用好低階煤

2013-07-25　來源：《中國煤化工》編輯部　作者:記者 張穎華

2013年6月20日，由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)煤化工專業(yè)委員會(huì)主辦的低階煤分質(zhì)梯級(jí)利用技術(shù)論壇在京召開。論壇吸引了來自國內(nèi)外煤化工行業(yè)的200多位代表，其中不乏從事低階煤技術(shù)研究、設(shè)計(jì)、裝置運(yùn)行以及裝備制造等方面的專家、學(xué)者和企業(yè)代表等。

用好低階煤

——記低階煤分質(zhì)梯級(jí)利用技術(shù)論壇

文|記者  張穎華    圖|博文

2013年6月20日，由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)煤化工專業(yè)委員會(huì)主辦的低階煤分質(zhì)梯級(jí)利用技術(shù)論壇在京召開。論壇吸引了來自國內(nèi)外煤化工行業(yè)的200多位代表，其中不乏從事低階煤技術(shù)研究、設(shè)計(jì)、裝置運(yùn)行以及裝備制造等方面的專家、學(xué)者和企業(yè)代表等。

主辦方中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)煤化工專業(yè)委員會(huì)工作人員告訴記者，最初論壇規(guī)模設(shè)定為100人左右的研討會(huì)，在報(bào)名階段就收到了超過150位的回執(zhí)，而實(shí)際到會(huì)人數(shù)已達(dá)到200多人。一位企業(yè)代表告訴記者，這個(gè)論壇在業(yè)內(nèi)口耳相傳，他就是通過一位煤化工企業(yè)的老總了解到論壇信息，并擠出時(shí)間專程趕來赴會(huì)的。究竟這場(chǎng)論壇有何魅力？記者實(shí)地進(jìn)行了采訪。

時(shí)不我待

據(jù)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)煤化工專委會(huì)副秘書長(zhǎng)王秀江介紹，今年以來，專委會(huì)通過廣泛調(diào)研了解到，低階煤因煤化程度低、揮發(fā)分高、水含量高，直接燃燒或氣化效率低，開發(fā)利用受到諸多限制。而低階煤目前主要用于燃燒發(fā)電和煤氣化等領(lǐng)域，能源利用效率和經(jīng)濟(jì)性相對(duì)比較低。專委會(huì)意識(shí)到，對(duì)煤化工而言，根據(jù)低階煤資源的特點(diǎn)，開發(fā)低階煤的清潔高效利用新途徑變得非常必要。目前我國在低階煤利用上有迫切的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等需求。基于此，專委會(huì)將低階煤綜合利用的問題列為工作重點(diǎn)之一。

“本次論壇的目的很明確，邀請(qǐng)廣大專家、企業(yè)家共同研究分析國內(nèi)外低階煤綜合利用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)低階煤提質(zhì)、加工利用等先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，探索新時(shí)期煤炭轉(zhuǎn)化工作新思路。”王秀江這樣說。

中國石化聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李勇武也專程參加了論壇。他指出，開發(fā)和建設(shè)低階煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，一定要保持科學(xué)、謹(jǐn)慎的態(tài)度。特別是在未來，我國將面臨更大的資源和環(huán)境壓力，對(duì)發(fā)展低階煤的分質(zhì)轉(zhuǎn)化提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。

陜西煤業(yè)化工集團(tuán)公司副總經(jīng)理尚建選此行攜帶了自己的作品——《低階煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)》一書。這是他與幾位煤炭分質(zhì)利用專家根據(jù)多年的研究與實(shí)踐所著。他告訴記者，陜煤化集團(tuán)從2004年組建開始，就明確提出了煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)利用的概念，并以產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式為支撐，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和工藝技術(shù)、產(chǎn)品方案優(yōu)化組合等多方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究探索，并有計(jì)劃、有目的進(jìn)行了工業(yè)化示范，建成一批工業(yè)示范裝置并取得了一系列技術(shù)成果。 

