用好低階煤

2013-07-25　來源：《中國煤化工》編輯部　作者:記者 張穎華

2013年6月20日，由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會煤化工專業(yè)委員會主辦的低階煤分質(zhì)梯級利用技術(shù)論壇在京召開。論壇吸引了來自國內(nèi)外煤化工行業(yè)的200多位代表，其中不乏從事低階煤技術(shù)研究、設計、裝置運行以及裝備制造等方面的專家、學者和企業(yè)代表等。

用好低階煤

——記低階煤分質(zhì)梯級利用技術(shù)論壇

文|記者  張穎華    圖|博文

2013年6月20日，由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會煤化工專業(yè)委員會主辦的低階煤分質(zhì)梯級利用技術(shù)論壇在京召開。論壇吸引了來自國內(nèi)外煤化工行業(yè)的200多位代表，其中不乏從事低階煤技術(shù)研究、設計、裝置運行以及裝備制造等方面的專家、學者和企業(yè)代表等。

主辦方中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會煤化工專業(yè)委員會工作人員告訴記者，最初論壇規(guī)模設定為100人左右的研討會，在報名階段就收到了超過150位的回執(zhí)，而實際到會人數(shù)已達到200多人。一位企業(yè)代表告訴記者，這個論壇在業(yè)內(nèi)口耳相傳，他就是通過一位煤化工企業(yè)的老總了解到論壇信息，并擠出時間專程趕來赴會的。究竟這場論壇有何魅力？記者實地進行了采訪。

時不我待

據(jù)中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會煤化工專委會副秘書長王秀江介紹，今年以來，專委會通過廣泛調(diào)研了解到，低階煤因煤化程度低、揮發(fā)分高、水含量高，直接燃燒或氣化效率低，開發(fā)利用受到諸多限制。而低階煤目前主要用于燃燒發(fā)電和煤氣化等領(lǐng)域，能源利用效率和經(jīng)濟性相對比較低。專委會意識到，對煤化工而言，根據(jù)低階煤資源的特點，開發(fā)低階煤的清潔高效利用新途徑變得非常必要。目前我國在低階煤利用上有迫切的技術(shù)、經(jīng)驗等需求。基于此，專委會將低階煤綜合利用的問題列為工作重點之一。

“本次論壇的目的很明確，邀請廣大專家、企業(yè)家共同研究分析國內(nèi)外低階煤綜合利用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，總結(jié)低階煤提質(zhì)、加工利用等先進技術(shù)和經(jīng)驗，探索新時期煤炭轉(zhuǎn)化工作新思路。”王秀江這樣說。

中國石化聯(lián)合會會長李勇武也專程參加了論壇。他指出，開發(fā)和建設低階煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化項目，一定要保持科學、謹慎的態(tài)度。特別是在未來，我國將面臨更大的資源和環(huán)境壓力，對發(fā)展低階煤的分質(zhì)轉(zhuǎn)化提出了更高的要求和標準。

陜西煤業(yè)化工集團公司副總經(jīng)理尚建選此行攜帶了自己的作品——《低階煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)》一書。這是他與幾位煤炭分質(zhì)利用專家根據(jù)多年的研究與實踐所著。他告訴記者，陜煤化集團從2004年組建開始，就明確提出了煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)利用的概念，并以產(chǎn)學研結(jié)合模式為支撐，對關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和工藝技術(shù)、產(chǎn)品方案優(yōu)化組合等多方面進行了長期的研究探索，并有計劃、有目的進行了工業(yè)化示范，建成一批工業(yè)示范裝置并取得了一系列技術(shù)成果。 

技術(shù)大餐

本次論壇薈萃了8個低階煤熱解、燃燒、分級煉制等方面的最新技術(shù)報告。具體包括：陜西煤業(yè)化工集團公司《低階煤分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)開發(fā)與工程實踐》；北京神霧環(huán)境能源科技集團《神霧無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床煤熱解新工藝》、《神霧低熱值固體燃料火電鍋爐新技術(shù)》；神木富油能源科技有限公司《中/低溫煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油成套工業(yè)化（FTH）技術(shù)》；山東天力干燥股份有限公司《褐煤過熱蒸汽干燥及絕熱洗滌水回收技術(shù)》；神華研究院《神華第一代煤分級煉制技術(shù)》；北京華福工程有限公司《煤焦油溶劑萃取和加氫改質(zhì)組合工藝技術(shù)》；浙江大學熱能工程研究所《低階煤熱解燃燒分級轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研究開發(fā)》。

陜煤化煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)備受關(guān)注。尚建選表示，陜煤化集團“十二五”期間，在陜北能源化工基地規(guī)劃的榆神煤化學工業(yè)區(qū)計劃建設大型煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)工程示范項目，一期3000萬噸/年煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)項目已經(jīng)啟動。項目依托陜煤化自有陜北低階煤、自主創(chuàng)新的煤熱解、煤焦油輕質(zhì)化、石腦油與甲醇耦合制對二甲苯等一系列工藝和環(huán)保技術(shù)和已有煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域工程實踐建設，能根據(jù)煤炭的粒度，采用不同的熱解技術(shù)，對煤炭進行分質(zhì)利用，生產(chǎn)市場緊缺的清潔能源產(chǎn)品。“這個項目能量轉(zhuǎn)化效率高，水耗低，是陜北煤炭生產(chǎn)能源產(chǎn)品的最優(yōu)方式。”作為煤炭分質(zhì)利用的代表人物，尚建選這樣總結(jié)，“我們建的是循環(huán)經(jīng)濟生態(tài)園區(qū)。”

