循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)介紹final2012

1、循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)開發(fā)浙江大學(xué)能源清潔利用國家重點實驗室一、 項目背景和意義我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，即是一個以煤炭為主要能源資源的國家。2008年，我國煤炭產(chǎn)量已達28億噸，占一次能源消費量的65%左右。雖然在未來幾十年內(nèi)我國煤炭能源的比例將逐步下降，但煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位不會發(fā)生根本的改變，我國仍然是一個以煤為主要能源的國家。我國長期以來以煤炭為主要能源資源，但我國煤炭利用一直處于一種單一發(fā)展煤炭生產(chǎn)、不注重煤炭綜合利用的不合理產(chǎn)業(yè)布局，我國煤炭消費的結(jié)構(gòu)中，煤炭在發(fā)電、工業(yè)應(yīng)用、煉焦和氣化等方面占有很大比例。電力、化工和其他行業(yè)在技術(shù)工藝、設(shè)備設(shè)施上的不足以

2、及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的不合理，致使我國的單位產(chǎn)值能耗是發(fā)達國家的3-4倍，可見我國的煤炭利用效率低下，同時我國在煤炭利用過程中對污染物排放控制措施實施得很差，煤炭的開發(fā)和加工利用成為我國環(huán)境污染物排放的主要來源，使得我國環(huán)境成為典型的煤煙型污染，隨著煤炭消耗的增加，面臨的環(huán)境問題越來越多，環(huán)境惡化也會越嚴重。目前，煤炭利用導(dǎo)致的環(huán)境污染已嚴重影響了我國的可持續(xù)發(fā)展。目前，我國煤炭的主要利用方式是直接燃燒，占煤炭總量的80%。煤炭的直接燃燒雖然簡單廉價，但效率較低，利用價值較低，污染嚴重。我國發(fā)電的單位能耗較高，而工業(yè)窯爐能耗更高，這種狀況不僅造成了資源的極大浪費，而且加劇了包括CO2在內(nèi)的污染物的排放

3、。粗放單一的煤的利用方式加大了污染物排放的治理難度，并導(dǎo)致溫室氣體的大量排放，浪費了煤中具有高附加值的油、氣和化學(xué)品?？梢姡覈唾Y源嚴重不足，電力供應(yīng)緊張，煤炭資源利用效率低、污染重，能源問題已成為國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸之一。我國的能源資源和煤炭利用現(xiàn)狀決定了以提高煤炭利用的綜合能效、控制煤轉(zhuǎn)化過程中的污染排放、解決短缺能源需求為近中期能源領(lǐng)域的首要任務(wù)。煤炭的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)從煤碳同時是電力、化工、冶金等行業(yè)的資源這一角度出發(fā)，將煤的熱解、氣化、燃燒、合成等各過程有機結(jié)合，在同一系統(tǒng)中生產(chǎn)多種具有高附加值的化工產(chǎn)品、液體燃料以及用于工藝過程的熱和電力等產(chǎn)品。這樣，多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以從系統(tǒng)的高度出發(fā)，結(jié)

4、合各種生產(chǎn)技術(shù)路線的優(yōu)越性，使生產(chǎn)過程耦合在一起，彼此取長補短，達到能源利用效率最高、能耗最低、投資和運行成本最節(jié)約。此外，煤的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)將煤的熱解、氣化、燃燒、合成等各過程有機結(jié)合，實現(xiàn)污染物的耦合抑制和有效脫除，從而可能用最經(jīng)濟的方法解決煤利用過程中污染物的控制問題。因此煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是跨越式提高煤炭利用效率、環(huán)境效益和經(jīng)濟性，真正解決我國煤炭的高效潔凈利用問題，滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重大需求。煤炭用與發(fā)電、氣化、煉焦、化工合成等方面已經(jīng)有上百年的歷史，可以說多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)所涉及的各個單元技術(shù)都已經(jīng)存在，并有相當(dāng)成熟的工藝，但將現(xiàn)有各個單元技術(shù)的簡單組合，并不能實現(xiàn)真正意義上的多聯(lián)產(chǎn)。因此，到

5、目前為止，還沒有真正工業(yè)成熟的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)。多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)發(fā)展主要有如下問題：首先，基于現(xiàn)有的煤轉(zhuǎn)化的工藝路線，結(jié)合當(dāng)今社會經(jīng)濟的發(fā)展趨勢和對煤炭利用效率、環(huán)境保護和經(jīng)濟性的要求，國內(nèi)外專家提出了各種多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)如以化工產(chǎn)品為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、以發(fā)電為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、以煉焦為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、以產(chǎn)氫為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等。但是，什么樣的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)真正解決國家的重大需求？考慮到我國每年生產(chǎn)的幾十億噸煤碳首先必須解決我國經(jīng)濟發(fā)展所急需的電力和液體燃料問題，因此，我們認為國家優(yōu)先發(fā)展的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)以發(fā)電和生產(chǎn)清潔液體燃料為主，兼顧其它化學(xué)品和副產(chǎn)品，走綜合利用的道路，這樣才能滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重大需求。其次

6、，現(xiàn)有煤的燃燒和氣化技術(shù)都是將煤視為單一物質(zhì)加以轉(zhuǎn)化。燃燒把煤中所含的各種組分作為燃料來利用，沒有利用其中更高利用價值的組分揮發(fā)分等。而氣化雖然可以高效低污染的利用固體燃料，但氣化過程中固定碳反應(yīng)速度隨轉(zhuǎn)化程度增加而減慢，如果要在單一氣化過程中獲得完全或很高的轉(zhuǎn)化率，則需要采用高溫、高壓、長停留時間來獲得，導(dǎo)致氣化設(shè)備龐大，成本增加，而且對煤質(zhì)要求很高，而實際上我國的很大一部分煤碳都不適合完全氣化。由于碳的燃燒反應(yīng)速度要遠高于其氣化速度，所以如采用燃燒的方法處理煤中“低活性組分”則可以簡化氣化要求，不需要追求很高的碳轉(zhuǎn)化率，從而降低生產(chǎn)成本。針對煤中不同組分在化學(xué)反應(yīng)性上差別巨大的特點, 依據(jù)

