中國低階煤熱解分級分質(zhì)利用技術(shù)及現(xiàn)狀

1、 中國低階煤熱解分級分質(zhì)利用技術(shù)及現(xiàn)狀在世界一次能源消費結(jié)構(gòu)中，石油、天然氣、煤炭仍占據(jù)主要地位，總量達到了世界能源消費總量的86.3%，其中石油為32.57%，天然氣為23.71%，煤炭為30.03%。中國的一次能源消費結(jié)構(gòu)中，石油、天然氣、煤炭三者總占比為89.1%，高于世界平均水平，其中石油占比為17.51%，天然氣為5.62%，煤炭為66.03%。因此，中國作為一個“富煤貧油少氣”國家的基本面貌沒有改變，煤炭在國家能源結(jié)構(gòu)中依然居于主導(dǎo)地位。來源于2015BP世界能源統(tǒng)計年鑒中國的煤炭資源探明儲量為1145億噸，占世界煤炭總儲量的12.8%，其中無煙煤和煙煤622億噸，占中國煤炭總儲量

2、的54.32%，次煙煤和褐煤（統(tǒng)稱低階煤）523億噸，占中國煤炭總儲量的45.68%。低階煤在我國煤炭構(gòu)成中占有很咼的比例。來源于2015BP世界能源統(tǒng)計年鑒低階煤是指煤化程度比較低的煤（一般干燥無灰基揮發(fā)分20%）,主要為褐煤和低煤化程度的煙煤。褐煤包括褐煤一號（年輕褐煤）和褐煤二號（年老褐煤）2類，約占我國煤炭探明保有資源量的13%，主要分布于內(nèi)蒙古東部和云南，少量分布于黑龍江遼寧山東吉林和廣西等地區(qū)，近年發(fā)現(xiàn)新疆等區(qū)域亦賦存褐煤。低煤化程度的煙煤包括長焰煤、不黏煤和弱黏煤，約占我國煤炭探明保有資源量的33%，主要分布于陜西、內(nèi)蒙古西部和新疆，其次為山西、寧夏、甘肅、遼寧、黑龍江等地區(qū)，吉

3、林、山東和廣西等地區(qū)少量賦存。褐煤全水分高達20%60%，攵到基低位發(fā)熱量一般為11.7116.73MJ/kg。由于高水分，高含氧量，低發(fā)熱量，化學(xué)反應(yīng)性好、孔隙多、熱穩(wěn)定性差，在空氣中易風(fēng)化和破碎，不適合遠距離輸送，應(yīng)用受到很大限制。低煤化程度的煙煤原煤灰分一般低于15%，含硫量低于1%，鄂爾多斯盆地不黏煤和弱黏煤為為此類煤。低階煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)中側(cè)鏈較多，氫、氧含量較高，結(jié)果導(dǎo)致其揮發(fā)分含量高、含水高、含氧多、易自燃、熱值低。直接燃燒會產(chǎn)生大量的污染物，不僅破壞環(huán)境，而且造成了能源的浪費。目前最常用的直接利用方法是燃燒發(fā)電，且主要用于坑口電站，少量被部分干燥、熱解或制成型煤后運往外地供各種工業(yè)

4、鍋爐燃燒或化工利用。但使用低變質(zhì)煤發(fā)電在產(chǎn)生單位電量時需要更多的燃料和更大的設(shè)備資金投入，同時有較高的CO2排放，如褐煤鍋爐燃料量是煙煤的24倍，產(chǎn)生的爐氣量是其23倍。這使得發(fā)展更加高效、清潔、經(jīng)濟的低階煤利用工藝顯得十分必要。根據(jù)低階煤中揮發(fā)分及氫含量高的特點，通過分級轉(zhuǎn)化利用，可先獲得高附加值的油、氣和化學(xué)品，再將剩余半焦進行燃燒或氣化，實現(xiàn)煤炭資源的梯級利用，從而，一方面提高了煤炭利用的能效，另一方面使難以利用的褐煤得到了有效利用，同時大大減少環(huán)境的污染。燒結(jié)焦粉一、低階煤的熱解低階煤的結(jié)構(gòu)特點決定了其揮發(fā)分高、活性強。由于水分和氧含量高而熱值低，直接利用（燃燒或氣化）效率低，經(jīng)濟價值