技術(shù)大餐

本次論壇薈萃了8個(gè)低階煤熱解、燃燒、分級(jí)煉制等方面的最新技術(shù)報(bào)告。具體包括：陜西煤業(yè)化工集團(tuán)公司《低階煤分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)開發(fā)與工程實(shí)踐》；北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)《神霧無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床煤熱解新工藝》、《神霧低熱值固體燃料火電鍋爐新技術(shù)》；神木富油能源科技有限公司《中/低溫煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油成套工業(yè)化（FTH）技術(shù)》；山東天力干燥股份有限公司《褐煤過熱蒸汽干燥及絕熱洗滌水回收技術(shù)》；神華研究院《神華第一代煤分級(jí)煉制技術(shù)》；北京華福工程有限公司《煤焦油溶劑萃取和加氫改質(zhì)組合工藝技術(shù)》；浙江大學(xué)熱能工程研究所《低階煤熱解燃燒分級(jí)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研究開發(fā)》。

陜煤化煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)備受關(guān)注。尚建選表示，陜煤化集團(tuán)“十二五”期間，在陜北能源化工基地規(guī)劃的榆神煤化學(xué)工業(yè)區(qū)計(jì)劃建設(shè)大型煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)工程示范項(xiàng)目，一期3000萬噸/年煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)。項(xiàng)目依托陜煤化自有陜北低階煤、自主創(chuàng)新的煤熱解、煤焦油輕質(zhì)化、石腦油與甲醇耦合制對(duì)二甲苯等一系列工藝和環(huán)保技術(shù)和已有煤炭分質(zhì)高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域工程實(shí)踐建設(shè)，能根據(jù)煤炭的粒度，采用不同的熱解技術(shù)，對(duì)煤炭進(jìn)行分質(zhì)利用，生產(chǎn)市場(chǎng)緊缺的清潔能源產(chǎn)品。“這個(gè)項(xiàng)目能量轉(zhuǎn)化效率高，水耗低，是陜北煤炭生產(chǎn)能源產(chǎn)品的最優(yōu)方式。”作為煤炭分質(zhì)利用的代表人物，尚建選這樣總結(jié)，“我們建的是循環(huán)經(jīng)濟(jì)生態(tài)園區(qū)。”

神華集團(tuán)研究院副院長(zhǎng)劉科介紹的北京低碳清潔能源研究所第一代煤分級(jí)煉制技術(shù)引起了代表們的熱烈反響。這項(xiàng)技術(shù)是在美國LFC技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的具有神華自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤分級(jí)煉制技術(shù)。世界唯一成功示范的低階煤提質(zhì)項(xiàng)目正是利用美國LFC技術(shù)建設(shè)的，其30萬噸/年規(guī)模低階煤提質(zhì)示范項(xiàng)目在1992～1998年運(yùn)行了5年。目前，針對(duì)呼倫貝爾褐煤已形成了神華百萬噸級(jí)煤分級(jí)煉制技術(shù)工藝包，并完成了核心設(shè)備的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)。目前正在推進(jìn)百萬噸示范工程。

一位代表告訴記者，這項(xiàng)技術(shù)是第一次聽說，“煉制”的概念非常新穎。劉科的報(bào)告讓他認(rèn)識(shí)到煤的傳統(tǒng)利用路線需要革新，不能不考慮原煤組成，而直接以燃燒或氣化的方式利用。對(duì)高水分的煤，本來水分可在300℃以下利用廢熱驅(qū)除，卻直接在1000℃以上燃燒或氣化，就造成能量的極大浪費(fèi)，犧牲了能效；對(duì)揮發(fā)分、油份含量較高的煤，本可在溫和的條件下（500～650℃）先提出高價(jià)值的液體及氣體產(chǎn)物，卻直接將原煤燃燒，是價(jià)值上的極大浪費(fèi)。

