兰炭作为一种新式的炭素资料，广泛用于化工、冶炼、煤气化等职业，在出产金属镁、铁合金、硅铁、硅锰、化肥、电石等产品进程中优于焦炭，特别在进步下流产品质量档次、节省动力、下降出产本钱、添加产值等方面，具有较高的运用价值。
近年来，我国许多城市的雾霾气候与燃煤密切相关，兰炭作为一种清洁燃料，各项目标均优于烟煤和无烟煤。现在北京、天津、河北、山东等地为削减燃煤对城市的污染，活跃推进兰炭的运用。此外，兰炭的副产品煤焦油除作为建筑陶瓷、燃油发动机的添加油外，还可加工得到苯酚、甲酚、二甲酚和高档酚类产品以及烷烃、芳烃等，煤气可用于发电、制取组成氨、甲醇等化工产品、工业煅烧热源等。
兰炭在清洁燃料范畴的运用
民用燃料
兰炭只有原煤污染物含量的五分之一，特别是硫仅为原煤的十分之一，是适合的民用清洁燃料，可代替中、小城市及乡村的民用无烟煤，特别是在兰炭出产企业周边地区具有较强的市场竞争力。
锅炉燃料
兰炭蒸发分低，一般为5-7%，最高为10%，还具有低硫、低磷、发热量高等特性。从有利于焚烧和环保出发，依据已有实验数据，选用锅炉掺烧兰炭是可行的。
现在，国内燃煤电厂以煤粉焚烧和循环流化床焚烧技能为主，因而基于循环流化床焚烧技能和煤粉焚烧技能的煤热解气化焚烧分级转化技能应该是以发电为主的煤炭分级转化技能的首要开展方向。这种新的煤炭发电办法投资低、投入产出比高，可对现有燃煤电厂进行升级换代，更适用于新建电厂。有望改动煤炭单一用于焚烧发电的工业结构，形成基于煤炭资源化利用发电的新工业链。
为了验证原煤和兰炭的焚烧特性，将兰炭和褐煤样品送至西安热工研讨院有限公司进行兰炭和兰炭与褐煤掺烧的两种焚烧条件下的焚烧实验。研讨结果标明，兰炭具有如下性质：
1.着火安稳性：兰炭与褐煤掺烧（8：2）实验结果为，尽管兰炭蒸发分较低，但在给定实验条件下，兰炭和兰炭与褐煤掺烧的着火安稳性远高于贫煤，其着火安稳性较好，与国内典型烟煤挨近。
2.燃尽功能：实验证明煤的最终燃尽率首要受氧量及煤粉细度的影响较大。不同煤粉细度及运行氧量条件下，实验煤燃尽功能在“中等燃尽”与“极易燃尽”之间改变，综合考虑进步兰炭和兰炭与褐煤掺烧煤的燃尽率以及完结低NOx焚烧的要求。
3.焚烧温度与结渣性：兰炭实验着火功能优异，热值较高，灰熔融性较低，为避免尾部受热面出现严峻结渣与积灰，主张炉膛出口烟温不要太高，一起屏式受热面区域应装备数量满足的吹灰器。
4.掺烧特性：兰炭与褐煤掺烧后锅炉焚烧的安稳性与经济性不会有显着的改变，因为焚烧温度下降，结渣性将会略为下降。褐煤水分高、可磨性差，磨煤机出力以及机组带负荷才能将是约束褐煤掺烧份额的首要因素。
清华大学、我国科学院地球环境研讨所、煤炭科学研讨总院等国内权威机构研讨数据发现：兰炭焚烧排放的PM2.5和致癌物二项目标较精煤分别下降93%、92%和98% ；对人体健康影响最大的多环芳烃类PAHS排放上，兰炭较精煤下降97%以上；在二氧化硫的排放上，兰炭较精煤下降57%以上。各项目标均优于山西无烟煤；与宁夏无烟煤挨近。与无烟煤对比，兰炭焚烧后底灰比重是无烟煤的1/3，比无烟煤焚烧愈加充分；PM2.5下降93% ，兰炭比精煤的焚烧排放PM2.5下降93%，致癌物下降92%；兰炭比精煤的焚烧排放致癌物下降92% ，致霾物下降98% ；兰炭比精煤的焚烧排放致霾物下降98%；多环芳烃类下降97%；兰炭比精煤的焚烧排放多环芳烃下降97%。