5、遠不如高階煤，大規(guī)模開發(fā)利用必須先對其進行加工提質(zhì)。最為常用的方法之一是熱解，即“干餾”或“熱分解”。熱解是指煤在隔絕空氣或在惰性氣體條件下持續(xù)加熱至較高溫度時，所發(fā)生的一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)。在此過程中煤會發(fā)生交聯(lián)鍵斷裂、產(chǎn)物重組和二次反應(yīng)，最終得到氣體（煤氣）、液體（焦油）、及固體（半焦）等產(chǎn)物。焦油中含有苯、萘、蒽、菲以及目前尚無法人工合成的多種稠環(huán)芳香烴類化合物及雜環(huán)化合物。與直接燃燒相比，熱解實現(xiàn)了煤中不同成分的梯級轉(zhuǎn)化，是一種資源高效綜合利用方法，具有減少燃煤造成的環(huán)境污染，提高低階煤資源綜合利用價值的優(yōu)勢，可創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟社會效益。按煤熱解溫度可分為低溫?zé)峤猓?00C-600C

6、）中溫?zé)峤猓?50C-800C）高溫?zé)峤猓?00C-1000C）和超高溫?zé)峤猓?200C）。為得到高產(chǎn)率的焦油和煤氣，低階煤多采用低溫?zé)峤饴肪€。除低溫?zé)峤馔?，還可以利用加氫熱解來提高熱解產(chǎn)率，即通過外加氫氣來飽和熱解產(chǎn)生的自由基，擬制二次反應(yīng)。表2熱解技術(shù)分類序號項目分類反應(yīng)溫度低溫中溫高溫超咼溫450-650700-900900-120012002反應(yīng)速率慢速中速快速閃熱解KiI、煤十恢背1”干煤施鳳器I弘捕粉蘇旅鳳器I鼻旅風(fēng)鴉含器F卄斥、應(yīng)器I鼻刪駅升請.T麹隼粉諳卻HNh弟毘合器F4原料焊楷；W-黔胖給料機.11-W機I1丄-燃燒爐-*c?flAtr刀軒-I-徘rIIh機班4h)k暑5。

7、圖5澳大利亞流化床快速熱解裝置煤粉用氮氣從加煤器通過管道噴入流化床熱反應(yīng)器，反應(yīng)器床層由0.31mm大小的砂粒組成，液化石油氣和空氣燃燒形成的煙氣和電加熱器預(yù)熱的氮氣通過反應(yīng)器底部的分布板進入流化床，煤粉在熱解反應(yīng)器中快速熱解(停留時間小于05s),離開反應(yīng)器的氣體通過溫度約350C的高效旋風(fēng)分離器使大量半焦分離出來，氣體則經(jīng)過冷卻器進入約80C的電捕焦油器，分離出焦油并收集。我國中科院過程所研發(fā)的噴動-載流床工藝與之類似。6、俄羅斯3TX(ETCH)-175工藝3TX(ETCH)-175工藝是由俄羅斯開發(fā)的固體熱載體粉煤干餾技術(shù)。建有處理能力為4t/h和6t/h煤的中試裝置。4t/h的中試裝

8、置建在加里寧。在中試裝置上進行了多灰、多硫煤、褐煤及泥煤試驗。在克拉斯諾雅爾建成了每小時處理175t煤的3TX-175(即ETCH-175)工業(yè)化裝置。圖6氣怖朋TX(ETCH)-1?5：工藝褐煤經(jīng)破碎后，用煙道氣干燥。干燥粉煤再在氣流式預(yù)熱器中預(yù)熱。預(yù)熱的粉煤與固體熱載體相混合，達到干餾溫度進行干餾。熱解室中析出的油、煤氣經(jīng)除塵后冷凝分離，得到焦油、輕質(zhì)油和煤氣。裝置系統(tǒng)中生成的多余的半焦從熱解室排出，回收熱量后作為電站燃料。裝置能量（考慮電、蒸汽及產(chǎn)品凈化能耗）效率為83-87%。干餾產(chǎn)品也用于其他方面，0-005mm的半焦細粉（代替工業(yè)炭黑作為橡膠制品及熱塑性塑料的填充劑）；0.05-0

