近年來煤熱解技術(shù)雖然涌現(xiàn)出十幾種，但粉煤熱解尚無大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用實(shí)例。熱解氣除塵效果不徹底、干法熄焦未突破、熱傳導(dǎo)效率低制約了粉煤熱解大規(guī)模高效穩(wěn)定運(yùn)行。正因如此，近期取得工業(yè)試驗(yàn)突破的低階煤熱解技術(shù)十分亮眼。

   低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(shù)（SM-SP）2萬噸/年工業(yè)試驗(yàn)裝置

    9月11日，低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(shù)（SM-SP）工業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的國家科技成果鑒定。該技術(shù)由陜西煤業(yè)化工集團(tuán)上海勝幫化工技術(shù)股份有限公司與陜西陜北乾元能源化工有限公司合作開發(fā)，2015年5月在榆林市麻黃梁工業(yè)園區(qū)建成了2萬噸/年低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(shù)工業(yè)試驗(yàn)裝置。經(jīng)過一年多試驗(yàn)，裝置累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過2000小時(shí)，取得了大量的工業(yè)化試驗(yàn)數(shù)據(jù)。中國石化聯(lián)合會(huì)組織專家于2016年8月20日到23日進(jìn)行72小時(shí)現(xiàn)場標(biāo)定，該裝置運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，操作靈活，能源轉(zhuǎn)換效率80.97%，焦油產(chǎn)率17.11%(同基準(zhǔn)葛金焦油收率的155%)，半焦產(chǎn)率45.24%,有效煤氣產(chǎn)率4.24%。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng)，總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

    “目前，120萬噸/年低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(shù)示范裝置工藝包和百萬噸級(jí)低階粉煤固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(shù)工業(yè)示范項(xiàng)目規(guī)劃已完成，主要工藝技術(shù)方案獲得中石化洛陽工程有限公司專家組的認(rèn)可。”上海勝幫化工技術(shù)股份有限公司總經(jīng)理沈和平說，“工業(yè)化條件已具備，相信這一天并不遙遠(yuǎn)。”

   “如果榆林地區(qū)年產(chǎn)5億噸煤炭中拿出3億噸就地進(jìn)行熱解分質(zhì)轉(zhuǎn)化，將可產(chǎn)生5000萬噸油品，并可為市場提供近1.5億噸清潔散燒燃料。”陜西省人大常委會(huì)副主任李金柱十分肯定這項(xiàng)技術(shù)的環(huán)保意義。

    煤提取煤焦油與制合成氣一體化（CCSI）技術(shù)萬噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)裝置

    獲得突破的，還有陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司碳?xì)涓咝Ю�用技術(shù)研究中心自主研發(fā)的煤提取煤焦油與制合成氣一體化（CCSI）技術(shù)。

    陜西延長石油集團(tuán)煤化工首席專家李大鵬說，CCSI技術(shù)核心是在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成煤的熱解反應(yīng)和氣化反應(yīng)，于是，煤炭直接轉(zhuǎn)化成氣、液兩相產(chǎn)物，不僅獲得煤焦油的高收率，還實(shí)現(xiàn)了粉焦的高效轉(zhuǎn)化，真正做到“吃干榨盡”，轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)物附加值更高。目前，萬噸級(jí)的工業(yè)試驗(yàn)裝置已進(jìn)行了三次連續(xù)投煤運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)144小時(shí)連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，煤焦油產(chǎn)率達(dá)16.23%、合成氣有效氣大于35%（空氣氣化），各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)指標(biāo)。“十三五”期間,將開展100萬噸/年CCSI工業(yè)示范和技術(shù)推廣工作。

