煤化工技術(shù)進(jìn)展概括

1、煤化工技術(shù)進(jìn)展概括中國貧油少氣，煤炭資源豐富，煤炭占能源消費(fèi)的70%。有效利用煤炭資 源、合理發(fā)展煤化工、調(diào)整我國的能源化工結(jié)構(gòu)，是保障我國煤炭資源的重要手 段，也是平衡能源消耗的有力措施，符合我國能源發(fā)展戰(zhàn)略。目前煤化工的發(fā)展 主要有三條產(chǎn)業(yè)鏈：煤炭焦化、煤氣化和煤液化，其中煤液化技術(shù)壁壘最高。一煤炭的焦化技術(shù)煤炭焦化又稱煤炭高溫干餾。以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到950C 左右，經(jīng)高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時(shí)獲得煤氣、煤焦油并回收其他化工產(chǎn)品的一種 煤轉(zhuǎn)化工藝。焦炭是煉焦最重要的產(chǎn)品，大多數(shù)國家的焦炭90%以上用于高爐 煉鐵，其次用于鑄造與有色金屬冶煉工業(yè)；在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，焦粉還用作燒結(jié)

2、 的燃料。焦炭也可作為制備水煤氣的原料制取合成用的原料氣。煤焦油是焦化工 業(yè)的重要產(chǎn)品，其組成極為復(fù)雜，多數(shù)情況下是由煤焦油工業(yè)專門進(jìn)行分離、提 純后加以利用。煤焦油進(jìn)一步加工可以生產(chǎn)若干種用途廣泛的高附加值化工產(chǎn) 品。發(fā)展焦油加工和粗苯精制，可生產(chǎn)市場需求量大并有發(fā)展前景的工業(yè)萘、精 萘、咔唑、苯酚、精蒽、葸醌和苯、甲苯、二甲苯等石油化工所不能生產(chǎn)代替的 重要化工原料。通過發(fā)展乙炔化工和焦化副產(chǎn)品加工，可以生產(chǎn)替代石油化工的 許多產(chǎn)品。11大容積焦?fàn)t近年來，國外焦化企業(yè)主要技改途徑是用現(xiàn)代化的大容積焦?fàn)t取代老損焦 爐。德國考伯斯公司為曼內(nèi)斯曼焦化廠建造了有效容積70m。大容積焦?fàn)t，炭化 室高

3、7. 85 m，寬0. 55m，長18 m。魯爾煤業(yè)公司的凱澤斯圖爾焦化廠投資12億 馬克，歷經(jīng)5年設(shè)計(jì)建成煤處理量7700 t/d，有效容積78. 9 m。的200萬t/a 大容積焦?fàn)t，爐寬0. 61 m，高7. 63 m，長18. 8 m；并配備一套世界上最大十 熄焦裝置，焦炭處理能力250 t/h。該座焦?fàn)t由于炭化室加寬，適應(yīng)煤種較多， 且推焦次數(shù)減少，污染降低。從環(huán)保重點(diǎn)出發(fā)，德國甚至提出了建設(shè)有效容積225m。超大炭化室設(shè)想：長25 m，高12. 5 m，寬0. 85 m。據(jù)有關(guān)資料估算，焦?fàn)t 炭化室高度由4. 3 m提高06 m、6. 5 m、7 m，其生產(chǎn)能力可分別提高60、80

4、或 100。我國5. 0 m、5. 5 m、6 m高的焦?fàn)t運(yùn)行多年，已經(jīng)商業(yè)化，高8 m焦?fàn)t 建立了3孔試驗(yàn)爐。獨(dú)聯(lián)體國家正在設(shè)計(jì)的大容積焦?fàn)t，炭化室容積達(dá)62. 4 m。 （高7. 4 m，寬0. 5 m，長18. 74 m）。國外資料報(bào)道，大容積焦?fàn)t的最大優(yōu)點(diǎn)是 基建投資省，然而國內(nèi)有關(guān)專家認(rèn)為，焦?fàn)t并非越大越好，6m焦?fàn)t與4. 3m搗 固焦?fàn)t相比無論相對基建投資、改善焦炭質(zhì)量以及煤種適用范圍上并無優(yōu)勢而 言。當(dāng)國內(nèi)4. 3 m搗固焦?fàn)t投產(chǎn)后，國內(nèi)煉焦行業(yè)也許會重新評價(jià)6 m焦?fàn)t。大容積焦?fàn)t存在的問題：美國的大容積焦?fàn)t都出現(xiàn)了砌體過早損壞的現(xiàn)象， 美國黑色冶金設(shè)計(jì)院確定炭化室高6 m及以上

