榆林煤炭改革：低阶煤炭资源迎来“黑色革命”

   目前，我国低阶煤炭加工利用的途径有煤转油、煤制备甲醇、煤转电、煤制备兰炭等一些转化产业。而煤炭（特别是低阶煤与褐煤）物理深加工制备水煤浆投资少、无排放、收益高，是国家政策鼓励引导的洁净煤技术之一，包括榆林在内，由于技术原因，我国在这方面却一直未取得突破。近日，陕西榆林西部煤炭技术研究中心10年攻关，56700余次实验之后，成功攻克“低阶煤微细干粉制备高浓度水煤浆技术”，从此――干法微细煤粉制备高浓度水煤浆技术使低阶煤炭资源迎来“黑色革命”。

　　近日，陕西榆林西部煤炭技术研究中心攻关10年的科研成果――“低阶煤微细干粉制备高浓度水煤浆技术”在煤都神木正式通过了省级科技成果鉴定。该技术选用5种难成浆的神木煤,制备出浓度达到67.8％－72.0％、黏度和稳定性均良好的水煤浆；对传统工艺难以制浆的内蒙古宝日希勒褐煤，制备出浓度大于65％、黏度和稳定性良好的水煤浆。

　　该技术的问世，令鉴定委员会中国家水煤浆业界的14位权威专家和多位使用水煤浆的企业老板甚为兴奋。鉴定委员会委员一致认为， “该项目技术路线先进,突破了低阶煤制备高浓度水煤浆的技术瓶颈，创新性突出、实用性强，达到了国际先进水平。对促进水煤浆的进一步推广应用作出了贡献，为我国储量丰富的低阶煤尤其是褐煤的利用提供了新的技术途径。”

　　低阶煤物理加工成为空白地带

　　依靠地下资源而发展经济的资源型地区如何规避矿枯城衰的宿命，如何节能减排走绿色环保之路的同时，又能将原料深加工延长产业链，真正实现可持续发展？包括陕北榆林市在内的许多地方都在不断地努力探索着。

　　榆林市科技局一位干部说：“直至目前，对于榆林地区优质煤炭资源的开发利用，近年来提出煤转油、煤制备甲醇、煤转电、煤制备兰炭等几个转化产业，而煤炭物理深加工投资少、无排放、收益高，是国家政策鼓励引导的洁净煤技术之一，榆林在这方面却由于技术的原因，基本是个空白。”

　　近日，在榆林市煤炭运行会议上,榆林市委书记李金柱讲道,“要加大煤炭物理深加工力度，开发适销对路的产品占领市场”。

　　此次会议之后不久的9月19日,榆林西部煤炭技术研究中心攻关10 年的“低阶煤微细干粉制备高浓度水煤浆技术”通过了省科技厅组织的专家鉴定委员会鉴定。煤炭物理加工的空白从此将被填补。

　　我国从“六五”开始，便将“水煤浆制备与燃烧技术”列为国家重点攻关项目，现已达到国际先进水平，并进入商业化运作阶段。但是，低阶煤制备水煤浆的浓度国内外一直提不高，无法达到工业化要求，特别是神木煤与褐煤多少年来几乎难以成高浓度浆。

　　资料显示，低阶煤占到我国煤炭储量的50％左右。探明储量占全国1／3以上的鄂尔多斯盆地大煤田（范围包括内蒙古伊克昭盟大部及陕西北部、晋西北乃至宁夏东部），这里的煤大都具有低灰、低硫、低磷、高发热量、高挥发分的特点，有“天然洁净煤”的称号，近年来已被全国多个城市指定为城市环保用煤，是国内外罕见的优质动力用煤。但这里的煤基本上都是低阶煤与褐煤，只能用来发电等直接燃烧。

　　据中科院山西煤化所所长李保庆博导介绍，鄂尔多斯盆地的煤（包括神木煤）形成于侏罗纪年代，煤炭结构形成相当复杂。上世纪八九十年代，国内外专家对其成浆性做了大量研究，期望制备成能够代替燃油的水煤浆，但“因其内水很高，表面含氧官能团多，一直未取得重大突破”，所以被业界定为难成浆煤。

　　据了解，中国矿业大学（北京）制浆研究所用神木煤制备水煤浆浓度做到58％，美国只能做到50％多，俄罗斯用褐煤制备水煤浆的浓度也只做到53％。

　　10年56700次实验

　　1999年6月，神木人贺峰开始了对神木煤与褐煤深加工制备水煤浆的研究。在试验初期，他也采用了传统的雷蒙磨磨制煤粉，但受神木煤种煤质的影响，煤粉在输送过程中时常堵塞磨机，特别是在陕北寒冷的冰冻季节，极易发生堵塞现象；有时煤粉在仓压下突然从输送机的排料口喷出，还会造成事故。总之，因为技术含量低，制备的水煤浆浓度低，稳定性差，产品几乎没有市场。

　　为了提高产品质量、设备的生产能力和改善工作环境，真正体现神木煤的优质特点，贺峰成立了榆林西部煤炭技术研究中心和榆林西部能源发展有限公司，先后投入了3800万元购置和改造设备，建成煤质分析、水煤浆成浆性试验和水煤浆产品检测的化验室，以及对不同煤质和煤源进行成浆性试验的中试生产线。投入了1000万元的科研经费，在借鉴前人研究成果的基础上，开展产学研相结合的实验。