神華集團研究院副院長劉科介紹的北京低碳清潔能源研究所第一代煤分級煉制技術(shù)引起了代表們的熱烈反響。這項技術(shù)是在美國LFC技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的具有神華自主知識產(chǎn)權(quán)的煤分級煉制技術(shù)。世界唯一成功示范的低階煤提質(zhì)項目正是利用美國LFC技術(shù)建設的，其30萬噸/年規(guī)模低階煤提質(zhì)示范項目在1992～1998年運行了5年。目前，針對呼倫貝爾褐煤已形成了神華百萬噸級煤分級煉制技術(shù)工藝包，并完成了核心設備的自主創(chuàng)新設計。目前正在推進百萬噸示范工程。

一位代表告訴記者，這項技術(shù)是第一次聽說，“煉制”的概念非常新穎。劉科的報告讓他認識到煤的傳統(tǒng)利用路線需要革新，不能不考慮原煤組成，而直接以燃燒或氣化的方式利用。對高水分的煤，本來水分可在300℃以下利用廢熱驅(qū)除，卻直接在1000℃以上燃燒或氣化，就造成能量的極大浪費，犧牲了能效；對揮發(fā)分、油份含量較高的煤，本可在溫和的條件下（500～650℃）先提出高價值的液體及氣體產(chǎn)物，卻直接將原煤燃燒，是價值上的極大浪費。

據(jù)神霧集團研究院首席專家王其成介紹，神霧無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床煤熱解新工藝使用的蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)是國際第三代燃燒技術(shù)，具有單爐處理量大（100萬噸/年以上）、能源轉(zhuǎn)化效率高（86%以上）、熱解過程容易控制、原料適應性好、燃料來源廣（可用700kcal/Nm3的低熱值燃料）、燃燒熱效率高（總熱利用率達90%以上）、熱解煤氣品質(zhì)好（可以用于制氫/制甲醇/制天然氣等高附加值化工產(chǎn)品）、焦油品質(zhì)高等優(yōu)點。該中試試驗裝置已經(jīng)對山西平朔氣煤、內(nèi)蒙古鄂爾多斯長焰煤、內(nèi)蒙古錫林郭勒盟褐煤、新疆褐煤、印尼褐煤、澳洲褐煤等數(shù)十個煤種分別進行了連續(xù)運轉(zhuǎn)的大型中試試驗。實驗結(jié)果表明，焦油收率高，煤氣熱值高、質(zhì)量純，能耗低，易于實現(xiàn)百萬噸級大型化。目前開展的工程應用有內(nèi)蒙烏蘭煤炭集團100萬噸/年長焰煤熱解及焦油深加工生產(chǎn)線（已開工建設）、香港中能科技公司100萬噸/年褐煤熱解及焦油深加工生產(chǎn)線（詳細設計階段）等，還計劃建設山西平朔中煤集團100萬噸/年長焰煤干餾熱解提油生產(chǎn)線、印尼Saka100萬噸/年瀝青礦干餾熱解生產(chǎn)線、北控集團呼和浩特煤制天然氣13億立方米/年生產(chǎn)線。

論壇的另一熱點是浙江大學熱能工程研究所王勤輝教授帶來的低階煤熱解燃燒分級轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。其通過簡單的熱解工藝將揮發(fā)分提取出來高效利用，將熱解后劣質(zhì)的半焦用于直接燃燒利用。其研發(fā)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，將循環(huán)流化床鍋爐和熱解爐緊密結(jié)合，在一套系統(tǒng)中實現(xiàn)熱、電、焦油、煤氣的聯(lián)合生產(chǎn)，揮發(fā)分在20%以上的各種褐煤和煙煤都適合此工藝。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了褐煤熱解燃燒分級轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)應用，該技術(shù)于2011年成功投運40t/h褐煤多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)試驗裝置，2011年6月完成72小時運行考核測試。煤的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)可以通過較簡單的工藝實現(xiàn)煤的分級轉(zhuǎn)化和梯級利用，大幅度提高煤的利用價值和利用效率。通過試驗研究和工業(yè)示范裝置運行的驗證和數(shù)據(jù)收集，已具備工業(yè)化推廣的條件。

在4月27日通過中國石化聯(lián)合會鑒定的中低溫煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油成套化工業(yè)技術(shù)（FTH）作為煤代油戰(zhàn)略的新途徑，也來到了論壇與大家交流。FTH技術(shù)是針對我國產(chǎn)量巨大的煤焦油所開發(fā)，在全餾分煤焦油加氫生產(chǎn)中間餾分油這個全新領(lǐng)域，實現(xiàn)煤焦油的利用率100%，液體產(chǎn)品收率高達98.3%。