7、煤不同組分和不同轉(zhuǎn)化階段的反應(yīng)性不同的特點，實施煤熱解、氣化、燃燒的分級轉(zhuǎn)化，則可使煤炭氣化技術(shù)簡化從而減少投資，降低成本，也有可能用最經(jīng)濟的方法解決煤中污染物的脫除問題。實際上，煤的多聯(lián)產(chǎn)就是針對單一過程存在的問題及煤結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜性而提出的。揮發(fā)份是煤組成中最活躍的組分，通常在較低的溫度下就會析出，同時揮發(fā)份也是煤中比較容易進行利用的組分。以煤熱解為基礎(chǔ)的分級轉(zhuǎn)化梯級利用熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)(圖1-1)針對這個特點, 將煤的熱解氣化、燃燒、合成等各過程有機結(jié)合，將煤中容易熱解的部分在熱解氣化爐中轉(zhuǎn)化為煤氣和焦油，所產(chǎn)生的煤氣作為后續(xù)合成工藝的原料生產(chǎn)具有高附加值的化工產(chǎn)品，所產(chǎn)生的焦油可作為燃

8、料直接使用或先提取高附加值產(chǎn)品，然后通過加氫以制取燃料油；難熱解氣化的富碳半焦去燃燒提供熱電，灰渣進行綜合利用。通過上述生產(chǎn)過程在系統(tǒng)中的有機耦合集成，簡化工藝流程，減少基本投資和運行費用。通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各產(chǎn)品的比例，可實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化運行，降低各產(chǎn)品價格，從而真正實現(xiàn)了煤的分級綜合利用，提高了煤轉(zhuǎn)化效率和利用效率，降低污染排放，實現(xiàn)系統(tǒng)整體效益最優(yōu)化。使多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可適用與我國十多億噸不同品質(zhì)的煤碳資源，可用與新建工廠和大量舊電廠的改造，從而使予多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)有廣闊的應(yīng)用前景。圖1-1 煤分級轉(zhuǎn)化梯級利用熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)近幾年以來，煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的研究和應(yīng)用越來越受到重視。國家產(chǎn)業(yè)政策也對鼓勵

9、發(fā)展煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)進一步明確，并提出了相關(guān)要求。國家能源法第三十九條明確指出“國家鼓勵發(fā)展熱、電、煤氣多聯(lián)供技術(shù)，提高熱能綜合利用率；發(fā)展和推廣流化床燃燒、無煙燃燒和氣化、液化等潔凈煤技術(shù)，提高煤炭利用效率”。熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是國家“十一五”計劃重點鼓勵發(fā)展的節(jié)能技術(shù)。2011年12月5日國家能源局發(fā)布國家能源科技“十二五”規(guī)劃（2011-2015）（以下簡稱規(guī)劃），作為我國歷史上第一部能源科技規(guī)劃，將“煤炭熱解燃燒及分級轉(zhuǎn)化技術(shù)”列為能源加工與轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域重點研究任務(wù)，并列入建設(shè)示范工程的主要研發(fā)技術(shù)之一。國家發(fā)展改革委、建設(shè)部關(guān)于印發(fā)熱電聯(lián)產(chǎn)和煤矸石綜合利用發(fā)電項目建設(shè)管理暫行規(guī)定的通知（

10、發(fā)改能源2007141號）第二十一條規(guī)定“國家采取多種措施，大力發(fā)展煤炭清潔高效利用技術(shù)，積極探索應(yīng)用高效清潔熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，重點開發(fā)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等煤炭氣化、供熱（制冷）、發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”。國家“潔凈煤技術(shù)科技發(fā)展十二五專項規(guī)劃”將“褐煤、低變質(zhì)煙煤高效轉(zhuǎn)化、綜合利用新工藝，新技術(shù)研發(fā)及工業(yè)示范”列為 “煤提質(zhì)及資源綜合利用”方向需要研發(fā)的關(guān)鍵核心技術(shù)，同時把熱解焦油深加工技術(shù)作為煤制清潔液體燃料和化工產(chǎn)品核心關(guān)鍵技術(shù)。2011年12月國務(wù)院下發(fā)關(guān)于印發(fā)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級規(guī)劃（20112015年）的通知（國發(fā)201147號），明確提出“積極開發(fā)煤炭高效潔凈轉(zhuǎn)化和有機化工原料來源多樣化技術(shù)；在

11、煤炭資源和水資源豐富、環(huán)境容量較大的地區(qū)有序推進煤制烯烴產(chǎn)業(yè)化項目，鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈延伸，積極開發(fā)高端產(chǎn)品；鼓勵煤基多聯(lián)產(chǎn)，促進化工生產(chǎn)與能源轉(zhuǎn)化有機結(jié)合”?？梢姡旱难h(huán)流化床熱解燃燒分級轉(zhuǎn)化熱電煤氣焦油多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)符合我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，是我國鼓勵發(fā)展的潔凈煤技術(shù)。陜西省既是我國煤炭資源大省，目前也是我國煤炭生產(chǎn)大省，擁有大量的揮發(fā)分含量較高的煤炭資源。延安水森寅工貿(mào)有限責(zé)任公司委托浙江大學(xué)熱能工程研究所開發(fā)適用于當(dāng)?shù)孛悍N的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，來進一步提高目前用煤的綜合利用價值。浙江大學(xué)熱能工程研究所承擔(dān)了該項目后，組織相關(guān)人員在實驗室內(nèi)1MW大型循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)驗臺上對橫山當(dāng)?shù)孛簶舆M

12、行了循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗研究，在此基礎(chǔ)上，本報告進行2×350MWe超臨界循環(huán)流化床熱解燃燒分級轉(zhuǎn)化煤氣焦油電力多聯(lián)產(chǎn)示范裝置方案設(shè)計。二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀采用溫和的熱解方法從煤中提取液體燃料和化學(xué)品的重要性和必要性已逐漸被認識和接受。日本通產(chǎn)省在“21世紀(jì)煤炭技術(shù)戰(zhàn)略”報告中，特別提到了提高燃料利用率的高增值技術(shù)，其中把低溫快速熱解制取燃氣、燃油及高價值化學(xué)品作為重要研究項目。美國能源部也把從煤中提取部分高品位液體燃料和化學(xué)品列入“21世紀(jì)能源展望”計劃中一項重要內(nèi)容。國內(nèi)外各研究機構(gòu)在該領(lǐng)域已開展了較多的研究開發(fā)工作，開發(fā)了各種不同的煤熱解工藝。國外主要的煤熱解加工技術(shù)有德國