5、焦?fàn)t平均使用壽命15年；炭化室高7 m的焦?fàn)t必須供應(yīng)配煤組成較好的煤料，以保護(hù)砌體和保證正常生產(chǎn)操作；大容 積焦?fàn)t不適用煤預(yù)熱，美國及英國鋼鐵公司的雷德卡爾冶金廠也證實(shí)了這一點(diǎn)。 顯然，大容積焦?fàn)t在各方面要求都比常規(guī)炭化室焦?fàn)t要高。因此，雖然大型焦?fàn)t 是發(fā)展方向，但各國要根據(jù)國情、技術(shù)水平和設(shè)備制造水平來確定焦?fàn)t規(guī)模和尺 寸。1.2巨型煉焦反應(yīng)器巨型煉焦反應(yīng)器是為了克服傳統(tǒng)室式焦?fàn)t大型化所受的多種因素限制，特別 是爐墻變形等問題而開發(fā)的。20世紀(jì)80年代后期，以德國為主的歐洲煉焦專家提 出了單室式巨型煉焦反應(yīng)器和煤預(yù)熱及干熄焦相結(jié)合的方案，該方案經(jīng)兩次工業(yè) 試驗(yàn)后于1990年由“歐洲煉焦技術(shù)中

6、心”進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作。1993年4 月，巨型煉焦反應(yīng)器示范裝置在埃森市的普羅斯佩爾焦化廠開始運(yùn)行，生產(chǎn)15 個(gè)月后，即1994年7月完成了技術(shù)修改和完善工作，現(xiàn)正朝工業(yè)化方向推進(jìn)。歐 洲煉焦技術(shù)中心的專家認(rèn)為，日本正在開發(fā)的型焦技術(shù)還不能滿足大高爐對焦炭 質(zhì)量的要求；而美國提倡的無回收焦?fàn)t因存在生產(chǎn)規(guī)模小、資源浪費(fèi)大和熱效率 低等問題，經(jīng)濟(jì)不劃算。只有巨型煉焦反應(yīng)器最有前途，但要將其正式用于工業(yè) 生產(chǎn)，仍需做許多具體工作。為此，建議最好先建設(shè)58孑L裝置，炭化室寬度 可在450 mm850 mm范圍內(nèi)選擇，開始時(shí)可先用濕法熄焦，但必須采用煤預(yù)熱 技術(shù)，否則就會失去巨型煉焦反應(yīng)器的優(yōu)越性

7、。巨型煉焦反應(yīng)器商業(yè)化進(jìn)程受以下諸因素制約：隨著單個(gè)巨型煉焦反應(yīng) 器裝置變?yōu)橛啥鄠€(gè)巨型煉焦反應(yīng)器單元組成的爐組，就必須將推焦和出焦操作的 機(jī)械設(shè)計(jì)為移動式，將會大幅度增加該機(jī)械重量；隨著煤預(yù)熱裝置能力的大幅 度提高，對系統(tǒng)的可靠性要求也隨之提高；十熄焦與煤預(yù)熱聯(lián)合的大型生產(chǎn) 裝置還有待于進(jìn)一步開發(fā)。有關(guān)專家認(rèn)為解決上述問題不存在技術(shù)障礙，主要問 題是需要大量資金并需依托大規(guī)模的工程才能實(shí)施。歐洲煉焦技術(shù)中心的專家在 尋找巨型煉焦反應(yīng)器使用廠家時(shí)，世界產(chǎn)焦大國的中國，是其主要選擇對象之一。 1996年8月，他們曾主動邀請中國的焦化專家考察巨型煉焦反應(yīng)器示范裝置，共 同探討巨型煉焦反應(yīng)器工藝。1.

