低階煤占我國煤炭總量的一半以上，作為低階煤清潔分質(zhì)利用的最好方式，熱解提質(zhì)技術逐漸成為我國煤化工行業(yè)的研發(fā)重點和創(chuàng)新方向。中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會煤化工專委會委員、陜西省化工學會名譽理事長賀永德向記者介紹說，熱解在低階煤清潔分質(zhì)利用上技術優(yōu)勢明顯，目前這項歷史悠久的技術已日趨成熟，新技術層出不窮，單套裝置規(guī)模也越來越大，但粉煤的熱解關鍵技術瓶頸仍待破解。

　　分質(zhì)利用 最好方式

　　賀永德告訴記者，低階煤一般油含率高，通過中低溫熱解，煤在隔絕空氣或缺氧條件下加熱到500℃～800℃，可將煤分解為氣體(熱解氣)、液體(煤焦油)和固體(半焦)。

　　熱解技術最突出的特點是可有效提高資源利用效率。這是因為低階煤直接燃燒會使大量高附加值組分轉化為CO2。通過熱解，可將煤中的焦油提出，同時產(chǎn)出煤氣和半焦，將原煤一分為三，避免資源浪費。而且煤熱解的生產(chǎn)工藝條件溫和，熱解溫度一般為550℃～700℃，反應壓力接近常壓，生產(chǎn)系統(tǒng)不需要大型空分裝置;還具有良好的環(huán)保性，煤熱解得到的半焦可作為鍋爐燃料和氣化原料，所含的污染物少于原煤，對環(huán)境影響較小，相對于氣化來說水耗也較低。

　　古老技術 煥發(fā)生機

　　煤熱解技術源遠流長。早在17世紀后期中低溫熱解就開始出現(xiàn)，至今已有200多年的歷史。上世紀初至50年代，低溫熱解工業(yè)得以迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了德國的Lurgi-Spuelgas、美國的Disco、德國的Lurgi-Ruhrgas、前蘇聯(lián)的固體熱載快速熱解等工藝。

　　我國也在1953年由撫順石油四廠著手設計新建1套試驗裝置和1臺日處理量45噸的低溫熱解爐，其工藝類似魯奇爐。到1957年以后，中低溫熱解單爐規(guī)模達到330~450噸/天的能力。

　　近年來，我國低階煤熱解技術開發(fā)和示范取得突破性進展，新一代熱解技術達20多種，一半實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。其中核心的熱解裝置主要包括內(nèi)熱立式方形爐、外熱立式方形爐、回轉爐、國富爐、帶式爐、雙循環(huán)快速熱解爐、固體熱載體熱解爐、氣體熱載體熱解爐、流化床熱解爐、氣流床、熱解氣化一體化爐、真空微波干餾爐等，單爐年處理規(guī)模從幾萬噸、十萬噸到如今的80萬噸以上，原料煤既有塊煤，也有碎煤和粒度小于1毫米的粉煤。

　　規(guī)模擴大 產(chǎn)品多樣

　　據(jù)介紹，在我國單系列50萬噸/年及以上的低階煤熱解技術中，已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)或試驗的，主要包括河南龍成80萬噸/年旋轉床低溫熱解、陜煤集團與北京國電富通合作開發(fā)的50萬噸/年煤氣熱載體分段多層低階煤熱解、北京柯林斯達100萬噸/年褐煤帶式爐熱解等。此外，陜煤在建的低階粉煤氣固熱載體快速熱解項目，單套裝置處理能力達120萬噸/年;神木天元在建的粉煤回轉爐熱解項目，單套裝置處理能力為60萬噸/年。

　　“大型化固然是煤熱解發(fā)展的趨勢，有利于提高能源轉化效率、綜合利用和降低能耗，但也不是越大越好，要確定一個經(jīng)濟合理的單套規(guī)模。”賀永德對記者說，熱解爐大型化體積超過一定標準就會出現(xiàn)一些問題。不同熱解爐型應有不同的經(jīng)濟規(guī)模，同時還要考慮焦油、煤氣和半焦三者之間的優(yōu)化產(chǎn)率。煤熱解目標是要提高焦油收率和能源轉化效率，降低能耗。因此熱解溫度應控制在600℃以下，縮短熱解的時間。

　　“此外，煤熱解的綜合利用仍需下功夫，比如產(chǎn)品附加值需進一步提高，熱解氣、焦油和半焦的后續(xù)利用也應創(chuàng)新突破。熱解氣主要組分可提取后加工乙二醇、LNG、烷烴、烯烴等;焦油應先提取后再加氫合成柴油和石腦油餾分等，還可加工為高密度航空煤油、高檔潤滑油基礎油等;半焦除作為高爐噴吹原料、工業(yè)及民用燃料外，可經(jīng)活化制取吸附材料或過濾材料，也可將其進行氣化生產(chǎn)甲醇，進一步與焦油制取的石腦油重整耦合生產(chǎn)芳烴，再與熱解氣加工的乙二醇合成PTA、PET，或者用甲醇直接生產(chǎn)烯烴(MTO)，形成完整的高附加值產(chǎn)業(yè)鏈。”賀永德表示。

　　粉煤熱解 尚待突破

　　賀永德認為，盡管我國煤熱解技術發(fā)展較快，但仍存在一些制約瓶頸，主要是粉煤中低溫熱解技術尚未完全突破。

　　目前，粉煤熱解技術逐漸成為業(yè)內(nèi)研究的熱點和攻關的方向。比如，陜煤集團自主研發(fā)的低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解工藝(SM-SP)、陜煤—國富煤氣熱載體分段多層低階煤熱解工藝、北京煤化院外熱式多段回轉爐工藝、大唐華銀—中國五環(huán)LCC工藝、神霧集團蓄熱式無熱載體熱解工藝、清華—天素固體熱載體褐煤熱解技術、中科院工程熱物理所固體熱載體流化床低溫熱解工藝、西安華龍公司真空微波煤干餾等，絕大多數(shù)已進入工業(yè)化試驗階段，有的正在開展工業(yè)化示范。

　　“然而，粉煤熱解迄今尚沒有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣應用。”賀永德坦言，存在的主要問題是熱解油、氣、煤塵在線分離和干熄焦技術，以及粉焦的鈍化、儲運和大規(guī)模應用等技術尚未完全突破，廢水有效處理還沒有成熟的方法。大型化的工程問題已基本解決，但還不理想，熱解爐氣固分布的特殊結構仍需完善優(yōu)化。