中国低阶煤热解分级分质利用技术及现状

在世界一次能源消费结构中，石油、天然气、煤炭仍占据主要地位，总量达到了世界能源消费总量的86.3%，其中石油为32.57%，天然气为23.71%，煤炭为30.03%。中国的一次能源消费结构中，石油、天然气、煤炭三者总占比为89.1%，高于世界平均水平，其中石油占比为17.51%，天然气为5.62%，煤炭为66.03%。因此，中国作为一个“富煤贫油少气”国家的基本面貌没有改变，煤炭在国家能源结构中依然居于主导地位。来源于2015《BP世界能源统计年鉴》

中国的煤炭资源探明储量为1145亿吨，占世界煤炭总储量的12.8%，其中无烟煤和烟煤622亿吨，占中国煤炭总储量的54.32%，次烟煤和褐煤（统称低阶煤）523亿吨，占中国煤炭总储量的45.68%。低阶煤在我国煤炭构成中占有很高的比例。来源于2015《BP世界能源统计年鉴》

低阶煤是指煤化程度比较低的煤(一般干燥无灰基挥发分＞20%)，主要为褐煤和低煤化程度的烟煤。

褐煤包括褐煤一号(年轻褐煤)和褐煤二号(年老褐煤)2类，约占我国煤炭探明保有资源量的13%，主要分布于内蒙

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古东部和云南，少量分布于黑龙江辽宁山东吉林和广西等地区，近年发现新疆等区域亦赋存褐煤。

低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占我国煤炭探明保有资源量的33%，主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆，其次为山西、宁夏、甘肃、辽宁、黑龙江等地区，吉林、山东和广西等地区少量赋存。

褐煤全水分高达20%～60%，收到基低位发热量一般为11．71～16．73MJ/kg。由于高水分，高含氧量，低发热量，化学反应性好、孔隙多、热稳定性差，在空气中易风化和破碎，不适合远距离输送，应用受到很大限制。

低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%，含硫量低于1%，鄂尔多斯盆地不黏煤和弱黏煤为为此类煤。

低阶煤的化学结构中侧链较多，氢、氧含量较高，结果导致其挥发分含量高、含水高、含氧多、易自燃、热值低。直接燃烧会产生大量的污染物，不仅破坏环境，而且造成了能源的浪费。目前最常用的直接利用方法是燃烧发电，且主要用于坑口电站，少量被部分干燥、热解或制成型煤后运往外地供各种工业锅炉燃烧或化工利用。但使用低变质煤发电在产生单位电量时需要更多的燃料和更大的设备资金投入，同时有较高的CO2排放，如褐煤锅炉燃料量是烟煤的2～4倍，产生的炉气量是其2～3倍。这使得发展更加高效、清洁、经济的低阶煤利用工艺显得十分必要。根据低阶煤中挥发分

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及氢含量高的特点，通过分级转化利用，可先获得高附加值的油、气和化学品，再将剩余半焦进行燃烧或气化，实现煤炭资源的梯级利用，从而，一方面提高了煤炭利用的能效，另一方面使难以利用的褐煤得到了有效利用，同时大大减少环境的污染。 煤城市煤气、工业燃气煤气制 氢（可用于煤焦油加氢）化学品（酚等）热解低温煤焦油燃料油（汽油、柴油）半焦发电电能制氢、甲醇、二甲醚、合成油等气化煤气化联合循环发电（IGCC）成型型焦、无烟燃料等

（低灰半焦）提质提质煤活化高炉喷吹料铁合金还原剂烧结焦粉活性炭、活性焦（低灰半焦）一、低阶煤的热解

低阶煤的结构特点决定了其挥发分高、活性强。由于水分和氧含量高而热值低，直接利用（燃烧或气化）效率低，经济价值远不如高阶煤，大规模开发利用必须先对其进行加工提质。最为常用的方法之一是热解，即“干馏”或“热分解”。热解是指煤在隔绝空气或在惰性气体条件下持续加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学反应。在此

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