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一、研究的背景与问题钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业,但其能源消耗量大,且主要依靠优质煤炭资源。而我国煤炭的资源分布与消费区分布极不协调,已探明储量中,烟煤占73.7%、无烟煤占7.9%、褐煤占6.8%、其他煤种占11.6%,烟煤中优质焦煤和肥煤的储量仅占7.97%。因此,国家能源局已计划对冶金焦生产所依赖的焦肥煤资源和高炉喷吹用无烟煤资源进行保护性开发。钢铁工业“十三五”、“十四五”发展规划中明确要求降低钢铁企业单位增加值能源消耗、二氧化碳排放和用水量,减少二氧化硫排放总量。因此,钢铁企业在发展的同时,必须着力解决发展过程中给资源环境带来的压力。兰炭是采用弱粘结性煤或不粘煤经低温干馏而成,具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特点,已逐步取代冶金焦而广泛应用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产。目前国内兰炭主产地为陕西、新疆、内蒙和宁夏地区,预计兰炭年产能在1.2亿吨左右。若将这部分改质后的煤炭资源应用于钢铁行业,将有助于减小钢铁工业对焦肥煤、无烟煤的依赖,优化资源配置,减少环境污染。但是,兰炭末用于替代高炉喷吹煤粉,具有三大难题,一是可磨性差,设备磨损大幅度增加,制粉效率大幅度降低;二是兰炭热值较无烟煤低,高炉燃料比有上升风险;三是兰炭燃烧性和反应性波动大,限制了兰炭的喷吹量。要想大幅度提高兰炭喷吹比例,或者以兰炭全部替代喷吹煤,必须攻克上述三大难题。项目团队基于在炼铁基础理论、炼铁生产操作技术、冶金机械与自动化等多方面的长期研究和实践,历经了多年的产学研用攻关,开发了“兰炭全部替代高炉喷吹煤技术”,开创了我国兰炭资源在高炉喷吹领域绿色、高效利用的新局面。二、解决问题的思路与技术方案1 项目整体思路围绕“兰炭全部替代高炉喷吹煤技术开发与应用”展开研究,首先研究兰炭喷吹可磨性提升技术,解决兰炭可磨性差的问题;随后研究兰炭喷吹燃烧/气化反应...
发布时间: 2024 - 01 - 18
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一、研究的背景与问题钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业,但其能源消耗量大,且主要依靠优质煤炭资源。而我国煤炭的资源分布与消费区分布极不协调,已探明储量中,烟煤占73.7%、无烟煤占7.9%、褐煤占6.8%、其他煤种占11.6%,烟煤中优质焦煤和肥煤的储量仅占7.97%。因此,国家能源局已计划对冶金焦生产所依赖的焦肥煤资源和高炉喷吹用无烟煤资源进行保护性开发。钢铁工业“十三五”、“十四五”发展规划中明确要求降低钢铁企业单位增加值能源消耗、二氧化碳排放和用水量,减少二氧化硫排放总量。因此,钢铁企业在发展的同时,必须着力解决发展过程中给资源环境带来的压力。兰炭是采用弱粘结性煤或不粘煤经低温干馏而成,具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特点,已逐步取代冶金焦而广泛应用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产。目前国内兰炭主产地为陕西、新疆、内蒙和宁夏地区,预计兰炭年产能在1.2亿吨左右。若将这部分改质后的煤炭资源应用于钢铁行业,将有助于减小钢铁工业对焦肥煤、无烟煤的依赖,优化资源配置,减少环境污染。但是,兰炭末用于替代高炉喷吹煤粉,具有三大难题,一是可磨性差,设备磨损大幅度增加,制粉效率大幅度降低;二是兰炭热值较无烟煤低,高炉燃料比有上升风险;三是兰炭燃烧性和反应性波动大,限制了兰炭的喷吹量。要想大幅度提高兰炭喷吹比例,或者以兰炭全部替代喷吹煤,必须攻克上述三...