8、3搗固焦?fàn)t搗固焦?fàn)t過去費(fèi)用高，現(xiàn)已通過將搗固機(jī)操作效率提高一倍和在搗固焦?fàn)t上 采用大容積炭化室得到補(bǔ)償。搗固工藝的進(jìn)一步研究課題是通過搗固箱進(jìn)一步現(xiàn) 代化來減少搗固工藝流程的能耗，縮短搗固壓實(shí)時(shí)間和提高整個(gè)煤餅密度的均勻 性。搗固煉焦工藝是成熟的，設(shè)備是可靠的，最近有資料報(bào)道了印度與德國薩爾 堡國際規(guī)劃合作，建造了一座54孔炭化室、有效高4750 mm的搗固焦?fàn)t，年產(chǎn)焦 炭60萬t。提高了煤餅的堆密度和穩(wěn)定性，可以保證正常生產(chǎn)，這一點(diǎn)已被德國 焦化工業(yè)十幾年生產(chǎn)實(shí)踐所證實(shí)。同先進(jìn)國家相比，我國搗固焦?fàn)t發(fā)展緩慢，主 要原因是搗固技術(shù)落后，搗固機(jī)錘頭少，重量輕，搗固錘加煤布料和游動均由于 工操作。

9、此外搗固頻率低，自動化程度差等致使搗固焦?fàn)t大型化進(jìn)展緩慢。目前 國內(nèi)有11個(gè)工廠，約700多孔焦?fàn)t采用搗固工藝，年產(chǎn)焦炭近400萬t。最大規(guī)模 的搗固焦?fàn)t生產(chǎn)工廠是山西東盛焦化有限公司3X50孔3. 2m搗固焦?fàn)t，年產(chǎn)焦 炭72萬t；正在建設(shè)的山西同世達(dá)實(shí)業(yè)公司焦化工程系4. 3m搗固焦?fàn)t2X50孔， 全部裝備均為國產(chǎn)化，預(yù)計(jì)2002年可投產(chǎn)。以上兩家搗固焦工廠均由煤化工技術(shù) 實(shí)力雄厚的化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。我國優(yōu)質(zhì)煉焦煤所占比例不大，分布也不合理，尤其東北、華東兩地區(qū)氣煤 資源豐富，焦煤和肥煤短缺。而這兩個(gè)地區(qū)又是我國重要的鋼鐵基地，煉焦能力 占全國一半以上，因此為提高焦炭產(chǎn)量，這兩個(gè)地區(qū)

10、尤其應(yīng)大力發(fā)展搗固煉焦工 藝。另一方面，我國現(xiàn)有煉焦能力中，頂裝爐超過97，限制了氣煤配入量。因 此為使我國煉焦?fàn)t構(gòu)成與國內(nèi)煉焦煤資源相適應(yīng)，立足國內(nèi)資源提高冶金焦質(zhì) 量，必須改變目前單一的煉焦?fàn)t結(jié)構(gòu)?！鞍l(fā)展搗固焦?fàn)t，調(diào)整煉焦?fàn)t構(gòu)成”已成 共識，國內(nèi)已到了非發(fā)展搗固焦?fàn)t不可的地步了。預(yù)熱煤搗固煉焦是未來焦化發(fā)展的方向之一將煤預(yù)熱與搗固結(jié)合在一起，即 將煤預(yù)熱方法結(jié)焦時(shí)間短和搗固方法對原料適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合到一起，這種 聯(lián)合工藝能最大限度地提高焦?fàn)t的社會效益，與利用弱粘結(jié)性煤煉焦可獲得極佳 的經(jīng)濟(jì)效益，是值得同行關(guān)注的新的煉焦技術(shù)發(fā)展的方向之一。1.4干法熄焦十法熄焦技術(shù)特點(diǎn)：（1）節(jié)能效果顯