依据我国霾成因机制研讨标明，北京2013年冬天燃煤对霾污染的贡献率为26.1%，全年平均值为22.4%。因而，用清洁固体燃料代替传统的煤炭燃料，是下降大气霾污染的首要办法之一。作为一种环保燃料，具有低灰、低硫、低磷、低铝、高固炭比、高化学性和高比电阻率的特性，各项目标均优于烟煤和无烟煤。原煤经中低温热解后，pm2.5、多环芳烃等排放因子大幅下降，挨近甚至优于优质无烟煤。
化工质料范畴
电石复原剂
兰炭得益于低灰分、低铝、低磷、高电阻率的长处，运用于电石职业，可显着下降能耗，下降本钱，进步产品质量。
化肥质料
低灰、低硫的兰炭用于化肥质料气制备，可进步产气率，削减灰渣排放量，削减煤气的脱硫量，从而下降能耗、进步煤气品质。兰炭热解煤气与粉煤制备组成气与低阶烟煤直接气化比较，兰炭洁净煤气化下降了组成气中焦油含量，进步了有用气含量，减轻了气体净化单元的担负，物料不易黏结成块，兰炭作为气化质料潜在市场巨大。特别是粉煤气化工艺的开发成功，为兰炭粉末的运用建立了根底。兰炭热解和煤气化联合，将有益于热解煤气和煤气化的综合利用。
化工范畴运用
兰炭气化制组成气，是出产组成氨、甲醇、乙二醇、醋酸、低碳烯烃、燃料及燃料添加剂等的根底质料。兰炭是一种洁净的气化质料，与无烟煤直接气化比较，兰炭气化下降了组成气中焦油含量，进步了有用气含量，减轻了气体净化单元的担负，且物料不易黏结成块。尤其在组成氨工业中，兰炭取代价格较高的无烟煤作为气化质料成为必然趋势。多年来，对兰炭气化进行了系列研讨和出产实验，为兰炭的大规模利用开辟了巨大的潜力市场。西北化工研讨院经过对兰炭气化实验得出结论：
1.以兰炭为质料，选用固定床间歇气化技能制取组成氨或组成甲醇质料气在技能上是彻底可行的。由此可见，只需选用特别的制气工艺条件，兰炭彻底能够作为出产组成气的杰出质料。跟着煤制气工艺技能的开展，兰炭粉末制气工艺也在开发进程中，预计干粉气化或水煤浆制气工艺的运用成功，将为兰炭粉末的运用奠定根底。
2.兰炭属于低灰熔点、高蒸发分、机械强度和热安稳性差的焦炭，用于固定床气化难以选用大风量高炉温的制气工艺，为确保制气反响炭层所需的满足蓄热量和安稳的炉况，应选用弱风长吹的工艺条件强化制气进程，即特别的制气循环时间和百分比分配。对于不同炉径的气化炉，其制气工艺条件还需进一步探究和优化。
3.兰炭用于固定床气化制取组成气，既解决了当地无烟煤短缺的问题，又为廉价兰炭的综合利用开辟一条出路，具有较高的动力利用效率和显着的经济效益。
冶金范畴
多年来，对兰炭在冶金职业中的运用进行了一系列研讨，尤其是兰炭在硅铁出产中的广泛运用，对进步硅铁产品质量、降耗增产、提升企业的经济效益发挥了重要作用。另外，兰炭在铜火法精炼和铁矿烧结燃料、铁矿含碳球团复原剂、高炉炼铁、高炉喷吹料和直接法复原法炼铁等钢铁职业中得到广泛运用。
