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煤炭分质利用缘何会柳暗花明
作者:霍伟环保    发布于:2016-10-17 15:09:55    文字:【】【】【
摘要:煤制烯烃、煤制油 煤制气 煤热解 煤炭分质利用 神木天元 高温煤气中的油尘分离 高浓度(含焦油、酚、苯、氨氮、COD)热解废水的处理 含氨废水污染环境 工业化应用了油洗工艺和干法熄焦技术 霍伟环保干熄焦 煤分质利用示范企业 良好的经济效益、节能环保效果、能源转换效率

  煤炭分质利用缘何会柳暗花明?

    

 此前被热捧的煤制烯烃、煤制油和煤制气项目悄然退烧。根据中国石化联合会2011年8月公布的数据,在建拟建产能分别高达2800万吨、4000万吨和1500亿立方米。但据记者了解,以目前开展前期工作和正在建设的项目推算,到“十三五”末,我国煤制烯烃、煤制油和煤制气有效产能很难突破1500万吨、2000万吨和680亿立方米,较预计产能锐减一半。

    但与此形成显明对比的是,此前并不被看重的以煤热解为龙头的煤炭分质利用却悄然升温。据记者了解,目前国内建成、在建、拟建的煤热解产能超过1.8亿吨。其中,仅今年投产的中低温煤焦油加氢项目产能就有200万吨,对应的热解产能超过2000万吨。2016年还有160万吨中低温煤焦油加氢和1600余万吨煤热解产能释放。

    人们不仅要问,煤炭分质利用缘何会柳暗花明?

    制约瓶颈逐一解决

    7月12日,由陕西煤业化工技术研究院有限责任公司与北京柯林斯达科技发展有限公司联合开发的气化-低阶煤热解一体化技术(CGPS),在北京通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。由中国工程院院士谢克昌、倪维斗、金涌等9位专家组成的鉴定组认为:该技术通过热解与半焦气化技术的耦合,以半焦粉气化产生的高温煤气作为热载体,进行逆向串级直接接触热解,实现了高温煤气显热的高效合理利用与低阶煤的梯级热解。其万吨级工业化试验装置工艺流程主装置及自动化控制先进合理,便于操作和稳定运行。整套技术推进了低阶煤定向热解制高品质焦油与煤气技术研发进程,属国际首创、居领先地位。干熄焦设备由霍伟环保提供 189 1719 6504

    这是时隔不足20天时间,我国诞生的又一先进煤热解技术。6月25日,由陕煤化集团神木天元化工有限公司开发的低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术,顺利通过了由陕西省科技厅组织的科技成果鉴定。以金涌院士为组长的鉴定组认定:该技术攻克了煤低温热解领域粉煤洁净化分质利用关键性技术和装备,整体技术达到国际先进水平。干熄焦设备由霍伟环保提供 189 1719 6504

    上述两项技术成果只是我国煤分质利用技术突飞猛进的一个缩影。事实上,近几年,以煤热解为龙头的我国煤分质利用领域的新技术层出不穷:

    2010年,神木天元化工公司将自主开发的中低温煤焦油轻质化技术与块煤中低温热解技术、煤焦油延迟焦化技术集成耦合,建成年产135万吨块煤热解-50万吨煤焦油加氢制取石脑油、柴油馏份工业化示范装置,成功突破了块煤热解、荒煤气制氢、中低温煤焦油固定床加氢技术大型化应用难题;

煤分质利用理念最早由陕煤化集团提出。其整体思路是:含油率较高(5%以上)的低阶煤,经中低温(550~850℃)热解,抽取其中的焦油、煤气等轻质组分,同时获得热值较高的清洁材料半焦。煤气用于制氢或甲烷;煤焦油经提酚等处理后与氢气催化裂化反应生产石脑油和柴油馏分;脱除了挥发份的半焦,比原煤热值更高、更洁净,既可气化生产合成气,继而生产化工产品,又可作为优质民用燃料和电厂燃料,还可替代无烟煤,用于炼钢炉的高炉喷吹,从而实现了煤的分质分级高效清洁利用。干熄焦设备由霍伟环保提供 189 1719 6504

