[科普中国]-超级无烟煤

背景

中国无烟煤预测储量为4740 亿吨，占全国煤炭总资源量的10%，年产2 亿吨。山西省占32%，河南省占18%，贵州省占11%。中国有六大无烟煤基地：北京京煤集团，晋城煤业集团，焦作煤业集团，河南永城矿区，神华宁煤集团，阳泉煤业集团。其中宁夏碱沟山的无烟煤，灰分小于7%，硫含量从0.6-2.9%，是不可多得的优质无烟煤。

人造石墨主要由优质石油焦高温锻烧而成，但受石油资源持续减少和提炼技术不断创新影响，石油焦的供应日渐乏力，且质量波动加大。太西炭基公司以其特有的超低灰无烟煤为原料，研发、生产的石墨化产品具有与锻烧后的石油焦和天然石墨极为接近的性能指标，这对于替代石油焦生产石墨化产品具有十分重要的意义。1

太西超低灰无烟煤石墨化太西超低灰无烟煤性质太西煤为侏罗纪延安组煤系地层，属3号年轻无烟煤，具有低灰、低硫、低磷、高化学活性、高固定碳含量、高镜质组含量、高发热量、高机械强度、高导电性等特点，被誉为“煤中之王”，属世界稀缺煤种。太西煤与石油焦、沥青焦等炭质原料具有相似性，主要由多环芳烃组成，碳原子层面具有很好的择优取向性，并且结构致密，在高温下可转化为石墨，是制造石墨化产品的优质原料，以太西煤为原料生产石墨化产品具有其他同类煤种无法比拟的质量优势。1

超低灰无烟煤石墨化工艺太西炭基公司通过自主创新与技术引进相结合，集成运用高温直流节能电锻技术、高温热熔解降灰技术、自动控制技术、热能回收利用技术，建设了30万t/a超低灰无烟煤石墨化新项目。无烟煤石墨化过程分为如下四个阶段：

（1）前石墨化阶段，脱除水分，分解、逸出挥发分等轻质组分；

（2）初石墨化阶段，发生热解反应，脂肪链、C-H , C = 0等结构均断裂，大部分的硫、氮及部分金属杂质分解脱除；

（3）中石墨化阶段，煤粒晶体的碳网层间距缩小，晶体平面上的位错线和晶界逐渐消失，石墨化度和真密度提高，比电阻降低；

（4）高石墨化阶段，随着温度的提高，碳网层面尺寸激增，三维有序结构趋于完善，剩余金属氧化物在石墨化炉的还原气氛下逐步被碳还原，被还原的金属与未被完全还原的金属氧化物部分成液态、部分成气态分别排除，进一步降低杂质，提高石墨化度和导电率。1