2011年3月，依托内蒙科技厅“草原英才计划”，对蒙 东褐煤进行了热解提质系统基础研究。 嘉华能源技术开发有限公司在霍林河建立了6万t/a装置， 进行中试放大研究。
2.2 嘉华能源“错流床”热解半工业试验
2012年3月完成6万t/a 的试运行过程： 共稳定运行1680小时， 验证了褐煤对“薄层、错 流”热解的适应性。
60万t/a烯烃
（呼伦贝尔，伊敏，大雁褐煤） 提质煤粉
2. 褐煤热解研究与产业化发展
热 解
干 燥 原 煤 干燥煤： 动力用煤（电厂，燃烧） 深加工利用的适应性有限。
半焦：实现提质， 良好的适应性 焦油：高附加值 煤气：清洁燃料
通过热解实现煤质本质提升：
优质燃料、 化工原料
基 准（收到基）
原煤
20 10 0
25-13 13-6 6-3 3-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.125 0.125-0.075 <0.075
yield %
温度 ℃
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0.01
2 r/min 4 r/min 6 r/min 8 r/min 10 r/min
2007年，呼伦贝尔神华洁净煤有限公司建设了50×2
万t/a HPU褐煤提质工业示范工程。
原料运输皮带
主房 产品仓、转载站
沉 降 掺 混 仓
缓冲仓：上接沉降掺 混仓，下接成型机
成型机 成型车间
大布 袋除 尘器
存在问题：
1）成型率低； 2）粉尘量大；
3）自燃问题…
已经过三次消缺整改。 计划以气流干燥为基础， 拟建500万t/a气流干燥系统， 作为气化原料用煤—— GSP气化工艺（喷粉）： 180万t/a甲醇 工业线型球
水分（回吸约50~80%的
(%)
原始水分）；
热解后半焦的平衡水 显著低于干燥煤样； 热解提质后自燃倾向亦 降低。
水分
700℃热解
时 间 (h)
总之，褐煤经热解提质后，煤质特性明显 优化干燥煤。
褐煤对不同热解工艺的适应性？
1、回转窑气体热 载体热解 2、固体热载体 快速热解 3、移动床热解
均需通过工 业试验验证
半焦：热值、可磨性、成型性、成浆性显著提升。
实现半焦（主产物）高值化利用
3. 煤热解路线优化提升技术思路
煤气 自用 优质块煤
120万t
焦油 高附加值 实现高 值化！
部分干燥煤
60万t 30万t
原 煤
分选
干燥
热解
半焦
如何处 理！
＜3mm 煤粉
废水
干煤粉
半焦
干煤粉+含酚废水 浓度达到 60% 优质气化原料
民用清洁燃料
高反应活性
低灰熔点
高熔点
冷压强度﹥400N/个； 落下强度﹥ 80%； 热稳定性﹥65%
褐煤热解路线优化提升技术思路
实现褐煤资源的梯级利用； 可增强热解加工的
适应性与经济性
焦油 为煤基多联产（烯烃、油 优质块煤 干燥煤
优质燃料 （掺烧） 民用清 洁型煤
品、乙二醇 . . .）提供原料。
可成型性（粘结剂）：
原煤 半焦
半焦成型性 显著提高
（原煤需干燥后成型！）
热解后稳定性增加（水分复吸↓ ；自然倾向↓ ）：
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
0 50 100 150 200 250 300
干燥后煤样回吸一定的
原煤 105℃A 130℃A 155℃A 180℃A 205℃A 230℃A
固定床
70 60
25-13mm 50 13-6mm 6-3mm 3-1mm 40 1-0.5mm 0.5-0.25mm 0.25-0.125mm 30 0.125-0.075mm -0.075mm
接近40%
趋于0~3%
比 例 %
60 50 40 30 20 10 0 -10 100 200 300 400 500 600 700
200 T
400
600
800
o
1000 C
体积 %
＜ 50 μm
除尘和固液分离带来很 大压力； 固定床有一定优势。
0.1
1
10 粒度/um
100
1000
10000
2011年依托 国家科技支 撑课题“褐煤提质制取优质 气化原料” 2013年依托国家重点基础 研究973课题“低阶煤提质 过程的热碎特性” 进行了褐煤的固定床热解 运行，并比较其他矿物燃料：
1. 干燥与热解段分开；
8000 6000 4000 2000
2. 炉内集气墙结构改造； 3. 优化工艺流程，增设分选工艺， 使“嘉华炉”适应我国褐煤的热
