2012年8月，神華呼倫貝爾潔凈煤有限公司20萬噸/年褐煤熱壓成型裝置建成投運，這是我國首套褐煤提質工業化示范裝置。圖為運行中的褐煤提質示范裝置。
近年來，石油價格居高不下，使得全球重新關注煤炭的加工利用。尤其在富煤少油缺氣的中國，煤化工得到了前所未有的發展，并引發了對煤炭的大量需求。2002～2012年上半年，中國煤炭產銷量增長了1.63倍。然而隨著優質煤供應日趨緊張，此前不被國人關注的褐煤的開采量和進口量開始迅速增加，還掀起了褐煤提質利用的熱潮。但是，作為劣質煤種的褐煤，其開采使用一直飽受爭議，我們該如何開發利用？對此，記者進行了深入采訪。
成本優勢明顯用量攀升
據了解，褐煤是煤化程度最低的煤種，其碳含量低，氧含量、灰分、水分、揮發分含量則分別高達30%～52%、19%～21%，30%～50%和45%～55%；且結構疏松、易風化和自燃，直接燃燒時熱效率低，并伴有大量廢氣廢渣排放；若作為原料轉化利用，又受到高含水、含灰限制。因此，油氣資源充足的國家，很少規模化開發利用褐煤。
但由于褐煤儲量大，具有分布集中、埋藏淺、易開采等特征，在油價高企的特定時間段或油氣資源不足的國家和地區，褐煤因價格低廉而受到重視。
據中國礦業大學（北京）化學與環境工程學院教授朱書全介紹，全球褐煤儲量約4萬億噸，約占全球煤炭總儲量的40%。而我國現已探明的褐煤資源儲量1303億噸，占全國煤炭資源總儲量的近13%，主要分布在內蒙古東部、云南及東北三省。其中，僅內蒙古東部的褐煤儲量就占到全國褐煤總儲量70%以上。因其煤層距地面大多只有數百米深，有的甚至只有十幾米或幾米，加之煤層厚、單煤田儲量大、適宜露天開采，從而大幅降低開采的安全風險與成本，為其低價競爭創造了條件。
“我們這套裝置是國內首個以褐煤為原料生產合成氨的裝置。當初之所以選用褐煤，看重的就是褐煤資源易得、價格低廉。”大唐呼倫貝爾化肥有限公司副總工程師李儲祥對記者說。
據李儲祥介紹，大唐呼倫貝爾年產18萬噸合成氨、30萬噸尿素裝置，所用原料為提質褐煤與寶日希勒優質褐煤按1∶1混配。該裝置自2012年7月投產后，經過不斷技改和工藝優化，現已實現滿負荷長周期運行。最新標定結果為：每生產1噸合成氨，約消耗原料褐煤2.18噸。若按混配煤430元/噸綜合價格推算，噸氨原料成本約930元；但若改用優質煙煤或氣煤作原料，依當地優質煙煤價格和1.5噸優質煙煤生產1噸合成氨計算，噸氨原料成本將攀升至1050元，兩者相差120元。
“我們正在用附近的東勝利煤田褐煤進行適用性試驗，且已經取得相關參數，一旦成功，噸氨原料成本有望再降130元左右。”李儲祥透露。
據相關數據顯示，2008年以來，國內褐煤價格始終只有動力煤價格一半左右，有時甚至只有動力煤價格的1/3。以遼寧省東北部為例，目前，當地5500千卡/千克動力煤售價普遍超過560元/噸，而褐煤市場價只有250元/噸。
基于褐煤價格低廉，部分企業也開始考慮應用褐煤作原料。今年6月底，記者在走訪大連化工集團時，企業相關負責人曾透露：“如果優質煤炭價格繼續居高不下，我們將考慮改用褐煤作原料。”
此外，記者了解到，受褐煤與優質動力煤價格差距拉大刺激，2009年以來，我國褐煤消費量和進口量持續增加。中國煤炭工業協會提供的數據顯示，目前，來自印尼、澳大利亞等國家的進口褐煤，已經占到我國煤炭年進口總量的20%。今年1～7月，盡管國內煤炭供大于求、價格持續下跌，但褐煤進口量依然高達3597萬噸，同比增長16%，增速較硬煤高2.5%。
國外利用重在提質發電
“與中國近幾年才重視褐煤利用相比，國外褐煤利用已經有近百年的歷史。”陜西省化工學會理事長賀永德對記者說。
據了解，早在上世紀20年代，擁用豐富褐煤資源的德國，就開發了用于制造石蠟油和無煙燃料的褐煤熱解工藝。二戰期間，德國有數個大規模的褐煤低溫干餾工廠。德國魯奇公司開發的Lurgi-Spuelgas技術，是褐煤低溫熱解工藝的典型代表。其主要特點是：褐煤在625℃左右熱解，分離出煤中大部分水分、焦油及烴類組分；去掉水分及輕質組分的提質煤，用于燃燒發電。
但上世紀50年代以后，隨著石油及天然氣的大量使用，褐煤熱解或轉化受到冷落。除1984年建成投產的美國大平原褐煤制天然氣工廠外，國外鮮有以褐煤為原料生產化學品的工廠問世。雖然上世紀70年代第二次石油危機爆發后，褐煤利用再度引起美、德、日、澳等國重視，但考慮到褐煤高水分、高灰分、不能經濟地長距離運輸等弊端，國外出現了重視褐煤應用技術開發，輕視工業化應用的新動向。新建為數不多的褐煤利用工廠，也主要集中于提質后的坑口發電。在此過程中，產生了多條褐煤提質路徑。
德國相繼開發了回轉爐管式干燥工藝、MTE和DWT工藝。其中，回轉爐管式干燥工藝是利用低壓蒸汽加熱回轉爐中的原煤，分離原煤中絕大多數水分，以達到對褐煤脫水提質的目的；MTE工藝由德國多特蒙德大學開發，其流程是先將褐煤加熱到220℃左右，在高速旋轉下去除大量水分，再進行閃蒸干燥；DWT工藝則是德國科林公司的研究成果，是將粒度小于4毫米的褐煤送入過熱蒸汽流化床干燥器，被干燥的褐煤經旋轉閥導出，干燥過程所產生的蒸汽，經除塵后全部循環使用······
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