毕业论文设计(论文)题目:褐煤的煤质特征及利用途径初探专业班级:煤化工生产技术131班学生姓名:蔡廷柳指导教师:周诗健设计时间:2016.5.8—2016.6.5重庆工程职业技术学院重庆工程职业技术学院毕业设计(论文)任务书任务下达日期:2016年5月9日设计(论文)题目:褐煤的煤质特征及利用途径初探设计(论文)主要内容和要求:本文叙述了我国褐煤的分布、储量及利用概况,介绍了目前我国煤化工常用的工艺途径,及以往我国利用褐煤作为煤化工原料的一些情况,并对利用褐煤为原料制成合成气、联产天然气和部分油产品等几种煤化工途径进行了探讨。
鉴于我国褐煤资源较为丰富、硬质、灰分含量中等等特点,建议在开发利用上应考虑这些特征,扬长避短。
褐煤资源在我国的内蒙古、云南等省(区)较为丰富。
如何开发利用好我国的褐煤资源,是广大煤化工业内人士所关切的重要课题。
褐煤提质技术不但可以解决褐煤直接燃烧时环境污染严重、热利用率低的问题,还可以得到煤焦油和焦炉煤气等多种煤基产品,是褐煤高效、低污染利用的重要途径,完全符合我国发展洁净煤技术能源多元化的战略。
同时,回收高附加值的焦油产品,实现褐煤资源利用价值最大化。
教研室主任签字:指导教师签字:年月日年月日重庆工程职业技术学院毕业设计(论文)指导教师评语评语:成绩:指导教师签名:年月日重庆工程职业技术学院毕业设计(论文)答辩记录学生姓名 蔡廷柳 系别 矿业与环境工程学院 专业班级煤化131设计(论文)题目褐煤的煤质特征及利用途径初探说明书共 19 页,图纸共 0 张 答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正确基本正确有一般性错误有原则性错误回答不清1 2 3 4 5 6 7 8答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任:年 月 日目录摘要 (1)第一章褐煤性质 (2)第二章我国褐煤的分布、储量及利用概况 (3)2.1 世界褐煤分布、储量、产量及应用概况 (3)2.2 我国褐煤分布情况及主要应用领域概况 (5)第三章以往我国利用褐煤为原料的情况 (8)3.1 褐煤制合成气生产合成氨、硝铵 (8)3.2 用褐煤生产代用天然气--SNG(合成天然气) (9)3.3 将褐煤进行低温干馏 (9)3.4 将褐煤干燥成型成为煤粉 (10)第四章利用褐煤为原料的煤化工途径探讨 (11)4.1 用碎粉煤(6mm 以下)生产煤化工产品 (11)4.2 化工产品联产天然气、部分油产品 (11)4.3 其他 (13)第五章褐煤提质技术 (14)5.1 非蒸发脱水提质技术 (14)5.2 成型提质技术 (14)5.3 热解提质技术 (14)5.3.1 褐煤热解历史 (14)5.3.2 近几十年国外褐煤热解工艺开发的共同点归纳 (15)5.3.3 近年来国内褐煤工艺开发现状及发展趋势 (16)第六章环境保护 (17)第七章结论 (18)致谢: (19)参考文献 (20)摘要本文叙述了我国褐煤的分布、储量及利用概况,介绍了目前我国煤化工常用的工艺途径,及以往我国利用褐煤作为煤化工原料的一些情况,并对利用褐煤为原料制成合成气、联产天然气和部分油产品等几种煤化工途径进行了探讨。
鉴于我国褐煤资源较为丰富、硬质、灰分含量中等等特点,建议在开发利用上应考虑这些特征,扬长避短。
关键词:褐煤、利用、煤化工、途径第一章褐煤性质褐煤是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤。