13、的魯奇三段爐（L-S）低溫提質(zhì)工藝、Lurgi-Ruhrgas（L-R）提質(zhì)技術(shù)，前蘇聯(lián)的褐煤固體熱載體提質(zhì)（ETCH-175）工藝，美國的溫和氣化（Encoal）技術(shù)、Toscoa1工藝、西方提質(zhì)（Garrett）法、Coal Oil Energy Development（COED）法、CCTI、澳大利亞的流化床快速熱解工藝(CSIRO)和日本的煤炭快速提質(zhì)技術(shù)。國內(nèi)的煤熱解工藝目前主要可以分為以獲得半焦和焦油為目的和熱解半焦燃燒相結(jié)合的煤氣、焦油和蒸汽聯(lián)產(chǎn)為目的兩大類。其中以獲得半焦和焦油為目的的典型技術(shù)有大連理工大學(xué)開發(fā)的煤固體熱載體干餾多聯(lián)產(chǎn)（DG）工藝、北京煤化工分院開發(fā)的多段回轉(zhuǎn)爐

14、（MRF）提質(zhì)工藝等，而將煤的熱解、氣化、燃燒相結(jié)合的典型的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)則有浙江大學(xué)循環(huán)流化床熱電多聯(lián)產(chǎn)工藝、北京動力經(jīng)濟研究所、中科院中科院工程熱物理研究所以及中科院山西煤化所提出的以移動床熱解為基礎(chǔ)的固體熱載體熱電氣三聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，中科院過程所基于下行床的多聯(lián)產(chǎn)工藝和清華大學(xué)基于流化床的多聯(lián)產(chǎn)工藝。國內(nèi)外各主要的工藝流程和特點簡介如下：（1） 外熱立式爐工藝 干餾所需熱量由加熱爐墻傳入，稱外熱式，原料煤可以是弱粘性的煙煤，也可以用熱穩(wěn)定性好的長焰煤。英國開發(fā)的伍德爐用于干餾制煤氣和半焦（或焦炭），已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。德國開發(fā)的Koppers爐用于生產(chǎn)煤氣和半焦（或焦炭），中國大連煤氣公司引進

15、了該技術(shù)，用撫順弱粘結(jié)性煤生產(chǎn)城市煤氣。中國鞍山焦化耐火材料設(shè)計研究院開發(fā)了JLW、JLK、JLH-D型立式爐，以適應(yīng)中小型煤氣廠的需要。該類技術(shù)處理量小，煤種要求嚴格。（2） 內(nèi)熱立式爐工藝 該類技術(shù)針對褐煤塊或型煤通過氣體熱載體方式實現(xiàn)中溫干熱解。氣體熱載體內(nèi)熱式立式爐采用20-80mm塊狀褐煤（有些褐煤需要將粒徑提高到50-100mm）和型煤，這種爐型不適用中等粘結(jié)性和高粘結(jié)性煙煤。魯奇三段爐（L-S）即是這種典型爐型，煤在立式爐中下行，氣流逆向通入進行熱解。對粉狀的褐煤和煙煤要預(yù)先壓塊（成型）。煤熱解過程分為上中下三段：煤首先經(jīng)過干燥和預(yù)熱段，然后經(jīng)過干餾段，最后經(jīng)過半焦冷卻段。在上段

16、循環(huán)熱氣流把煤干燥并預(yù)熱到150。在中段，即熱解段，熱氣流把煤加熱到500-850。在下段半焦（或焦炭）被循環(huán)氣流冷卻到100-150，最后排出。排料機構(gòu)控制熱解爐的生產(chǎn)能力。循環(huán)氣和熱解氣混合物由熱解段引出，其中液體副產(chǎn)物在后續(xù)冷凝系統(tǒng)分出。大部分的凈化煤氣送去干燥段和熱解段燃燒器，有一部分直接送入半焦冷卻段。剩余煤氣外送，可以作為加熱用燃料。煤氣熱值一般在1400-2100kcal/m3之間。 國內(nèi)在魯奇三段爐的基礎(chǔ)上開發(fā)了不同類型的氣燃內(nèi)熱立式熱解爐（例如典型的SJ氣燃內(nèi)熱立式熱解爐），現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于內(nèi)蒙鄂爾多斯、陜西北部等地區(qū)，利用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)長焰煤（或不粘煤、弱粘煤）生產(chǎn)蘭炭（半焦）。但

17、由于生產(chǎn)裝置的過分簡化，煤氣中氮氣含量50%左右，煤氣利用困難，同時污水量大，另外，對褐煤的適應(yīng)性需要進一步驗證?？傮w上，立式爐雖然工藝簡單，投資較小，但能耗高，熱效率低，環(huán)境污染嚴重，目前屬限制發(fā)展技術(shù)。（3）前蘇聯(lián)開發(fā)的ETCH粉煤干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝前蘇聯(lián)進行了多種固體熱載體粉煤干餾工藝研究和開發(fā)工作。其中動力用煤綜合利用的ETCH方法有46t/h試驗裝置(圖2-1)，4t/h裝置在加里寧工廠還在運行，曾進行了多灰多硫煤以及泥炭等的試驗研究。ETCH工藝流程為原料煤由煤槽經(jīng)給料機去粉煤機，此處供入熱煙氣，約550，把粉碎了的粉煤用上升氣流輸送到干煤旋風(fēng)器，同時把煤加熱到100120，干煤水分&

18、lt;4。干煤由旋風(fēng)器去加熱器，在此與來自加熱提升管的熱粉焦混合，在干餾槽內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)并析出揮發(fā)產(chǎn)物，經(jīng)冷卻冷凝系統(tǒng)分離為焦油和煤氣以及冷凝水。干餾槽下部生成的半焦和熱載體半焦，部分去提升管燃燒升溫，作為熱載體循環(huán)使用，多余的半焦作為產(chǎn)品送出系統(tǒng)。在小規(guī)模試驗研究基礎(chǔ)上，開發(fā)了ETCH175工業(yè)裝置。在ETCH175裝置上試驗了多種褐煤，這些褐煤含水分為2845，灰份為645。干煤半焦產(chǎn)率3456，焦油410；煤氣為512；熱解水為310。生產(chǎn)的半焦可作為電站發(fā)電燃料，考慮到電、蒸汽及產(chǎn)品凈化能耗，裝置的能量效率為8387。運行表明利用氣體熱載體流化床加熱煤粉，可以達到快速熱解的目的，并且符

