低階煤清潔高效利用獲重大進(jìn)展
11月26日夜，陜北神木市檸條塔，大雪覆蓋、寒風(fēng)凜冽。240噸/天固體熱載體煤低溫?zé)峤庵性囇b置調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)燈火通明，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所科研人員已度過3個(gè)不眠之夜。自10月28日點(diǎn)火啟爐以來，他們?nèi)找箠^戰(zhàn)，終于實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。這是國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)10萬噸/年規(guī)模的循環(huán)流化床粉煤熱解裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，也是中科院戰(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”的重大進(jìn)展。
我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量和產(chǎn)量分布極不均勻，低階煤所占比例較高，超過全國(guó)煤炭總儲(chǔ)量的50%。這些煤具有水分大、揮發(fā)分高、化學(xué)反應(yīng)性好等特點(diǎn)，煤的揮發(fā)分中富含可直接轉(zhuǎn)化為高價(jià)值化學(xué)品、大宗燃料油及燃?xì)獾奶細(xì)浣Y(jié)構(gòu)；而我國(guó)目前以直接燃燒為主的煤炭利用方式未能實(shí)現(xiàn)資源的高值化利用，同時(shí)排放大量污染物。通過熱解直接提取煤中的揮發(fā)分，獲得焦油、熱解煤氣和半焦是對(duì)這些低階煤進(jìn)行提質(zhì)利用的有效方法。
低階煤熱解提油梯級(jí)利用技術(shù)，可在一定程度上降低我國(guó)石油和天然氣的對(duì)外依存度，提高煤炭資源的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)能源高效利用，對(duì)我國(guó)具有重要的戰(zhàn)略意義，前景廣闊。
我國(guó)從上世紀(jì)50年代開始煤的熱解工藝研發(fā)工作，形成了不同工藝，如回轉(zhuǎn)式、固定床、移動(dòng)床、流化床等，但仍處于中試或工業(yè)示范階段，未能大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。其中的關(guān)鍵問題是缺乏對(duì)熱解反應(yīng)與過程的有效控制，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行過程中油品出現(xiàn)問題。
近年來，中科院工程熱物理所深入攻關(guān)，建立了循環(huán)流化床固體熱載體快速熱解粉煤提油工藝系統(tǒng),并最終中試成功。中試裝置以焦油、半焦和熱解煤氣為目標(biāo)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)半焦4.4萬噸、焦油5600噸、熱解煤氣1200萬立方米。采用循環(huán)流化床部分燃燒與熱解耦合工藝，通過獨(dú)創(chuàng)的固體物料加熱、物料循環(huán)控制、熱解爐排焦等手段，成功控制了固體熱載體燃燒床和熱解床的能量和物料交換，實(shí)現(xiàn)了雙床的有機(jī)耦合；同時(shí)針對(duì)粉煤熱解焦油含塵量高的世界性難題，開發(fā)了分級(jí)脫灰工藝和高溫深度脫灰技術(shù)與裝備，使脫灰貫穿熱解全過程，實(shí)現(xiàn)高溫在線脫灰。
當(dāng)前，我國(guó)對(duì)石油和天然氣的需求量隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷增加，從相對(duì)豐富的煤炭資源中尋求對(duì)油氣的補(bǔ)充變得尤為重要。此次粉煤熱解裝置的成功滿負(fù)荷運(yùn)行，意味著我們?cè)诘碗A煤清潔高效利用方面獲得重大進(jìn)展。
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