是泥炭经成岩作用形成的腐殖煤,煤化程度最低,呈褐色、黑褐色或黑色,一般暗淡或呈沥青光泽,不具粘结性。
其物理、化学性质介于泥炭和烟煤之间。
水分大、挥发分高、密度小,含有腐殖酸,氧含量常达15~30%,在空气中易风化碎裂,发热量低。
按照中国煤炭分类标准还分为两小类:透光率PM 大于30~50%的年老褐煤和PM小于或等于30%的年轻褐煤。
中国褐煤多属老年褐煤。
褐煤灰分一般为20%~30%。
东北地区褐煤硫分多在1%以下,广东、广西、云南褐煤硫分相对较高,有的甚至高达8%以上。
褐煤全水分一般可达20%~50%,分析基水分为10%~30%,挥发分高15%~30%、低位发热量一般只有11.71~16.73MJ/kg,易风化碎裂、易氧化自燃。
褐煤有着清洁、低挥发和低硫的优点,但同时又存在着湿度大、燃点低和二氧化碳排放量大的缺点,是导致全球温室效应的重要因素之一。
但是,在目前全球能源日趋紧张的形势下,褐煤的经济价值及其相关加工生产技术又重新被世界能源界所重视。
东北、中南、西北和华东4大区褐煤资源的数量均较少。
第二章 我国褐煤的分布、储量及利用概况 2.1 世界褐煤分布、储量、产量及应用概况世界褐煤的地质储量约为4 万亿t ,1995 年底已探明的褐煤及次烟煤储量为5100 亿t 。
到1991 年世界探明褐煤可采储量如表1 所示。
表1 至1991 年世界探明褐煤可采储量(106t )俄罗斯的褐煤主要分布在莫斯科西边的近郊煤田西伯利亚中部的“坎斯克”-“阿钦斯克”煤田,及靠近我国内蒙古自治区北边的“赤塔”州附近;美国的褐煤主要在南、北达可达州和蒙大拿州,并向北往加拿大延伸的“尤宁堡”煤田及西北部“保德河”盆地的煤田;德国的褐煤分布在东部和西部的下莱茵;澳洲的褐煤在东南部的“维多利亚州”和“南澳大利亚州”,维州“吉普斯兰”盆地中的“拉特罗布”谷地集中了近85%该州的储量,是世界最大的褐煤矿床之一;印尼的主要煤田分布在苏门答腊(67%) 和加里曼丹,其中褐煤的比例占58.63%,有“翁比林”、“武吉阿赏”等煤田,成煤年代为第三纪;波兰的煤中,褐煤是其主要的煤炭资源,大部分分布在“白沃哈托夫”和“勒格尼兹”地区和波兹南省境内;……到1991年,各主要产煤国的褐煤洲别 亚洲 非洲 拉丁美洲 北美洲 大洋洲 欧洲 合计 储量4548141753479041909205925328284占世界褐煤 储量(%)13.85 0.00 0.05 10.6 12.77 62.73 100.00可采储量见表2。
表2 到1991 年各主要产煤国的褐煤可采储量(106t)国别前苏联德国澳大利亚美国印尼中国波兰合计储量100000 5615041900 31963 24047 1860010600284260占世界褐煤储量(%)30.46 17.10 12.76 9.74 7.33 5.67 3.53 86.59前些年,受石油、天然气开发利用的冲击,世界煤炭的生产量不断下降,作为含水、含灰较高的褐煤的生产和使用更明显。
1989 年,世界褐煤产量为12.82 亿t,到1993 年就降到9.43 亿t,以后还进一步的下降。
在褐煤的加工利用上,原来德、捷、波等国都用于城市煤气的生产,随着俄罗斯天然气管道的往西延伸,这些煤制城市燃气的公司、企业,大都被扫荡殆尽。
现在的褐煤开采量已很少,且大都用于锅炉、动力燃料。
在美国,从东到西的天然气管网,早就把全国的工业煤气炉扫净,唯独大平原煤制“代用天然气”厂,有14 台鲁奇加压气化炉(MARKⅣ型),用北达可达州的褐煤生产代用天然气SNG,一直在运转生产20年,超出了大部分煤化工专家们给它算的预期寿命。