发布时间: 2024 - 01 - 18
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兰炭,又称半焦,是利用神府(神木+府谷)煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的,作为一种新型的炭素材料,被广泛运用于电石、铁合金、高炉喷吹、锅炉燃料、民用燃料、工业制气等众多领域。   兰炭的生产多以低温干馏为主,干馏温度一般控制在600℃-750℃之间。生产兰炭的过程中,同时生成煤气及煤焦油等副产品。   我国兰炭产能主要分布在陕西、新疆、内蒙、宁夏及河北地区。其中,陕西(产能占比约48%)及新疆(产能占比约37.5%)是我国兰炭产能占比最大的两个区域。陕西的产能主要集中在榆林的神木(产能占比约27%)及府谷地区(产能占比约19%)。新疆的产能主要集中在哈密地区(产能占比约20%)。   电石是兰炭下游最大的消费领域;兰炭在铁合金冶炼中主要用于硅铁的冶炼;兰炭作为新型高炉喷吹燃料,在高炉喷吹领域对于传统喷吹煤的替代,我们认为有可能是一块未来消费增量较为突出的领域。PART.1兰炭及其产业链介绍  兰炭,又称半焦,是利用神府(神木+府谷)煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的,作为一种新型的炭素材料,以其固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性,被广泛运用于电石、铁合金、高炉喷吹、工业制气等多领域,成为一种不可替代的炭素材料。(百度百科兰炭介绍)  兰炭结构为块状,粒度一般在0-80mm之间,颜色呈浅黑色.根据粒度的不同,可将兰炭区分为...
发布时间: 2024 - 01 - 18
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低阶煤热解与兰炭生产工艺研究进展宁晓钧 1,2,党晗 1,张建良 1,王广伟 1,张楠 1,岳怀忠 3摘要:当今社会,化石能源日益枯竭,充分高效利用现有资源和开发新的可再生资源十分必要。低阶煤挥发分高,燃烧性和反应性较好,直接燃烧无法充分发掘其所蕴含的潜在价值。热解技术作为一种能够高效利用煤炭资源的技术,受到许多学者的重视。根据低阶煤在不同转化阶段反应性不同的特点,通过控制煤的热解过程可以制得兰炭。兰炭的气化活性优于焦炭和无烟煤,在用于高炉喷吹时,将兰炭和无烟煤混合喷吹还可以提高煤粉的喷吹性能以及促进高炉稳产顺行。凭借着高固定碳、高化学活性、低灰分、低磷、低硫等特性,兰炭成为了一种新型的碳材料,其生产制备工艺也成了大量学者的研究热点。简要分析了近些年全球的能源消耗情况和中国的能源结构,介绍了一些低阶煤热解工艺、兰炭在高炉喷吹和烧结的应用情况以及兰炭生产工艺,分析了这些工艺各自的优劣势并进行了详细对比,并且将兰炭与高炉喷吹燃料的性能进行了对比。对低阶煤热解工艺和兰炭生产工艺的前景进行了展望,提出开发大型化、自动化和环境友好型装置是未来热解工艺的发展趋势。关键词:能源;热解;低阶煤;兰炭;工艺文献标志码:A 文章编号:0449-749X(2021)01-0001-11Research progress of low-...
发布时间: 2024 - 01 - 15
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发布时间: 2023 - 11 - 30
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一、研究的背景与问题钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业,但其能源消耗量大,且主要依靠优质煤炭资源。而我国煤炭的资源分布与消费区分布极不协调,已探明储量中,烟煤占73.7%、无烟煤占7.9%、褐煤占6.8%、其他煤种占11.6%,烟煤中优质焦煤和肥煤的储量仅占7.97%。因此,国家能源局已计划对冶金焦生产所依赖的焦肥煤资源和高炉喷吹用无烟煤资源进行保护性开发。钢铁工业“十三五”、“十四五”发展规划中明确要求降低钢铁企业单位增加值能源消耗、二氧化碳排放和用水量,减少二氧化硫排放总量。因此,钢铁企业在发展的同时,必须着力解决发展过程中给资源环境带来的压力。兰炭是采用弱粘结性煤或不粘煤经低温干馏而成,具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特点,已逐步取代冶金焦而广泛应用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产。目前国内兰炭主产地为陕西、新疆、内蒙和宁夏地区,预计兰炭年产能在1.2亿吨左右。若将这部分改质后的煤炭资源应用于钢铁行业,将有助于减小钢铁工业对焦肥煤、无烟煤的依赖,优化资源配置,减少环境污染。但是,兰炭末用于替代高炉喷吹煤粉,具有三大难题,一是可磨性差,设备磨损大幅度增加,制粉效率大幅度降低;二是兰炭热值较无烟煤低,高炉燃料比有上升风险;三是兰炭燃烧性和反应性波动大,限制了兰炭的喷吹量。要想大幅度提高兰炭喷吹比例,或者以兰炭全部替代喷吹煤,必须攻克上述三...