    “這項(xiàng)技術(shù)將引領(lǐng)未來燃煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)革命。”李大鵬表示，CCSI技術(shù)與發(fā)電產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，在提取煤焦油的同時(shí)，“氣”(合成氣)代煤發(fā)電，可形成煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化—煤焦油深加工—綠色發(fā)電一體化的新型煤油電多聯(lián)產(chǎn)。合成氣不含汞、砷等重金屬污染物，并且可在發(fā)電前脫硫、脫碳、除塵，以改變現(xiàn)有燃煤電廠煙氣處理設(shè)施成本高、效果差的現(xiàn)狀，在產(chǎn)業(yè)鏈條前端解決污染物排放問題。“我們和哈爾濱鍋爐廠、杭州鍋爐廠、上海電氣、華能集團(tuán)、中電集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)研究院、通用電氣、西門子、日立等國內(nèi)外著名火電設(shè)備生產(chǎn)商、技術(shù)服務(wù)提供者進(jìn)行了多次的交流與技術(shù)核算。結(jié)果是，CCSI-燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、CCSI-改建亞臨界鍋爐發(fā)電模式整體的收益都分別比現(xiàn)有IGCC、直接燃煤發(fā)電有明顯的提升，發(fā)電過程中污染物產(chǎn)生量、排放量也得到大幅削減。”李大鵬說。

    據(jù)了解，目前我國每年的燃煤發(fā)電使用量約20億噸，其中70%左右的電廠使用的都是亞臨界鍋爐，如果將其全部利用CCSI技術(shù)改造，在大幅提高發(fā)電效率的同時(shí)，還將多產(chǎn)約2億噸的煤焦油，可替代50%以上的原油進(jìn)口量。

    240噸/天固體熱載體粉煤低溫?zé)峤庵性囇b置

    截至2016年9月底，神木縣錦豐源潔凈煤科技有限公司240噸/天固體熱載體粉煤低溫?zé)峤庵性囇b置累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過4000小時(shí)，單次連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間達(dá)到362小時(shí)。實(shí)測滿負(fù)荷條件下焦油產(chǎn)率為煤收到基的8.5%，焦油正庚烷可溶物＞70%，焦油含塵率為0.4%。運(yùn)行結(jié)果表明，中試裝置達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷長周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，成功解決了粉煤低溫?zé)峤饨褂秃瑝m率高、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、管路容易堵塞等關(guān)鍵問題。9月21至27日，中試裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行168小時(shí)，完成了關(guān)鍵設(shè)備性能測試、系統(tǒng)優(yōu)化以及考核試驗(yàn)研究工作。中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)還組織了其72小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)場標(biāo)定工作�，F(xiàn)場標(biāo)定專家組充分肯定中試裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的調(diào)控能力，高度認(rèn)可焦油的品質(zhì)，并一致認(rèn)為“所開發(fā)的基于循環(huán)流化床技術(shù)的煤熱解-半焦部分燃燒耦合工藝，以高溫半焦作為固體熱載體，通過對(duì)固體熱載體輸送、加熱和固體熱載體與原料煤比例的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)了熱解反應(yīng)溫度的精確控制。所采用的輕油和重油分段油洗工藝，能夠滿足焦油有效回收的要求，總工藝流程合理，裝置自動(dòng)控制方案合理、可行。”

    該裝置是在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“低階煤清潔高效梯級(jí)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范”、中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長基金課題“低階煤循環(huán)流化床熱解氣化及燃燒關(guān)鍵技術(shù)研究和平臺(tái)建設(shè)”的資助及神木縣錦豐源潔凈煤科技有限公司的支持下，由工程熱物理所循環(huán)流化床項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)在神木縣檸條塔工業(yè)園區(qū)建成。通過獨(dú)創(chuàng)的固體物料加熱、高溫物料循環(huán)控制、熱解爐排焦等一系列工藝手段，成功控制了固體熱載體燃燒爐和熱解爐之間的熱量和物料交換，實(shí)現(xiàn)了燃燒和熱解的有機(jī)耦合。通過熱解爐料位的準(zhǔn)確控制、工藝操作條件的優(yōu)化、集熱解的前中后脫灰于一體的熱解焦油分級(jí)脫灰技術(shù)，阻斷了高溫氣的反竄，降低了熱解爐揚(yáng)塵，降低了油品含塵率，提高了焦油輕質(zhì)組分含量，保證了循環(huán)流化床粉煤熱解工藝的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。