高炉炼铁燃料
焦炭是高炉炼铁的必备燃料。从20世纪70年代起，国内外钢铁企业开端研讨将小块焦（15~25mm冶金焦炭）与铁矿石混装的办法运用于高炉炼铁。国内外工业出产实践证明，小块焦用于高炉炼铁是可行的。加入小块焦后能够进步高炉的透气性和透液性，进步CO的利用率；在铁矿石中适量加入小块焦，能够有用地保护入炉大块焦，削减大块焦炭过早参与碳溶反响，使其充分发挥骨架作用；一起还能够下降焦比、燃料比，削减优质炼焦煤的耗费进步企业经济效益。小块冶金焦是从冶金焦中筛出粒度较小的焦炭，其数量有限，而将兰炭代替小块冶金焦用于高炉炼铁，对下降出产本钱，节省我国优质炼焦煤资源发生了巨大的经济和社会效益。
直接复原法炼铁
人们对直接复原法炼铁的复原反响机理、热力学和动力学等研讨做了很多的工作，遍及的观点以为煤的气化反响是反响进行的约束环节，所以选择高反响活性的兰炭为复原剂，对下降反响能耗显得尤为重要。
与冶金焦比较，用兰炭出产铁合金可下降电耗10%，每吨节电300度～500度，节焦70公斤～90公斤，单炉产值可进步10%以上。从上世纪90年代开端，铁合金出产根本选用兰炭和冶金焦混配作为复原剂。
兰炭制铸造型焦
对粉状兰炭制备大块铸造型焦进行了工业实验，实验结果标明：以粉状兰炭为首要质料所制得的型焦整块率高、初始强度好；经隧道窑炭化所得型焦的整块率高、落下强度高、固定碳含量高、热值高；经炭化后的型焦运用于冲天炉，冲天炉风压下降，炉内透气性得到显着改进，熔化的铁水温度较高，化铁作用好，彻底能满足铸造的要求。
研讨结果以为：粉状兰炭为首要质料制备铸造型焦的工业实验所选工艺是彻底可行的，制备的型焦是适用于冲天炉出产的优质燃料。该工艺技能为扩展神木粉状兰炭的运用范围、节省优质炼焦煤资源供给了可商业化的技能方案。
兰炭制冶金型焦
我国对兰炭粉出产冶金型焦进行了研讨，研讨结果以为：以神府矿区兰炭粉为主质料，添加40%~50%在高温下发生强黏结性的活性物和黏结性好的黏结剂，选用冷压成型、高温干馏工艺，可研制出强度为二级或三级的冶金型焦。跟着我国低阶煤中、低温热解工业的开展，国内开展了一系列的半焦出产型焦的研讨实验。实验标明，半焦粉在加入必定的黏结剂或增黏剂等活性物后，可作为型焦的首要质料，并能炼成质量上好的焦炭。
铜火法精炼
现在国际上原生铜产值中80%用火法冶炼的办法出产，约20%用湿法冶炼的办法出产。熔炼是火法炼铜最重要的冶炼进程，传统熔炼办法是在鼓风炉、反射炉和电炉内进行，因为这些传统工艺的能耗大、副产品硫无法回收利用、对环境污染严峻，现已逐步被高效、节能和低污染的强化熔炼工艺所取代。
国内外铜火法精炼运用的复原剂首要有重油、柴油、石油液化气、天然气、氨、丙烷、原木、木炭粉等。国内选用重油、石油液化气作复原剂的出产厂家，在复原进程中，炉口及炉尾“S”管道外逸冒很多的黑烟，严峻污染环境，需投入较大精力来管理，添加出产本钱。为此开发研制出兰炭基固体复原剂，成功地运用于铜回转式阳极炉出产中，彻底解决了铜阳极炉黑烟污染，一起下降了铜阳极板的本钱。
兰炭出产硅铁