澳大利亚的年轻褐煤,含水高达60%,连用于锅炉燃烧都要先经过干燥,但还有公司想搞集成干燥的IGCC 发电,称为IDGCC,选用气化工艺是一种类似于高温温克勒、HTW的气化工艺。
在IGCC 发电比较热门的上世纪90 年,代德国有几家大能源公司,想用褐煤采用高温温克勒、HTW气化建KoBra 大型IGCC 电厂。
美国现还有人热衷于搞“输送床”(Transport bed)气化技术(一种类似循环流化床的粉煤气化技术),意图用廉价的褐煤和廉价的“气化岛”,来改善IGCC的投资过高的难题,在美国密西西比州建一个(也许这是美国近年来)“最后的”一个煤气化联合循环,IGCC 发电厂。
2.2 我国褐煤分布情况及主要应用领域概况到1995 年底,我国已探明的褐煤保有储量为1303 亿t ,占全国煤炭储量的13%。
主要分布在内蒙古东部和云南境内。
从我国褐煤的成煤年代看,中生界侏罗纪褐煤占4/5,主要分布在内蒙古东部的3 个盟境内;而新生代第三纪褐煤资源主要在云南、山东龙口和东北三省也有部分第三纪褐煤。
从煤田的分布和煤的赋存情况来看,我国的侏罗纪褐煤往往形成大面积厚煤层的大煤田,如内蒙古东部的胜利煤田煤层厚度达20~100m 以上,最厚的达到237m,比较适合于大型的露天开采。
晚第三纪的褐煤除了云南昭通和小龙潭有较厚的煤层外,其他各矿都是较小的储煤点,适合小型的露天开采;而分布于东北和山东的早第三纪褐煤,多为中小型煤田,埋藏较深,适合井工开采。
我国褐煤的煤质技术特征来看,除了云南昭通及云南南部有极少量的含水量高于50%以上的低变质软褐煤外,大部分的褐煤都是含水量在30%左右的硬褐煤。
我国褐煤的灰分含量,除了云南先锋矿和扎赉诺尔附近有部分的褐煤外,余下的都是中低灰分含量的褐煤。
全国各省(区)褐煤储量分布如表3 所示。
表3 全国各省(区)褐煤储量分布省(区)别占全国褐煤储量%主要成煤时代占本省(区)煤炭储量%内蒙古77.1晚侏罗纪47.4云南12.6 晚第三纪65.7黑龙江 2.6 早第三纪8.5辽宁 1.5 早第三纪16.5山东 1.3 早第三纪 4.3吉林0.9 早第三纪8.0广西0.8 第三纪35.8其它 2.7 第三纪----我国主要的褐煤煤田如下:(1)扎赉诺尔煤田,位于内蒙古自治区东北部,呼伦贝尔盟的西部,面积10352mK,保有储量80 亿t多,在呼伦湖600m 以浅的预测区储量达140 亿t多,其开采年限可达数百年。
(2)霍林河煤田,位于东部哲里木盟,扎鲁特旗境内,面积5402mK,煤田保有储量130 亿t 多(计算深度在1150m 以上),平均剥采比4~5∶1。
(3)伊敏河煤田,位于呼伦贝尔盟鄂温克旗境内,面积7502mK,450m 以上保有地质储量50 亿t 以上,煤田外围预测储量也在120 亿t 以上。
(4)大雁煤田,位于大兴安岭西坡,海拉尔河中段,呼伦贝尔盟鄂温克旗境内,面积3202mK,已探明的保有储量有30 亿t 多。
(5)胜利煤田,位于内蒙锡林郭勒盟阿巴嘎纳尔旗锡林浩特镇以北,面积6602mK,地质储量近160 亿t,是我国最大的褐煤煤田。
(6)宝日希勒煤田,位于海拉尔市近郊区,与扎赉诺尔、大雁、和伊敏河煤田只有几十公里,为灰、硫较低,热值较高的优质褐煤。
已探明的保有储量64 亿t。
(7)平庄、元宝山煤田,两煤田均位于内蒙古哲里木盟赤峰市境内,平庄煤田储量仅5 亿t 左右,而元宝山煤田储量在10 亿t 以上。
(8)云南昭通煤田,位于云南东北部的昭通市境内,市区正位于煤田中部含煤面积1422mK,地质储量在80 亿t 以上。