发布时间: 2023 - 09 - 06
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干馏炉内水蒸气对兰炭热解过程中硫迁移的影响折媛,尤宽,巨建涛,刘诗薇,邹冲,徐玉芬(西安建筑科技大学冶金工程学院, 陕西 西安 710055)01摘 要 用于冶金生产的兰炭会在干馏炉内受到回炉煤气燃烧和湿熄焦产生的水蒸气的影响。为明确水蒸气对兰炭孔隙结构及硫含量的影响,选取某低阶煤在不同热解条件下进行热解试验,考察不同热解终温(500~900 ℃)和水蒸气通入量(质量分数为0、20%、40%、60%)对低阶煤热解产物中硫含量的影响。采用比表面及孔径分析仪和定硫仪分析了兰炭孔隙结构及兰炭中全硫相对含量的变化,采用X射线光电子能谱对兰炭表面含硫官能团的赋存形态进行了分析。试验结果表明,在惰性气氛下,当温度成为限制性环节时,中低温(500~700 ℃)条件下硫的脱除效果较好,热解终温进一步升高则不利于硫的脱除。当在热解过程中通入水蒸气时,低温条件下(500~600 ℃),少量(20%)水蒸气脱硫显著,大量(40%~60%)水蒸气则不利于脱硫,此时不同形式的硫会出现相互转化的情况,水蒸气促使硫主要以气相形式析出。较高温度条件下(700~800 ℃)水蒸气虽促进孔隙结构发育,但硫无法以气相形式析出,水蒸气和缩聚反应共同作用下使硫主要在固相中进行转化,从而导致脱硫率降低。高温条件下(900 ℃)水蒸气对孔隙结构破坏严重,使硫主要以气相形式析出,显著提高脱硫率,但会生成部分无机硫和较难...
发布时间: 2023 - 09 - 06
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一、研究的背景与问题钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业,但其能源消耗量大,且主要依靠优质煤炭资源。而我国煤炭的资源分布与消费区分布极不协调,已探明储量中,烟煤占73.7%、无烟煤占7.9%、褐煤占6.8%、其他煤种占11.6%,烟煤中优质焦煤和肥煤的储量仅占7.97%。因此,国家能源局已计划对冶金焦生产所依赖的焦肥煤资源和高炉喷吹用无烟煤资源进行保护性开发。钢铁工业“十三五”、“十四五”发展规划中明确要求降低钢铁企业单位增加值能源消耗、二氧化碳排放和用水量,减少二氧化硫排放总量。因此,钢铁企业在发展的同时,必须着力解决发展过程中给资源环境带来的压力。兰炭是采用弱粘结性煤或不粘煤经低温干馏而成,具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特点,已逐步取代冶金焦而广泛应用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产。目前国内兰炭主产地为陕西、新疆、内蒙和宁夏地区,预计兰炭年产能在1.2亿吨左右。若将这部分改质后的煤炭资源应用于钢铁行业,将有助于减小钢铁工业对焦肥煤、无烟煤的依赖,优化资源配置,减少环境污染。但是,兰炭末用于替代高炉喷吹煤粉,具有三大难题,一是可磨性差,设备磨损大幅度增加,制粉效率大幅度降低;二是兰炭热值较无烟煤低,高炉燃料比有上升风险;三是兰炭燃烧性和反应性波动大,限制了兰炭的喷吹量。要想大幅度提高兰炭喷吹比例,或者以兰炭全部替代喷吹煤,必须攻克上述三...
