一、褐煤熱解的產物及用途
褐煤,又名柴煤,是煤化程度最低的礦產煤。一種介於泥炭與瀝青煤之間的棕黑色、無光澤的低級煤。煤的熱解是指將煤在惰性氣氛下持續加熱至較高温度時發生的一系列物理變化和化學反應的複雜過程,亦稱為熱分解或乾餾。褐煤熱解後,所得產物為半焦、煤焦油及煤氣。其用途如下:
褐煤熱解的產物及用途
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二、中國褐煤行業市場現狀分析
褐煤是我國煤炭的四大種類之一,佔據12.7%。雖然由於化學反應性強,在空氣中容易風化,不易儲存和運輸,燃燒時對空氣污染嚴重。但是由於優質煤幾乎被採空,褐煤已成為我國主要使用的煤。
我國煤炭資源種類分佈情況(單位:%)
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據統計,我國是世界第一大煤炭生產國,年產量世界第一,整體維持在30億-40億噸。近年來我國原煤產量總體比較穩定。截至2021年中國原煤產量突破40億噸,同比2020年增長5.99%。
2016-2021年我國原煤產量及增速
資料來源:國家統計局,華經產業研究院整理
消費量方面,2011-2020年我國煤炭能源整體消耗情況穩定,基本在27-28.5億噸標準煤中,其中2020年我國煤炭能源為28.3億噸標準煤,同比2019年增長0.6%,達到近十年消費量的最高值。
2011-2020年我國煤炭能源消費量及增速
資料來源:國家統計局,華經產業研究院整理
進口方面,我國褐煤進口量遠大於出口量,據統計,2021年我國褐煤進口量達到11890.48萬噸,同比增長20.2%,截至2022年1-2月我國褐煤進口量為1219.71萬噸,同比下降27.81%。
2017-2022年2月我國褐煤進口數量及增速
注:統計於海關編碼27021000(褐煤,不論是否粉化,但未製成型)與27022000(製成型的褐煤)。
資料來源:中國海關,華經產業研究院整理
進口額方面,據統計,2021年我國褐煤進口金額達到90.01億美元,同比2020年增長了132.3%,截至2022年1-2月我國褐煤進口金額為11.08億美元,同比增長42.81%。
2017-2022年2月我國褐煤進口金額及增速
注:統計於海關編碼27021000(褐煤,不論是否粉化,但未製成型)與27022000(製成型的褐煤)。
資料來源:中國海關,華經產業研究院整理
相關報告:華經產業研究院發佈的《2022-2027年中國褐煤行業市場全景評估及發展戰略規劃報告》
三、褐煤乾燥提質技術現狀分析
褐煤乾燥提質是在一定的壓力温度條件下,去除褐煤的含氧官能團、水分和多餘的灰分,增強褐煤品質的操作過程叫做褐煤提質。褐煤提質的方式主要有化學法和物理法,化學法是褐煤在隔絕空氣(或在非氧化氣氛)和較高的温度下熱解,生成焦油、粗苯、煤氣和半焦或焦炭的過程,同時脱除大部分揮發分和水分。此熱解反應中熱分解和焦化等化學變化發生在褐煤體內。物理法則是將褐煤與過熱蒸汽、熱煙氣等高温物質混合,進行換熱處理,脱去少量揮發分和大部分水分,整個操作過程中褐煤不發生任何化學變化。褐煤的乾燥脱水技術工藝大致可分為兩類,蒸發脱水與非蒸發脱水:
褐煤乾燥技術分類
四、褐煤提質技術發展趨勢
目前,大部分褐煤只能單一地作為燃料應用,但褐煤成分複雜,富含腐植酸等可利用的富營養成分,因此在不破壞褐煤營養價值成分的前提下,把褐煤進行提質處理,使其由單一燃料化應用向原料化應用轉化,將成為未來的主流研究方向,因此褐煤的原料化開發應用具有重要意義。
當今合理利用煤炭資源研究的新方向之一就是褐煤的高效清潔利用。褐煤乾燥提質利用技術的多項優點一定能讓其在今後的能源領域大放異彩。但是我國目前缺少對褐煤乾燥提質技術基礎理論研究的足夠重視,投入資金不足,還有不少技術難題需要儘快探索,例如:褐煤乾燥技術的原理、乾燥特性參數的規律變化、褐煤熱乾燥自身動力學以及氣流乾燥管的操作參
數等,而這些則對高温乾燥褐煤之後產品質量有本質的影響。因此,未來採用數值模擬的方法重點在褐煤乾燥提質工藝中氣流乾燥的過程做相關基礎研究,為工藝改進和中試試驗提供理論和技術支持。
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