多用途低溫?zé)峤夤に嚰夹g(shù)路線探討

1、多用途低溫?zé)峤夤に嚰夹g(shù)路線探討一、 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外低溫?zé)峤夤に嚪椒ń榻B對(duì)于煤化程度低、揮發(fā)分高、含水量大、燃燒/氣化率低的褐煤及次煙煤，在經(jīng)歷了單一轉(zhuǎn)化（氣化和液化）、燃燒為主的應(yīng)用階段后，以熱解為先導(dǎo)的分級(jí)高效煤拔頭利用技術(shù)越來(lái)越受到重視。其基本思路是以低溫?zé)峤鉃橄葘?dǎo)，生產(chǎn)固（半焦）、液（焦油）及氣（煤氣）成品及半成品，進(jìn)而衍生燃燒發(fā)電、氣化合成、焦油加氫、燃?xì)饣蛱釟涞裙に??？v觀國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)研發(fā)方向及成果，低溫?zé)峤饧夹g(shù)在低階煤、油頁(yè)巖、油砂等不同領(lǐng)域都在不同的程度上得以應(yīng)用，核心熱解方式按換熱機(jī)理可分為外熱式和內(nèi)熱式兩大類別，在我們經(jīng)充分調(diào)研后，從熱利用率、生產(chǎn)規(guī)?？煞糯笮?、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性等角度

2、分析，內(nèi)熱式熱解優(yōu)勢(shì)明顯，在此，我們就內(nèi)熱式熱解技術(shù)進(jìn)行了充分的研究和分析。對(duì)于內(nèi)熱式熱解技術(shù)，當(dāng)前基本存在兩大分支，一是氣體熱載體技術(shù)，二是固體熱載體技術(shù)，根據(jù)其熱解設(shè)備的工作原理及形式的不同，又分別存在多種工藝方法，伴隨而來(lái)的產(chǎn)品方案也有很大的差異性，最終產(chǎn)品方案及聯(lián)產(chǎn)工藝路線，決定了熱解工藝的基本思路，在充分考慮企業(yè)可利用資源的前提條件下，熱解工藝具有很強(qiáng)的選擇性。1、 中國(guó)的煤拔頭（BT）工藝（灰載體）：這是一個(gè)典型的固體熱載體技術(shù)思路，以循環(huán)熱灰為熱載體，與被熱解物料（干燥后）充分混合，快速熱解（熱解溫度650左右），生產(chǎn)焦油和煤氣。以半焦及灰為原料輸送至循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行燃燒。產(chǎn)生

3、的熱灰溫度在800左右。（1）、熱解設(shè)備多為下行移動(dòng)、流化工藝，分四段進(jìn)行，分別為快速混合、快速熱解（控制自由基生成，控制斷裂）、快速氣固分離及荒煤氣快速冷卻（阻斷重聚和油分進(jìn)一步裂解）；（2）、循環(huán)灰熱載體發(fā)生設(shè)備，可為循環(huán)流化床、氣流噴射床配余熱鍋爐系統(tǒng)等。產(chǎn)生的煙氣通余熱鍋爐回收熱量制取中高壓蒸汽以供發(fā)電，煙氣尾氣可送原料的預(yù)熱及干燥系統(tǒng)，最終經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放；(3）、熱載體與工藝原料的質(zhì)量比為5-9，反應(yīng)時(shí)間為416min，熱載體的初始溫度為800左右。中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所，浙江大學(xué)循環(huán)流化多聯(lián)產(chǎn)工藝，北就動(dòng)力經(jīng)濟(jì)研究院，中科院山西煤化所，清華大學(xué)多聯(lián)產(chǎn)等；俄羅斯的ETCh-175

4、工藝等。2、 中國(guó)的固體熱載體快速熱解工藝（DG）（焦載體）中國(guó)的DG工藝（也稱煤固體熱載體法快速熱解技術(shù)）是由大連理工大學(xué)開發(fā)。DG工藝是將煤通過(guò)與熱的載體（熱解后的熱焦）快速混合加熱使煤熱解（干餾）得到低溫焦油、煤氣和半焦的技術(shù)。DG工藝應(yīng)用于褐煤的低溫干餾過(guò)程稱為大工法褐煤熱解提質(zhì)技術(shù)。國(guó)外的LR工藝與此類似。這也是一個(gè)典型的固體熱載體工藝，與BT工藝不同的是，熱載體是系統(tǒng)生產(chǎn)的部分半焦加熱循環(huán)使用，通過(guò)半焦（或煤氣）燃燒產(chǎn)生的熱煙風(fēng)在氣流內(nèi)加熱半焦并提升后與干燥后的原料混合，在下行的移動(dòng)床內(nèi)完成熱解。與熱載體分離后的煙氣直接作為氣流干燥的熱源，應(yīng)用：呼倫貝爾東能化工有限公司年產(chǎn)500萬(wàn)