11、著；（2）環(huán)保效益好；（3）提高焦炭質(zhì)量， 優(yōu)化高爐生產(chǎn)。十法熄焦技術(shù)首先盛行于前蘇聯(lián)。原聯(lián)邦德國斯蒂爾公司80年代 開發(fā)了水冷壁式干熄焦裝置，在漢沙焦化廠建成投產(chǎn)了66 t / h工業(yè)化試驗(yàn)裝置。 其特點(diǎn)在熄焦室內(nèi)設(shè)有水冷壁，紅焦部分顯熱（30 ）直接通過水冷壁蒸發(fā)管而被 冷卻循環(huán)水帶走，由此不僅能減少循環(huán)氣量1/3和節(jié)約裝置自身能耗近1/2,而 且能在保持相同熄焦能力下減少裝置設(shè)備尺寸，節(jié)約基建投資。與傳統(tǒng)的直接式 十熄焦技術(shù)相異，美國克雷斯公司開發(fā)了世界上第一臺間接式干熄焦裝置并在伯 利恒鋼鐵公司雀點(diǎn)廠進(jìn)行了試驗(yàn)樣機(jī)的操作示范。裝置主要部分是由車輛運(yùn)載的 一外冷式密封貯焦箱，推焦時(shí)焦箱與

12、炭化室對準(zhǔn)并密封，推出的焦存放在箱內(nèi)， 然后由運(yùn)載車輛送往冷卻臺冷卻，冷卻后的焦箱再送到密封的焦炭貯庫，由此將 焦炭卸到膠帶機(jī)上。整個(gè)過程在密封狀態(tài)下進(jìn)行，據(jù)稱能降低90%以上推焦粉塵 和碳?xì)浠衔锱欧盼?。前蘇聯(lián)東方煤化所曾提出在一套設(shè)備中同時(shí)完成煉焦煤預(yù) 熱和紅焦十熄，此工藝可完全杜絕向大氣中排放污染物，所得冶金焦塊度、強(qiáng)度、 磨損性、堆密度等指標(biāo)有所改善。2二氣化技術(shù)3煤氣化技術(shù)是發(fā)展煤化工的基礎(chǔ)。其技術(shù)水平的高低對于煤種的適應(yīng)性，對 項(xiàng)目的投資和成本起著極其重要的作用。煤氣化技術(shù)的發(fā)展形成了不同的氣化方法，按煤在氣化爐中的流體力學(xué)行 為，可分為移動床氣化、流化床氣化、氣流床氣化、熔融床氣

13、化四種方法。前三 種已工業(yè)化或已建示范裝置.熔融床氣化則處于中試階段。1）移動床氣化。移動床氣化又稱固定床氣化。屬于逆流操作。可分為常壓與 加壓兩種。常壓法比較簡單。但要求用塊煤，低灰熔點(diǎn)的煤難以使用。加壓法是 常壓法的改進(jìn)和提高，常用O與水蒸氣為氣化劑，對煤種適應(yīng)性大大提高。移動 床氣化較常用的方法是Lurgi加壓氣化法，生產(chǎn)的煤氣中甲烷含量高，適臺于處 理灰分高，水分高的塊粒狀褐煤。2）流化床氣化。流化床氣化采用8mm以下的小顆粒煤為原料。氣化劑同時(shí)作 為流化介質(zhì).經(jīng)過流化床的氣體分布板自下而上通過床層。由于流化床內(nèi)氣、固 之聞良好的返混和接觸，其傳熱和傳質(zhì)速率均很高，故流化床的溫度和組成

14、比較 均勻。溫克勒煤氣化方法是流化床技術(shù)發(fā)展過程中最早用于工業(yè)生產(chǎn)的，適用于 褐煤、不粘煤、弱粘煤直至中等粘結(jié)性的煙煤，煤粒的允許粒度范圍較寬，氣化 爐的結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，氣化劑消耗也較低，但溫克勒爐的體積龐大，顯熱損失 大，碳利用率低，煤耗高。高溫溫克勒氣化法（HTW ）可阻提高氣化壓力和氣化溫 度，從而來改進(jìn)操作和改善煤氣質(zhì)量，故而是一種很有前途的氣化工藝。此外.隨 著灰熔聚技術(shù)的研究成功.美國煤氣技術(shù)研究所（IGT）和美國凱洛格公司分別開 發(fā)出了 U-GAS和KRW兩種流化床氣化床工藝，這兩種工藝彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工藝排灰含碳 量過高的不足。3）氣流床氣化。氣流床是在固體燃料氣化過程中，氣化劑將

