褐煤提质产业化前夜

　　文 | 本刊记者 沈小波

　　储量丰富的褐煤迎来产业化提质的关键时刻,谁将克服繁杂的技术障碍,成为脱颖而出的佼佼者?

　　前几年兴奋进入内蒙古锡林郭勒盟和呼伦贝尔盟圈占煤炭资源的投资者们,现在已经骑虎难下。锡盟和呼盟地下埋有数千亿吨的褐煤资源,但就地发电利用消纳不了,电网外送通道又不通畅,如果地面外送,褐煤热值低,水分大,易燃,运送既不安全,也不经济--褐煤水分可以占到重量的近一半。

　　由是,几十个褐煤提质项目建立起来,就依傍在那些已经停止生产的矿井旁边。由于在国际上褐煤提质也没有大规模实践,这些项目选用的技术路线也各不相同,十几种技术路线同时在草原上各自发展。

　　但经过这几年的实践,一些技术路线的利弊已经显露无疑。褐煤中低温干馏已经逐渐成为共识,所差仅为具体工艺的优劣比拼。

　　“在这个圈子里,大家各自技术封锁,所有的人都称自己的技术最好”,煤炭加工利用协会会长张绍强说。因为职务之便,他考察过多个褐煤提质项目。

　　在张绍强看来,一个好的干馏褐煤工艺,必须具备两个条件:一要有大规模推广的前景;二要褐煤干馏产物必须全方位高效利用。

　　近些年来,一些后起之秀开发的褐煤干馏工艺已经展现出满足上述条件的潜力,随着工艺的进一步成熟,褐煤提质产业化日期也愈发逼近。“如果一切顺利,一两年之内,褐煤提质就可以产业化推广”张绍强说。

　　无处可去的褐煤

　　褐煤开发利用始于数年前的煤炭供应紧张期,许多企业尤其是发电集团赴内蒙、新疆等地圈占资源,其中就包括内蒙古锡盟和呼盟。

　　锡盟和呼盟的煤炭资源以褐煤为主,占我国褐煤资源3000亿吨储量70%以上。伴随着为期数年的煤炭开发,褐煤资源已形成大规模产能,两盟总产能已经超过3亿吨每年。

　　褐煤就地发电是最佳利用途径,无需运输。但内蒙本身多煤多风,装机规模长期居中国第一,弃风窝电现象十分普遍,无法给褐煤发电让出空间。

　　如此,褐煤只能通过地面运输送往其他省份电厂。但褐煤是一种低热值煤,一般在2300-2500大卡,含水量高,一般含水32%-45%之间,挥发分高。如果采用铁路或汽车运输,仅水分重量就使同等热量煤炭运费增加一倍。而且当前煤市寒冬,煤炭产能供大于求,将褐煤从内蒙运至中东部电厂,更加没有经济可行性。

　　“当初大家抢着去圈煤,总想着先把资源抓在手里,对褐煤的特性也不太了解”,张绍强介绍说。

　　事实上,当初兴致高昂前往两盟圈煤的企业,现在已经是进退维谷。把褐煤开采出来,煤炭卖不掉,发电送不出,运输不划算;不开采,矿井已经建好,设备折旧、人员维持,以及必须的煤矿抽水,也需要资金投入。

　　张绍强早前曾沿着两盟走了一圈,据其介绍,多数投资方选择了后者,矿井停在那里,仅仅是维持,并不生产。

　　告别物理脱水法

　　由此,褐煤提质被提上日程。据相关人士介绍,其一是因为内蒙当地政府要求50%资源就地转化;二是通过提质,可以降低水含量,使得输往省外成为可能。

　　据煤科总院煤化工分院副院长陈亚飞介绍,目前褐煤提质项目有数十个,对外号称年转化规模从20万吨、50万吨甚至百万吨不等。

　　这些项目采用的技术路线各不相同。大致可分为浅度脱水、深度脱水和褐煤化工三条路线。每条路线下又有若干类技术,每个技术下工艺又分很多种。

　　浅度脱水与深度脱水的区别在于,浅度脱水一般脱水15-20%,不破坏煤炭孔隙结构,而深度脱水则脱掉绝大多数水分,并打破煤炭孔隙结构,形成煤末,所以又需加上成型工艺。

　　目前深度脱水路线的项目代表,是神华宝日希勒项目,规划两条年转化50万吨的褐煤提质生产线。尽管神华宝日希勒已对外宣称工业试运行成功。但据记者采访的多名业内专家,对此均持怀疑态度。有知情人士透露,神华宝日希勒生产线并没有持续运行,“领导来视察才开一开”。