5、噸褐煤低溫?zé)峤忭?xiàng)目3、 回轉(zhuǎn)式固體熱載體干餾工藝（Galoter干餾工藝）。該工藝熱解設(shè)備采用臥式回轉(zhuǎn)干餾機(jī)，干餾后的半焦和熱灰混合物在空氣噴射管中燃燒，生成的熱灰的一部分作為循環(huán)熱載體使用。4、 蓄熱球（如陶瓷球）固體熱載體工藝（美國(guó)Toscoal工藝）經(jīng)預(yù)熱及干燥后的煤與高溫蓄熱球在回轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)混合傳熱進(jìn)行熱解，熱解后的焦/球混合物經(jīng)滾筒篩篩分后，使焦與球得以分離，分離的蓄熱球提升至加熱器，熱介質(zhì)為燃?xì)猓ɑ蛉冀梗釤燂L(fēng)，煙風(fēng)尾氣送干燥系統(tǒng)。系統(tǒng)熱能燃料選擇，取決于產(chǎn)品方案的規(guī)劃。5、 中國(guó)神華模塊化固體熱載體工藝（焦載體）系統(tǒng)產(chǎn)生的半焦，有三個(gè)分支去向，一是部分半焦經(jīng)回轉(zhuǎn)設(shè)備加熱后作熱載體，

6、熱源為系統(tǒng)自產(chǎn)煤氣燃燒器；二是部分半焦去雙筒回轉(zhuǎn)干燥機(jī)將原料干燥；三是部分半焦作為高溫荒煤氣除塵濾料。熱解設(shè)備為移動(dòng)床。二、 固體熱載體熱解技術(shù)分析1、 固體熱載體熱解設(shè)備：基本可分為三類：移動(dòng)床，流化床，回轉(zhuǎn)滾筒。隨工藝的差別，相應(yīng)的熱解設(shè)備結(jié)構(gòu)也存在較大的差別。2、 固體熱載體的選擇及應(yīng)用現(xiàn)狀：熱載體是固體熱載體熱解提質(zhì)工藝中熱量傳遞媒介，對(duì)整個(gè)熱解工藝起著至關(guān)重要的作用，通過(guò)熱載體熱解可以避免熱解析出白揮發(fā)產(chǎn)物被煙氣稀釋，減少后系統(tǒng)氣體處理裝置規(guī)模，煤氣熱值高。熱載體除了具備蓄熱及傳熱的能力外，還要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗燒結(jié)能力。常用的有，系統(tǒng)內(nèi)燃燒形成的熱灰，系統(tǒng)內(nèi)自產(chǎn)的熱半焦，外來(lái)的陶

7、瓷球等。固體熱載體熱解工藝雖然起步較早，但至今沒(méi)有商業(yè)化應(yīng)用。其主要原因在于：第一，無(wú)論是以高溫半焦還是其它固體物料（如瓷球，砂子等）作為熱載體，都需要通過(guò)額外的燃料燃燒對(duì)其供熱，導(dǎo)致整個(gè)過(guò)程熱效率并不高；第二，以燃燒過(guò)的焦渣（灰）循環(huán)使用作為熱載體，得到的半焦產(chǎn)品和新鮮半焦白混合物，其作為優(yōu)質(zhì)燃料的利用價(jià)值較低；第三，焦油和半焦和半焦粉塵粒子黏附在分離設(shè)備或冷卻管路的內(nèi)壁，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)除具有適用性強(qiáng)，清潔高效、爐內(nèi)脫硫等特點(diǎn)外，還有兩個(gè)重要特征：一是可以高效地燃燒劣質(zhì)煤；二是爐內(nèi)存在穩(wěn)定的高溫?zé)峄已h(huán)流，它攜帶了大量可在爐外利用的熱量。利用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，很

8、好有消化了灰載體工藝產(chǎn)生的熱灰與新鮮半焦混合物。燃燒/熱解耦合多聯(lián)產(chǎn)工藝，克服了傳統(tǒng)的固體熱載體熱解工藝熱效率低、半焦產(chǎn)品利用價(jià)值低等缺點(diǎn)。以循環(huán)流化床鍋爐的高溫循環(huán)灰作熱源將煤在干餾中進(jìn)行熱解，析出煤氣和焦油，熱解半焦和循環(huán)灰送入循環(huán)流化床鍋爐燃燒室繼續(xù)燃燒發(fā)電，實(shí)現(xiàn)熱、電、油、氣多聯(lián)產(chǎn)。該工藝將燃燒與熱解耦合起來(lái)，是實(shí)現(xiàn)低階煤、油頁(yè)巖等資源綜合利用白有效途徑之一。其主要特點(diǎn)有：（1） 熱解系統(tǒng)不需要燃燒設(shè)備。其它輔助裝置，如煙氣排放、排渣均與鍋爐結(jié)合，儲(chǔ)煤、制煤設(shè)備也與鍋爐原有的設(shè)備共用。只需在現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐基礎(chǔ)上改造即可，投資可大幅度降低。（2） 系統(tǒng)為模塊化組成。熱解系統(tǒng)與循環(huán)流化床鍋爐為獨(dú)立系統(tǒng)，調(diào)節(jié)靈活（3） 有效地利用了循環(huán)流化床的高溫?zé)峄?，同時(shí)也充分利用了熱灰和半焦混合物的顯熱，合整個(gè)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)白熱效率可達(dá)80%以上。（4） 有效地消化和利用了了固體熱載體熱解工藝中開成白劣質(zhì)半焦及灰燃料，實(shí)現(xiàn)了熱能的綜合利用。4、 固固混合或均化常用的方式主要包括：機(jī)械混合、氣力混合、重力混合等。5、 煤氣除塵技術(shù)高溫荒煤氣在離開熱解設(shè)備時(shí)，會(huì)攜帶半焦及灰粉塵，在很多熱解工藝中，煤氣除塵效果直接關(guān)聯(lián)到焦油品質(zhì)，是當(dāng)前所有熱解工藝的至關(guān)重要的瓶徑，常見的處理設(shè)備有旋風(fēng)分離器，表面過(guò)濾