0
干馏段
解特征。
0
100
200
300
400
500
600
温度（ ℃）
2.3 褐煤热解的产业化示范
2013年5月建立120万t/a 工业示范装置
热解炉
抚顺炉或方炉的料层厚度 约500cm（~ 400MPa）
Байду номын сангаас
关键问题： 褐煤粉化后，造成料层阻力 过大， 气体通过受阻。 解决办法：
立式 炉结 构示 意图
减少碎裂，降低料层阻力。
借鉴爱沙尼亚“薄层、错流”：
避免料层阻力；
挥发分快速导出，防止二次反应， 提高焦油的产率。
爱沙 尼亚 炉
2.1 “错流床”热解半工业试验
原 分选 干燥 热解 形成以褐煤热解提质为基 煤 半焦
础的循环经济技术路线。
＜3mm 煤粉
煤气回炉
+
废水
优质气 化原料 Texaco BGL
创新性：
① 褐煤干燥的产业化稳定运行； ② 褐煤热解的产业化稳定运行；
③ 形成优化的褐煤提质工艺，实现独立盈利
（约134RMB/t焦）；
④ 实现褐煤的梯级利用，为以褐原料的煤化
固定床（抚顺炉） 气体热载体内热式 方炉
油页岩； 长焰煤；
× 褐煤无法运行
方炉得 到验证
褐煤受热后在固定床中料层阻力增加：
50 40
50cm,40MPa
10cm 20cm 40cm 60cm 80cm
压差/Mpa
30 20 10 0 10 20 30 40 50
60
700℃混粒级
气速/m3/h
“褐煤提质制取高效气化原料新工艺研究” —— 国家 863 项目
2009年7月，中国矿业 大学（北京）与神华 国煤制油有限公司合 作进行。 6000t/a示范线建设及 运行
褐煤热解新工艺基本流程
回转热解器 主要问题：
产物粉化严重； 后续系统堵塞； 焦油收率低（褐煤风化？）
颗粒床除尘效果不理想。
半焦成型性 显著提高
半焦
冷压强度/N
120 100 80 60 40 5 10 15 20 25 30 35
成型压力/kN
项目 粒度/mm 热稳定性 抗碎强度
发生炉气化技术指标 烟煤：13-25，25-50，50-100 ＞60% ＞25mm,＞60%
霍林河型煤 40×40×25 ＞65% ＞13mm,＞92%
半焦的气化适应性显著改善 制备优质气化原料:
BGL
热 解 提 质
可磨性↑ 、流动性↑（Shell） 成浆性↑ ↑ (Texaco) 成型性↑ ↑ (BGL) 褐煤本身具有：
高反应活性； 褐煤灰熔点低一般＜1250℃；
符合北京市清洁燃料标准
挥发分: Vdaf =10.58%， ＜ 12% 全 硫： St,d= 0.30%， ＜ 0.4%
2007年，与神华集团合作，进行褐煤干燥 热压提质技术研究与产业化开发，建立工业示 范装置。
200Kg/h干燥系统 包括：
1）气流干燥 2）流化床干燥 3）回转干燥
气流 干燥 流 化 床
回转窑
干燥温度：180~230℃
干燥温度的影响：干燥温度~200℃干燥效率较高
气流干燥-热压成型-控制水分：8~10% 热压型煤与褐煤指标对比表
工产业链延伸提供了条件。
生产状态
污水处理
院士现场指导
知识产权状况：
1. 一种用于管道上的除尘装置
2. 一种气体热载体低温干馏炉及干熄焦方法 3. 一种气体热载体低温热解炉及方法 4. 一种气体热载体低温热解炉 5. 酚水浓缩设备利用
6. 褐煤制备气化水煤浆的方法
7. 干燥褐煤与半焦混配成型制备气化型煤方法 8. 利用褐煤半焦制备民用清洁燃料 9. 干褐煤、半焦及废水制备气化水煤浆的方法
半焦* 干燥煤
1.56
3.10
9.20
33.0
全水分/% 挥发分/% 固定碳/% 发热量/Kcal/Kg
哈氏可磨指数 反应性（1100℃）
*850℃热解
33.4
25.1
27.2
3680 40 100
75.10
6529 72 100
40.1
5257 52
100
半焦成浆性：
样品 原煤 干燥煤 半焦 添加剂用量 /% 0.9 1.0 1.0 表观粘度 /mPa· s 683.49 900.96 1188.88 实际浓度 /% 48.49 53.14 65.04 成浆性 显著提高
2014年8月8日投产，目前稳 定运行超过1200天，正在经历
严冬考验。
二级电捕、冷却塔
工艺流程：
干燥
热解
热 旋 风 除 尘
干燥炉 热 解 炉
回收
冷煤气熄焦
2014年生产数据：
半焦：产率45%，品质优良。
发热量
挥发分 灰分 全水分 全硫