15、煤粉末帶進(jìn)入氣 化爐，進(jìn)行井流氣化。粉煤氣化具有較大的反應(yīng)表面積。氣流床氣化的特點(diǎn)在于 煤粒各自被氣流隔開，燃料的粘結(jié)性對氣化過程沒有影響。燃料在氣流床氣化爐 的反應(yīng)區(qū)停留時(shí)聞極短，即燃料與氣化劑的反應(yīng)很快。為了維持較高的反應(yīng)溫度， 采用O2和少量的水作為氣化劑。K-T爐法是最早工業(yè)化的氣流床氣化方法.它采 用十法進(jìn)料技術(shù)，在常溫下操作，屬粉煤高溫常壓液態(tài)排渣氣化法。由于在常壓 下操作存在問題較多，故又開發(fā)出加壓氣化工藝Shell法和Prenfl。法?，F(xiàn)已工業(yè)化的先進(jìn)煤氣化工藝有：Texaco水煤漿加壓氣化，Lurgi固定床加 壓氣化、Dow水煤漿加壓氣化、Shell粉煤氣化。其中Lurgi固

16、定床加壓氣化法對 煤質(zhì)要求較高，只能用塊煤，粗煤氣中甲烷含量較高，適宜生產(chǎn)城市煤氣，但三 廢處理困難；Dow水煤漿加壓氣化是在Texaco水煤漿氣化方法的基礎(chǔ)上開發(fā)出來 的新工藝，目前尚無作臺成氨原料的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：Shell粉煤氣化目前也僅用于循 環(huán)發(fā)電，未用于化工生產(chǎn)：Texaco水煤漿加壓氣化是國內(nèi)外經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的成熟、 先進(jìn)的氣化工藝，可用價(jià)格較低的煙煤或石油焦，也可利用粉煤，但由于要求煤 種灰熔點(diǎn)與氣化溫度的匹配，而使該工藝適合使用的煤種比較窄。GSP粉煤加壓氣化技術(shù)已與國內(nèi)神華寧煤集團(tuán)簽訂了 83萬t / a二甲醚項(xiàng)目和 煤制烯烴180萬t / a甲醇項(xiàng)目的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，與山西晉城煤化工

17、公司簽訂了 “30 - 52項(xiàng)目的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。這些項(xiàng)目正處于設(shè)計(jì)、建設(shè)階段。山西蘭花煤化工有限責(zé)任公司與北京杰斯菲克氣化技術(shù)有限公司于2007年 7月下旬簽訂“晉城3052項(xiàng)目” GSP氣化技術(shù)許可合同以及專有設(shè)備采購合同，這 是該大型粉煤氣流床氣化技術(shù)首次應(yīng)用于山西省大型煤化工項(xiàng)目?！皶x城3052 項(xiàng)目”的氣化部分采用GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)，由北京杰斯菲克氣化技術(shù)有限 公司提供專利技術(shù)許可，西門子燃料氣化技術(shù)有限公司提供工藝包與專有設(shè)備， 下游采用耐硫變換、低溫甲醇洗、液氮洗、l4. 5 MPa低壓合成氨、二氧化碳?xì)?提法尿素合成和流化床大顆粒尿素等技術(shù)，項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2009年底建成投產(chǎn)。