9、25mm的炭粉，發(fā)熱量達到2724MJ/kg，作為電站、高爐和其他爐子燃料。試驗結(jié)果表明，用此燃料每噸生鐵消耗的冶金焦可以降低20kg或更多；大于0.25mm的細粒半焦，用來凈化電站和其他工廠的含油廢水，以代替昂貴的吸附劑，試驗表明，這種半焦在上述廢水處理中是一種良好的吸附劑。煤氣熱值為20.95MJ/m3，作為能源、家用和化學(xué)原料。焦油分離得到燃料油（汽油、柴油）、筑路瀝青、浸漬油、酚及同系物（包括酚、甲酚、二甲苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酚）、吡啶堿，還有一些芳香族碳氫化合物及其他物質(zhì)。7、DG工藝DG工藝（也稱煤固體熱載體法快速熱解技術(shù)）由大連理工大學(xué)開發(fā)。平莊工業(yè)性試驗新法干餾流程見圖

10、717994原煤g2681610f煤14煤氣灰渣空氣焦油煙氣半焦心/圖7平莊工業(yè)性試驗新法干餾流程1煤槽;2干燥提升;3干煤槽;4混合器;5反應(yīng)器;6加熱提升管;7熱焦粉槽;8流化燃燒爐;9旋風(fēng)分離器;10洗氣管;11氣液分離器;12分離槽;13間冷器;14除焦油器;15脫硫箱;16空氣鼓風(fēng)機;17引風(fēng)機;18煤氣鼓風(fēng)機原煤粉碎后進入干燥預(yù)熱系統(tǒng)，用熱煙氣（約550弋）進行氣流干燥預(yù)熱并提升至干煤貯槽，煙氣除塵后經(jīng)引風(fēng)機排入大氣。干煤（約120C）經(jīng)給料機加入到混合器，在此與來自熱焦粉槽的粉焦（約800C）混合，然后進入反應(yīng)器完成快速熱解反應(yīng)（550650C）,析出熱解氣態(tài)產(chǎn)物?；拿簹饨?jīng)除塵去

11、洗氣管，在氣液分離器分離出水和焦油，經(jīng)間冷器分離出輕汽油，煤氣經(jīng)鼓風(fēng)機加壓除焦油和脫硫后入煤氣柜。由反應(yīng)器出來的半焦部分經(jīng)冷卻后作為產(chǎn)品，剩余半焦（約600C）在加熱提升管底部與來自流化燃燒爐的含氧煙氣發(fā)生部分燃燒，半焦被加熱至800850C后提升到熱焦粉槽作為熱載體循環(huán)。由熱粉焦槽出來的熱煙氣去干燥提升管，原煤在干燥提升管完成干燥過程8、MRF工藝MRF工藝（多段回轉(zhuǎn)爐溫和氣化工藝）由煤炭科學(xué)硏究總院北京煤化工研究分院開發(fā)。該工藝主體設(shè)備是3臺串聯(lián)的臥式回轉(zhuǎn)爐，MRF工藝流程見圖8圖8MRF工藝流程1干燥爐;2熱解爐;3熄焦爐;4加熱爐;5除塵器;6引風(fēng)機;7排料閥原料煤在干燥爐經(jīng)直接干燥脫

12、出70%的水分;原料煤熱解在外熱式熱解爐內(nèi)進行，避免荒煤氣被其他氣體稀釋，熱解溫度550750弋，熱解得到的荒煤氣經(jīng)除塵冷卻后回收煤氣和焦油;熱半焦經(jīng)水力熄焦后排出。輔助工藝包括原料煤儲備、焦油分離儲存、煤氣凈化、半焦篩分及儲存、鍋爐房和質(zhì)量檢驗等單元。熱解加熱爐可以單獨或同時使用氣體燃料和固體燃料。9、循環(huán)流化床煤分級轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)75t/h循環(huán)流化床煤分級轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)示范裝置由浙江大學(xué)與淮南礦業(yè)集團合作建立。示范裝置主要由2部分組成:流化床氣化（熱解）爐和循環(huán)流化床鍋爐半焦燃燒發(fā)電系統(tǒng)75t/h循環(huán)流化床多聯(lián)產(chǎn)裝置工藝流程見圖9。圖975t/h循環(huán)流化床多聯(lián)產(chǎn)裝置工藝流程1鍋爐;2分離器

