煤炭分質(zhì)清潔高效利用取得新突破
低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解技術(shù)通過鑒定
武曉娟
“每年低階煤的產(chǎn)量大約有20億噸?！敝袊秃突瘜W(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)煤化工專委會(huì)副秘書長王秀江在11月26日召開的“大型工業(yè)化低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解成套技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”科技成果鑒定會(huì)上介紹，低階煤具有儲(chǔ)量大、埋藏淺、煤質(zhì)好、開采成本低、高發(fā)熱量等特點(diǎn)，特別適合煤炭分質(zhì)清潔高效利用。
作為“十三五”期間國家能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)領(lǐng)域，煤炭分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化利用是實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的有效途徑。目前煤炭分質(zhì)利用主要以塊煤為主，盡管粉煤熱解工藝技術(shù)不斷突破，但占煤炭開采過程中70%以上的粉煤如何實(shí)現(xiàn)清潔高效利用，一直未得到有效解決。
本次鑒定的技術(shù)成果已在陜煤集團(tuán)神木天元化工有限公司（以下簡稱“陜煤天元”）60萬噸/年粉煤分質(zhì)綜合利用裝置成功運(yùn)行。由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該技術(shù)探索出一條低階粉煤清潔高效分質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的新途徑，“攻克了低階粉煤清潔高效分質(zhì)轉(zhuǎn)化的熱解關(guān)鍵性技術(shù)和裝備，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，創(chuàng)新突出、產(chǎn)業(yè)延伸性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益明顯，對促進(jìn)低階粉煤的高效轉(zhuǎn)化、煤熱解領(lǐng)域的科技進(jìn)步具有積極意義?！?BR>
攻克多個(gè)技術(shù)難題，以粉煤為原料生產(chǎn)的三個(gè)主要產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣
粉煤是指粒度小于6毫米的煤，較塊煤而言，在市場上并不“受寵”，大量粉煤積壓問題日漸突出。一直以來，由于除塵、設(shè)備大型化、長周期穩(wěn)定運(yùn)行、產(chǎn)品應(yīng)用、環(huán)保等難題未破解，對粉煤進(jìn)行處理的難度很大。
“中低溫?zé)峤馐菍?shí)現(xiàn)低階煤分質(zhì)利用、高效轉(zhuǎn)化的重要方式?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士對記者直言，我國對粉煤進(jìn)行中低溫?zé)峤?，在煤焦油深加工和干餾煤氣回收利用方面，缺乏系統(tǒng)的技術(shù)手段，致使大量煤焦油低效燃燒，干餾煤氣無法有效利用而直接排放。
記者了解到，陜煤天元60萬噸/年粉煤分質(zhì)綜合利用裝置以神木地區(qū)粉煤為原料，經(jīng)回轉(zhuǎn)熱解，制取提質(zhì)焦粉、焦油和熱解煤氣三種主要產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域廣。“提質(zhì)焦粉可用于無煙煤替代、動(dòng)力配煤、冶金行業(yè)高爐噴吹、清潔煤、環(huán)保燃料等?！比A陸公司總工程師山秀麗表示，該裝置提質(zhì)焦粉的生產(chǎn)率約為原料煤的70%左右，平均全水分10%，平均灰分7%，平均揮發(fā)分10%，平均固定碳82%，平均硫含量0.25%?！把b置實(shí)現(xiàn)了智能控制，產(chǎn)品還可根據(jù)用戶需求調(diào)整?！?BR>
據(jù)山秀麗介紹，裝置的煤焦油收率高，熱解單元煤焦油收率達(dá)11%左右，煤焦油含塵量只有1%左右，密度小于1.03g/L，甲苯不溶物1.5%以下；焦油機(jī)械雜質(zhì)含量低，“是后續(xù)深加工制取輕質(zhì)化燃料、新型碳材料及高附加值化工產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料”；同時(shí)還獲得高品質(zhì)的熱解煤氣，其可利用的高附加值組分多，有效成分高達(dá)85%以上，“其中甲烷含量占40%以上，是制取LNG、LPG和其他化工利用的優(yōu)質(zhì)原料”。
沒花國家一分錢，歷時(shí)八年從實(shí)驗(yàn)室走向市場
