褐煤是煤化程度最低的礦產煤俗稱柴煤。處於煙煤和泥炭之間的棕黑色、無光澤的低級煤。含有可溶於鹼液內的腐殖酸。含碳量在60%～77%之間，密度約為1.1-1.2，揮發成分大於40%。無膠質層厚度。恆濕無灰基高位發熱量約為23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多呈褐色或褐黑色，相對密度1.2～1.45。褐煤水分大，揮發成分高（大於40%）,含游離腐植酸。褐煤脫水過程除脫去部分水分外，也伴隨著一些煤的組成和結構的變化，它主要是由脫水作用和過程引起的。
基本介紹
- 中文名：褐煤提質
- 主要工序：褐煤的脫水過程
褐煤提質簡介,技術工藝,工藝發展,
褐煤提質簡介
褐煤提質是指褐煤在小於250℃溫度脫去部分大部分游離水後的乾燥褐煤，用甲苯等有機物提取褐煤中的褐煤蠟、腐植酸的過程。所以,褐煤的提質過程主要是褐煤的脫水過程。褐煤提質乾燥前後的對比見下表：
褐煤提質乾燥前後的性質對比
- | 原褐煤 | 提質褐煤 |
水分 | 高 | 低 |
發熱量 | 低 | 高 |
氧化速率 | 高 | 低 |
燃後溫室氣體的排放 | 大 | 小 |
提質後的褐煤將更有利於利用、運輸和貯存。若是將褐煤中的50%的水分除去,則將會把褐煤燃燒後產生的溫室氣體的排放量降低15%。實際測試得知,一種水分42.52%、發熱量11.93MJ /kg的褐煤,經提質乾燥後,水分降14.43%,發熱量增至18.08MJ /kg,相當於提高了熱值51.6%,這對於褐煤電廠的影響無疑是十分巨大的。
技術工藝
褐煤提質按加工手段不同大體可分為脫水及熱解兩個工藝。通常熱解工藝前也要進行脫水。褐煤乾燥脫水是最常見的褐煤提質技術。
褐煤脫水工藝
褐煤脫水工藝通常可以分為（蒸發）乾燥和非蒸發脫水兩類。其中非蒸發脫水工藝主要包括：機械熱壓脫水；溶劑萃取脫水。這些技術僅處於實驗室研究開發階段。1985-2013年間褐煤提質技術的主要以褐煤乾燥技術為主，褐煤乾燥技術具體分為以下五類：
（1）轉筒乾燥技術——轉筒乾燥的核心是一個略帶傾斜並能迴轉的圓筒體，筒體的傾斜度可以調節，範圍一般為2o~10o；按照濕物料和熱載體的接觸方式，工業中開發利用的褐煤轉筒乾燥裝置主要有直接加熱轉筒乾燥器、迴轉管式乾燥器和蒸汽管間接加熱轉筒乾燥器。
（2）帶式乾燥技術——褐煤由進料端經加料裝置被均勻分布到輸送帶上，輸送帶通常用穿孔的不鏽鋼薄板製成，由電機經變速箱帶動，可以調速，最常用的乾燥介質是熱空氣或熱煙氣。
（3）氣流乾燥技術——氣流乾燥也稱為“瞬間乾燥”，是流態化稀相輸送在乾燥方面的套用；按照乾燥介質和操作溫度的不同，氣流乾燥可分為直管式和床混式兩種。
（4）流化床乾燥技術——工業上開發套用的褐煤流化床乾燥設備主要是以過熱蒸汽或空氣作為流化介質(或乾燥介質)，並且流化床內部帶有換熱器；褐煤流化床乾燥技術主要包括過熱蒸汽流化床乾燥技術和蒸汽-空氣聯合乾燥技術。
（5）振動乾燥技術——振動乾燥是利用機械振動實現固體顆粒在乾燥器中流動，並同時在乾燥介質（如熱煙氣等）的作用下實現乾燥過程。最新褐煤振動乾燥設備主要有振動混流乾燥器和振動流化床乾燥器。轉筒乾燥技術中的迴轉管幹燥技術是目前工業中套用最為成熟的褐煤脫水乾燥技術。
（6）K-燃料技術——作為一項非蒸髮式乾燥技術，該項技術利用原煤與蒸汽在提質裝置中直接接觸，通過調節時間、溫度和壓力三個要素，將原煤中的水分以液態水的方式脫除，在“擠”出煤中水分的同時，改變煤的孔隙結構及親水性能，提升低階煤的品質。2007年在美國懷俄明州建設有年處理75萬噸的提質工廠。
褐煤熱解提質工藝
褐煤熱解提質工藝可分為：
（1）外熱式熱解工藝，即熱解爐的加熱方式為間接加熱，此工藝與傳統的煉焦爐相似。
（2）固體熱載體熱解工藝，即半焦作為熱載體的熱解工藝，或以爐渣作為熱載體的熱解工藝等。
（3）氣體熱載體熱解工藝。
TDM褐煤低溫乾餾爐
TDM型乾餾爐用於褐煤低溫乾餾項目，主要產品有半焦及煤焦油。它主要有如下特點：
1.1 焦油回收率高，半焦產率高。
1.2 系統沒有富餘煤氣。
1.3 半焦可磨性好。
1.4 半焦的揮發份高。
1.5 乾法熄焦。
1.6 沒有固定碳損失。
1.7 淨化系統零壓工作。
1.8 原煤粒度要求1~50mm
工藝發展
2000年以來國內所採用的褐煤提質技術中，主要套用於實際生產的工藝是褐煤脫水工藝，該工藝的整體技術已經相當成熟。經過這些年的發展，國內企業已經不滿足於現有的技術。有些企業已經開始對現有的褐煤脫水工藝進行最佳化和改良，比如褐煤提質工藝技術就結合了流化床和轉筒乾燥兩種技術優點，採用熱煙氣作為加熱介質。與現有的轉筒乾燥技術相比，該工藝的突出優點在於：通過在轉筒內添加流化床強化了乾燥過程的傳熱傳質，增加了顆粒與乾燥氣體在轉筒內的接觸時間，從而提高了設備的乾燥能力。與流化床乾燥技術相比，該發明的突出優點在於：有效降低了流化床的床層壓降，從而降低了對風機壓頭的需求，且通過與轉筒的結合來控制顆粒在乾燥器內的停留時間，易於控制顆粒返混，並無需添加結構複雜的換熱器，在保留流化床乾燥優點的同時簡化了設備需求。