发布时间: 2023 - 04 - 24
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“低阶煤挥发分高,通过热解深加工既可获得大量的煤焦油、干馏煤气,又能把煤中的硫分去除,得到清洁化的兰炭产品。”在近日举行的中国煤炭清洁转化高端(院士)论坛暨第五届中国兰炭产业高质量发展大会上,中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长刘峰表示,加大兰炭的高值化利用力度,不仅能带动低阶煤分质清洁高效利用技术发展,还能替代散煤提供更多煤基清洁化燃料。◢产业现状兰炭品质影响下游产品和环境兰炭也叫半焦,是弱粘或不粘煤在中低温条件下热解(干馏)析出煤焦油、煤气后得到的固体炭质产品。兰炭生产过程中副产液态煤焦油和气态高热值煤气,是能源化工领域的重要原料和燃料。陕西榆林地区特别是神木和府谷,是兰炭生产集中区。据中国煤炭加工利用协会不完全统计,2022年全国兰炭产量约6550万吨,其中榆林地区产量3730万吨,约占全国兰炭产量的57%。“兰炭的品质会对下游产品和环境产生重要影响。”一位参会代表介绍,“以神木为例,当地所产的兰炭固定碳含量高、比电阻高、化学活性高,同时灰分低、硫磷低,发热量达6000大卡至7000大卡。”在钢铁冶金领域,兰炭的固定碳含量高、有效成分高,用于铁合金和电石生产可减小灰分对产品的影响。在化工造气领域,与无烟煤或焦炭气化相比,兰炭气化可以提高产气率,减少灰渣和煤气的脱硫量。同时,因兰炭只有原煤污染物含量的1/5,是适宜的民用清洁燃料。2016年10月26日,环保部发布的《民用...
发布时间: 2023 - 04 - 11
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近年来,神木煤化工公司坚持以创新驱动引领高质量发展,通过开展核心技术、前沿技术和配套技术攻关,在粉煤热解、中低温煤焦油综合利用、新型碳材料、高端油品和酚基新材料等领域,取得一批国际国内领先的技术成果,累计获得授权专利176件。谋篇布局,抢占行业发展“制高点”该公司立足当前、放眼长远,确立了“立足煤化、技创双驱、能效并举、协同发展”的发展战略,以坚定不移走差异化、高端化煤炭分质清洁高效利用为路径,积极打造跻身行业前列的核心竞争力。目前,已拥有块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料工艺技术、中低温煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油成套工业化技术(FTH)、大型工业化低阶粉煤回转热解成套技术、精酚抽提技术及煤炭热解和煤焦油加氢污水处理技术等一批国际或国内领先水平的技术成果。依托陕煤集团在榆林地区丰富的煤炭资源,重点应用低阶粉煤回转热解技术,实现块煤、粒煤以及粉煤的全粒径热解,真正做到煤炭资源的合理有效利用。立足煤焦油加氢先进技术,开拓创新走产品多元化、高端化道路,开发生产特种油品、针状焦、受阻酚类抗氧剂等高端产品,使产业链延伸更长,产品附加值更高。抢抓机遇,走绿色环保发展道路,改造提升传统兰炭产业,实现兰炭装置大型化、智慧化,促进企业转型升级。搭建平台,打造技术创新“硬实力”该公司设立了技术研发中心,持续开展关键技术研究,取得一系列成果。所属天元公司、富油公司和电化公司被评为省级技术研发中心和高...
发布时间: 2022 - 12 - 16
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针对中低温煤焦油全馏分原料中机械杂质、金属、芳烃等含量高的特点,开发了煤焦油全馏分低压预处理-固定床加氢提质组合工艺技术。中型试验结果表明:以中低温煤焦油为原料,采用该组合工艺,可生产硫质量分数小于10 μg/g的清洁柴油组分,同时副产硫质量分数小于0.5 μg/g、氮质量分数小于0.5 μg/g、芳烃潜含量(w)达70%以上的可作优质催化重整原料的石脑油组分。所开发的中低温煤焦油全馏分加氢提质技术具有投资低、工艺流程简单、液体收率高和产品质量好等特点,实现了煤焦油资源的清洁利用,为我国煤炭清洁高效利用提供了技术支持。随着经济快速发展,我国能源消费量越来越大,原油需求量及对外依存度逐渐增加,2019年原油对外依存度超过70%[1],因而寻求替代能源越来越紧迫。另一方面,我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家,一次能源结构中煤炭占主要地位,未来我国仍以煤炭资源利用为主,并适当提高石油、天然气和可再生资源等在一次能源结构中的比例,开展煤炭分质分级利用是“十三五”期间煤炭清洁利用主要攻关的方向之一[2]。国家能源局于2015年上半年发布了《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020)》,这是国家层面第一次正式对煤炭分质分级利用提出了明确的规划。煤炭分质分级利用的核心是采用低阶煤中低温热解技术产出煤焦油、煤气和半焦,实现煤炭的清洁高效转化利用[3]。其中,煤焦油的综合利用是煤炭清洁高效利用...