據(jù)神木富油能源科技有限公司總經(jīng)理楊占標介紹，2012年7月，全球第一套12萬噸/年FTH裝置在陜西榆林錦界工業(yè)園正式投料生產(chǎn)以來，經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場考核，各項生產(chǎn)運行技術(shù)指標均已達到設計要求，產(chǎn)品液化氣、石腦油、柴油餾分和尾油總收率高達98%以上，并實現(xiàn)了穩(wěn)定安全運行，獲得了顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

有焦化行業(yè)代表告訴記者，F(xiàn)TH技術(shù)有兩個亮點是他最關(guān)心的，一個是加氫進料之前只需脫除機械雜質(zhì)、水分和金屬離子；另一個是實現(xiàn)了煤焦油中瀝青質(zhì)、膠質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化，這可是一項世界級的難題。

作為干燥領(lǐng)域的技術(shù)和裝備供應商，山東天力干燥股份有限公司一直致力于先進節(jié)能干燥技術(shù)的研發(fā)，其開發(fā)的褐煤過熱蒸汽干燥技術(shù)引起了代表的關(guān)注。副總經(jīng)理王宏耀告訴記者，過熱蒸汽干燥技術(shù)是一種惰性氣體閉路循環(huán)的干燥技術(shù)。其利用褐煤自身蒸發(fā)出的水蒸汽形成過熱蒸汽，作為干燥攜濕氣和保護氣，將褐煤脫除的水分帶出干燥機外。這種過熱蒸汽通過循環(huán)加熱的方式，營造了褐煤的貧氧干燥環(huán)境，保證了干燥過程的本質(zhì)安全。基于此技術(shù)，天力建設完成了處理量500kg/h的蒸汽回轉(zhuǎn)過熱蒸汽干燥實驗裝置，先后對國電集團元寶山、新礦集團烏拉蓋、內(nèi)蒙創(chuàng)源、印尼、澳洲等地的褐煤進行了數(shù)百次的實驗研究，掌握了該技術(shù)的特點，并獲得了“用于低階煤干燥提質(zhì)的蒸汽回轉(zhuǎn)干燥裝置及系統(tǒng)”等科技成果及7項專利技術(shù)。

北京華福工程有限公司副總經(jīng)理劉庭斌介紹的煤焦油溶劑萃取和加氫改質(zhì)組合工藝技術(shù)，包括了煤焦油脫水脫渣、煤焦油溶劑萃取、萃取油加氫改制3個技術(shù)。該技術(shù)的一大亮點是組合工藝不生產(chǎn)煤瀝青產(chǎn)品，很好的回避了瀝青產(chǎn)品售價低且銷售有季節(jié)性的問題。目前，煤焦油溶劑萃取專利技術(shù)已經(jīng)有工業(yè)裝置連續(xù)運行3年以上。

未來之路

作為低階煤提質(zhì)的實踐者之一，北京神霧環(huán)境能源科技集團邀請與會代表參觀了神霧旋轉(zhuǎn)床低階煤熱解中試實驗室。該實驗室是國內(nèi)唯一的節(jié)能與低碳技術(shù)聯(lián)合實驗室，是神霧集團在2009年投資5億元建設的，目前開展的技術(shù)開發(fā)和中試試驗研究多達26個方向，包括蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)、低變質(zhì)煤中低溫熱解技術(shù)等。

多位代表對記者表示，對于神霧開發(fā)的多項低階煤利用技術(shù)是十分關(guān)注的，非常珍惜來交流的機會。有代表說，此行最大的收獲來自于這次實驗室參觀，他通過與技術(shù)人員的深入交流，得到了技術(shù)研發(fā)方面的重要信息。也有代表表示，這個中試實驗室的技術(shù)，現(xiàn)在大部分都處在中試階段，在沒有見到真正的工業(yè)化成果之前，對于技術(shù)的應用，他還持觀望態(tài)度。

記者注意到，來自錫林郭勒盟創(chuàng)源煤化工的代表從第一天的會議開始，就對神霧的技術(shù)表示了濃厚的興趣。在會場，他非常認真地觀察神霧公司設在現(xiàn)場的項目模型。在整個參觀過程中，他始終站在介紹者的身旁。在參觀結(jié)束后的交流環(huán)節(jié)，他提出了很多專業(yè)的技術(shù)問題……當記者問及他的參觀感想，他說：我一直在考慮這一技術(shù)用在我們那里的可行性。

在這次論壇上，北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司來了10多位代表，負責人告訴記者，他們絕大多數(shù)是技術(shù)人員，是公司專程安排來學習的。因為在這次論壇上介紹的技術(shù)都是行業(yè)內(nèi)最先進的技術(shù)，代表了低階煤研發(fā)的方向，帶給了他們很多啟發(fā)。

科技部高新技術(shù)司能源交通處處長鄭方能表示，低階煤高效干燥、污水凈化等技術(shù)還需要進一步提高和完善，科技部今后將對低階煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化利用進行持續(xù)地支持。

原文鏈接：http://www.coalchem.org.cn/Publication/view.asp?id=373