18、據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國已建成投產(chǎn)和正在建設(shè)中采用水煤漿氣化技術(shù)(包 括采用國內(nèi)開發(fā)的各類水煤漿技術(shù))的廠家約30個(gè)，約80臺氣化爐。采用殼牌干 粉煤加壓氣化技術(shù)的有15個(gè)廠，20臺氣化爐。德國西門子GSP十粉煤加壓冷壁無 廢鍋式氣化爐在銀川烯烴廠首次工業(yè)應(yīng)用。至此，德士古、殼牌、魯奇、西門子 四大國際化現(xiàn)代煤氣化技術(shù)和我國自主開發(fā)的十濕法煤氣化技術(shù)，將逐步替代現(xiàn) 有的碳利用率低、能耗高、污染大、成本高的陳舊落后的塊煤(焦炭)間歇法和常 壓分煤氣化技術(shù)。從而使我國走向煤氣化技術(shù)最多、規(guī)模最大、技術(shù)設(shè)備最先進(jìn)、 生產(chǎn)環(huán)境最好的世界級煤氣化技術(shù)和煤化工生產(chǎn)大國。同時(shí)將帶動我國燃?xì)獍l(fā)電 技術(shù)工業(yè)的發(fā)展

19、。三氣化新技術(shù)3.1煤的等離子體氣化煤的等離子體氣化是指煤在氧化性電弧燈離子體氣氛中生成合成氣的過程。 其反應(yīng)機(jī)理是，在通入水蒸氣的低溫等離子體中，含有許多高活性粒子和放射性 物質(zhì)，當(dāng)粉煤加入到等離子體流中時(shí)，煤在高溫下和活性粒子發(fā)生反應(yīng)。在煤的 等離子體氣化中，等離子體既是熱載體又是參加反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)物。與傳統(tǒng)煤氣 化技術(shù)相比，等離子體煤氣化反應(yīng)具有一系列優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)速度快、煤的轉(zhuǎn)化率高 (94%-96%)、制得的氣體中氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)高(54%-58%)、煤種適應(yīng)范圍廣、對 環(huán)境友好等。目前，該技術(shù)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到初步研究，俄羅斯、美國、加 拿大等國已進(jìn)行了小型等離子體煤氣化的研究，國內(nèi)清華

20、大學(xué)、大連理工大學(xué)、 太原理工大學(xué)等單位也已進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)和理論研究。但該技術(shù)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 應(yīng)用，還有很多技術(shù)障礙有待解決。3.2煤的太陽能氣化由于傳統(tǒng)的煤氣化工藝是燃燒部分煤來提供反應(yīng)所需要的熱量，這不僅增加 了能源的消耗，而且由于煤的部分燃燒，既降低了煤氣的產(chǎn)率，又增加了氣體產(chǎn) 品中C0。的含量，造成氣體產(chǎn)品中可燃成分的比例及熱值的下降，且大量c0。的 排放又容易引起溫室效應(yīng)。而煤的太陽能氣化技術(shù)，利用聚焦太陽能作高溫?zé)嵩矗?直接輻射到煤氣化的反應(yīng)區(qū)，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：（i）不需要昂貴的純氧；（2） 可避免向周圍環(huán)境釋放污染物質(zhì)（如CO。）；（3）氣體產(chǎn)物不會被副產(chǎn)物的燃燒污 染；（4）

21、有效提高燃料的熱值；（5）太陽能以化學(xué)能形式儲藏于容易輸送的煤氣中。 此外，太陽能直接輻射反應(yīng)物可使熱量高效、直接地傳遞到反應(yīng)區(qū)，避免熱交換 器的限制，可使氣化爐的材料問題減至最少。美國新墨西哥州懷特沙漠試驗(yàn)地區(qū)刊莫爾實(shí)驗(yàn)室，用聚焦太陽能將煤炭加熱 到1920C，生產(chǎn)出的可燃煤氣含有CO 26. 9%、H2 50. 9%、C 5. 4%、碳?xì)浠?合物0。7%、CO 16. 1%，且在煤氣中可存儲15%的太陽能。而Zedtwitz P. V. _】 的太陽能煤氣化實(shí)驗(yàn)顯示，在i 400K以上，可得到高質(zhì)量的合成氣（H。和CO.的 等摩爾分?jǐn)?shù)混合物），CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于5%。國內(nèi)這方面的研究也已開

