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  6月25日,低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术在西安通过了由陕西省科技厅组织的科技成果鉴定。专家组认定: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,对于低阶粉煤的高效转化、煤热解行业的科技进步具有积极意义,整体技术达到国际先进水平,建议尽早实现工业示范及推广应用。


    由中国工程院院士金涌、陕西省化工学会名誉理事长贺永德等七位专家组成的鉴定组一致认为:由陕煤化集团神木天元化工有限公司与华陆工程科技有限公司联合开发的低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术,采用回转炉干燥与回转炉热解串联技术,适于粉煤提质加工与分质利用,能够实现装置长周期运转,具有明显的技术优势;加热介质采用逆、并流结合的方式供热,炉内温度分布更合理,具有独创性。同时,该技术工艺煤焦油收率高、煤气组分优、固体产品活性好、耗水少、原煤中水的回用率高,非常适宜在低阶煤资源丰富、水资源缺乏地区推广应用。


    据神木天元副总经理吕子胜介绍,煤热解在我国已经有30多年历史,目前已经有十几种以低阶块煤、碎煤或褐煤为原料的热解工艺问世。但受细煤粉与煤焦油混合物难以分离、易堵塞设备管道等制约,粉煤热解的工程化难题一直未得到有效突破。


    为此,已经拥有中低温煤焦油加氢裂化、煤焦油延迟焦化、煤焦油提酚、块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料、粉煤热解污水处理等十余项专利技术和工业化装置运行经验丰富的神木天元,于2012年12月,联合华陆科技工程公司,启动了“低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术”的研发工作。经过3年多的试验研究,花费了近亿元资金,攻克了粉煤热解关键技术和关键装备,建成6吨/小时粉煤回转热解制取无烟煤中试装置。并于2015年3月11日起实现了长周期运行。2015年6月14日至6月17日,该中试装置通过了陕西省科技厅组织的72小时现场考核标定。


    据本次科技成果鉴定组副组长、中试装置72小时现场考核标定组组长贺永德介绍:该中试装置由带有除尘的回转干燥系统、带有烟气间壁换热的回转热解系统、油气回收系统、无烟煤冷却系统等部分组成。其最大特点:


    一是以粒径0~30毫米的低阶阶粉煤为原料,经回转干燥、除尘、干馏、冷却、增湿、钝化等环节,产出高品质煤气、煤焦油和新型无烟煤。


    二是在用热烟气干燥粉煤的同时,去除粒径小于0.2毫米的煤尘,从而大幅减少了后续热解过程煤焦油中的煤尘量,为油尘分离奠定基础。


    三是热解过程用自产的煤焦油洗涤热解气中携带的煤焦油(传统工艺为水洗),并将粉煤干燥析出水与热解水分别处理、梯级利用,从而最大限度地降低了装置水耗和废水处理难度,为工业化装置实现废水零排放奠定了基础。


    四是通过外热式加热,克服了传统热解工艺因大量空气进入热解炉导致焦炉煤气热值低、品质差,难以资源化利用等不足。该技术工艺所产煤气,其有效成分高达85%。其中,CH4含量近40%,C2~C5含量约15%,可生产LNG、LPG、氢气、等高附加值产品,有效提升了项目综合效益与市场竞争力。


    五是煤焦油收率高、固体产品品质优。以采用榆林地区低阶长烟煤作原料为例,其煤焦油收率可达9.12%(以干煤计)。另外,经钝化的固体产品,暨保持了较高的活性,达到了无烟煤相关质量标准要求,适用于化工、发电、民用、高炉喷吹等领域,又可避免煤粉运输储存过程发生自燃。


    金涌院士则表示,煤的分质分级利用是煤炭清洁高效利用的最佳途径,符合煤炭高质高用、低质低用的规律,现已引起全球能源化工界关注。我国低阶煤储量丰富、产量大,且随着煤炭机采率的提高,粉煤产量将不断增大。在这种情况下,如何实现粉煤,尤其含油、挥发分较高的低阶粉煤的高效清洁利用显得迫切而重要。神木天元开发的“低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术”,无疑为煤炭分质高效清洁利用增添了新的技术路径。一旦通过优化升级并工业化推广应用,将对我国西部富煤缺水地区经济社会发展以及煤化工产业健康发展产生深远影响。