19、合現(xiàn)代技術(shù)要求。但是，也存在較大的缺陷，在一般情況下氣體熱載體為煙氣，煤熱解析出的揮發(fā)產(chǎn)物被煙氣稀釋，降低了煤氣的質(zhì)量，增大了粗煤氣的分離凈化設(shè)備和動力消耗。圖2-1 ETCH46 試驗裝置原理流程圖1旋風(fēng)分離器；2風(fēng)機；3煤加熱器；4熱焦旋風(fēng)器；5熱粉煤旋風(fēng)器；6熱解室,7加熱提升管；8旋風(fēng)初凈器；9冷洗器；10電除焦油器；11管式換熱器(4)魯奇魯爾公司的煤干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝魯奇魯爾煤氣工藝是用熱半焦作為熱載體的煤干餾方法(圖2-2)。此工藝于1963年在前南斯拉夫建有生產(chǎn)裝置，單元系列生產(chǎn)能力為800t/d，建有兩個系列廠，生產(chǎn)能力為1600t/d.。產(chǎn)品半焦作為煉焦配煤原料。煤經(jīng)四個平行排

20、列的螺旋給料器，再經(jīng)過導(dǎo)管進入干餾槽。導(dǎo)管中通入冷的干餾煤氣使煤料流動，煤從導(dǎo)管呈噴射狀進入干餾槽，與來自集合槽的熱半焦相混合，進行干餾過程?？諝庠谶M入提升管前先預(yù)熱到3900C，與煤氣、油或部分地與半焦燃燒，使半焦達到熱載體需要的溫度。圖2-2 工藝流程圖1風(fēng)機 2干煤旋風(fēng)器 3煙氣分離器 4粉焦分離器 5干餾槽 6粉焦加熱提升管,7冷卻器 8冷卻塔 9煤斗 10給料機 11煤干燥管 12燃燒爐（5）Toscoa1工藝 Toscoa1工藝是美國Tosco公司基于Tosco油頁巖干餾工藝開發(fā)的煤低溫干餾方法（圖2-3）。用瓷球作為熱載體，在熱解轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行煤的干餾，屬于內(nèi)熱式低溫中速固體熱載體干

21、餾工藝。該工藝開發(fā)的主要目的是對煤提質(zhì)，增加其熱值，并回收高價值氣體和液體產(chǎn)品。所產(chǎn)半焦含有足夠的揮發(fā)分，可用于現(xiàn)有的發(fā)電廠而不需改變設(shè)備或附加輔助燃料。此法始于1970年，最初選擇美國懷俄達克次煙煤為原料，在25t/d中間試驗工廠進行試驗。試驗表明，該方法即可用于非粘結(jié)性煤也可用于弱粘結(jié)性煤。該工藝的意義在于：降低煤炭的運輸費用；降低電廠的硫排放量；半焦可用作氣化原料或生產(chǎn)型焦；所產(chǎn)粗焦油經(jīng)加氫可獲得優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)合成原油。存在的主要問題是：設(shè)備復(fù)雜、投資高、維修量大。 圖2-3 Toscoa1低溫?zé)峤夤に嚕?）Encoal褐煤提質(zhì)技術(shù) (LFC)美國Encoal褐煤提質(zhì)技術(shù)研發(fā)開始于上世紀(jì)80

22、年代，由美國MR&E公司開發(fā)。該技術(shù)是一項溫和煤炭提質(zhì)或溫和干餾工藝過程。之所以叫它溫和（mild）,一是它溫度適中，二是接近常壓。它與傳統(tǒng)的褐煤干燥不同（只是物理的變化），這個過程使褐煤發(fā)生化學(xué)變化。褐煤含水量很大，傳統(tǒng)的物理干燥過程只是將水去除，以增加燃燒值。褐煤干燥得越干，燃燒值就越高，煤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就越遭到破壞，從而減少了水分的再吸收。利用傳統(tǒng)的干燥法深度干燥的煤反映出嚴重的質(zhì)量不穩(wěn)定問題。而Encoal褐煤提質(zhì)技術(shù)通過加熱將褐煤轉(zhuǎn)化成提質(zhì)煤和煤焦油兩種新燃料，從而解決了這些穩(wěn)定性問題。Encoal褐煤提質(zhì)的基本流程（圖2-4）包括干燥、提質(zhì)、冷卻、惰性化幾個階段。干燥階段的作用

23、是將破碎后的原煤送入旋轉(zhuǎn)干燥器中干燥脫水而不發(fā)生化學(xué)變化；提質(zhì)階段是將干燥后的煤送入提質(zhì)器中進行加熱分解，此階段發(fā)生化學(xué)變化，揮發(fā)性氣體從提質(zhì)器中分解出來；冷卻階段對提質(zhì)后褐煤進行快速冷卻，阻止提質(zhì)反應(yīng)的繼續(xù)進行；最后在振蕩流化床中對褐煤進行鈍化處理，以減少提質(zhì)煤本身易自燃的趨勢。2007年開始與中國大唐華銀發(fā)電股份有限公司合作在內(nèi)蒙古錫林郭勒市建設(shè)褐煤干燥提質(zhì)工程，目前處于試運行階段。LFC工藝采用氣體熱載體，干燥和熱解兩步法，采用模塊化設(shè)計，工藝技術(shù)路線簡單，但該工藝需要塊煤作為原料，系統(tǒng)自身不能做到熱平衡，除了熱解煤氣全部燃燒外，還需要補充約1/3的外熱，另外，污水處理等問題同樣有待解決

24、。圖2-4 Encoal褐煤提質(zhì)經(jīng)典流程（7）美國CCTI工藝 美國清潔煤技術(shù)公司(CCTI)的煤脫水、中溫干餾技術(shù)是將煤通過加熱、干餾后減少水分和揮發(fā)份，增加煤熱值的目的。通過CCTI技術(shù)，使含水分高、揮發(fā)份高的褐煤成為含水量極低、揮發(fā)份低的潔凈煤。破碎篩分后的煤6-50mm進入脫水干燥單元，該單元主要由兩個加熱室和一個冷卻室組成，操作壓力均為常壓，生產(chǎn)為連續(xù)操作過程。 煤氣經(jīng)過分離器，將烴類分出，氣體進一步冷卻進入輕質(zhì)油分離器將輕質(zhì)油分離，分離后的氣體加壓后進入氣體吸附脫除氣體污染物，分離后的烴類油品通過過濾將固體污染物從液體中脫除，而后送入儲罐。 最后得到的產(chǎn)品為加工后的褐煤、煤焦油（分