22、始，金會 心等“利用聚光太陽能熱解爐進(jìn)行云南昭通褐煤的氣化試驗(yàn)研究，研究結(jié)果顯 示在褐煤的太陽能氣化工藝中，煤氣產(chǎn)率為0.77m。/kg，熱解效率為43. 54%， 熱解強(qiáng)度達(dá)5. 4MJ / （m h）。而太陽能的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到38. 24%。這一技術(shù)特別 適用于在煤炭和太陽能資源豐富的我國西部地區(qū)。3.3煤的核能余熱氣化與太陽能氣化相類似，煤的核能余熱氣化借助于核能或核能余熱作煤氣化的 高溫?zé)嵩?，氣化過程不需要昂貴的純氧，可以有效避免溫室氣體C0的釋放，且 核能集中輻射反應(yīng)區(qū)能顯著提高反應(yīng)的熱效率和燃料的熱值。目前日本、瑞士、 摩洛哥n等國已開始核能煤氣化的研究。如日本的Yoshitomo

23、Inaba等2利用高 溫氣冷核反應(yīng)器（HTGR）余熱供應(yīng)煤氣化系統(tǒng)，所得合成氣用于工業(yè)化合成氨，每 年CO。的排放量可減少5Xi0 t。近年來，我國南方地區(qū)正大力發(fā)展核能，預(yù)計(jì) 到2020年將有20多座核電機(jī)組投入使用，如能在得到核電的同時(shí)，利用核能余熱 進(jìn)行煤氣化制備高質(zhì)量合成氣，綜合效益更理想，該技術(shù)在我國具有非常好的應(yīng) 用前景。3.4煤的地下氣化煤的地下氣化技術(shù)是煤氣化技術(shù)的一個(gè)分支領(lǐng)域，是將處于地下的煤炭原地 轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的過程。該法集建井、采煤、轉(zhuǎn)化工藝為一體，可以用來開采高 硫煤、薄煤層及劣質(zhì)煤層，可顯著提高資源利用率，是一項(xiàng)綠色能源開采技術(shù)。 煤地下氣化的提出有很長的歷史，并在

24、20世紀(jì)初首次在英國獲得成功。之后，前 蘇聯(lián)、美國、英國、日本、比利時(shí)等國先后進(jìn)行了大量的研發(fā)工作。其中，前蘇 聯(lián)的研究成果最突出，率先于1932年建成世界上第一座有井式地下氣化站。由于 煤地下氣化技術(shù)的誘人前景，我國在這方面也進(jìn)行了大量的研發(fā)工作，取得了一 系列工業(yè)化試驗(yàn)成果。1984年以來，中國礦業(yè)大學(xué)進(jìn)行了多次煤炭地下氣化模型 試驗(yàn)，在煤地下氣化過程溫度場、濃度場、氣化反應(yīng)速率、氣化過程穩(wěn)定性、燃 空區(qū)擴(kuò)展規(guī)律等方面進(jìn)行了大量的理論研究和技術(shù)開發(fā)，在此基礎(chǔ)上，又先后完 成了徐州長新河二號井、唐山劉莊礦與昔陽三次工業(yè)性試驗(yàn)，提出了我國擁有自 主知識產(chǎn)權(quán)的“長通道、大斷面、兩階段地下氣化”技

25、術(shù)工藝，并已在山西陽曲、 山東新汶等地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。4四液化技術(shù)5煤炭的液化即煤變油，就是指以煤炭為原料制取汽油、柴油、液化石油氣的 技術(shù)。煤的液化分直接液化和間接液化兩種。直接液化就是煤在高溫高壓下加氫 裂解轉(zhuǎn)變成油料產(chǎn)品；間接液化就是先對原料煤進(jìn)行氣化、凈化后，得到一氧化 碳和氫氣的原料氣，然后在高溫、高壓以及催化劑的作用下合成有關(guān)油品或化工 產(chǎn)品。隨著國際石油價(jià)格的不斷上漲及中國對石油需求的持續(xù)增長，發(fā)展“煤變 油”產(chǎn)業(yè)勢在必行。4.1煤直接液化這是根據(jù)煤和石油烴相比，組成中碳多氫少的特點(diǎn)，采用加氫的方法從煤直 接制取液態(tài)烴。加氫反應(yīng)通常在較高的壓力和溫度下，在有催化劑作用條件下進(jìn)

