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榆林兰炭的发展及特点
冬季来临,雾霾成为不少城市的困扰所在,在这样的情况下,以榆林煤为原料的“榆林兰炭”悄然走红,成为了京津冀鲁等大气污染重点地区替代散煤的主要产品,并出口多个地区。
榆林兰炭,因火焰呈蓝色而得名,是榆林盛产的侏罗纪精煤在中低温条件下干馏热解而成的一种清洁环保燃料,具有固定炭高、化学活性高、比电阻高、灰分低、铝低、硫低、磷低等“三高四低”的独特优势,燃烧指标和排放指标均优于其他煤种。
历,陕北神府及周边地区的老百姓把煤燃烧冒黑烟过后剩下的‘残炭’叫做兰炭,有民间手工艺人利用兰炭热值高特性锻造金属,也有百姓用炭盆取暖、烤制烧饼等。 灰分是燃烧矿物质的残留物。它对环境不利,影响热值,灰分含量越高,质量越差,挥发性物质是判断兰炭的第四个重要参数,特别是燃烧和气化的能力,挥发性物质越高,产生的烟雾就越多,一般情况下我们把03%作为对硫的控制标准。污染物排放,什么样的兰炭才会高炉喷吹要求,高炉喷吹用煤的煤质对高炉冶炼及技术经济指标有重要影响,性能优良的喷吹煤粉可以有效降低焦比和生产成本,改良高炉操作,高炉喷吹用煤应以下条件,灰分不应超过11%,因为灰分在冶炼中会转变为炉渣,不仅消耗热量,而且影响高炉内料柱的透气性,降低生铁的产量与质量。
上世纪 80 年代初,神府煤田开发,当地建设了一批小铸造、炼铁厂。因神木冶金焦,就用土制兰炭替代冶金焦,此后当地电石厂和硅铁厂为了降低生产成本,相继使用兰炭代替无烟煤和冶金焦,不但实现了降本增效,而且产品品质大幅度,兰炭因此迅速在电石和硅铁行业推广应用。
经过二十多年的发展,榆林兰炭依托高端能源化工基地建设和质优量大的煤炭资源,由土法式、平厢式及直立式等初级生产阶段后,经过三次关停整合和提升改造,生产工艺及环保设施建设取得新突破,形成以兰炭生产为主导的“煤-兰炭-发电、煤-兰炭-煤焦油-清洁燃料油、煤-兰炭-载能工业品”等多种形式的综合循环经济产业链,成为国内规模大、技术的煤炭热解产业集群。 柳永宁教授等提供了一种利用兰炭固体废弃物制备的锂离子电池负极材料及其制备方法。其具体制备方法是。(1)利用兰炭固体废弃物制备锂离子电池负极材料的技术方案有两种一是。以兰炭末为原材料,球磨造粒,将球磨后的兰炭粉末与NaOH按质量比11混合后在管式炉中、保护下850℃焙烧15h。再用热的去离子水洗至中性。添加一定量的无定型硼粉(4%~10%)进行高温热处理;二是,以兰炭焦末为原材料,球磨造粒后,不经过碱焙烧除杂,直接添加一定量的硼(4%~10%)进行高温(2100~2700℃)热处理,(2)将由以上方法所制得的材料在黏结剂聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液中分散均匀。
2008 年“榆林兰炭”被部列入产业目录焦炭序列,2010 年质检总局与标准委联合发布兰炭国标《兰炭用煤技术条件》《兰炭产品技术条件》《兰炭产品品种及等级划分》。2012 年,“神木兰炭”注册了地理标志证明商标。
目前,榆林已成为全炭的主产区,产能 5000 万吨,产能、产量在市场占比均超过 60%,围绕兰炭生产、加工、转化、运输、销售、科研等环节,“榆林兰炭”产业的产值已超 100 亿元。 如近期投产的矿国际焦化厂两座炭化室763米高的焦炉,每座产量可达110万吨/年,而兰炭生产则多以低温干馏为主,由于起步较晚,目前兰炭低温干馏炉设备的单炉年产量多数在3万吨/年上下,5万吨/年以上规模的低温干馏炉设备尚处于和试验阶段,大型化设备的技术工艺仍不成熟。仅能运用一炉多门等组合技术实现集中化大规模生产,格不同。由于原料及工艺等方面的差异,兰炭的格远低于一般焦炭的价格,以2006年为例,兰炭的格在300元/吨左右。而档次焦炭(10-25mm)的评均价格也在760元/吨左右,相对较低的格使兰炭产品具备了较高的市场竞争力。
据了解,“榆林兰炭”的应用领域很广,其中首先是炼铁领域应用。“榆林兰炭”已在多家钢铁厂进行工业试验,应用领域涉及高炉喷吹、代替焦丁、烧结燃料以及含碳球团还原剂等,结果表明高炉运行稳定,波动较小,可显著降低炼铁成本。
另外,因“榆林兰炭”燃烧指标和排放指标均优于其它煤种,燃用兰炭对环保更有利,同时能大量有害物质的排放, “榆林兰炭”已作为清洁燃料研究列入基础研究项目。此外,兰炭还可用作制备活性炭的原料。
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