25、離為烴類油、輕質(zhì)油）。美國CCTI工藝曾經(jīng)對內(nèi)蒙古的褐煤在實驗裝置上進行試燒。目前該技術(shù)處于專利技術(shù)開始進入商業(yè)化運作階段，還沒有工業(yè)化的生產(chǎn)裝置運行。（5）COED工藝 COED(Coal Oil Energy Development)工藝由美國FMC（食品機械公司）與OCR聯(lián)合開發(fā)，通過煤的多段流化熱解，得到煤氣、合成原油和半焦。COED工藝的特點為采用低壓、多段、流化床煤熱解工藝。利用該工藝對從褐煤至高揮發(fā)分煙煤的6種煤進行了試驗。 將原料煤粉碎至0.2mm以下，進入從第一段開始溫度逐漸提高的流化床熱解爐。為使原料煤不軟化熔融而凝聚，設(shè)定的各熱解爐溫度都比煤的軟化溫度略低。在各段產(chǎn)生的煤

26、氣和揮發(fā)分作為流化介質(zhì)。從下部向最終段熱解爐里吹入蒸汽和氧氣，使部分半焦燃燒，并使產(chǎn)生的高溫煤氣進入前段和再前段的熱解爐內(nèi)。熱解爐分4段，其段數(shù)因煤種而異，煤的粘結(jié)性增大時，其段數(shù)必須相應(yīng)增多。一般情況下褐煤和次煙煤2段就可以，但高揮發(fā)分的伊利諾NO.6煙煤需要3段，高揮發(fā)分的匹茲堡煙煤就需要4段熱解爐。 從1962年開始，曾用直徑76.2mm的小型連續(xù)裝置進行研究，后來又用1t/d PDU裝置進行研究。從1970年開始，在新澤西州建成了3t/d的中試裝置，并對從褐煤至高揮發(fā)分煙煤的6種煤進行了試驗。至1974年共處理了18000t煤。 COED工藝流程復(fù)雜，但整個熱效率很高，僅熱解部分就達9

27、0%，由于在焦油中含有很多細粒半焦，要用預(yù)涂層過濾器予以脫除。該工藝對煤種的適應(yīng)性強，但在用粘結(jié)性煤做原料時，其段數(shù)要增多，運轉(zhuǎn)操作時，要兼顧到各段流化床熱解爐的設(shè)定溫度、壓力、流化狀態(tài)和半焦的排出等，在操作性和規(guī)模放大上存在一定的問題。（8）Garrett工藝 Garrett工藝是美國Garrett研究與開發(fā)公司獨自開發(fā)的，所以稱為Garrett法，后來與加利福尼亞洛杉磯的西方石油公司共同對原藝進行了改進和發(fā)展。該工藝的特點是，粉煤進料-固體半焦熱載體加熱-內(nèi)熱式-快速加熱-中（低）溫高壓熱解。該工藝以美國西部煙煤為原料，將煤粉碎至200目以下，與高溫半焦一起進入反應(yīng)爐內(nèi)，升溫速率為278/

28、s以上，其操作壓力最高達344KPa（表壓）。由于在爐內(nèi)的停留時間很短，不到2s即發(fā)生熱解反應(yīng)。非凝結(jié)的煤氣將煤送入爐內(nèi)，循環(huán)利用。旋流器捕集的部分半焦與燃燒煤氣熱交換后，在很短的時間內(nèi)被加熱。因此，該過程可以最大限度的抑制CO的生成，有利于降低熱損失和實現(xiàn)過程的熱平衡。產(chǎn)品半焦與原料煤的發(fā)熱量基本相同，由于孔隙多，其反應(yīng)性優(yōu)于原料煤，主要用于發(fā)電燃料。產(chǎn)生的煤氣熱值為2.5×104KJ/m3左右，可做管道氣和燃料氣；焦油中的含氫量較低，做合成原油或低硫燃料油用時需要加氫。 1972年，在加利福尼亞州建成了處理能力為3.8t/d中試裝置，裝置運行條件范圍較寬，取得了一定的試驗數(shù)據(jù)。

29、本工藝的優(yōu)點是：短時間快速加熱，防止焦油的二次熱解，提高了焦油的收率；部分半焦做熱載體，并在氣流床下行循環(huán)，熱效率高。缺點為：生成的焦油和粉塵半焦會附著在旋風(fēng)器和管路的內(nèi)壁，長時間運行會堵塞管道。循環(huán)的半焦和入料煤間的接觸，以及充分進行的熱交換會加劇煤的微粉碎，增加了循環(huán)的半焦量，使系統(tǒng)煤的處理能力無法增加太多；用含硫量高的東部煤時，半焦中的硫分很高，作為電力燃料需要增加脫硫工序。（9）澳大利亞的流化床快速熱解工藝(CSIRO)澳大利亞的流化床快速熱解工藝由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究院(CSIRO)自20世紀(jì)70年代開始研究開發(fā)。對多種煙煤、褐煤進行了流化床快速熱解研究，并著重對熱解焦油的組成

30、、性質(zhì)、再加工特性進行研究試驗。該工藝開發(fā)的目標(biāo)是用澳大利亞煤生產(chǎn)液體燃料，是一種褐煤沙子爐流化床氣固熱載體內(nèi)熱式閃裂解技術(shù)，先后建立了1g/h、100g/h、480kg/d試驗裝置，完成了包括褐煤在內(nèi)的7個煤種試驗，其加熱速率達到104/S，主要反應(yīng)過程在1S內(nèi)完成，褐煤焦油產(chǎn)率可以達到7%左右。（10）大連理工大學(xué)開發(fā)的褐煤固體熱載體干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝大連理工大學(xué)是國內(nèi)最早開展褐煤固體熱載體干餾技術(shù)研究的單位。在實驗室研究的基礎(chǔ)上，大連理工大學(xué)在平莊建成了150t/h褐煤固體熱載體干餾多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)試驗裝置和在富油集團建立了60萬噸示范裝置（圖2-5）。平莊褐煤干餾多聯(lián)產(chǎn)（DG）工藝流程由備煤、煤