13、;3熱解爐;4激冷塔;5電捕焦油器;6間冷器;7二次電捕;8緩沖罐;9煤斗;10點火器;11汽包;12水封槽;13焦油池;14循環(huán)水池;15輕油池;16除塵器;17煙囪原料煤進入氣化爐后與來自鍋爐旋風(fēng)分離器的高溫循環(huán)灰混合，在600弋左右的溫度下進行熱解，產(chǎn)生的粗煤氣焦油霧及細灰渣經(jīng)氣化爐旋風(fēng)分離器除塵進入急冷塔和電捕焦油器，冷卻捕集焦油和輕油后由煤氣排送機送入緩沖罐，部分煤氣送回氣化爐作為流化介質(zhì)，其余進入脫硫等設(shè)備凈化后再利用。熱解半焦和循環(huán)灰經(jīng)返料機構(gòu)進入鍋爐燃燒，高溫物料隨高溫?zé)煔庖黄鹜ㄟ^爐膛出口進入旋風(fēng)分離器，分離后的煙氣進入鍋爐尾部煙道，先后經(jīng)過加熱器、再熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器等

14、受熱面產(chǎn)生蒸汽用于供熱和發(fā)電。分離下來的高溫灰進入返料機構(gòu)，部分高溫灰進入氣化爐，其余則直接送回鍋爐爐膛。10、帶式爐改性提質(zhì)技術(shù)帶式爐改性提質(zhì)技術(shù)是北京柯林斯達科技發(fā)展有限公司開發(fā)的褐煤提質(zhì)工藝。帶式爐由爐體驅(qū)動系統(tǒng)輸送系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)等4部分組成，配套系統(tǒng)為燃煤熱風(fēng)爐和產(chǎn)品冷卻系統(tǒng)，帶式爐改性提質(zhì)工藝見圖10。圖10帶式爐改性提質(zhì)工藝1干燥段;2改性炭化段;3冷卻段;4熱風(fēng)爐;5煙冷器原料煤由入爐端均勻分布在耐熱金屬材質(zhì)的輸送帶上，在中性氣氛下依次經(jīng)過干燥段和改性（炭化）段，與熱煙氣（含氧量3%）穿層換熱完成干燥脫水和改性（炭化）提質(zhì)過程，最后進入冷卻段被冷煙氣（含氧量3%）冷卻成為提質(zhì)

15、煤，改性提質(zhì)時所用熱量來自燃煤熱風(fēng)爐，炭化提質(zhì)熱源來自自產(chǎn)煤氣，并副產(chǎn)焦油，輸送帶速度可調(diào)，溫度能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制。11、GF-I型褐煤提質(zhì)工藝GFI型褐煤提質(zhì)工藝由北京國電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司開發(fā)。該工藝核心設(shè)備是采用外燃內(nèi)熱式的低溫?zé)峤夥綘t,GF-I型褐煤提質(zhì)工藝流程見圖11。878IQ1917111415水蒸氣啟動煤圖11GFI型褐煤提質(zhì)工藝流程1煤斗;2預(yù)熱段;3干燥段;4干餾段;5冷卻段;6半焦;7除塵器;8雙豎管;9間2LA冷器;10電捕;11酚水槽;12初焦油分離器;13焦油槽;14油分離器;15輕油槽;16最終油分離器;17煤氣加壓機;18燃燒器;19冷水塔煤斗內(nèi)的原料煤利用

