無(wú)煙煤因高固定碳、低揮發(fā)分、高發(fā)熱量的特性,在化工行業(yè)是核心原料與輔助材料,用途集中在原料轉(zhuǎn)化、工藝輔助兩大方向。
核心用途分類(lèi)
化工原料轉(zhuǎn)化:用于生產(chǎn)合成氨、甲醇等基礎(chǔ)化工產(chǎn)品,通過(guò)煤氣化工藝將無(wú)煙煤轉(zhuǎn)化為合成氣,進(jìn)而加工成化工原料,適合對(duì)原料純度要求高的場(chǎng)景。
碳素制品生產(chǎn):作為生產(chǎn)石墨電極、炭塊、活性炭的核心原料,無(wú)煙煤固定碳含量高,能提升制品的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐高溫性能,廣泛應(yīng)用于電解鋁、鋼鐵冶煉等配套化工領(lǐng)域。
工藝輔助材料:在化工窯爐、反應(yīng)釜中作為燃料,提供穩(wěn)定高溫環(huán)境,且燃燒時(shí)無(wú)煙無(wú)塵,符合環(huán)保要求;同時(shí)可作為脫硫劑、催化劑載體,利用其多孔結(jié)構(gòu)吸附雜質(zhì)或承載催化成分。
其他化工應(yīng)用:用于生產(chǎn)碳化硅、氮化硅等新型無(wú)機(jī)材料,以及制備煤焦油、粗苯等化工副產(chǎn)品,延伸化工產(chǎn)業(yè)鏈。
化工行業(yè)對(duì)無(wú)煙煤的質(zhì)量要求圍繞“適配工藝需求、保障產(chǎn)品品質(zhì)、符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)”展開(kāi),核心指標(biāo)聚焦固定碳、灰分、硫分等,不同用途的具體要求差異顯著。
核心質(zhì)量指標(biāo)要求
固定碳(FC):作為核心有效成分,要求≥80%(部分高端用途≥85%)。固定碳含量直接影響轉(zhuǎn)化效率,比如合成氨、甲醇生產(chǎn)中,高固定碳能提升合成氣產(chǎn)量;碳素制品生產(chǎn)需≥90%,保障制品導(dǎo)電導(dǎo)熱性。
灰分(Aad):越低越好,一般要求≤10%,高端用途≤6%?;曳诌^(guò)高會(huì)增加能耗、污染設(shè)備,還會(huì)降低產(chǎn)品純度,比如活性炭生產(chǎn)中,高灰分導(dǎo)致吸附性能下降。
硫分(St,d):嚴(yán)格控制在≤1.0%,環(huán)保要求高的場(chǎng)景≤0.5%。硫分燃燒或轉(zhuǎn)化會(huì)產(chǎn)生有害氣體,污染環(huán)境且腐蝕設(shè)備,還會(huì)影響化工產(chǎn)品質(zhì)量(如合成氨純度)。
揮發(fā)分(Vdaf):需適配工藝,一般要求≤10%。揮發(fā)分過(guò)高易導(dǎo)致反應(yīng)劇烈、不易控制,過(guò)低可能影響轉(zhuǎn)化速率,比如煤氣化工藝需揮發(fā)分在6%-8%區(qū)間。
水分(Mad):通常要求≤8%。水分過(guò)高會(huì)降低煤的發(fā)熱量,增加干燥能耗,還可能影響配料準(zhǔn)確性和反應(yīng)穩(wěn)定性。
不同用途的專(zhuān)項(xiàng)要求
合成氨/甲醇:要求熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高(抗碎強(qiáng)度≥60%),避免氣化過(guò)程中粉化堵塞設(shè)備。
碳素制品:需低磷(P≤0.03%)、低氮(N≤0.5%),減少對(duì)制品導(dǎo)電性能和耐高溫性的影響。
活性炭:要求孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),碘吸附值≥800mg/g,亞甲基藍(lán)吸附值≥150mg/g,保障吸附性能。
燃料用途:發(fā)熱量≥25MJ/kg,燃燒穩(wěn)定性好,無(wú)明顯結(jié)渣現(xiàn)象。
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