據(jù)神霧集團(tuán)研究院首席專家王其成介紹，神霧無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床煤熱解新工藝使用的蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)是國際第三代燃燒技術(shù)，具有單爐處理量大（100萬噸/年以上）、能源轉(zhuǎn)化效率高（86%以上）、熱解過程容易控制、原料適應(yīng)性好、燃料來源廣（可用700kcal/Nm3的低熱值燃料）、燃燒熱效率高（總熱利用率達(dá)90%以上）、熱解煤氣品質(zhì)好（可以用于制氫/制甲醇/制天然氣等高附加值化工產(chǎn)品）、焦油品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。該中試試驗(yàn)裝置已經(jīng)對(duì)山西平朔氣煤、內(nèi)蒙古鄂爾多斯長(zhǎng)焰煤、內(nèi)蒙古錫林郭勒盟褐煤、新疆褐煤、印尼褐煤、澳洲褐煤等數(shù)十個(gè)煤種分別進(jìn)行了連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大型中試試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焦油收率高，煤氣熱值高、質(zhì)量純，能耗低，易于實(shí)現(xiàn)百萬噸級(jí)大型化。目前開展的工程應(yīng)用有內(nèi)蒙烏蘭煤炭集團(tuán)100萬噸/年長(zhǎng)焰煤熱解及焦油深加工生產(chǎn)線（已開工建設(shè)）、香港中能科技公司100萬噸/年褐煤熱解及焦油深加工生產(chǎn)線（詳細(xì)設(shè)計(jì)階段）等，還計(jì)劃建設(shè)山西平朔中煤集團(tuán)100萬噸/年長(zhǎng)焰煤干餾熱解提油生產(chǎn)線、印尼Saka100萬噸/年瀝青礦干餾熱解生產(chǎn)線、北控集團(tuán)呼和浩特煤制天然氣13億立方米/年生產(chǎn)線。

論壇的另一熱點(diǎn)是浙江大學(xué)熱能工程研究所王勤輝教授帶來的低階煤熱解燃燒分級(jí)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。其通過簡(jiǎn)單的熱解工藝將揮發(fā)分提取出來高效利用，將熱解后劣質(zhì)的半焦用于直接燃燒利用。其研發(fā)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，將循環(huán)流化床鍋爐和熱解爐緊密結(jié)合，在一套系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)熱、電、焦油、煤氣的聯(lián)合生產(chǎn)，揮發(fā)分在20%以上的各種褐煤和煙煤都適合此工藝。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了褐煤熱解燃燒分級(jí)轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用，該技術(shù)于2011年成功投運(yùn)40t/h褐煤多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)試驗(yàn)裝置，2011年6月完成72小時(shí)運(yùn)行考核測(cè)試。煤的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)可以通過較簡(jiǎn)單的工藝實(shí)現(xiàn)煤的分級(jí)轉(zhuǎn)化和梯級(jí)利用，大幅度提高煤的利用價(jià)值和利用效率。通過試驗(yàn)研究和工業(yè)示范裝置運(yùn)行的驗(yàn)證和數(shù)據(jù)收集，已具備工業(yè)化推廣的條件。

在4月27日通過中國石化聯(lián)合會(huì)鑒定的中低溫煤焦油全餾分加氫多產(chǎn)中間餾分油成套化工業(yè)技術(shù)（FTH）作為煤代油戰(zhàn)略的新途徑，也來到了論壇與大家交流。FTH技術(shù)是針對(duì)我國產(chǎn)量巨大的煤焦油所開發(fā)，在全餾分煤焦油加氫生產(chǎn)中間餾分油這個(gè)全新領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)煤焦油的利用率100%，液體產(chǎn)品收率高達(dá)98.3%。

據(jù)神木富油能源科技有限公司總經(jīng)理?xiàng)钫紭?biāo)介紹，2012年7月，全球第一套12萬噸/年FTH裝置在陜西榆林錦界工業(yè)園正式投料生產(chǎn)以來，經(jīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)考核，各項(xiàng)生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)品液化氣、石腦油、柴油餾分和尾油總收率高達(dá)98%以上，并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定安全運(yùn)行，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

有焦化行業(yè)代表告訴記者，F(xiàn)TH技術(shù)有兩個(gè)亮點(diǎn)是他最關(guān)心的，一個(gè)是加氫進(jìn)料之前只需脫除機(jī)械雜質(zhì)、水分和金屬離子；另一個(gè)是實(shí)現(xiàn)了煤焦油中瀝青質(zhì)、膠質(zhì)的加氫轉(zhuǎn)化，這可是一項(xiàng)世界級(jí)的難題。