16、冷卻段出來的熱煙氣進行初步預(yù)熱后經(jīng)插板門進入干燥段。干燥段設(shè)有4個燃燒器，燃燒所需煤氣來自熱解煤氣，在該段煤中95%以上的水分被脫除，同時煤的溫度被提高到150弋左右，干燥段煙氣送入冷卻段用于半焦冷卻，干煤繼續(xù)下行進入干餾（熱解）段，熱解段設(shè)有4個燃燒器，燃燒所需煤氣同樣來自熱解煤氣，熱解反應(yīng)溫度約560弋。熱解段產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)除塵后進入冷卻凈化系統(tǒng)回收焦油和煤氣，最后煤氣經(jīng)由加壓機抽出返送回提質(zhì)爐供干燥段和熱解段燃燒用。熱解半焦下行進入冷卻段，經(jīng)來自干燥段的冷煙氣冷卻降至80弋以下由推焦機推入埋刮板機內(nèi)匯集到輸焦膠帶運往儲焦倉。12、神華模塊化神華模塊化固體熱載體熱解工藝由神華煤制油化工研究

17、院開發(fā)，神華模塊化固體熱載體熱解工藝流程見圖12。圖12神華模塊化固體熱載體熱解工藝流程1煤回轉(zhuǎn)干燥器;2混料器;3熱解器;4除塵器;5洗滌冷卻器;6油水分離器;7提升機;8分料器;9半焦加熱回轉(zhuǎn)窯;10篩分;11鼓風(fēng)機;12燃燒器;13引風(fēng)機原料煤經(jīng)回轉(zhuǎn)干燥器干燥后與來自半焦加熱回轉(zhuǎn)爐的高溫半焦混合，在移動床熱解反應(yīng)器內(nèi)完成熱解反應(yīng)。固體基于固體載熱褐煤熱解技術(shù)由清華大學(xué)-天素投資節(jié)能減排聯(lián)合研發(fā)中心開發(fā)，120萬t/a褐煤深加工項目熱解系統(tǒng)工藝流程見圖13。IJiT圖13120萬t/a褐煤深加工項目熱解系統(tǒng)工藝流程1干燥段;2存料槽;3一級干餾;4二級干餾;5半焦槽;6冷卻器;7提升管;8

18、燃燒床;9熱焦槽;10混合;11荒煤氣凈化;12補燃室;13熱風(fēng)爐;14鼓風(fēng)機;15除塵器該系統(tǒng)采用固體熱載體流化床快速干餾（熱解）工藝，利用自產(chǎn)煤氣作為流化介質(zhì)，燃燒床內(nèi)高溫含灰半焦作為熱載體。燃燒床內(nèi)為貧氧狀態(tài)，部分半焦燃燒提供系統(tǒng)運行所需要的熱量，其余半焦升溫后作為熱載體。燃燒床生成的煙氣（含可燃成分）進入補燃裝置燃燼并副產(chǎn)蒸汽供園區(qū)使用，降溫后的煙氣作為干燥裝置的熱源。14、褐煤熱溶催化新工藝自1998年起，順鑫煤化工科技有限公司開始研究褐煤熱溶催化新工藝，120kg/d小型連續(xù)試驗裝置工藝流程見圖14。2956L調(diào)和汽油液化油k調(diào)和柴油卜m等低級酚輕油中油提質(zhì)褐煤廠一褐煤催化劑一加掘

19、盤劑一一圖14120kg/d小型連續(xù)試驗裝置工藝流程1備煤制漿;2一段預(yù)熱器;3脫氧預(yù)處理反應(yīng)器;4二段預(yù)熱器;5催化熱熔反應(yīng)器;6常壓塔;7外循環(huán)減壓塔;8減壓焦化器;9溶劑加氫反應(yīng)器在熱溶催化轉(zhuǎn)化過程中，采用加氫蒽油作為反應(yīng)的初始溶劑，通過一定次數(shù)的循環(huán)，溶劑達到穩(wěn)定平衡，自身產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化油可以作為循環(huán)溶劑，并滿足工藝要求。15、煤拔頭-煤炭綜合利用新工藝20世紀80年代中國科學(xué)院郭慕孫院士提出了煤拔頭工藝，中國科學(xué)院過程工程研究所對煤拔頭、煤炭綜合利用新工藝進行了開發(fā)，亥項技術(shù)也稱BT工藝，屬于多聯(lián)產(chǎn)范疇。煤拔頭中試工藝系統(tǒng)由5部分組成:鍋爐主機系統(tǒng)、快速加熱快速分離系統(tǒng)、快速冷卻系統(tǒng)、物

