基本介紹
褐煤 ,一種介於泥炭與瀝青煤之間的棕黑色的低級煤，質量指標隨井下采麵條件而變化，存在一定的不確定性。褐煤:為半暗半亮型，易點燃，燃燒徹底，灰呈粉狀，易排出，屬優質褐煤。具有低硫、低磷、高揮發分、高灰熔點的“兩高兩低”顯著特點。是火力發電廠、沸騰爐理想的燃料。
褐煤褐煤有著清潔、低揮發和低硫的優點，但同時又存在著濕度大、燃點低和二氧化碳排放量大的缺點，是導致全球溫室效應的重要因素之一。但是，在目前全球能源日趨緊張的形勢下，褐煤的經濟價值及其相關加工生產技術又重新被世界能源界所重視。
由於它富含揮發份，所以易於燃燒並冒煙。剖面上可以清楚地看出原來木質的痕跡(由裸子植物形成）。含有可溶於鹼液內的腐殖酸。含碳量60%～77%，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(>40%),含游離腐植酸。空氣中易風化碎裂，燃點低（270°左右）。儲存超過兩個月就易發火自燃，堆放高度不應超過兩米。
產量
中國褐煤量只有2118億噸，與世界褐煤資源量（26229億噸）約占世界煤炭資源總量（107539億噸）的24.4%相比，比例也很低，約占全國煤炭總資源量的13%，主要分布在內蒙古東部、雲南東部、東北和華南也有少量。
主要用於發電廠的燃料，也可作化工原料、催化劑載體、吸附劑、淨化污水和回收金屬等。通常有兩種：（1）土狀褐煤（browncoal），質地疏鬆而較軟；（2）暗色褐煤（lignite），質地緻密而較硬。可直接用作家庭燃料、工業熱源燃料及發電的燃料，也可用作氣化、低溫乾餾等的原料。
焦化後的褐煤可製作為煤磚用於炊事和加熱；它也作為活性炭的來源，用於水的處理、復原黃金和提取碘。
在世界上的某些地方，把褐煤用作熱源燃料和化學製品及氣體與液體燃料的原料。在美國，最先在大平原北部（北達科他州、蒙大拿州東部、懷俄明州東北部和南達科他州的西北部）和墨西哥灣沿岸地區（阿拉巴馬州、阿肯色州、堪薩斯州、路易斯安那州、俄克拉荷馬州和德克薩斯州）以及太平洋沿岸諸州（加利福尼亞州、俄勒岡州和華盛頓州）發現了褐煤。
褐煤的燃燒值低，在3000大卡或以下。目前，國內外最新的發展技術是褐煤乾燥，能夠將其燃燒值提高到4800甚至6000大卡。
褐煤乾燥方法及價值
由於褐煤是一種煤化程度最低的礦產煤。褐煤水分大，揮發成分高(>40%),含游離腐植酸，空氣中易風化碎裂，燃點低（270°左右）。儲存超過兩個月就易發火自燃，堆放高度不應超過兩米，決定了褐煤不適宜運輸。因此褐煤的市場也受到局限，以空氣為乾燥介質的褐煤烘乾機在引風機的作用下與熱源行成對流加熱方式，使褐煤與高濕負壓進入烘乾機內進行傳質、傳熱交換。濕褐煤以攪動分散粉碎褐煤的運行方式緩緩振動向前移動並排出烘乾滾筒，完成乾燥褐煤過程。乾燥後的褐煤主要用於發電廠的燃料，也可作化工原料、催化劑載體、吸附劑、淨化污水和回收金屬等。焦化後的褐煤可製作為煤磚用於炊事和加熱；它也作為活性炭的來源，用於水的處理、復原黃金和提取碘。
褐煤脫水工藝通常可以分為蒸發乾燥和非蒸發脫水兩類。褐煤乾燥技術具體分為以下六類：
（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，目前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。目前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[1]——最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。目前在美國懷俄明州建設有年處理75萬噸的提質工廠。[2]
科學進展
簡介
2009年7月出版，Elsevier引進著作權
本書系統介紹了褐煤開發和利用的研究進展，由澳大利亞和日本長期從事低階煤研究的專家合作編寫。內容包括褐煤的性質與套用、脫水乾燥技術、褐煤的熱解、氣化和燃燒及過程中氮和硫的轉化、褐煤發電技術、直接液化技術等。可供從事煤炭和生物質研發與清潔利用研究的專業人員參考。
封面目錄
第一章 緒論1
1.1維多利亞褐煤作為能源的重要性1
1.2維多利亞褐煤的典型性能2
1.3維多利亞褐煤的主要套用3
參考文獻6
第二章 維多利亞褐煤的結構和性質9
2.1引言9
2.2維多利亞褐煤的岩相學9
2.3維多利亞褐煤的物理結構和特徵性能14
2.4維多利亞褐煤的化學結構和特徵性能28
參考文獻58
第三章 褐煤中的水分和褐煤的脫水65
3.1引言65
3.2褐煤中水分的物理、化學和分析特性65
3.3低階煤乾燥76
3.4褐煤的水分與無黏結劑成型93
3.5結論95
參考文獻96
第四章 維多利亞褐煤的熱解104
4.1簡介104
4.2實驗參數對維多利亞褐煤熱解的影響104
4.3通過褐煤的閃熱解製備化學藥品123
4.4AAEM物質的揮發130
4.5煤熱解反應的模型138
4.6結語162
參考文獻163
第五章 褐煤的氣化和燃燒169
5.1褐煤氣化169
5.2燃燒189
參考文獻209
第六章 褐煤熱解、氣化和燃燒過程中氮和硫的轉化216
6.1維多利亞褐煤中的氮217
6.2含氮模型化合物的熱解224
6.3維多利亞褐煤中氮的反應機理229
6.4氣化和燃燒過程中NOx的NOx前驅體生成機理253
6.5維多利亞褐煤中的硫以及熱解、氣化和燃燒過程中硫的轉化262
參考文獻267
第七章 利用褐煤的先進發電技術277
7.1簡介277
7.2褐煤對先進發電技術的關鍵流程的影響277
7.3先進發電技術282
7.4不同工藝效率的對比291
7.5熱-化學回熱與氣化-燃料電池聯合系統301
7.6需要進一步研發的方面304
參考文獻305
第八章 維多利亞褐煤的液化技術307
8.1前言307
8.2褐煤液化過程中的基本反應308
8.3預處理對煤液化的影響311
8.4新型煤液化溶劑和催化劑的設計開發312
8.5褐煤液化工藝的設計與開發317
8.6產物的評價及提質331
8.7維多利亞褐煤液化大型中試裝置的開發與運行335
8.8煤液化的現狀和發展趨勢343
