前几年兴奋进入内蒙古锡林郭勒盟(以下简称“锡盟”)和呼伦贝尔盟(以下简称“呼盟”)圈占煤炭资源的投资者们,现在已经是骑虎难下了。锡盟和呼盟地下埋有数千亿吨的褐煤资源,但就地发电利用消纳不了,电网外送通道又不通畅,如果地面外送,褐煤热值低,水分大,运送既不安全,也不经济——褐煤水分可以占到其重量的近一半。由是,几十个褐煤提质项目建立起来,就依傍在那些已经停止生产的矿井旁边。由于在国际上褐煤提质也没有大规模实践,这些项目选用的技术路线也各不相同,十几种技术路线同时在草原上各自发展。但经

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褐煤如何与优质煤竞争?

2013-10-18 13:47 来源:中国矿业报 

前几年兴奋进入内蒙古锡林郭勒盟(以下简称“锡盟”)和呼伦贝尔盟(以下简称“呼盟”)圈占煤炭资源的投资者们,现在已经是骑虎难下了。锡盟和呼盟地下埋有数千亿吨的褐煤资源,但就地发电利用消纳不了,电网外送通道又不通畅,如果地面外送,褐煤热值低,水分大,运送既不安全,也不经济——褐煤水分可以占到其重量的近一半。

由是,几十个褐煤提质项目建立起来,就依傍在那些已经停止生产的矿井旁边。由于在国际上褐煤提质也没有大规模实践,这些项目选用的技术路线也各不相同,十几种技术路线同时在草原上各自发展。

但经过这几年的实践,一些技术路线的利弊已经显露无疑。褐煤中低温干馏已经逐渐成为共识,所差仅为具体工艺的优劣比拼。

“在这个圈子里,大家各自技术封锁,所有的人都称自己的技术是最好的。”中国煤炭加工利用协会会长张绍强说。因为职务之便,他考察过多个褐煤提质项目。

在张绍强看来,一个好的干馏褐煤工艺,必须具备两个条件:一是有大规模推广的前景;二是褐煤干馏产物必须全方位高效利用。

近些年来,一些后起之秀开发的褐煤干馏工艺已经展现出满足上述条件的潜力。随着工艺的进一步成熟,褐煤提质产业化日期也愈发逼近。“如果一切顺利,一两年之内,褐煤提质就可以产业化推广。”张绍强说。

无处可去的褐煤

褐煤开发利用始于数年前的煤炭供应紧张期。许多企业尤其是发电集团赴内蒙古、新疆等地圈占资源,其中就包括内蒙古锡盟和呼盟。

锡盟和呼盟的煤炭资源以褐煤为主,占我国褐煤资源3000亿吨储量70%以上。伴随着为期数年的煤炭开发,褐煤资源已形成大规模产能,两盟总产能已经超过每年3亿吨。

褐煤就地发电是最佳利用途径,无需运输。但内蒙古本身多煤多风,装机规模长期居中国第一,弃风窝电现象十分普遍,无法给褐煤发电让出空间。

如此,褐煤只能通过地面运输送往其他省份电厂。但褐煤是一种低热值煤,发热量一般为2300大卡~2500大卡,含水量高,一般含水32%~45%之间,挥发分高。如果采用铁路或汽车运输,仅水分重量就使同等热量煤炭运费增加1倍。而且,当前正值煤市寒冬,煤炭产能供大于求,将褐煤从内蒙古运至中东部电厂,更加没有经济可行性。

“当初大家抢着去圈煤,总想着先把资源抓在手里,对褐煤的特性也不太了解。”张绍强介绍说。

事实上,当初兴致高昂前往两盟圈煤的企业,现在已经是进退维谷了。把褐煤开采出来,煤炭卖不掉,发电送不出,运输不划算;不开采,矿井已经建好,设备折旧、人员维持,以及煤矿抽水,也需要资金投入。

张绍强早前曾沿着两盟走了一圈。据张绍强介绍,多数投资方选择了后者,矿井停在那里,仅仅是维持,并不进行生产。

告别物理脱水法

由此,褐煤提质被提上日程。据相关人士介绍,其一是因为内蒙古当地政府要求50%资源就地转化;二是通过提质,可以降低水含量,使得输往省外成为可能。

据煤炭科学研究总院煤化工分院副院长陈亚飞介绍,目前褐煤提质项目有数十个,对外号称年转化规模20万吨、50万吨甚至百万吨不等。

这些项目采用的技术路线各不相同,大致可分为浅度脱水、深度脱水和褐煤化工3条路线。每条路线下又有若干类技术,每类技术下又分很多种工艺。

浅度脱水与深度脱水的区别在于,浅度脱水一般脱水15%~20%,不破坏煤炭孔隙结构,而深度脱水则脱掉绝大多数水分,并打破煤炭孔隙结构,形成煤末,所以又需加上成型工艺。

