煤炭分质清洁高效利用取得新突破
低阶粉煤回转热解技术通过鉴定
武晓娟
“每年低阶煤的产量大约有20亿吨。”中国石油和化学工业联合会煤化工专委会副秘书长王秀江在11月26日召开的“大型工业化低阶粉煤回转热解成套技术开发与应用”科技成果鉴定会上介绍，低阶煤具有储量大、埋藏浅、煤质好、开采成本低、高发热量等特点，特别适合煤炭分质清洁高效利用。
作为“十三五”期间国家能源战略的重点领域，煤炭分质清洁高效转化利用是实现煤炭行业转型升级的有效途径。目前煤炭分质利用主要以块煤为主，尽管粉煤热解工艺技术不断突破，但占煤炭开采过程中70%以上的粉煤如何实现清洁高效利用，一直未得到有效解决。
本次鉴定的技术成果已在陕煤集团神木天元化工有限公司（以下简称“陕煤天元”）60万吨/年粉煤分质综合利用装置成功运行。由中国石油和化学工业联合会组织的鉴定委员会认为，该技术探索出一条低阶粉煤清洁高效分质转化利用的新途径，“攻克了低阶粉煤清洁高效分质转化的热解关键性技术和装备，拥有自主知识产权，创新突出、产业延伸性强，经济、社会和环境效益明显，对促进低阶粉煤的高效转化、煤热解领域的科技进步具有积极意义。”
攻克多个技术难题，以粉煤为原料生产的三个主要产品应用领域广
粉煤是指粒度小于6毫米的煤，较块煤而言，在市场上并不“受宠”，大量粉煤积压问题日渐突出。一直以来，由于除尘、设备大型化、长周期稳定运行、产品应用、环保等难题未破解，对粉煤进行处理的难度很大。
“中低温热解是实现低阶煤分质利用、高效转化的重要方式。”一位业内人士对记者直言，我国对粉煤进行中低温热解，在煤焦油深加工和干馏煤气回收利用方面，缺乏系统的技术手段，致使大量煤焦油低效燃烧，干馏煤气无法有效利用而直接排放。
记者了解到，陕煤天元60万吨/年粉煤分质综合利用装置以神木地区粉煤为原料，经回转热解，制取提质焦粉、焦油和热解煤气三种主要产品，应用领域广。“提质焦粉可用于无烟煤替代、动力配煤、冶金行业高炉喷吹、清洁煤、环保燃料等。”华陆公司总工程师山秀丽表示，该装置提质焦粉的生产率约为原料煤的70%左右，平均全水分10%，平均灰分7%，平均挥发分10%，平均固定碳82%，平均硫含量0.25%。“装置实现了智能控制，产品还可根据用户需求调整。”
据山秀丽介绍，装置的煤焦油收率高，热解单元煤焦油收率达11%左右，煤焦油含尘量只有1%左右，密度小于1.03g/L，甲苯不溶物1.5%以下；焦油机械杂质含量低，“是后续深加工制取轻质化燃料、新型碳材料及高附加值化工产品的优质原料”；同时还获得高品质的热解煤气，其可利用的高附加值组分多，有效成分高达85%以上，“其中甲烷含量占40%以上，是制取LNG、LPG和其他化工利用的优质原料”。
没花国家一分钱，历时八年从实验室走向市场
据悉，该技术由陕煤天元与华陆工程科技有限责任公司于2012年开始合作研发，先后攻克了设备放大、管道堵塞、油气中粉尘含量高、运行周期短、设备结焦、油水分离困难、污水量大、污水处理难等一系列难题，已获国家专利56项。
陕煤集团神木煤化工产业公司、天元化工公司董事长毛世强介绍，该装置于2017年6月开始设计，2018年3月动工建设，同年12月中交，2019年5月11日一次性投料试车成功，打通工艺流程，产出合格产品。“截至目前，已连续安全满负荷稳定运行1152小时，累计运行时间2952小时。”
记者进一步了解到，早在2011年，陕煤天元“低阶粉煤分质利用技术研发项目”已正式立项；2012年，启动建设“5万吨/年低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术研究项目”；2014年，“60万吨/年粉煤分质综合利用示范项目”被陕煤集团列为重点建设项目。
截至2019年11月6日，装置已累计加工原煤14.24万吨，生产煤焦油1.3万吨，生产热解煤气1638万Nm3，生产提质焦粉8.61万吨等，销售收入10192.5万元，利润1138.6万元。低阶粉煤回转热解成套技术成果转化后，单系列装置每年可加工低阶粉煤60万吨，产高热值煤气6294万标方，加工原料煤焦油5.35万吨，产出提质焦粉36.23万吨。
“没花国家一分钱，从实验室走向市场，产学研合作取得了很好的效果。”与会专家对该技术表示肯定。
能源转化效率达86.3%，专家建议尽早开展百万吨级大型工业化示范及推广应用
鉴定结果显示，技术的创新之处主要体现在回转反应炉、提质焦粉分级冷却及钝化系统中的冷却器，以及高效油气除尘及回收系统，不仅易于实现大型化，实现较长周期运转，整个装置的能源转化效率也高达86.3%。鉴定委员会建议，应尽早开展百万吨级大型化工业示范及推广应用。
会上，有专家表示，该技术的主产品为替代型能源，在当前国际能源紧张、油价高企的大背景下，对于保障国家能源战略具有积极意义；同时，实现了粉煤热解提质与制备清洁燃料的一体化建设，对于推动行业技术优化、产业转型升级具有积极意义。
他同时认为：“副产品得到综合利用，循环经济效益明显，生产过程实现污水、废气零排放，有利于生态环保。生产过程中就实现了对干燥与热解水的分级回用，减少水资源消耗和污水处理量，对于煤炭资源丰富、水资源匮乏的西部地区具有重要意义。”对此，鉴定委员会也一致表示，该技术耗水少，适合在低阶煤资源丰富水资源缺乏的地区推广使用。
陕煤天元相关负责人还向记者透露，该项目可向社会新增就业岗位800个，每年向国家新增税金超过10亿。
毛世强表示，该装置的成功运行，为下一步工艺放大奠定了基�。壳�，陕煤天元将继续有序推进实施660万吨/年粉煤资源洁净化分质利用示范项目。(中国能源报 ）
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