26、行。氫氣則通常由煤或液化殘煤的氣化制取。各種液化方法的區(qū)別主要在加氫深 度與供氫方法的不同。最有名的為德國開發(fā)的柏吉斯法。4.2煤間接液化這是先將煤氣化以獲得一氧化碳和氫（即合成氣），然后在催化劑作用下合成 為烴類或醇類燃料，產(chǎn)品的構(gòu)成主要取決于催化劑的選擇性和相應(yīng)的反應(yīng)條件。 最早工業(yè)化的方法是德國的費(fèi)托合成法。南非Saso l公司采用以煤為原料制取液 體燃料，每年產(chǎn)量達(dá)到500多萬t，其中油品約占67%。日本新能源與工業(yè)技術(shù) 開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）研制的煤液化裝置其生產(chǎn)穩(wěn)定，煤的收率為89%， Pit煤產(chǎn)油 0.560 m，其余是氣體和殘?jiān)Ｎ覈鴱?0世紀(jì)50年代就進(jìn)行了間接液化技術(shù)的開發(fā)研

27、究，我國在70年代末曾 對27個(gè)煤種在0. 1t/d裝置上進(jìn)行了53次運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，開發(fā)了高活性的煤液化催化 劑，進(jìn)行了煤液化油的提質(zhì)加工研究，完成了煤的液化、粗油加工生產(chǎn)合格汽油、 柴油和航空煤油的試驗(yàn)。80年代開始研制煤基合成液體燃料，中科院山西一研究 所已經(jīng)完成了固定床兩段法合成汽油模擬實(shí)驗(yàn)，取得了收率高、油品質(zhì)量好的結(jié) 果。中科院國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在催化劑研制方面也取得了較好的結(jié)果。五國內(nèi)煤化工發(fā)展現(xiàn)狀5近幾年，凡有豐富煤炭資源的省市地區(qū)，均掀起了煤炭化工大發(fā)展的建設(shè)熱 潮。煤制燃料油、煤制氨（氮肥）、尿素、甲醇、二甲醚、烯烴、聚甲醛、氫氣等 產(chǎn)品風(fēng)起云涌。建設(shè)規(guī)模大，工藝設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，國產(chǎn)化

28、率高等特點(diǎn)。神華集團(tuán)近幾年在內(nèi)蒙古鄂爾多斯投資250億元，建設(shè)首座3. 3 Mt/a煤直 接液化制取燃料油（柴油、石腦油、液化氣）工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)裝置，工程分3期建設(shè)。 第一期1. 1Mt/a直接法煤制燃料工程于2008年9月18日投產(chǎn)試生產(chǎn)。年產(chǎn)180kt 燃料油間接法工業(yè)試驗(yàn)性能裝置也在緊鑼密鼓的建設(shè)中。直接法和間接法煤制燃 料油的工藝技術(shù)，前提是需要大量的氫氣和合成氣，制備氫溶劑和合成原料氣。 因此，第一期工程建設(shè)了2套日處理2000t煤的殼牌十法粉煤加壓氣化裝置，以制 取氫氣和合成氣，于5月投料試車。第三期工程：1. 67Mt / a甲醇，500kt / a烯 烴，采用德國西門子GSP干法粉煤加壓冷壁無廢鍋式氣化爐（在我國和世界首次工 業(yè)化應(yīng)用此爐），計(jì)劃2010年4月建成投產(chǎn)。第四期工程：年產(chǎn)60kt聚甲醛，計(jì)劃 2010年8月建成投產(chǎn)。神華集團(tuán)在陜、甘、寧、蒙地區(qū)煤礦眾多，改變了過去煤 礦只采煤賣煤低效的傳統(tǒng)作法，從2002年建設(shè)了大批焦化廠，二級焦炭出廠價(jià)高 達(dá)22002400元/t，并回收了焦油產(chǎn)品，多余的焦?fàn)t氣生產(chǎn)甲醇?？傄?guī)模達(dá)80 多萬噸。陜西神木化學(xué)有限公司為單位合資企業(yè)，投資23. 62億元，于2005年建設(shè) 了