粉煤熱解中試裝置

　　6月25日，低階粉煤回轉熱解制取無煙煤工藝技術在西安通過了由陜西省科技廳組織的科技成果鑒定。專家組認為，該技術攻克了煤低溫熱解領域粉煤潔凈化分質利用關鍵技術和裝備，對于低階粉煤的高效轉化、煤熱解行業的科技進步具有積極意義，整體技術達到國際先進水平，建議盡早實現工業示范及推廣應用。

　　由中國工程院院士金涌、陜西省化工學會名譽理事長賀永德等七位專家組成的鑒定組一致認為：低階粉煤回轉熱解制取無煙煤工藝技術，采用回轉爐干燥與回轉爐熱解串聯技術，適于粉煤提質加工與分質利用，能夠實現裝置長周期運轉，具有明顯的技術優勢;加熱介質采用逆、并流結合的方式供熱，爐內溫度分布更合理，具有獨創性。同時，該技術工藝煤焦油收率高、煤氣組分優、固體產品活性好、耗水少、原煤中水的回用率高，非常適宜在低階煤資源豐富、水資源缺乏地區推廣應用。

　　據介紹，煤熱解在我國已經有30多年歷史，目前已經有十幾種以低階塊煤、碎煤或褐煤為原料的熱解工藝問世。但因受細煤粉與煤焦油混合物難以分離、易堵塞設備管道等問題制約，粉煤熱解的工程化難題一直未得到有效突破。

　　為此，已經擁有中低溫煤焦油加氫裂化、煤焦油延遲焦化、煤焦油提酚、塊煤干餾中低溫煤焦油制取輕質化燃料、粉煤熱解污水處理等十余項專利技術和工業化裝置運行經驗豐富的神木天元公司與華陸工程科技有限公司合作，于2012年12月，啟動了“低階粉煤回轉熱解制取無煙煤工藝技術”的研發工作。經過3年多的試驗研究，攻克了粉煤熱解關鍵技術和關鍵裝備，建成6噸/小時粉煤回轉熱解制取無煙煤中試裝置，中試裝置于2015年3月11日起實現了長周期運行。2015年6月14日至6月17日，該裝置通過了陜西省科技廳組織的72小時現場考核標定。

　　該中試裝置由回轉干燥系統、回轉熱解系統、油氣回收系統、無煙煤冷卻系統等部分組成。裝置的最大特點：一是以粒徑0～30毫米的低階粉煤為原料，經回轉干燥、除塵、干餾、冷卻、增濕、鈍化等環節，產出高品質煤氣、煤焦油和新型無煙煤;二是在用熱煙氣干燥粉煤的同時，去除粒徑小于0.2毫米的煤塵，從而大幅減少了后續熱解過程煤焦油中的煤塵量，為油塵分離奠定基礎;三是熱解過程用自產的煤焦油洗滌熱解氣中攜帶的煤焦油(傳統工藝為水洗)，并將粉煤干燥析出水與熱解水分別處理、梯級利用，從而最大限度地降低了裝置水耗和廢水處理難度，為工業化裝置實現廢水零排放奠定了基礎;四是通過外熱式加熱，克服了傳統熱解工藝因大量空氣進入熱解爐導致焦爐煤氣熱值低、品質差，難以資源化利用等不足。該技術工藝所產煤氣，其有效成分高達85%。其中，CH4含量近40%，C2-C5含量約15%，可生產LNG、LPG、氫氣等高附加值產品，有效提升了項目綜合效益與市場競爭力;五是煤焦油收率高、固體產品品質優。以采用榆林地區低階煙煤作原料為例，其煤焦油收率可達9.12%(以干煤計)。另外，經鈍化的固體產品，既保持了較高的活性，達到了無煙煤相關質量標準要求，適用于化工、發電、民用、高爐噴吹等領域，又可避免煤粉運輸儲存過程發生自燃。

　　我國低階煤儲量豐富、產量大，且隨著煤炭機采率的提高，粉煤產量將不斷增大。煤的分質分級利用是煤炭清潔高效利用的最佳途徑，符合煤炭高質高用、低質低用的規律，現已引起全球能源化工界關注。

　　低階粉煤回轉熱解制取無煙煤工藝技術為煤炭分質高效清潔利用增添了新的技術路徑。一旦通過優化升級并工業化推廣應用，將對我國西部富煤缺水地區經濟社會發展以及煤化工產業健康發展產生深遠影響。（作者：魏峰）

圖為科技成果鑒定會會議現場。