    以热解为龙头的煤分质利用自上世纪30年代起就受到各国关注。目前,全球已经有近20个煤热解技术问世。中国于上世纪80年代末成功开发了立式炉块煤热解技术,一直沿用至今。目前全国煤热解产能已经超过8000万吨/年。但立式炉只能以块煤作原料、煤气有效成份和热值低、单炉产能小等弊端,使其进一步推广受到限制,也难以真正体现煤分质利用的高效与清洁。为此,近几年,粉煤或全煤热解技术成为众多企业和科研单位竞相开发的方向。这其中,高温煤气中的油尘分离、高浓度(含焦油、酚、苯、氨氮、COD)热解废水的处理与资源化利用,以及装置大型化成为制约粉煤或全煤热解的3大难题,也是煤分质利用必须迈过的3道槛。

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现在,经过科技人员的不懈努力,上述3大难题已经全部有了较为合理的解决方案。其中,神木天元公司低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术,在用热烟气干燥粉煤的同时,吹出粒径小于0.2毫米的煤尘,大幅减少了后序热解过程煤焦油中的煤尘量,并巧妙运用高速离心分离技术,将含有少量煤尘的焦油进行高效分离,最终破解了粉煤热解过程油尘难以分离的难题。

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早在3年前,立志于煤炭分质分级利用的陕煤化集团就开始关注半焦(焦粉)的出路问题,并委托陕煤化技术研究院有限公司开展这方面的研究。经过几年努力和大量工业化应用试验表明,半焦(焦粉)制备水煤浆气化或直接气化,其效果与原煤并无多大区别;用于高炉喷吹替代无烟煤也是完全可行的;用作居民冬季取暖的燃料,由于在热解过程已经脱除了硫、氮、挥发分,不仅热值高,且洁净耐用。为解决传统块煤热解过程中携带含氨废水污染环境等问题,陕煤化集团联合相关科研单位,开发并工业化应用了油洗工艺和干法熄焦技术霍伟环保工程(上海)有限公司为神木天元化工的干熄焦技改提供了关键的设专利设备,现已经全部经过工业化应用验证,从而确保了所得半焦绿色清洁,各项质量指标满足甚至优于优质无烟块煤质量要求。另外,为使老百姓方便地使用洁净焦粉,陕煤化集团还建成30万吨/年型焦生产线,现已开始生产并对外销售型焦,其产品深受用户好评。干熄焦设备由霍伟环保提供 189 1719 6504

在突破技术瓶颈的同时,煤分质利用示范项目良好的经济效益、节能环保效果、能源转换效率,以及广泛的外延特性,同样令业界振奋。

    目前,国内共有3家煤分质利用示范企业,分别是:陕煤化集团神木天元化工有限公司、内蒙古庆华集团煤化工公司、黑龙江宝泰隆煤化工股份公司。

    神木天元公司是我国目前最大的煤分质利用示范企业,拥有年产135万吨煤中低温热解、2.2万吨精酚、50万吨中低温煤焦油加氢生产能力。自2010年4月投产以来,该公司累计实现销售收入154亿元,实现利润超过14亿元。今年以来,在国内成品油、焦炭及其他化工产品价格持续大幅下跌、传统煤化工企业大面积亏损、现代煤化工企业微利甚至亏损经营的极其不利的情况下,神木天元公司依然逆势走红——1~7月累计实现销售收入11.87亿元,上缴税金8000余万元,实现净利润3700余万元。由霍伟环保工程(上海)有限公司生产的“立式炉干熄焦”核心设备,正在神木天元的生产现场运行,为煤炭的分质高效环保利用提供有力保障。

 

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