目前,深度脱水路线的项目代表是神华宝日希勒项目,规划两条年转化50万吨的褐煤提质生产线。尽管神华宝日希勒已对外宣称工业试运行成功,但业内专家对此均持怀疑态度。有知情人士透露,神华宝日希勒生产线并没有持续运行。

据该人士解释,神华宝日希勒的技术缺陷在于高温干燥脱水之后,空气进入煤炭孔隙,随后高压成型,空气被压缩,形成煤球后会反弹,出现“气爆”现象,煤球破裂,只能送往电厂发电,又需再次粉碎,重复无用功,经济不划算,也没有市场竞争力。

相对浅层脱水,深度脱水成本更高,平均每吨附加约数十元,与褐煤开采成本相当,在煤市低迷期,很难形成市场竞争力。

浅层脱水由于附加成本低,每吨仅需数元加工成本,因而在现实中尚有运营的空间。据业内人士透露,目前仅有神州公司锡盟西乌旗20万吨褐煤混硫干燥项目一直在持续运行,因为成本低,效益尚可。

但实际上,不管浅层脱水还是深度脱水,都属于物理脱水,其最终产品仍然是煤炭,产品雷同,在当前煤炭市场低迷的情况下,只能依靠边缘市场得以存活。如通过脱水,提升热值,可就地出售给水泥、钢铁等企业。

“因为不管怎么样,大家都是露天开采,褐煤提质增加了加工成本,在煤炭供大于求现状下,如何和优质煤竞争?”陈亚飞说。

褐煤干馏工艺纷争

几年的探索之后,在褐煤提质业中已形成了共识,即转向褐煤中低温干馏技术。褐煤干馏,即对褐煤进行中低温隔氧加热,拿出褐煤中挥发分及煤焦油,同时脱掉水分,最终形成高热值的半焦化煤炭。

据了解,1吨褐煤经过干馏之后,会分离出约200立方煤气,50千克煤焦油(按煤焦油占褐煤5%比重,具体情况有差异),以及400千克水和半焦煤炭产品。

目前,褐煤每吨市场价约为100元左右,如经干馏提质,其中仅50千克煤焦油价值就约150多元,另外200立方米煤气可分离出约100立方米甲烷,市场价值约180元,然后还余下100立方米氢气和半焦煤炭,也是高价值产品。

“褐煤中低温干馏是未来褐煤提质的发展方向,经济价值非常可观,而且天然气和焦油都属于紧俏产品,不缺市场。”张绍强说。

目前,褐煤干馏处于技术甄别期。目前,仅褐煤干馏工艺就有数十种,如北京神雾集团转底炉干馏技术、中煤龙化滚筒气载体干馏、以及立式兰炭炉技术及其变种等。

“大家都存有私心,彼此技术保密,互相不交流,都希望自己技术成熟后,出售技术工艺。”张绍强说。

据了解,各个厂家私底下都认为自己的工艺最好。但作为第三方,张绍强告诉记者,这些工艺或者还不成熟,或者不利于规模推广。在他看来,神雾转底炉干馏技术可能是最适合产业化推广的,“神雾的技术适合规模推广,而且循环利用做的好”。

但目前神雾刚刚进入褐煤提质领域,所开发工艺尚属试验阶段,还需要示范项目的考验。“如果一切顺利,一两年之内,褐煤提质就可以产业化推广,但不排除会出现更好的工艺。”张绍强说。

管道困局

技术的成熟是一方面,配套设施是否到位也将成为褐煤提质能否顺利产业化的因素。褐煤干馏提质之后,煤气如何运输的问题已经凸显出来。

中国的天然气管道并不经过锡盟和呼盟。目前,大唐克旗煤制天然气管道经过锡盟,但运量远不足以满足未来褐煤产业输气需求。目前,褐煤干馏提质项目的做法要么是用煤气加热循环利用,要么放空燃烧,白白浪费。

有业内人士透露,这里面存在一个博弈的困境。管道投资方看到褐煤提质现在还处于示范项目阶段,小打小闹,形不成规模,不愿冒险铺设管道。而褐煤提质投资方,因为没有管道运输煤气,褐煤干馏的经济价值难以体现,也不愿加大投资扩大规模。

“这就好像先有鸡还是先有蛋的问题。”张绍强说,必须有人牵头先做起来,不然僵局就无法破解。

先坐不住的是呼和浩特市政府。当地政府看到褐煤提质停滞不前,找到煤炭加工利用协会,进行战略合作,委托对方制订相应规划。

按照张绍强的设想,可以通过当地政府的信用先规划输气管道,等到规划通过,褐煤提质投资自然也会上来,而褐煤提质规模增大,再引进资本投资管道,也不是难事。

但这一设想得到呼和浩特市政府认同还需时日。据了解,目前呼和浩特市政府的目标仍然是通过褐煤提质,解决运输问题,最终出售煤炭产品。“这里面,还需要提高认识,拿出顶层设计。”一位参与其事的专家说。

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