作為干燥領(lǐng)域的技術(shù)和裝備供應(yīng)商，山東天力干燥股份有限公司一直致力于先進(jìn)節(jié)能干燥技術(shù)的研發(fā)，其開發(fā)的褐煤過熱蒸汽干燥技術(shù)引起了代表的關(guān)注。副總經(jīng)理王宏耀告訴記者，過熱蒸汽干燥技術(shù)是一種惰性氣體閉路循環(huán)的干燥技術(shù)。其利用褐煤自身蒸發(fā)出的水蒸汽形成過熱蒸汽，作為干燥攜濕氣和保護(hù)氣，將褐煤脫除的水分帶出干燥機(jī)外。這種過熱蒸汽通過循環(huán)加熱的方式，營(yíng)造了褐煤的貧氧干燥環(huán)境，保證了干燥過程的本質(zhì)安全?；诖思夹g(shù)，天力建設(shè)完成了處理量500kg/h的蒸汽回轉(zhuǎn)過熱蒸汽干燥實(shí)驗(yàn)裝置，先后對(duì)國電集團(tuán)元寶山、新礦集團(tuán)烏拉蓋、內(nèi)蒙創(chuàng)源、印尼、澳洲等地的褐煤進(jìn)行了數(shù)百次的實(shí)驗(yàn)研究，掌握了該技術(shù)的特點(diǎn)，并獲得了“用于低階煤干燥提質(zhì)的蒸汽回轉(zhuǎn)干燥裝置及系統(tǒng)”等科技成果及7項(xiàng)專利技術(shù)。

北京華福工程有限公司副總經(jīng)理劉庭斌介紹的煤焦油溶劑萃取和加氫改質(zhì)組合工藝技術(shù)，包括了煤焦油脫水脫渣、煤焦油溶劑萃取、萃取油加氫改制3個(gè)技術(shù)。該技術(shù)的一大亮點(diǎn)是組合工藝不生產(chǎn)煤瀝青產(chǎn)品，很好的回避了瀝青產(chǎn)品售價(jià)低且銷售有季節(jié)性的問題。目前，煤焦油溶劑萃取專利技術(shù)已經(jīng)有工業(yè)裝置連續(xù)運(yùn)行3年以上。

未來之路

作為低階煤提質(zhì)的實(shí)踐者之一，北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)邀請(qǐng)與會(huì)代表參觀了神霧旋轉(zhuǎn)床低階煤熱解中試實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室是國內(nèi)唯一的節(jié)能與低碳技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，是神霧集團(tuán)在2009年投資5億元建設(shè)的，目前開展的技術(shù)開發(fā)和中試試驗(yàn)研究多達(dá)26個(gè)方向，包括蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)、低變質(zhì)煤中低溫?zé)峤饧夹g(shù)等。

多位代表對(duì)記者表示，對(duì)于神霧開發(fā)的多項(xiàng)低階煤利用技術(shù)是十分關(guān)注的，非常珍惜來交流的機(jī)會(huì)。有代表說，此行最大的收獲來自于這次實(shí)驗(yàn)室參觀，他通過與技術(shù)人員的深入交流，得到了技術(shù)研發(fā)方面的重要信息。也有代表表示，這個(gè)中試實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)，現(xiàn)在大部分都處在中試階段，在沒有見到真正的工業(yè)化成果之前，對(duì)于技術(shù)的應(yīng)用，他還持觀望態(tài)度。

記者注意到，來自錫林郭勒盟創(chuàng)源煤化工的代表從第一天的會(huì)議開始，就對(duì)神霧的技術(shù)表示了濃厚的興趣。在會(huì)場(chǎng)，他非常認(rèn)真地觀察神霧公司設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的項(xiàng)目模型。在整個(gè)參觀過程中，他始終站在介紹者的身旁。在參觀結(jié)束后的交流環(huán)節(jié)，他提出了很多專業(yè)的技術(shù)問題……當(dāng)記者問及他的參觀感想，他說：我一直在考慮這一技術(shù)用在我們那里的可行性。

在這次論壇上，北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司來了10多位代表，負(fù)責(zé)人告訴記者，他們絕大多數(shù)是技術(shù)人員，是公司專程安排來學(xué)習(xí)的。因?yàn)樵谶@次論壇上介紹的技術(shù)都是行業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)，代表了低階煤研發(fā)的方向，帶給了他們很多啟發(fā)。

科技部高新技術(shù)司能源交通處處長(zhǎng)鄭方能表示，低階煤高效干燥、污水凈化等技術(shù)還需要進(jìn)一步提高和完善，科技部今后將對(duì)低階煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化利用進(jìn)行持續(xù)地支持。

原文鏈接：http://www.coalchem.org.cn/Publication/view.asp?id=373