31、干燥、煤干餾、流化提升加熱粉焦、煤焦混合、流化燃燒和煤氣冷卻、輸送和凈化等部分組成。原料煤粉碎到小于6mm，送入原煤貯槽1，濕煤由給料機送入干燥提升管2，干燥提升管下部有沸騰段，熱煙氣由下部進入，濕煤被5500C左右的煙氣提升并加熱干燥，干煤與煙氣在旋風(fēng)分離器分離，干煤進入干煤貯槽3，2000C左右的煙氣除塵后經(jīng)引風(fēng)機17排入大氣。干煤自干煤貯槽經(jīng)給料機去混合器4，來自熱半焦貯槽7的8000C熱焦粉在混合器與干煤相混合?；旌虾笪锪蠝囟葹?506500C，然后進入反應(yīng)器5，完成煤的快速熱解反應(yīng)，析出干餾氣態(tài)產(chǎn)物。煤或半焦粉在流化床燃燒爐8燃燒生成8009000C的含氧煙氣，在提升管下部與來自反應(yīng)

32、器的6000C半焦產(chǎn)生部分燃燒并被加熱提升到熱半焦貯槽7，焦粉被加熱到8008500C，作為熱載體循環(huán)使用。由熱半焦貯槽出來的熱煙氣去干燥提升管2，溫度為5500C左右，與濕煤在干燥提升管脈沖沸騰中完成干燥過程，使干煤水分小于5，溫度為1200C左右。煙氣的溫度降至2000C左右。反應(yīng)器下部的半焦由產(chǎn)品半焦管導(dǎo)出部分焦粉經(jīng)過冷卻，作為半焦產(chǎn)品出廠。大連理工大學(xué)在所建的試驗裝置上進行較多的試驗研究，但該工業(yè)試驗裝置由于管道堵塞等問題并沒有長期運行。目前在陜西榆林地區(qū)建設(shè)的50萬/年規(guī)模的工業(yè)裝置正在調(diào)試運行期間。圖2-5 平莊工業(yè)實驗流程圖1原料煤貯槽 2干燥提升管 3干煤貯槽 4混合器 5反應(yīng)

33、器 6加熱提升管 7熱半焦貯槽 8流化燃燒爐 9旋風(fēng)分離器 10洗氣管 11氣液分離器 12焦渣分離器 13煤氣間冷器 14機除焦油器 15脫硫箱 16鼓風(fēng)機（11）煤科院的多段回轉(zhuǎn)爐工藝多段回轉(zhuǎn)爐工藝是煤炭科學(xué)研究總院北京煤化所開發(fā)的低變質(zhì)煤熱解工藝，該工藝特征是低(中)溫?zé)峤?中速加熱-外熱式-隔絕空氣-常壓。多段回轉(zhuǎn)爐工藝對原料煤的適宜粒度要求是630mm，般需對原料煤進行破碎和篩分，并將制備好的煤送入料倉。其工藝流程為：原料煤經(jīng)送料器送入回轉(zhuǎn)干燥爐，在此與調(diào)整至300以下的熱煙道氣直接換熱并蒸發(fā)大部分水分；干燥煤通過星形給料器進入回轉(zhuǎn)熱解爐，該回轉(zhuǎn)爐為耐熱鋼制作的外熱式爐體，煤或煤氣在

34、燃燒爐中燃燒，熱量通過爐壁傳給爐內(nèi)的煤料，熱解溫度可控制在550750；熱解后半焦通過星形給料器進入半焦冷卻回轉(zhuǎn)爐，在爐內(nèi)用水熄滅；冷卻后的半焦送往貯存庫房。由回轉(zhuǎn)熱解爐排出的熱解煤氣、焦油蒸氣、水蒸氣的混合氣體于除塵器中在較高溫度下除去大部分攜帶的粉塵，在預(yù)冷器中初步冷卻，然后進入列管冷凝冷卻器進一步冷卻，并經(jīng)反復(fù)分離焦油和冷凝水后進入鼓風(fēng)機；加壓后的煤氣可回?zé)峤庀到y(tǒng)作為燃料氣，也可外供作為民用飲食燃氣或工業(yè)燃氣。該工藝對原煤粒徑有嚴格的要求，半焦采用水淬冷法，耗水量較大，該工藝產(chǎn)生大量的焦油，給后續(xù)處理帶來了一定難度，該工藝的主要熱量來自于煤或煤氣的燃燒，并且屬于間接換熱，換熱效率較低，熱

35、量損失較大。(12) 浙江大學(xué)開發(fā)的基于流化床熱解過程的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)浙江大學(xué)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)是國內(nèi)開發(fā)成功的一項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，該技術(shù)將循環(huán)流化床鍋爐和熱解爐緊密結(jié)合，在一套系統(tǒng)中實現(xiàn)熱、電、氣和焦油的聯(lián)合生產(chǎn)。以循環(huán)流化床鍋爐底部排出的高溫物料作為熱載體進入熱解熱解氣化爐，對爐內(nèi)煤碳進行熱解干餾，煤在熱解爐中經(jīng)過熱解，除得到可加工高附加值產(chǎn)品的焦油外，還有品質(zhì)較好的煤氣，煤氣可用于加工多種化工產(chǎn)品；煤碳在熱解爐熱解產(chǎn)生的高溫半焦被送入循環(huán)流化床鍋爐燃燒利用，鍋爐生產(chǎn)的蒸汽用于發(fā)電、供熱。該技術(shù)將煤炭的燃燒、熱解、氣化有機結(jié)合，使煤炭獲得較高的綜合利用效

36、率和利用價值。達到較好的節(jié)能減排效果，將成為我國對提高褐煤綜合利用效率的發(fā)展趨勢。浙江大學(xué)所提出的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是將循環(huán)流化床鍋爐和熱解爐緊密結(jié)合，在一套系統(tǒng)中實現(xiàn)熱、電、氣和焦油的聯(lián)合生產(chǎn)。圖2-7為多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的基本工藝流程圖，其工藝流程為：循環(huán)流化床鍋爐運行溫度在850900之間，大量的高溫物料被攜帶出爐膛，經(jīng)分離機構(gòu)分離后部分作為熱載體進入以再循環(huán)煤氣為流化介質(zhì)的流化床熱解爐。煤經(jīng)給料機進入熱解爐和作為固體熱載體的高溫物料混合并加熱（運行溫度在550800之間）。煤在熱解爐中經(jīng)熱解產(chǎn)生的粗煤氣和細灰顆粒進入熱解爐分離機構(gòu)，經(jīng)分離后的粗煤氣進入煤氣凈化系統(tǒng)進行凈化。除作為熱解爐