據(jù)悉，該技術(shù)由陜煤天元與華陸工程科技有限責(zé)任公司于2012年開始合作研發(fā)，先后攻克了設(shè)備放大、管道堵塞、油氣中粉塵含量高、運(yùn)行周期短、設(shè)備結(jié)焦、油水分離困難、污水量大、污水處理難等一系列難題，已獲國家專利56項(xiàng)。
陜煤集團(tuán)神木煤化工產(chǎn)業(yè)公司、天元化工公司董事長毛世強(qiáng)介紹，該裝置于2017年6月開始設(shè)計(jì)，2018年3月動(dòng)工建設(shè)，同年12月中交，2019年5月11日一次性投料試車成功，打通工藝流程，產(chǎn)出合格產(chǎn)品?！敖刂聊壳?，已連續(xù)安全滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行1152小時(shí)，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間2952小時(shí)。”
記者進(jìn)一步了解到，早在2011年，陜煤天元“低階粉煤分質(zhì)利用技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目”已正式立項(xiàng)；2012年，啟動(dòng)建設(shè)“5萬噸/年低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解制取無煙煤工藝技術(shù)研究項(xiàng)目”；2014年，“60萬噸/年粉煤分質(zhì)綜合利用示范項(xiàng)目”被陜煤集團(tuán)列為重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。
截至2019年11月6日，裝置已累計(jì)加工原煤14.24萬噸，生產(chǎn)煤焦油1.3萬噸，生產(chǎn)熱解煤氣1638萬Nm3，生產(chǎn)提質(zhì)焦粉8.61萬噸等，銷售收入10192.5萬元，利潤1138.6萬元。低階粉煤回轉(zhuǎn)熱解成套技術(shù)成果轉(zhuǎn)化后，單系列裝置每年可加工低階粉煤60萬噸，產(chǎn)高熱值煤氣6294萬標(biāo)方，加工原料煤焦油5.35萬噸，產(chǎn)出提質(zhì)焦粉36.23萬噸。
“沒花國家一分錢，從實(shí)驗(yàn)室走向市場，產(chǎn)學(xué)研合作取得了很好的效果。”與會(huì)專家對該技術(shù)表示肯定。
能源轉(zhuǎn)化效率達(dá)86.3%，專家建議盡早開展百萬噸級大型工業(yè)化示范及推廣應(yīng)用
鑒定結(jié)果顯示，技術(shù)的創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在回轉(zhuǎn)反應(yīng)爐、提質(zhì)焦粉分級冷卻及鈍化系統(tǒng)中的冷卻器，以及高效油氣除塵及回收系統(tǒng)，不僅易于實(shí)現(xiàn)大型化，實(shí)現(xiàn)較長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)裝置的能源轉(zhuǎn)化效率也高達(dá)86.3%。鑒定委員會(huì)建議，應(yīng)盡早開展百萬噸級大型化工業(yè)示范及推廣應(yīng)用。
會(huì)上，有專家表示，該技術(shù)的主產(chǎn)品為替代型能源，在當(dāng)前國際能源緊張、油價(jià)高企的大背景下，對于保障國家能源戰(zhàn)略具有積極意義；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了粉煤熱解提質(zhì)與制備清潔燃料的一體化建設(shè)，對于推動(dòng)行業(yè)技術(shù)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有積極意義。
他同時(shí)認(rèn)為：“副產(chǎn)品得到綜合利用，循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益明顯，生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)污水、廢氣零排放，有利于生態(tài)環(huán)保。生產(chǎn)過程中就實(shí)現(xiàn)了對干燥與熱解水的分級回用，減少水資源消耗和污水處理量，對于煤炭資源豐富、水資源匱乏的西部地區(qū)具有重要意義。”對此，鑒定委員會(huì)也一致表示，該技術(shù)耗水少，適合在低階煤資源豐富水資源缺乏的地區(qū)推廣使用。
陜煤天元相關(guān)負(fù)責(zé)人還向記者透露，該項(xiàng)目可向社會(huì)新增就業(yè)崗位800個(gè)，每年向國家新增稅金超過10億。
毛世強(qiáng)表示，該裝置的成功運(yùn)行，為下一步工藝放大奠定了基礎(chǔ)，目前，陜煤天元將繼續(xù)有序推進(jìn)實(shí)施660萬噸/年粉煤資源潔凈化分質(zhì)利用示范項(xiàng)目。(中國能源報(bào) ）
