低階粉煤回轉熱解技術國際領先

11月26日,陜煤集團神木天元化工有限公司與華陸工程科技有限責任公司合作研發的“大型工業化低階粉煤回轉熱解成套技術開發與應用”科技成果,在北京通過了中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑒定。專家認為該技術攻克了煤低溫熱解領域粉煤清潔高效分質轉化利用的關鍵性技術和裝備,完全擁有自主知識產權,創新性和產業延伸性強,經濟、社會和生態效益優勢顯著,對于促進我國低階粉煤高效轉化、煤熱解行業科技進步具有積極意義,整體技術達到國際領先水平。

鑒定委員會由中國工程院院士謝克昌、楊啟業、倪維斗,中國科學院院士李洪鐘及石油和化學工業規劃院黨委書記顧宗勤、中科院山西煤化所原所長、研究員王建國等9位專家組成。

鑒定結果表明,該裝置生產的煤焦油水分含量在0.5%以下,密度小于1.03g/L,甲苯不溶物1.5%以下,煤氣熱值7200Kcal/Nm3以上,甲烷含量40%以上,有效成份超過85%。提質焦粉平均全水分10%,平均灰份7%,平均揮發份10%,平均固定碳82%,平均硫含量0.25%。

鑒定委員會認為,低階粉煤清潔高效分質轉化利用是我國的重大課題,該技術成果突破了粉煤高效利用難度大的技術難題,探索出一條低階粉煤高效分質轉化新途徑,資源綜合利用和經濟效益優勢顯著,建議盡早開展百萬噸級大型工業化示范及推廣應用。

中國石化聯合會副會長周竹葉表示,近年來我國現代煤化工技術不斷突破,該技術為低階粉煤清潔高效利用開辟了新路,應加快成果轉化應用,發揮示范項目帶動作用。

據了解,神木天元和華陸科技經過8年研究攻關研發的低階粉煤回轉熱解技術,原料適用性強,適合粒度為0-30mm之間的粉狀褐煤、長焰煤、弱黏煤、不黏煤等高揮發分煤種,采用回轉反應爐低溫熱解等新技術,并通過工藝創新組合,主要產品為提質焦粉、煤焦油和煤氣。其中回轉反應爐為該技術的核心設備,易于實現大型化;高效油氣除塵及回收系統采用多級除塵工藝,效果良好,具有原創性。同時,該技術裝置熱循環利用率高,耗水少,適合在低階煤資源豐富水資源缺乏的地區推廣使用。

陜西省能源局、榆林市發改委、工信局有關部門負責人,陜煤集團副總經理尚建選、華陸工程科技公司總經理康建斌參加會議并講話,項目完成單位分別作了研究報告和工作報告。

神木天元化工公司董事長毛世強介紹,2013年采用該技術在陜西神木錦界建成5萬噸/年中試裝置,在此基礎上2016年啟動60萬噸/年大型工業化低階粉煤回轉熱解示范裝置工藝包設計,2018年底建成,可生產提質焦粉、煤焦油、煤氣及LNG、LPG等產品。2019年5月一次投料試車成功打通工藝流程,產出合格產品。截至目前連續安全滿負荷穩定運行,累計運行2952小時,工藝及產品指標均優于設計值。

11月7日—10日,中國石化聯合會組織專家對該裝置進行72小時連續運行現場考核。結果表明裝置運行平穩,整體工藝流程合理,工藝操作條件與設計值基本一致,能源轉化效率達86.31%。

據悉,該技術在研發及工業化過程中,先后攻克了設備放大、管道堵塞、油氣粉塵含量高、運行周期短、設備結焦、油水分離困難、污水處理難等系列難題,期間獲得國家授權專利56件,其中發明專利12件。在60萬噸/年工業化裝置成功運行的基礎上,目前神木天元正在推進660萬噸/年粉煤資源潔凈化分質利用示范項目。

低階煤約占我國煤炭資源總量的一半以上,主要分布在陜西、寧夏、內蒙古、新疆等地,熱解提質是低階煤清潔分質利用的最佳方式。但煤炭在機械化綜合開采過程中,塊煤僅占煤炭開采量的20%,絕大部分為粉狀煤。煤炭熱解技術主要包括塊煤熱解和粉煤熱解,現有的熱解工藝主要以塊煤為主(一般煤粒30-80mm),生產規模小,無法處理粉煤,生產成本高,煤焦油收率較低。粉煤熱解發展潛力巨大,必將成為煤熱解主流工藝。盡管近年來粉煤熱解工藝技術不斷突破,但大型工業裝置較少,難以規模化、連續化穩定運行。同時,粉煤熱解粉焦和油氣高溫在線分離是主要技術難題之一,導致煤焦油品質較差,無法滿足深加工要求,成為粉煤熱解難以工業應用的瓶頸。(李軍/文 魏峰/圖)

關鍵字:煤化工
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