37、流化介質(zhì)的部分再循環(huán)煤氣外，其余煤氣則經(jīng)脫硫等凈化工藝后作為凈煤氣供民用或經(jīng)變換、合成反應(yīng)生產(chǎn)相關(guān)化工產(chǎn)品。收集下來的焦油可提取高附加值產(chǎn)品或改性變成高品位合成油。煤在熱解爐熱解產(chǎn)生的半焦、循環(huán)物料及煤氣分離器所分離下的細灰（灰和半焦）一起被送入循環(huán)流化床鍋爐燃燒利用，用于加熱固體熱載體，同時生產(chǎn)的水蒸汽用于發(fā)電、供熱及制冷等。圖2-7 煤的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝流程浙江大學(xué)所開發(fā)的基于流化床熱解過程的煤循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)具有其相應(yīng)的特點和優(yōu)勢：1. 工藝簡單先進：將循環(huán)流化床鍋爐和熱解熱解氣化爐緊密結(jié)合，通過簡單而先進的工藝在一套系統(tǒng)中實現(xiàn)熱、電、焦油、煤氣的聯(lián)合生產(chǎn)。在產(chǎn)生

38、蒸汽發(fā)電的同時，還生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煤氣和焦油，所產(chǎn)煤氣品質(zhì)高，是生產(chǎn)合成氨、甲醇、合成天然氣等多種化工產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料，也可以作為燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的燃料氣，所生產(chǎn)的焦油可以在提取高價值的化學(xué)品同時加氫制取液體燃料，從而有效利用了褐煤中的各種組分，實現(xiàn)了以褐煤為原料的分級轉(zhuǎn)化梯級利用的多聯(lián)產(chǎn)綜合利用。2. 燃料適應(yīng)性廣：收到基揮發(fā)分在20%以上的各種褐煤、煙煤都適用于這種工藝。同時煤的顆粒粒度與現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐同樣要求，避免了現(xiàn)有煤氣化和干餾工藝對煤種和煤粒度有較嚴格的限制的缺點。3. 工藝參數(shù)要求低，設(shè)備投資低：煤在常壓低溫?zé)o氧條件下熱解氣化，對反應(yīng)器及相關(guān)設(shè)備的材質(zhì)要求低（常規(guī)熱解氣化爐操作溫度

39、為13001700，壓力24MPa），設(shè)備制造成本低，同時熱解氣化過程不耗氧氣和蒸汽，避免了常規(guī)熱解氣化爐所需的氧制備裝置和蒸汽鍋爐，大幅度降低氣化系統(tǒng)的設(shè)備建設(shè)成本；4. 運行成本低：褐煤熱解單元不需要氧氣、蒸汽作為氣化劑，系統(tǒng)能量損耗低，與常規(guī)氣化技術(shù)相比，過程熱效率大幅度提高，因此運行成本也得到大幅度降低；5. 高溫半焦直接燃燒利用：原煤熱解氣化后的半焦直接送鍋爐燃燒發(fā)電，避免了散熱損失，使能源得到充分利用；而鍋爐燃用不含水分的半焦，鍋爐煙氣量大幅度減少，從而降低了引風(fēng)機的電耗，裝置能耗降低，鍋爐系統(tǒng)效率也有所提高。避免了以半焦為產(chǎn)品的工藝過程存在的需要半焦冷卻過程，同時所產(chǎn)生的細半焦顆

40、粒存在運輸和利用困難的問題。6. 易實現(xiàn)大型化：所采用的流化床熱解爐具有熱灰和入煤混合劇烈，傳熱傳質(zhì)過程好，溫度場均勻的特點，有利于給煤在爐內(nèi)的熱解氣化，同時流化床熱解爐易于大型化，而且布置上易與循環(huán)流化床鍋爐實匹配，實現(xiàn)與循環(huán)流化床鍋爐有機集成，從而避免固定床或移動床熱解反應(yīng)器的不易放大和布置的問題。7. 煤氣產(chǎn)率高，品質(zhì)好，實現(xiàn)煤氣的高值利用： 循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝的熱解過程以循環(huán)灰為熱載體，熱解所產(chǎn)出的煤氣有效組分高，而且所產(chǎn)出的煤氣全部用于后續(xù)利用，從而保證后續(xù)煤氣合成工藝的煤氣量，避免燃燒熱解煤氣提供熱解熱源使得外供煤氣量小的問題。8. 具有很好的污染物排放控制特性：煤中所含硫

41、大部分在熱解熱解氣化爐內(nèi)的熱解過程中以H2S形式析出，并與所產(chǎn)生的煤氣進入煤氣凈化系統(tǒng)進行脫硫，而僅有少量的硫進入循環(huán)流化床燃燒爐以SO2形式釋放。同時，與煤直接燃燒后煙氣脫硫相比，從煤氣中脫除H2S具有較大的優(yōu)勢：（1）所處理氣體量大大減少，因此脫硫設(shè)備的體積、投資及運行成本較小；（2）目前煤氣脫硫的副產(chǎn)品一般是硫磺，其利用價值較大。煤中所含的氮大部分在熱解過程中主要以氮氣和氨的形式析出，同時由于循環(huán)流化床燃燒過程是中溫燃燒，幾乎不產(chǎn)生熱力NOx，因此多聯(lián)產(chǎn)工藝中進一步降低循環(huán)流化床燃燒爐所產(chǎn)生的煙氣中的NOx排放濃度。同樣從體積流量較小的煤氣中脫出少量的氨是相對比較容易且成本較低的。浙江大

42、學(xué)早在上世紀(jì)80年代年就提出了煤氣蒸汽聯(lián)產(chǎn)工藝的設(shè)想，在國家教委博士點基金、省自然科學(xué)基金的資助下，進行大量理論和試驗研究，表明了方案的可行性。1991年承擔(dān)了浙江省“八五”重點攻關(guān)項目，建立了1MW燃氣蒸汽試驗裝置，試驗結(jié)果表明該方案具有燃料利用率高，污染低，煤氣熱值高，結(jié)構(gòu)簡單，投資省等特點，并獲得國家發(fā)明專利授權(quán)(專利號92100505.2)。1999年，在國家973項目的資助下，進行了大量的試驗研究和理論研究。浙江大學(xué)和淮南礦業(yè)集團在完成了1MWe循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)實驗裝置的試驗的基礎(chǔ)上，共同合作將1臺75t/h循環(huán)流化床鍋爐改造為12MW循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)中試裝置，于