硅铁是铁合金工业最早和最首要的产品之一，硅铁在炼钢工业、铁合金工业、铸铁工业以及其他工业部门有着相当广泛的运用。出产硅铁的碳质复原剂首要有冶金焦、石油焦、沥青焦、烟煤和木炭（或木块），其间冶金焦用得最多，后四种首要用于出产工业硅，烟煤和木炭常与冶金焦搭配用于出产硅钙合金。
为了下降硅铁出产本钱和进步产品质量，我国从20世纪70年代开端，对兰炭制硅铁进行了一系列工业性实验，并在出产中得到广泛运用。兰炭的比电阻和反响活性直接关系到冶炼产品的电耗和产值。经过实验，粒度首要在1-6mm之间的兰炭，无需破碎，可直接入炉，下降了出产本钱。因为兰炭具有比电阻大、反响活性好、A12O3含量低及粒度适合等特色，十分适于作为小型矿热炉炼硅铁的复原剂。
含碳球团复原剂
兰炭粉代替焦粉或无烟煤粉与铁矿粉混合物的复原热分析实验和含碳球团的复原实验结果得出，用神木兰炭粉作为含碳球团复原剂是可行的，并具有如下优势：
1.兰炭粉气化性优于焦粉和无烟煤粉，与焦粉和无烟煤粉比较，复原开端温度和到达最高复原速率的温度低，复原进程由焦粉和无烟煤粉作复原剂时的二步复原转变为一步复原。
2.兰炭粉含碳球团中复原剂配比可按碳氧比1.0设置，复原温度为1250℃。
3.含碳球团内铁氧化物的碳热复原是经过碳气化和铁氧化物直接复原两个反响耦合完结的。复原前期，含碳球团的复原速率首要由碳气化速率操控，兰炭粉与焦粉和无烟煤粉比较，因其具有杰出的复原性，复原反响一步完结，复原最大速率对应的温度区域比焦粉和无烟煤粉的低150℃。
4.用兰炭作复原剂的含碳球团，因在复原进程中可用低品质的热源，是一种优秀复原剂。
高炉喷吹燃料
高炉喷吹燃料是增产节焦的一项重大办法。近些年来，许多钢铁企业正活跃致力于喷吹烟煤，如鞍钢、宝钢等企业。但喷吹烟煤有一个安全问题，为了防火防爆，喷吹需在惰性气体中进行，设备杂乱，建造与操作费用高，而且喷吹高蒸发分烟煤有烧掉化工副产品和煤气的缺点，因而应该首先提取化工产品，剩余的兰炭作高炉喷吹料，完结综合利用。
我国现有高炉喷吹系统要求喷吹燃料无爆炸性。经实验，一般煤炭的回来火焰在700mm以上，阐明原煤均有很大的爆炸性；而神木兰炭却没有爆炸性，所以兰炭喷吹燃料发生爆炸的可能性极小，是一种安全的喷吹燃料。另外，兰炭的可磨性系数遍及较高。所以兰炭代替无烟煤作高炉喷吹燃料能够下降制粉进程的本钱。
经过对出产用煤及低温兰炭的各项功能的检测，研讨标明：低温兰炭的工业成分、可磨性、爆炸性、焚烧率等均契合喷吹条件，能够运用于高炉喷吹。在包钢、首钢、宝钢、酒钢、鞍钢等多家钢铁企业进行了兰炭代替无烟煤作高炉喷吹用料的实验。实验标明，神木兰炭优于现用高炉煤粉，制备兰炭粉在技能上也可行，以15%-30%份额喷吹在工艺技能上彻底无障碍。
吸附剂催化剂范畴运用
活性兰炭
活性兰炭是我国研讨者在活性焦的根底上研发的一种新式炭基吸附资料。活性兰炭与常规活性炭不同，活性兰炭是一种结合强度（耐压、耐磨损、耐冲击）比活性炭高、比表面积比活性炭小的吸附资料。与活性炭比较，活性兰炭具有更好的脱硫、脱硝功能，且在运用进程中，加热再生相当于对活性兰炭进行再次活化，使其脱硫、脱硝功能还会有所添加。由表1的研讨结果可知，活性兰炭和兰炭活性炭中孔（V10~40）特别兴旺，前锋活性兰炭中孔值最高，可达0.1808，兰炭活性炭次之为0.1722，显着高于椰壳活性炭和无烟煤活性炭。电镜下观察前锋活性兰炭的孔结构发现，活性兰炭的孔壁较薄、孔与孔之间彼此连通，形成吸附通道及网络，因而吸附功能好。
