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采用自主研发技术，生产出浓度63.8%、黏度1200 mPa.s的水煤浆
日前，陕西榆林西部煤炭技术研究中心宣布，该中心利用内蒙古呼伦贝尔市的褐煤，采用自主研发的低阶煤微细干粉制备高浓度水煤浆成套工艺技术，在工业化中试生产线上成功生产出浓度63.8%、黏度1200 mPa.s的水煤浆。这一结果达到和超过了用神木优质化工煤生产水煤浆的浓度，这标志着我国成功攻克褐煤制备高浓度水煤浆这一世界性难题，使褐煤洁净高效转化成为现实。
业内专家表示，该技术路线先进，突破了低阶煤制备高浓度水煤技术瓶颈，达到了国际先进水平。
技术含量高
现代煤化工技术包括煤制合成油、煤制甲醇、甲醇醋酸、甲酸转烯烃、煤制合成氨、煤制代用天然气以及甲醇燃料、甲醇制二甲醚和一系列化工产品均以煤气化为龙头，因此，煤气化技术是现代煤化工技术的核心。
目前大规模煤气化技术以气流床为主，按进料方式可分为干式进料（Shell和GSP为主）与水煤浆进料（GE和对置式喷嘴为主）两种，其中水煤浆气化由于技术成熟、运行稳定可靠，已在我国大部分煤化工企业使用。
气流床煤气化需采用灰熔点低的煤种，如以神木煤为代表的低阶煤和褐煤。我国褐煤资源丰富，已探明的保有储量达1303亿吨，占全国煤炭储量的13%，其中内蒙古的褐煤储量最大，占全国褐煤储量的77%。
榆林西部煤炭技术研究中心主任贺峰告诉对本报记者，由于低阶煤和褐煤内在水分高、亲水含氧官能团高和可磨性差等特点，长期以来，低阶煤和褐煤制取高浓度水煤浆技术的开发，没有实际性进展。“开发低阶煤和褐煤高浓度水煤浆技术用于气化可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。”贺峰说。
据了解，目前国内水煤浆的制备采用湿法技术。采用湿法工艺，选用长烟煤、弱烟煤、不粘煤等低变质程度煤种，制备水煤浆浓度只能达到60%。褐煤的制浆浓度只能达到48%。使用球磨机或棒磨机制备的水煤浆平均粒度为50-100微米，达不到微细程度，无法实现高固体堆积密度和优化级配，也无法破坏煤中的结合水。由于颗粒平均力度大，颗粒表面粗糙度增加，减少固体堆积密度，并增加添加剂的消耗量。
接受本报记者采访时，中科院山西煤化所研究员李保庆表示，榆林西部煤炭技术研究中心根据低阶煤难成浆的特点，避开了传统的湿法制备水煤浆思路，提出并实践了干法优化级配制备水煤浆的新途径，实现了水煤浆平均粒度小于10微米和优化级配，实现用粒度堆积密度；并开发了新型添加剂，从而破坏了褐煤中的毛细管水和化合水，使褐煤不流动水转化为流动水，制备出了高浓度的褐煤水煤浆60%和神府煤水煤浆68-70%。
“国外也有类似的采用干法制备高浓度水煤浆技术，但是，在干法粉碎时，没有达到煤粉微细化，没有考虑采用多台干法粉碎实现优化级配，所以没有从根本上解决难成浆煤制备高质量水煤浆的难题。”贺峰说。
经济效益显著
据了解，国外曾试图利用褐煤提质破解褐煤利用难题，并研发出各种提质方法。但成本高、脱水后褐煤易自然爆炸、外运易产生扬尘等问题使该技术推广应用难度较大。
李保庆认为，低阶煤微细干粉制备高浓度水煤浆整套技术工艺简单、流程短，实现了自动化生产，且吨水煤浆新增药剂费用低，产生的有效气体含量高达87%以上，具有良好的推广前景和现实意义。“国内目前建成、在建、拟建的褐煤利用项目，若全部采用该技术，可带来至少200亿元收益。”他说。
大唐呼伦贝尔化肥公司副总工程师李储祥介绍，采用国内首条褐煤湿法制备水煤浆工艺建成的年产18万吨合成氨、30万吨尿素装置，煤浆浓度仅为48%，导致吨产品煤耗及综合能耗居高不下，无效益可言。若应用该技术使水煤浆浓度提高至60%，则整套装置产能可增加50%以上，不仅能大幅降低装置综合消耗，减少因水煤浆浓度过低引发的气化炉温度、压力波动，促进装置安稳长高运行，还可为企业每年新增2.5亿元收益。
贺峰向本报记者透露，截至目前，该中心已经研发出10条工业化中试生产线，能满足各地不同品质褐煤成浆试验要求。7月下旬，俄罗斯一家能源公司将在该中心对200吨俄罗斯褐煤进行成浆性试验。