20、料輸配系統(tǒng)和控制與測量系統(tǒng)。煤拔頭中試工藝系統(tǒng)見圖15。圖15煤拔頭中試工藝系統(tǒng)1循環(huán)流化床;2空氣預(yù)熱器;3快速熱解下行床;4慣性分離裝置;5急冷器;6沉降池;7空氣冷卻器;8輕質(zhì)油槽;9羅茨鼓風(fēng)機;10快速分離器;11熱回料旋風(fēng)分離器;12貯煤斗;13旋轉(zhuǎn)卸料器;14煤氣風(fēng)機;15接灰器該工藝通過下行床與循環(huán)流化床的耦合實現(xiàn)煤粉從下行床的頂部加入，與來自提升管的循環(huán)熱強烈混合并升溫，在常壓較低溫度（550700。0無氫氣無催化劑的條件下實現(xiàn)快速熱解。生成的氣相產(chǎn)品在下行管的底部通過快速分離器分離后，進入急冷器進行快速冷卻，最終得到液體產(chǎn)品。16、優(yōu)質(zhì)煤產(chǎn)品生產(chǎn)裝置及生產(chǎn)系統(tǒng)李柏榮公開了一種

21、優(yōu)質(zhì)煤產(chǎn)品生產(chǎn)裝置及生產(chǎn)系統(tǒng)，該生產(chǎn)裝置包括：外殼進料斗、出料斗、導(dǎo)熱機構(gòu)和排氣機構(gòu)。國邦清能采用連續(xù)干餾熱解定位提質(zhì)技術(shù)及成套設(shè)備(LCP)建成了100萬t/a褐煤熱解提質(zhì)工程。優(yōu)質(zhì)煤產(chǎn)品生產(chǎn)裝置見圖16。10681052312.13圖16優(yōu)質(zhì)煤產(chǎn)品生產(chǎn)裝置1上部進料段;2中部進料段;3下部進料段;4上出料段;5下出料段;6多個導(dǎo)熱介質(zhì)導(dǎo)出部;7多個導(dǎo)熱介質(zhì)導(dǎo)入部;8多個導(dǎo)熱管;9翅片;10中心排氣通道;11環(huán)形排氣通道;12排氣端;13排氣口;14上端排氣口;15調(diào)節(jié)閥該裝置在導(dǎo)熱管之間的落料空間中設(shè)置翅片，起到翻料排氣的作用，使氣體能夠及時排出，熱量的傳遞效率得到一定程度的提高。李柏榮對

22、優(yōu)質(zhì)煤生產(chǎn)系統(tǒng)年處理100萬t褐煤的過程進行了熱量衡算，通過回收導(dǎo)熱介質(zhì)的熱量以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體等物質(zhì)，整個過程的能耗得到一定程度的降低。17、蓄熱式無熱載體旋轉(zhuǎn)床干餾新技術(shù)北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司通過集成已工業(yè)化的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床和蓄熱式輻射管燃燒器等多項專利技術(shù)，開發(fā)出蓄熱式無熱載體旋轉(zhuǎn)床干餾新技術(shù)。煤料經(jīng)干燥器干燥后進入煤倉，通過裝料裝置在干餾爐內(nèi)完成布料。在干餾爐的旋轉(zhuǎn)作用下煤料依次經(jīng)過預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)、均熱區(qū)和冷卻區(qū)。低溫干餾所得半焦在氣封條件下出爐，進入干熄焦器進行余熱回收，回收的熱量用于煤料的預(yù)干燥，冷卻后的半焦輸入焦倉;干餾氣進入煤氣凈化系統(tǒng)，分離出煤氣焦油等。圖1

