据了解,我国低阶煤储量大,分布广,占煤炭总储量的55%。目前我国褐煤产量从2007年开始保持连续稳定高速增长态势,主要分布在内蒙古、新疆、云南、东北、宁夏等地区。2012年全国褐煤产量突破5亿吨大关,达到5.1亿吨,预计到2015年 我国褐煤产量将达到8.9亿吨。但由于低阶煤高水分高挥发分的特点,不利于长途运输和储存,限制了低阶煤作为大宗能源的广泛利用,并且其应用技术不当会对环境造成严重影响。预计到2015年,我国褐煤产量将达到8.9亿吨,从这个产量来看,我们的能源浪费和环境承受能力届时将会面临严峻的挑战。
低阶煤提质是为了更环保高效安全的利用它。低阶煤已经在发电、化工以及民用日常生活中实际投入应用,有的地区甚至是比较大规模的利用,从全球范围来看,90%的低阶煤用于发电,发电技术是成熟的,由于煤价低,其经济上一般也没有问题,只是低阶煤发电效率明显低于高阶煤发电,单位电量废气排放总量也比采用高阶煤大,所以,持续进行技术改进,提高能量利用效率,是低阶煤发电企业一 直进行技术改进和研究的重点。褐煤第二大应用领域,是褐煤通过气化生产大宗化工原料或气态能源产品,其中有成功的的例子如,我国在上世纪九十年代后期就有多个恩德炉流化床气化褐煤生产大宗化工原料合成氨和甲醇的工厂,有很多工厂仍然在运行,有良好的经济效益。当然和气流床相比较,流化床不是最 的技术。中国大唐电力有采用干粉进料气流床气化褐煤生产聚丙烯的工厂,这是世界 个采用褐煤做原料的特大型化工装置。这一工厂已经开车,一直都在运行,说明技术上没有大的问题。也有运行不是很理想的项目不能达标达产,投资超概算,其中非煤种因素很多。事实上,这一现象体现了跨行业大型项目的项目管理、运行管理过程中的一些共性问题,特别是技术管理方面的问题。
出于不同的目的,我们开发了不同的低阶煤处理技术,同一种低阶煤处理技术反过来又可以用于不同提质目的。近年来,我国低阶煤提质技术突破了单一的热解提质拓展至干燥、成型、热解三大领域,通过干燥-成型、成型-块煤气化、热解-焦油加氢等技术的结合实现了低阶煤的梯级利用。以褐煤干燥、热解为基础的煤基多联产技术是褐煤综合利用的重要方向,我国在褐煤综合利用产业化方面走在世界前面。但也存在不少问题:
1)褐煤提质的分质利用技术,近几年在内蒙古地区褐煤产区发展状况良好,在建和已建项目有几十个之多。全世界只有中国有这样大投资和多样化的实践。但这些装置目前大多处于建设、试车阶段,和试车后的整改阶段,尚未实现稳定、连续和满负荷的商业运行。虽然我国在低阶煤综合利用方面取得了长足发展,但当前阻碍褐煤提质大规模实践 的障碍依旧是技术问题, 煤种适应性有限,有的技术只能用块煤。产品质量差异大,有的提质煤产品仍然存在易氧化、易碎等问题,有的油品带粉严重,后续加工困难;有的半焦完全不含挥发分,后续利用困难。加上环保不过关,废气、废水排放强度高,污染物超标等各种因素影响,有些提质项目的安全、稳定、长周期运行困难,经济性较差;
2)污染问题:无论是什么工艺,褐煤提质项目都会有废水排放,因为褐煤中携带的水分和热解产生的水分,除一小部分用于冷激半焦(熄焦)后转入半焦,大部分随烟气排入大气中,如果这部分水汽不处理将会对环境造成危害。还有工艺存在回收焦油的工艺污水,这种污水的处理非常困难,解决环保问题应该引起企业的足够的重视。
3)技术成熟性:现代煤化工技术的开发历程是实验室研究、工业示范、商业示范、商业推广过程。但目前低阶煤提质项目也存在一些问题和不足,除少数技术外,多数技术的成熟性没有达到商业推广的程度。目前国内使用的提质技术,除少数技术外,大都没有经历工业示范装置有置信度的验证,即便如此有些技术还被广为使用。因此,常常发生由于安全、环保、能耗指标不能达到预期的设计要求,设备运行可靠性 不高长期反复整改的现象,不仅造成资产的闲置,而且还导致资源配置的浪费。
由于煤炭黄金十年已经过去,煤炭价格已经不会高位运行。安全、环保的低阶煤提质类项目,投资额度一般都不低,在当今能源问题日益紧张和环保要求越来越高的环境下,对褐煤进行加工利用的同时还应综合考虑环境和经济效益,根据其特性及市场需求,在传统的技术基础上积极进行新技术的开发与应用,合理开发利用褐煤资源,积极推进我国褐煤的综合、分级、分质、高效、洁净、高值利用。由于有些项目采用的原料煤种中含油量不大,在扣去高附加值的油气副产品收益后,其单位产品成本仍高于优质烟煤的价格,这类项目,在相当长的时间内,即使实现满负荷长周期稳定运行时也无法达到当初的预期效益。这些都决定了在褐煤提质立项阶段企业要做好充分调研,明确自己是要什么产品,达到什么目的,半焦还是要油品?用半焦或者油品去做什么?根据需要去选技术。如干燥、热解提质技术焦油回收率只有70%左右,况且低温煤焦油中重质组分较多,夹带煤粉,半焦产品容易脆裂,破裂后容易产生扬尘,没有根本改善产品运输的环保和安全性能。这种技术如果用于低含油量的低阶煤,企业只是得到焦油产品和煤产品商业出售,在商业上也是很难获得成功的,如果用于低价煤利用项目的前置技术手段有目的地使用则是非常有意义的。如对于有些地区煤中含油量高达10%以上,企业单独采用这一技术其效益也是相当可观的。如果我们可以把这种技术,用于低阶煤电厂燃料煤的预处理,以达到大大降低环境污染,同时也可以把这种技术用于改善产品煤质,让低阶煤可以制造高浓度水煤浆,用于 环保的水煤浆气化技术,建设现代煤化工厂。
煤化工产业技术含量高,投资强度大,要求项目业主具有较强的综合实力和风险防范能力。况且现有褐煤提质技术种类繁多、参差不齐,迫切需要政府有关部门介入,做好顶层设计,才能更快更好地引导其发展。从政策的角度来讲,需要产业政策的引导和扶持。国家应引导相关科研设计单位加大低阶煤的基础性和系统性研究,明确示范项目准入门槛,在单系列处理能力、能效、消耗和三废排放等方面设置严格的定额指标,禁止不成熟的技术做商业推广。 总之我国褐煤综合利用仍处于起步阶段,很多技术路线看似合理,但在规模化、工程化应用上还存在着一系列难题,系统与流程的合理性需要进一步研究,经济性也有待进一步优化。
褐煤提质产业要做好顶层规划以便高效环保利用低阶褐煤资源