　　经过10年的艰苦探索和56700次的实验研究，榆林西部煤炭技术研究中心对难成浆的鄂尔多斯盆地煤以及高水分的褐煤，研究形成了一种独特的微细干粉制备高浓度水煤浆的成套技术。其产品先后经过中国矿业大学制浆研究所、陕西省煤田地质局综合实验室、煤科总院国家煤炭质量监督检验中心等重点实验室检验，产品主要性能指标的浓度、粒度分布、流变性等各项指标不但达到了现有水煤浆标准，且均优于目前市场上销售的水煤浆。

　　但当贺峰带着他用神木煤与内蒙古褐煤制备的水煤浆到北京找专家化验的时候，许多专家很难相信浓度能达到68％以上。

　　直至9月18日和19日，陕西省科技厅组织全国水煤浆权威专家，实地考察了水煤浆干粉生产现场，听取了课题组的技术报告，并亲眼目睹了现场调制出几种不同浓度水煤浆的全过程，才不得不彻底相信了这一科学事实。

　　该工艺技术已申请国家知识产权局专利，围绕水煤浆的研究，榆林西部煤炭研究中心仅2009年就申请专利17个。

　　“黑色革命”

　　国家水煤浆工程中心原主任詹隆向记者深刻地分析了“低阶煤微细干粉制备高浓度水煤浆技术”的内在价值与深远意义。他表示，这必将为陕北煤炭产业发展带来一次影响深远的“黑色革命”。主要表现在两个方面：节能减排和促进县域经济发展。

　　詹隆主任说，节约能源和油产品的开发是我国现阶段能源安全的重大措施。我国煤炭储量的50％属低阶煤，利用这项技术，将低阶煤物理加工转化为替代燃料油的水煤浆，不仅环保无排放，还提高了煤炭的附加值和利用率。这个所提高的附加值是不可估量的。同时，这将加快洁净煤技术的推广应用步伐，有利于煤炭工业的结构调整和产业升级，促进煤炭产业的健康可持续发展。

　　作为榆林西部煤炭技术研究中心主任的贺峰认为：“且不论全国全世界储量丰富的低阶煤，就单是将榆林地区的优质、低阶煤炭资源与褐煤资源，制备成高浓度的水煤浆，用于替代燃油和燃气，也有着十分广阔的应用前景和非常可观的替代效益。随着该生产工艺技术的广泛扩散，将会迅速形成新的经济规模和经济增长点，促进县域经济快速发展。”

　　煤制备甲醇是近年来榆林煤炭转化主导产业之一，已形成数百万吨的产能。在煤转甲醇的过程中，需要把煤制成高浓度的水煤浆，目前榆林煤转甲醇企业制备的水煤浆浓度只能做到58％左右。中科院山西煤化所所长李保庆博导告诉记者：“在煤制甲醇的核心设备德士古气化炉中，水煤浆的浓度越高,产气率越高。”产气率到底能高多少，陕西神木化学工业有限公司总工程师赵胜琦通过公式计算得出：在水煤浆浓度达到60％的基础上，水煤浆的浓度每提高1个百分点, 产气率可提高1.7％。以榆林年产60万吨煤转甲醇项目为例,该技术使低阶煤水煤浆的浓度在现有60％的基础上提高了10个百分点，达到70％。由此推算，产气率可提高17％，即年产60万吨的产能可提高17％，年多产10.2万吨甲醇。以每吨甲醇出厂价1700元算,年增效1.734亿元。此外，该技术为干法制浆，经计算,干法制1吨水煤浆比传统湿法可节支 153元。制60万吨甲醇所消耗的100万吨水煤浆，又可节支1.53亿元。增效、节支一年共多产生效益3.264亿元。

　　据了解，除了煤转甲醇中的应用，将洁净煤水煤浆应用于各种取暖锅炉和工业窑炉，是目前最大的市场。近年来，各大城市为了减少烟尘和二氧化硫的排放量，对各种类型的工业锅炉、窑炉和取暖锅炉限制燃烧散煤，改烧天然气。但天然气成本高得让居民和企业难以承受。目前既可满足环保要求又能达到降低成本的最为合适的可替代燃料就是水煤浆。

　　榆林西部煤炭技术研究中心现已建成了年产10万吨高浓度水煤浆的示范工业生产线。该生产线技术实现了干法制备煤粉、终端调制高浓度水煤浆，加工成本低，运输方便，克服了传统水煤浆技术固有的大量运输水量、水煤浆难以长期稳定的两大难题，已稳定生产出3000 吨浓度68％、灰分只有1.5％的固态水煤浆。这个品质的水煤浆发热量与重油相当，可以说真正做到了以煤代油，深受用户欢迎。贺峰表示，该中心将与中国矿业大学进行进一步的合作研究,加强技术实力，将水煤浆产业打造成为榆林拥有自主知识产权的、煤炭物理加工转化的地方经济支柱产业。

　　10月10日，榆林市委常委、神木县委书记郭宝成带领相关领导深入榆林西部煤炭技术研究中心调研后感慨：“十多年来，神木煤炭工业发展一直致力于拉长产业链，增加科技含量。这次神木煤能够制备高质量的水煤浆技术是煤炭工业发展过程中的一次重大科技创新，对于节能、减排、降耗、循环经济、提高效益都有巨大的作用，我们会对此技术进行鼓励、奖励、着力推广。”当天，郭宝成鼓励该中心与神木县民营企业联手，投资兴建100万吨干法水煤浆厂,充分利用现有的资源优势、市场优势、价格优势、技术优势，创造出更大的经济和社会效益。