一氧化碳我們知道合成氣，他會和雨水發(fā)生活性性。從下面的表我們很明顯的看出如果用褐煤的話，一氧化碳和水煤氣轉(zhuǎn)化率可以大幅提高，將近翻了一倍，所以針對高水褐煤也不是一無是處的，他是質(zhì)檢液化的有氧原料。最后我解釋一下直接液化用原料煤的要求匯總。對褐煤來講，揮發(fā)含量比較高，灰分比較低的。同時(shí)硫含量高也是的，所以我們質(zhì)檢液化原料里面就沒有對硫含量提出要求。

最后這部分我講一下煤氣化，這是我們現(xiàn)在的龍頭技術(shù)了。如果你不適合做其他的，你來做煤化，但是你必須先把煤氣化。氣化的過程我們都知道，這個(gè)和原料的方式不一樣，固定床、流化床，氣流床。因?yàn)樗臏囟缺容^高，壓力也比較大。主要的主流技術(shù)就是這三個(gè)。而且氣體的溫度大概到1400度左右。接下來我們講一下固定床氣化爐，這個(gè)煤焦是這樣子的，熱穩(wěn)定性好，不粘或弱粘煤。是6—50mm。如果堵塞了就沒有辦法操作了。對于流化床氣化爐來講，他是混合的，所有要流化起來需要細(xì)煤粒。他的優(yōu)點(diǎn)是基本上不含焦油。下面我重點(diǎn)講一下氣流床氣化爐，他這個(gè)煤粉更細(xì)了。他他煤氣出口溫度高，不含焦油，部分礦物質(zhì)以熔渣方式排出。接下來介紹一下典型氣化床氣化爐，德士古。他的特點(diǎn)是水煤漿進(jìn)料，煤大于60%。接下來是對德士古氣化的要求。第一個(gè)他的成漿性要好，我們希望濃度大于60%。另外流變性要好，穩(wěn)定性也要高。我們可以看到，對德士古氣化來講，操作溫度應(yīng)該在這個(gè)溫度上加上50度，如果溫度太高度耐火材料的壽命就會下降。所以最好小余1400度，這個(gè)煤大概是65%—70%，水是30%，還有1%的添加劑。我們看一下他的可磨性。從褐煤游離水少，制漿濃度低，大概是30%—40%，所以褐煤不適合德士古氣化原料，現(xiàn)在由德士古氣化的，這幾種煤都是可取的原料。

再一個(gè)講一下典型的氣流床氣化爐，殼牌。他因?yàn)槭歉擅悍劢ǖ?，所以氧分比較少。耗氧比較少，煤氣有效成份較多。水冷壁，液態(tài)排渣。最關(guān)鍵是殼牌氣化是灰含量不能太低，太低的話掛渣有困難，一般要求15—25%。當(dāng)然他和德士古氣化一樣，也要求溫度小于1400度。最重要的一點(diǎn)殼牌氣化爐同時(shí)要求掛渣和排渣。對灰黏度要求比較高。

接下來我們看一下到了1400度以后不同的每種的反映氣都小了。不同煤種的反映活性非常接近。我們看看煤灰化學(xué)特性。熔融特性，熔融性固相到液相的難以程度，與液相含量相關(guān)但無明確定量關(guān)系。隨著下落高度隨溫度的關(guān)系，熱量、客觀、定量吧。

接下來是對煤灰流動的溫度關(guān)系。他的耐火材料的壽命要求8000小時(shí)就達(dá)不到。我們看一下煤灰熔融性的本質(zhì)。我們看到鐵改的含量特別高，他分了酸性組分和堿性組分。他的差距造成了這種差距。另外我們加上氧化鈣添加劑以后就可以看到了。另外我們看到隨著溫度的變化，這個(gè)是突然增加，這兩個(gè)是緩慢增加的，灰色區(qū)間是不適合氣化的，這兩個(gè)區(qū)間是適合氣化的。然后灰渣黏溫特性的測定我們是這樣測定的。我們也可以看到氣化爐對黏度的要求是特別高的。我們看到黏度過低就掛不上渣。所以他對黏度的要求是很高的，經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，我們對不同的氣渣黏度要求不一樣，氣渣逆流是2.5—25左右。氣渣并流就是10—50了。接下來我們中國大部分的煤種無法滿足排渣的技術(shù)要求。我們舉兩個(gè)例子，第一個(gè)就是典型無煙煤、Si、A1比較高，F(xiàn)T無大于1500度。Tvc大于1600度，黏度比較大。而且進(jìn)一步增加鈣含量的話，這兩個(gè)變化，在我們晉城煤業(yè)20萬噸里做的。這個(gè)方案的話還是不錯的。接下來講講新疆煤，鈣鐵含量高，F(xiàn)T約1100度，年度太低，掛渣難。

最后關(guān)于煤的化學(xué)性質(zhì)及其調(diào)控，最近我們出版了一個(gè)《煤的灰化學(xué)》大家感興趣的話可以看一下。最后我總結(jié)一下，對煤燃燒過程大家都清楚，關(guān)注程度排序是發(fā)熱量、灰分和揮發(fā)分和硫含量，液化來講是年老褐煤及高揮發(fā)分煙媒，硫有利。對氣化來講，依據(jù)技術(shù)類型不同。固定床和流化床要求煤的反應(yīng)性比較高，灰熔點(diǎn)高。對氣流床來講，煤灰熔融性和黏度，改變灰化學(xué)組成來調(diào)控。濕法氣化，成漿性和流動性好，低變質(zhì)煙煤。我的報(bào)告就到這里，謝謝大家！