我國(guó)成功突破粉煤熱解技術(shù)瓶頸

粉煤熱解中試裝置

　　6月25日，低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解制取無煙煤工藝技術(shù)在西安通過了由陜西省科技廳組織的科技成果鑒定。專家組認(rèn)為，該技術(shù)攻克了煤低溫?zé)峤忸I(lǐng)域粉煤潔凈化分質(zhì)利用關(guān)鍵技術(shù)和裝備，對(duì)于低階粉煤的高效轉(zhuǎn)化、煤熱解行業(yè)的科技進(jìn)步具有積極意義，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，建議盡早實(shí)現(xiàn)工業(yè)示范及推廣應(yīng)用。

　　由中國(guó)工程院院士金涌、陜西省化工學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)賀永德等七位專家組成的鑒定組一致認(rèn)為：低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解制取無煙煤工藝技術(shù)，采用回轉(zhuǎn)爐干燥與回轉(zhuǎn)爐熱解串聯(lián)技術(shù)，適于粉煤提質(zhì)加工與分質(zhì)利用，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì);加熱介質(zhì)采用逆、并流結(jié)合的方式供熱，爐內(nèi)溫度分布更合理，具有獨(dú)創(chuàng)性。同時(shí)，該技術(shù)工藝煤焦油收率高、煤氣組分優(yōu)、固體產(chǎn)品活性好、耗水少、原煤中水的回用率高，非常適宜在低階煤資源豐富、水資源缺乏地區(qū)推廣應(yīng)用。

　　據(jù)介紹，煤熱解在我國(guó)已經(jīng)有30多年歷史，目前已經(jīng)有十幾種以低階塊煤、碎煤或褐煤為原料的熱解工藝問世。但因受細(xì)煤粉與煤焦油混合物難以分離、易堵塞設(shè)備管道等問題制約，粉煤熱解的工程化難題一直未得到有效突破。

　　為此，已經(jīng)擁有中低溫煤焦油加氫裂化、煤焦油延遲焦化、煤焦油提酚、塊煤干餾中低溫煤焦油制取輕質(zhì)化燃料、粉煤熱解污水處理等十余項(xiàng)專利技術(shù)和工業(yè)化裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的神木天元公司與華陸工程科技有限公司合作，于2012年12月，啟動(dòng)了“低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解制取無煙煤工藝技術(shù)”的研發(fā)工作。經(jīng)過3年多的試驗(yàn)研究，攻克了粉煤熱解關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵裝備，建成6噸/小時(shí)粉煤回轉(zhuǎn)熱解制取無煙煤中試裝置，中試裝置于2015年3月11日起實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期運(yùn)行。2015年6月14日至6月17日，該裝置通過了陜西省科技廳組織的72小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)考核標(biāo)定。

　　該中試裝置由回轉(zhuǎn)干燥系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)熱解系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)、無煙煤冷卻系統(tǒng)等部分組成。裝置的最大特點(diǎn)：一是以粒徑0～30毫米的低階粉煤為原料，經(jīng)回轉(zhuǎn)干燥、除塵、干餾、冷卻、增濕、鈍化等環(huán)節(jié)，產(chǎn)出高品質(zhì)煤氣、煤焦油和新型無煙煤;二是在用熱煙氣干燥粉煤的同時(shí)，去除粒徑小于0.2毫米的煤塵，從而大幅減少了后續(xù)熱解過程煤焦油中的煤塵量，為油塵分離奠定基礎(chǔ);三是熱解過程用自產(chǎn)的煤焦油洗滌熱解氣中攜帶的煤焦油(傳統(tǒng)工藝為水洗)，并將粉煤干燥析出水與熱解水分別處理、梯級(jí)利用，從而最大限度地降低了裝置水耗和廢水處理難度，為工業(yè)化裝置實(shí)現(xiàn)廢水零排放奠定了基礎(chǔ);四是通過外熱式加熱，克服了傳統(tǒng)熱解工藝因大量空氣進(jìn)入熱解爐導(dǎo)致焦?fàn)t煤氣熱值低、品質(zhì)差，難以資源化利用等不足。該技術(shù)工藝所產(chǎn)煤氣，其有效成分高達(dá)85%。其中，CH4含量近40%，C2-C5含量約15%，可生產(chǎn)LNG、LPG、氫氣等高附加值產(chǎn)品，有效提升了項(xiàng)目綜合效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;五是煤焦油收率高、固體產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)。以采用榆林地區(qū)低階煙煤作原料為例，其煤焦油收率可達(dá)9.12%(以干煤計(jì))。另外，經(jīng)鈍化的固體產(chǎn)品，既保持了較高的活性，達(dá)到了無煙煤相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，適用于化工、發(fā)電、民用、高爐噴吹等領(lǐng)域，又可避免煤粉運(yùn)輸儲(chǔ)存過程發(fā)生自燃。

　　我國(guó)低階煤儲(chǔ)量豐富、產(chǎn)量大，且隨著煤炭機(jī)采率的提高，粉煤產(chǎn)量將不斷增大。煤的分質(zhì)分級(jí)利用是煤炭清潔高效利用的最佳途徑，符合煤炭高質(zhì)高用、低質(zhì)低用的規(guī)律，現(xiàn)已引起全球能源化工界關(guān)注。

　　低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解制取無煙煤工藝技術(shù)為煤炭分質(zhì)高效清潔利用增添了新的技術(shù)路徑。一旦通過優(yōu)化升級(jí)并工業(yè)化推廣應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)西部富煤缺水地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。（作者：魏峰）

圖為科技成果鑒定會(huì)會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)。