浅析煤炭深加工技术及应用
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[摘要]：煤炭在我国能源生产与消费结构中一直占主导地位。煤炭的开发和加工利用已经成为我国环境污染物排放的主要来源。因此，本文通过介绍和分析煤炭深加工的两种具体技术以及在工业生产中的应用，旨在提高我国煤炭能源利用率。
[关键词]：煤炭 深加工 技术 应用
随着全球石油需求量的急剧增加，而全球石油供给却逐年下降，世界能源危机日益加重，并严重影响了各国的经济安全，各个国家开始探索替代燃料和可再生能源来缓解能源危机。因此，风能、太阳能、天然气、页岩气和煤炭作为世界主要的能源来源，特别是煤炭的深加工技术在现代社会中得到广泛应用和发展，人们开始关注煤炭深加工技术，低阶煤炭的分级分质利用技术，以提高煤炭的能源利用率，使煤炭资源得到最充分、清洁、高效的利用。
1.煤炭气化技术
气化是一种可以从含碳的进料产生氢和一氧化碳的混合物（合成气）。原料包括煤炭、石油焦、和重油。气化是将低价值的残渣物转化成高价值产物的有效方法，包括电力、蒸汽、氢气、和基本化学品。气化技术应用到电力、炼油、和石油化学领域。在电力方面，IGCC 技术拼合在气化工况里，由过剩的热产生的蒸汽和合成气，经由燃烧涡轮机和蒸气涡轮机产生电力提供燃料的弹性，避免受天然气价变动的影响，改进发电的可靠性，可使用高硫份的煤炭，比使用粉碎煤的方法更具环保性，可以有效地使用现有的燃煤锅炉在燃烧之前可以设计来捕抓二氧化碳。
煤炭气化提供一种最多样化和清洁的方法来将煤炭的能源转换成电力、氢气、和其他动力资源。将煤炭转化成合成气的观念并不是新的，有很多基本技术都可回溯到第二次世界大战之前。在气化的过程，煤炭受热、压力和蒸汽。这些力量作用有如催化剂，将煤炭转化成各种气体，含有大部分的氢，通过提取氢气装置，得到氢气，为煤焦油加氢提供氢气。产生的气体也可以用来燃烧发电。此过程的废热也可用在汽电共生。
通常而言，煤炭气化技术包括地下气化和地面气化。煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体，集建井、采煤、气化工艺为一体的多学科开发洁净能源与化工原料的新技术，其实质是只提取煤中含能组分，变物理采煤为化学采煤，因而具有安全性好、投资少、效率高、污染少等优点，被誉为第二代采煤方法。气化煤气可作为燃料用于民用、发电，也可以作为原料气合成天然气、甲醇、二甲醚、汽油、柴油等或用于提取纯氢。
2.低阶煤分级分质利用技术
2.1低阶煤分级分质利用技术现状
低变质煤分级分质利用提质技术，即为低阶煤热解技术。世界低阶煤热解技术开发于19世纪二次大战期间，20世纪70年代的能源危机促进了低阶煤热解技术的发展，开发出了多种低阶煤热解的新技术和新工艺，而进入21世纪以来，国际原油价格上涨较快，尤其是在中国，在寻求替代能源和开发利用低变质煤炭资源的促进下，低阶煤热解技术的发展速度加快，在各省、地区出现了不少低阶煤的中低温干馏技术，低阶煤提质技术正在逐步走向成熟。
2.2分类
低阶煤提质属于中低温干馏技术，也是低阶煤分质利用的关键技术之一。从该技术的发展历史上来看，层出现过很多低温干馏的方法，现通常以炉的加热方式进行分类，可分为外加热式、内加热式、内热外热混合式。
2.3低阶煤热解技术的原理
低阶煤分级分质利用，也是目前我国提高低变质煤炭利用效率的重要途径，其原理：1.先对低阶煤进行简单干燥，脱去部分水分。2.将干燥后的低阶煤进行热解工艺（低温干馏），低阶煤在深度干燥的基础上，继续升温热解，脱除包含大部分含氧官能团在内的部分挥发物质，得到高热值半焦（固态），同时还得到优质煤气（气态）和低温煤焦油（液态）三种形式的产品。3. 将三种形式的产品再分别加以深加工综合利用。
2.4低阶煤提质意义
我国低阶煤资源储量十分丰富，主要分部在内蒙古、新疆、陕西、宁夏、云南等省区，且资源储量为5617亿吨，占我国煤炭资源总量55%。低阶煤资源的特点，发热量低3000-3500KcaI/kg，直接利用受限，含水量高（30%-50%）单位热值的运输成本高，商用经济性能差。挥发分高（30%-45%），容易氧化自燃、风化碎裂、易产生扬尘，不利于长期储存，长途运输安全性较差，对环境污染影响较大。
低阶煤分级分质利用，可以有效降低提质煤的水分，增加产品密实度和机械强度，提高产品远距离运输的经济性和可靠性；解决了低阶煤的风化和自燃问题，提高储存期，减轻了环境污染程度，提升了产品的安全性；提高了产品的发热量和燃烧热效应，应用范围更广，拓宽了市场空间；提取煤焦油、煤气等有效产品，为低阶煤增加了经济效益。煤焦油、煤气深加工后可得到柴油、石脑油、合成氨、甲醇等化工产品，前景广阔。
3.提高煤炭深加工后的应用对策
3.1促进煤炭产业结构升级，改变产煤地区的经济与生活面貌
煤炭工业为我国的经济发展做出了杰出的贡献，但随着开采强度的增大，开采成本的提高，煤矿企业经济效益普遍不好，职工下岗，影响了产煤地区的经济发展和人民的生活水平。矿井遗弃煤炭资源地下气化可促进煤矿企业产品结构升级，增加劳动就业，促进产煤地区的经济发展，变煤炭工业为"朝阳工业"，再现煤炭工业的腾飞和可持续发展。煤炭企业通过低阶煤分级分质利用转化，可以有效延长煤炭产品的产业链条，提升煤炭企业的经济效益和市场竞争能力。
3.2促进我国国民经济的发展
煤炭深加工技术的实施及推广应用将大大提高我国能源的利用率和利用水平。煤炭地下气化和低阶煤的分级分质利用是煤炭开采和利用技术中成本最低的一项技术，它还能直接为化工行业提供原料，带动煤化学工业上规模、上档次，同时可以优化电力生产结构（燃气代替燃煤），延缓石油枯竭，为电子工业、汽车工业、冶金工业等提供氢气，减少了许多中间环节的投资。因此，项目的实施与推广应用，将会促进我国国民经济的发展。
4.结语
煤炭的气化和低阶煤分级分质利用技术，是实现煤炭洁净转化和高效利用的重要途径。煤炭通过气化、液化、低温干馏热解等加工技术。可以生产洁净能源，还可以生产油品，实现石油替代，提高资源的利用效率，并有利于二氧化碳集中处理。在当前石油价格居高不下、能源倍受关注的背景下，探讨煤炭深加工的核心和关键技术，将为我国的能源建设、世界煤炭清洁转化和高效利用发挥重要作用。
参考文献：
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[4]资源数据来源，1997年国土资源部第三次煤炭资源预测.
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