43、2007年6月完成安裝，2007年8月完成72小時試運行，2008年上半年完成性能優(yōu)化試驗，2008年10月系統(tǒng)投入試生產(chǎn)運行。表1和表2給出了12MW多聯(lián)產(chǎn)裝置試運行期間典型運行工況和煤氣成分分析。75t/h循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)裝置的熱態(tài)調(diào)試運行表明，多聯(lián)系統(tǒng)運行穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便，運行安全可靠，焦油和煤氣的生產(chǎn)穩(wěn)定，實現(xiàn)了以煤為資源在一個有機集成的系統(tǒng)中生產(chǎn)多種高價值的產(chǎn)品。12MWe循環(huán)流化床熱電氣工業(yè)中試裝置于2009年1月通過了安徽省科技廳的驗收和鑒定，鑒定意見為“該循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)分級轉(zhuǎn)化利用技術(shù)及裝置屬國內(nèi)外首創(chuàng)，成功解決了循環(huán)流化床燃燒爐和流化床熱解氣化爐協(xié)調(diào)聯(lián)合運

44、行、高溫循環(huán)物料控制、循環(huán)流化床鍋爐完全燃燒半焦、煤氣和低溫焦油回收以及多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)控制等多項關(guān)鍵技術(shù)”，“鑒定委員會一致認為該技術(shù)可實現(xiàn)煤的分級轉(zhuǎn)化和梯級利用，具有重大的經(jīng)濟和社會效益，應(yīng)用前景廣闊”。該技術(shù)可以充分利用淮南煤的各種有用成分，實現(xiàn)煤炭利用價值最大化和煤炭的清潔綜合利用，被列入國家“863”計劃的科技攻關(guān)項目“循環(huán)流化床熱電氣焦油聯(lián)產(chǎn)技術(shù)開發(fā)項目”。目前，已經(jīng)通過863驗收。圖2-8 12MW循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)中試裝置2009年國電小龍?zhí)峨姀S、小龍?zhí)兜V務(wù)局和浙江大學(xué)合作以云南小龍?zhí)逗置簽樵?，在浙江大學(xué)1MW（每小時150公斤給煤量）循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗臺進行試驗研

45、究。試驗研究結(jié)果成功地驗證了以褐煤為原料的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的可行性，所獲得熱解煤氣不僅產(chǎn)率較高，而且煤氣的有效組分含量高，同時還可以獲得一定量的焦油產(chǎn)品，都具有后續(xù)加工的價值。在試驗研究結(jié)果基礎(chǔ)上，結(jié)合小龍?zhí)峨姀S現(xiàn)有300MWe褐煤循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)狀，把300MWe褐煤循環(huán)流化床鍋爐改造為以干燥后褐煤為原料的300MWe循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)裝置，并分兩期建設(shè)。第一期改造工程在現(xiàn)有300MWe褐煤循環(huán)流化床鍋爐四個分離及回送回路中的一個回路上加裝一套未干燥褐煤投煤量40t/h的熱解熱解氣化爐，同時配套建設(shè)一套簡易煤氣處理裝置。第一期改造工程已于2011年6月完成72小時考核運

46、行及性能參數(shù)測試，運行及測試結(jié)果表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，操作方便，以未干燥褐煤為原料，熱解氣化爐給煤量達到設(shè)計的40t/h，煤氣產(chǎn)率及組分、焦油產(chǎn)率達到設(shè)計要求（見表2-1）。目前，該項目進入第二期建設(shè)工作，即開展把兩臺300MWeCFB鍋爐改造成多聯(lián)產(chǎn)裝置的相關(guān)工作，生產(chǎn)煤氣和焦油，并以煤氣為原料進行合成利用。表2-1: 各工況考核指標(biāo)完成情況試驗考核內(nèi)容考核指標(biāo)實際運行數(shù)據(jù)熱解熱解氣化爐單爐投煤量(t/h)：4040煤氣產(chǎn)量（Nm3/h）： 78008200有效氣成分（CO+H2+CH4）%： 6574熱解氣化爐投煤40t/h時煤焦油產(chǎn)量：11.1三、 淮南礦業(yè)集團新莊孜電廠12MW多聯(lián)產(chǎn)項目

47、簡介淮南礦業(yè)集團已經(jīng)和浙江大學(xué)合作完成了1MW循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)實驗裝置的試驗，在此基礎(chǔ)上，雙方合作在淮南礦業(yè)集團新莊孜電廠將6#爐1臺75t/h循環(huán)流化床鍋爐改造為12MW循環(huán)流化床熱電氣焦油多聯(lián)產(chǎn)中試裝置。該裝置是利用循環(huán)流化床高溫循環(huán)灰作為熱載體來熱解原煤，產(chǎn)生焦油、煤氣和半焦，半焦再送回鍋爐燃燒發(fā)電和供熱，燃燒后的灰渣可制水泥或建筑材料。經(jīng)煤氣凈化系統(tǒng)回收的焦油可直接銷售或進一步深加工提取高附加值產(chǎn)品；凈化后的煤氣部分回送氣化爐作為流化介質(zhì)，其余送4#、5#爐燃燒發(fā)電，其主要設(shè)計參數(shù)如下：名 稱單位氣化爐投運氣化爐停運主蒸汽蒸發(fā)量t/h7575主蒸汽溫度450450主蒸汽壓力M

48、Pa3.823.82煙煤消耗量t/h18.5511.7排煙溫度135137鍋爐效率%8989.8凈煤氣量Nm3/h3780凈煤氣熱值kcal/Nm35000CO%7H2%29CH4%49焦油產(chǎn)量t/h1.22本項目總投資1450萬元，年產(chǎn)焦油8000t, 按照2000元噸，年焦油銷售收入1600萬元投資利潤率74.4%; 投資利稅率99%; 投資回收期3.55年。本項目可以充分利用淮南煤的各種有用成分，實現(xiàn)煤炭利用價值最大化和煤炭的清潔綜合利用。作為一個全新的示范工程，本項目將成為淮南礦業(yè)集團新一輪大發(fā)展的起點。四、“多聯(lián)產(chǎn)”項目的可行性1.多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)符合國家有關(guān)能源政策多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是國家“11.5”計劃重點鼓勵發(fā)展的節(jié)能技術(shù)，國家能源法第三十九條明確指出“國家鼓勵發(fā)展熱、電、煤氣多聯(lián)供技術(shù)，提高熱能