煤熱解技術花盛放果待結

　　近年來，我國煤熱解新技術雖呈現(xiàn)百花齊放的發(fā)展態(tài)勢，但焦油收率低和粉塵處理難等關鍵技術難題仍未突破。“要解決這些問題，除一些常規(guī)解決方案外，與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等進行多聯(lián)產也是不錯的解決方案。”6月27~28日在陜西神木召開的2018中國蘭炭產業(yè)綠色發(fā)展與應用創(chuàng)新大會上，與會專家提出建議。

　　大型化成為趨勢

　　煤熱解是煤在隔絕空氣條件下進行中低溫加熱，把煤里面的焦油和煤氣蒸發(fā)出來，得到焦油、煤氣、蘭炭（半焦）的過程，是煤炭分質利用的核心環(huán)節(jié)。

　　“低階煤占我國煤炭總量、儲量及產量均超過一半，通過中低溫熱解制取蘭炭（半焦），同時副產煤焦油、荒煤氣，是煤炭清潔高效利用的發(fā)展方向。”陜西煤業(yè)化工集團副總經(jīng)理、國家能源煤炭分質清潔轉化重點實驗室主任尚建選介紹說，他們已經(jīng)成功研發(fā)了多項煤熱解及半焦利用技術，并正在推進不同粒徑半焦應用的工業(yè)化示范。

　　榆林煤化工產業(yè)發(fā)展促進研究中心首席科學家馬寶岐也表示，經(jīng)過近40年的快速發(fā)展，我國低階煤熱解技術百花齊放，已進入中試和工業(yè)生產的熱解爐型有10多種，包括直立爐、流化床、氣流床、移動床、回轉爐、鏈條爐、微波爐等，單爐年處理規(guī)模從幾萬噸、10萬噸、30萬噸到如今的50萬噸以上。

　　其中，陜煤集團在榆林新建的50萬噸/年蓄熱式富氫煤氣熱載體移動床混煤熱解工業(yè)試驗裝置，是國內達到長期穩(wěn)定運行的最大直立爐裝置，目前正在修訂完善技術工藝包，加快百萬噸級工業(yè)項目進程；河南龍成集團開發(fā)的旋轉床低溫熱解技術已在河北曹妃甸建成投產煤炭清潔利用生產線，單套裝置處理能力達80萬噸/年；陜西雙翼煤化科技實業(yè)有限公司也于去年在榆林神木新建了200萬噸/年煤熱解分質綜合利用項目，其中粉煤干餾單爐規(guī)模為20萬噸/年，預計今年10月建成投運。

　　此外，陜煤集團已經(jīng)開工的煤炭分質利用制化工新材料項目項目、龍成集團正在榆林新建的1000萬噸/年粉煤清潔高效綜合利用一體化項目、延長石油在榆神園區(qū)準備新建的以煤熱解為龍頭的大型煤炭清潔綜合利用項目，均列入國家“十三五”專項規(guī)劃。

　　破瓶頸攻克難關

　　與會專家認為，盡管我國煤熱解技術發(fā)展較快，但仍存在一些瓶頸。比如，產品附加值不高、環(huán)保處理有待加強、資源并沒有得到充分利用等。而粉煤熱解工藝則存在技術尚未成熟、關鍵技術和重大裝備亟待突破等短板，其中焦油收率較低和粉塵處理技術是制約關鍵。

　　煤炭科學技術研究院煤化工分院煤焦質量檢測與工藝技術研究所所長裴賢豐告訴記者，該院研發(fā)的內旋移動床低階粉煤熱解新技術，按照“源頭控塵、爐內降塵、精細除塵”的理念，通過移動床熱解和除塵技術耦合，從源頭解決粉塵問題，降低后續(xù)分離難度。同時采用獨特的臥式熱解反應器外部間接加熱的方式，物料邊混合邊移動，使升溫、熱解均勻，有效調控煤焦油產品品質，產出的焦油外觀顏色清亮，焦油收率達7.6%，粉塵含量低于1%，目前該技術準備在鄂爾多斯實現(xiàn)工業(yè)化。

　　北京國電富通科技發(fā)展有限公司經(jīng)理楊生智介紹，6月下旬中國石化聯(lián)合會組織專家，對國富爐（GF）蓄熱式富氫煤氣熱載體移動床混煤熱解工業(yè)示范裝置現(xiàn)場標定的結果顯示，焦油收率達到所用煤種格金油產率的87.15%，煤氣中有效氣占比達到84.4%。煤氣可作為制氫或加工LNG的原料，焦油收率和蘭炭品質有效提升。

　　記者了解到，陜煤集團正在加快建設120萬噸/年粉煤氣固體熱載快速熱解試驗裝置，爭取實現(xiàn)焦油收率大于格金干餾的150%。在煤焦油深加工方面，30萬噸/年煤焦油懸浮床加氫制芳烴試驗裝置及50萬噸/年煤焦油全餾分加氫制環(huán)烷基油示范項目也在同步建設。

　　多聯(lián)產提高利用率

　　“煤熱解副產的熱解氣（荒煤氣）其實是二次能源，其中的一些寶貴資源應全價充分利用，制備更高附加值的化學品。”中國工程院院士、清華大學教授金涌這樣說。

　　煤氣中一般含氫54%~59%、含甲烷24%~28%，可直接通過高溫裂解制取氫氣，進一步發(fā)展氫燃料電池等新能源。同時，從炭化室逸出的煤氣溫度650℃~800℃，其帶出的熱量占36%，需用循環(huán)氨水進行噴淋降溫，這部分熱量被白白浪費。他建議逸出煤氣可不經(jīng)冷卻直接進入裂解爐，將有機物裂解為有效合成氣體，進一步加工成為化工產品。

　　此外，金涌還建議，煤熱解還可與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電結合起來，即蘭炭作為鍋爐燃料，產生的蒸汽用作蒸汽輪機的動力去發(fā)電，煤氣凈化除油后進入煤氣輪機發(fā)電，能源效率可提高55%~60%。按照噸干煤熱解產生荒煤氣320標準立方米測算，我國荒煤氣年產量估計為3600萬標準立方米。

　　“常規(guī)的600℃低溫熱解并不合理。”在山西暢翔科技有限公司董事長程相魁看來，低階煤中存在大量的油氣烴類化合物，其中低煤階煤中烴類成分占無水基煤總質量的30%~35%，應采取分段熱解的辦法提高烴的收率。而且提烴效率與分段多少有關，分段越多，烴的保全率越高。

　　程相魁介紹，380℃~450℃是烴類保全率最佳溫度區(qū)。該公司研發(fā)的外熱式中低溫分段熱解裝置可以不同溫度間接加熱煤料，分段熱解導出煤氣，將幾種不同成分的煤氣分別凈化處理，使下游工序更合理、更經(jīng)濟。其中高溫段導出的貧烴煤氣，CO含量達30%左右，H2含量50%以上，適合提氫或用作合成氣；富烴煤氣無須富集即完全達到提氣態(tài)烴的經(jīng)濟含量，將其分離后，40%左右的氣態(tài)烴可制取天然氣與液化氣，深冷可制取液態(tài)甲烷（LNG）；剩余約50%的組分是輕質焦油與其他輕烴油類，可作為制取汽柴油的優(yōu)質原料。（記者 李軍）

　　轉自：中國化工報
 

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