如果以这几种吸附剂的保鲜作用加以比较发现，它们脱除CO2的效率巨细按下列顺序排列：前锋活性兰炭＞兰炭活性炭＞美国椰壳活性炭＞无烟煤活性炭，活性兰炭脱除CO2的作用最佳，兰炭活性炭次之。现在已有企业以褐煤兰炭粉为质料，选用水蒸气活化法出产活性兰炭，其产品具有比表面积大、吸附性强的特色，适于兰炭出产、煤气化等煤化工污水的处理。出产实践标明，以活性兰炭为根底的LAB处理工艺净化技能，可使出水的COD小于50mg/L，总酚能被彻底吸收，对氨氮的吸附能到达50%。处理后的污水彻底到达回用规范，完结无污水排放。
催化剂质料
长期以来，催化剂及其载体在化工范畴具有重要作用。现在运用于化工出产中的催化剂及其载体，品种繁多、价格高、技能难度大。因为兰炭具有来历广泛且价廉、比表面积大、活性高、强度大、抗烧结、不易中毒、出产的积炭能够充当载体等显着长处，因而，多年来引起国内外研讨者的极大关注，并进行了一系列研讨，为进一步运用供给了依据。
以兰炭为质料制备催化剂及其载体的首要研讨结果是：
1.兰炭催化甲烷制组成气。研讨结果以为：褐煤兰炭具有杰出的催化活性，跟着兰炭制备温度的升高，兰炭的比表面积增大，催化活性增强。开元褐煤在温度1023K、1123K、1223K下热解制得的兰炭，其比表面积分别为21.55m2/g、40.76m2/g、126.98m2/g；选用HNO3脱除兰炭中的灰分，实验标明甲烷在脱除灰分后的兰炭的催化作用下的转化率与原兰炭催化下的转化率根本相同，兰炭中的灰分对兰炭催化甲烷分解没有影响；兰炭催化甲烷反响的初始反响级数是0.5，反响活化才能为89~105kj/mol。
2.兰炭催化煤热解产品。德国早在1927-1943年间，就以兰炭为载体，活性组分为2%MoO3制备煤焦油加氢改质催化剂（11002型）；一起还以兰炭为载体，活性组分为3%硫酸铁制备煤焦油加氢裂化催化剂（10927型）。这两种催化剂均在煤焦油加氢制汽油和柴油的大规模工业出产中得到成功运用。近年来，我国以府谷煤热解兰炭（600℃）为质料，选用浸渍法制得Co/兰炭催化剂，对煤热解产品的裂解反响进行了研讨。研讨以为，Co/兰炭催化剂能显着进步煤热解产品中轻组分的收率。
3.兰炭催化复原NO。现在在工业化出产中，已成功复原NO的工业办法是选择催化复原法（SCR）。在SCR法中，按催化剂种类可分为以下四大类：贵金属、分子筛、炭基和金属氧化物催化剂。在炭基催化剂中，活性炭是一种优异的吸附催化资料，但是，昂贵的价格约束了活性炭的运用。因为兰炭是弱黏结性煤的低温热解产品，含有丰富的氧、氮官能团，价格低廉，易于改性，为此国内外对兰炭基催化剂进行了一系列研讨，研讨结果以为，兰炭催化复原NO具有杰出的作用，对管理大气NOx的污染具有重要意义。