发布时间: 2022 - 12 - 06
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兰炭从本质上来说,是利用神府(神木+府谷)煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的,属于煤,且是清洁环保的无烟煤。从生产加工方面来说,兰炭属于一种焦化产品。作为一种新型的炭素材料,经反复试验应用,工业领域可代替焦炭(冶金焦)广泛用于化工、冶炼、造气等行业,在生产金属镁、铁合金、硅铁、硅锰、化肥、电石等产品过程中优于焦炭;民用领域针对北方冬季取暖散煤污染严重的问题,兰炭作为一种环保燃料,各项指标均优于烟煤和无烟煤,近几年津京冀、山东等地为减少燃煤对城市的污染,积极提倡使用兰炭,全国其他城市也在逐步推广中。兰炭产品的特点煤热解技术的特点是可生成固、液和气三种形态产物,而不同煤种和工艺条件又决定了其产物质量及收率。当前,我国已实现工业化生产的煤热解炉型主要为:内热式直立炉(处理30~80mm块煤、单炉兰炭生产能力达30万t/a)、内热式小粒煤炉(处理6~30mm粒煤、单炉兰炭生产能力达20万t/a)、外热式回转炉(处理0~30mm混煤、单炉兰炭生产能力60万t/a)。我国兰炭的主产区为陕西榆林和新疆哈密,其原料煤均为长焰煤,但因其特有煤质差异、热解工艺不同,导致兰炭产品质量有较大区别,具体见下表。榆林兰炭产品的主要特点为:①油、气综合收率较高,1t原煤经热解可以生成约0.6t兰炭,副产0.06t煤焦油、600m3煤气;②兰炭产品质量优异,其块粒度较好、机械性能适宜、固定碳含量达80%以上,还原...
发布时间: 2022 - 12 - 05
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兰炭,又称半焦,是利用神府(神木+府谷)煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的,作为一种新型的炭素材料,被广泛运用于电石、铁合金、高炉喷吹、锅炉燃料、民用燃料、工业制气等众多领域。兰炭的生产多以低温干馏为主,干馏温度一般控制在600℃-750℃之间。生产兰炭的过程中,同时生成煤气及煤焦油等副产品。我国兰炭产能主要分布在陕西、新疆、内蒙、宁夏及河北地区。其中,陕西(产能占比约48%)及新疆(产能占比约37.5%)是我国兰炭产能占比最大的两个区域。陕西的产能主要集中在榆林的神木(产能占比约27%)及府谷地区(产能占比约19%)。新疆的产能主要集中在哈密地区(产能占比约20%)。电石是兰炭下游最大的消费领域;兰炭在铁合金冶炼中主要用于硅铁的冶炼;兰炭作为新型高炉喷吹燃料,在高炉喷吹领域对于传统喷吹煤的替代,我们认为有可能是一块未来消费增量较为突出的领域。兰炭及其产业链介绍兰炭,又称半焦,是利用神府(神木+府谷)煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的,作为一种新型的炭素材料,以其固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性,被广泛运用于电石、铁合金、高炉喷吹、工业制气等多领域,成为一种不可替代的炭素材料。兰炭结构为块状,粒度一般在0-80mm之间,颜色呈浅黑色.根据粒度的不同,可将兰炭区分为大料(40mm)、中料(18-40mm)、小料(8-18mm)、焦面(兰炭生产工艺兰炭的...
发布时间: 2022 - 12 - 01
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