　　据该人士解释,神华宝日希勒的技术缺陷在于,高温干燥脱水之后,空气进入煤炭孔隙,随后高压成型,空气被压缩,形成煤球后会反弹,出现“气爆”现象,煤球破裂,只能送往电厂发电,又需再次粉碎,重复无用功,经济不划算,也没有市场竞争力。

　　相对浅层脱水,深度脱水成本也更高,平均每吨附加约数十元,与褐煤开采成本相当。在煤市低迷期,很难形成市场竞争力。

　　浅层脱水由于附加成本低,每吨仅需数元加工成本,因而在现实中尚有运营的空间。据业内人士透露,目前仅有神州公司锡盟西乌旗20万吨褐煤混硫干燥项目一直在持续运行,因为成本低,效益尚可。

　　但实际上,不管浅层脱水还是深度脱水,都属于物理脱水,其最终产品仍然是煤炭,产品雷同,在当前煤炭市场低迷的情况下,只能依靠边缘市场得以存活。如通过脱水,提升热值,可就地出售给水泥、钢铁等产业等。

　　“因为不管怎么样,大家都是露天开采,褐煤提质,总是增加了加工成本,在煤炭供大于求现状下,如何和优质煤竞争?”陈亚飞说。

　　褐煤干馏工艺纷争

　　几年的探索之后,在褐煤提质业者中,已形成了共识,即转向褐煤中低温干馏技术。褐煤干馏,即对褐煤进行中低温隔氧加热,拿出褐煤中挥发分及煤焦油,同时脱掉水分,最终形成高热值的半焦化煤炭。

　　据了解,一吨褐煤经过干馏之后,会分离出约200立方煤气,50公斤煤焦油(按煤焦油占褐煤5%比重,具体情况有差异),以及400公斤水和半焦煤炭产品。

　　目前褐煤每吨市场价约为100元左右,如经干馏提质,其中仅50公斤煤焦油价值就约150多元,另外200方煤气,其中可分离出约100方甲烷,市场价值约180元,然后还余下100方氢气和半焦煤炭,也是高价值产品。

　　“褐煤中低温干馏是未来褐煤提质的发展方向,经济价值非常可观,而且天然气和焦油都属于紧俏产品,不缺市场”,张绍强说。

　　目前褐煤干馏处于技术甄别期。目前仅褐煤干馏工艺就有十数种,如北京神雾集团转底炉干馏技术、中煤龙化滚筒气载体干馏、以及立式兰炭炉技术及其变种等。

　　“大家都存有私心,彼此技术保密,互相不交流,都希望自己技术成熟后,出售技术工艺包赚钱”,张绍强说。

　　据了解,各个厂家私底下都认为自己的工艺最好。但作为第三方,张绍强告诉《能源》杂志记者,这些工艺或者还不成熟,或者不利于规模推广。在他看来,神雾转底炉干馏技术可能是最适合产业化推广的,“神雾的技术适合规模推广,而且循环利用做的好”。

　　但目前神雾刚刚进入褐煤提质领域,所开发工艺尚属实验室阶段,还需要示范项目的考验。“如果一切顺利,一两年之内,褐煤提质就可以产业化推广,但不排除会出现更好的工艺”,张绍强说。

　　管道困局

　　技术的成熟是一方面,配套设施是否到位也将成为褐煤提质能否顺利产业化的因素。褐煤干馏提质之后,煤气如何运输的问题已经凸显出来。

　　中国的天然气管道并不经过锡盟和呼盟,目前大唐克旗煤制天然气管道经过锡盟,但运量远不足以满足未来褐煤产业输气需求。目前褐煤干馏提质项目的做法,要么是用煤气加热循环利用,要么放空燃烧白白浪费。

　　有业内人士透露,这里面存在一个博弈的困境。管道投资方看到褐煤提质现在还处于示范项目阶段,小打小闹,形不成规模,不愿冒险铺设管道。而褐煤提质投资方,因为没有管道运输煤气,褐煤干馏的经济价值难以体现,也不愿加大投资扩大规模。

　　“这就好像先有鸡还是先有蛋的问题”张绍强说,必须有人牵头先做起来,不然僵局无法破解。

　　先坐不住的是呼市政府。当地政府看到褐煤提质停滞不前,找到煤炭加工利用协会,进行战略合作,委托对方制作相应规划。

　　按照张绍强的设想,可以通过当地政府的信用先规划输气管道,等到规划通过,自然褐煤提质投资也会上来,而褐煤提质规模增大,再引进资本投资管道,也不是难事。

　　但这一设想得到呼市政府认同还需时日。据了解,目前呼市政府的目标,仍然是通过褐煤提质,解决运输问题,最终出售煤炭产品。“这里面,还需要提高认识,拿出顶层设计”一位参与其事的专家说。