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低阶煤清洁高效利用获重大进展 前景广阔

2017-07-13 07:45:04

  11月26昼夜,陕北神木市柠条塔,大雪覆盖、寒风凛冽。240吨/天固体热载体煤低温热解中试装置调试现场灯火通明,中国科学院工程热物理研究所科研人员已度过3个不眠之夜。自10月28日点火启炉以来,他们昼夜奋战,终究实现满负荷稳定运行。这是国内首次实现10万吨/年范围的循环流化床粉煤热解装置满负荷运行,也是中科院战略性先导科技专项“低阶煤清洁高效梯级利用关键技术与示范”的重大进展。

  我国煤炭资源储量和产量散布极不均匀,低阶煤所占比例较高,超过全国煤炭总储量的50%。这些煤具有水份大、挥发分高、化学反应性好等特点,煤的挥发分中富含可直接转化为高价值化学品、大宗燃料油及燃气的碳氢结构;而我国目前以直接燃烧为主的煤炭利用方式未能实现资源的高值化利用,同时排放大量污染物。通过热解直接提取煤中的挥发分,取得焦油、热解煤气和半焦是对这些低阶煤进行提质利用的有效方法。

  低阶煤热解提油梯级利用技术,可在1定程度上下降我国石油和天然气的对外依存度,提高煤炭资源的综合利用率,实现能源高效利用,对我国具有重要的战略意义,前景广阔。

  我国从上世纪50年代开始煤的热解工艺研发工作,构成了不同工艺,如回转式、固定床、移动床、流化床等,但仍处于中试或工业示范阶段,未能大范围工业利用。其中的关键问题是缺少对热解反应与进程的有效控制,致使实际运行进程中油品出现问题。

  最近几年来,中科院工程热物理所深入攻关,建立了循环流化床固体热载体快速热解粉煤提油工艺系统,并终究中试成功。中试装置以焦油、半焦和热解煤气为目标产品,设计能力为年产半焦4.4万吨、焦油5600吨、热解煤气1200万立方米。采取循环流化床部份燃烧与热解耦合工艺,通过独创的固体物料加热、物料循环控制、热解炉排焦等手段,成功控制了固体热载体燃烧床和热解床的能量和物料交换,实现了双床的有机耦合;同时针对粉煤热解焦油含尘量高的世界性困难,开发了分级脱灰工艺和高温深度脱灰技术与设备,使脱灰贯穿热解全进程,实现高温在线脱灰。

  当前,我国对石油和天然气的需求量随着国民经济的发展不断增加,从相对丰富的煤炭资源中寻求对油气的补充变得尤其重要。此次粉煤热解装置的成功满负荷运行,意味着我们在低阶煤清洁高效利用方面取得重大进展。

责任编辑:于琳娜

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