23、7北京神霧熱解工藝主裝置圖18、CCTI工藝技術(shù)發(fā)明人LarryHunt美國)美國清潔煤技術(shù)公司CCTI)已與國內(nèi)數(shù)家單位接觸并推進該項技術(shù)的應(yīng)用。多段熱解室見圖18。12345熱解室;6多段熱解室間開閉裝置干燥后的原料煤在惰性氣氛下經(jīng)一段熱解室（溫度204399。0、二段熱解室（溫度482593。0、三段熱解室（溫度704843C）和四段熱解室（溫度10931316。0得到提質(zhì)煤，提質(zhì)煤在五段熱解室的低溫干燥惰性氣體環(huán)境中降溫至120C。熱解爐裝置通常與水平面呈515夾角，昔助原料煤自身重力在熱解室內(nèi)移動。19、LCC工藝LCC工藝由大唐華銀電力股份有限公司和中國五環(huán)工程有限公司聯(lián)合開發(fā)，主

24、要過程分為3步:干燥、輕度熱解和精制LCC。技術(shù)工藝流程見圖19。1熱解熱風(fēng)爐;2干燥熱風(fēng)爐;3煙氣脫硫;4干燥循環(huán)風(fēng)機;5干燥旋風(fēng)除塵器;6熱解循環(huán)風(fēng)機;7干燥爐;8熱解爐;9激冷盤;10PCT靜電捕集器;11熱解旋風(fēng)除塵器;12激冷塔;13精制塔;14PCT冷卻器;15激冷塔循環(huán)泵原料煤在干燥爐內(nèi)被來自干燥熱風(fēng)爐的熱氣流加熱脫除水分。在熱解爐內(nèi)，來自熱解熱風(fēng)爐的熱循環(huán)氣流將干燥煤加熱，煤發(fā)生輕度熱解反應(yīng)析出熱解氣態(tài)產(chǎn)物。在激冷盤中引入工藝水迅速終止熱解反應(yīng)，固體物料輸送至精制塔，預(yù)冷卻后與增濕空氣發(fā)生氧化反應(yīng)和水合反應(yīng)得到固體產(chǎn)品PMC(ProcessMiddleCoke)，從熱解爐出來的

25、氣態(tài)產(chǎn)物經(jīng)旋風(fēng)除塵后進入激冷塔，塔頂出來的不凝氣體進入電除霧器，氣體中夾帶的PCT(ProcessCoalTar)被捕集下來，并回流至激冷塔。冷凝下來的PCT經(jīng)換熱器冷卻后，大部分返回激冷塔，剩余部分為初步的PCT產(chǎn)品。從PCT靜電捕集器出來的不凝氣一部分作為熱解爐的循環(huán)氣體，剩余部分作為一次燃料。干燥爐出來的煙氣經(jīng)旋風(fēng)除塵后大部分循環(huán)，小部分經(jīng)脫硫后排放。20、外熱式外熱式回轉(zhuǎn)爐技術(shù)廣泛用于冶金、氟化工等許多領(lǐng)域，應(yīng)用于煤炭干餾熱解裝置的主要技術(shù)的主要優(yōu)勢包括：1）原料的適用范圍廣：根據(jù)產(chǎn)品最終用途，外熱式回轉(zhuǎn)爐可以處理40mm以下的原煤，包括8mm以下末煤。2）焦油產(chǎn)率高、質(zhì)量好，所產(chǎn)焦油

26、輕質(zhì)組分高，質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)內(nèi)熱式爐所產(chǎn)低溫焦油，由于加熱終溫及溫升速度可控性好，焦油產(chǎn)率比內(nèi)熱式高1015%。3）工藝裝置操作靈活、彈性大，可根據(jù)不同的市場要求即時調(diào)整工藝參數(shù)改變產(chǎn)品品質(zhì)。4）煤氣純凈、熱值高：由于采用外熱式工藝，煤氣未混入惰性氣體，提高了煤氣的熱值，且成分穩(wěn)定，適宜作為工業(yè)和民用燃料。5）半焦水分低：由于采用連續(xù)干法熄焦，可將產(chǎn)品水分控制在“零”。提高了半焦的質(zhì)量，節(jié)約能源，減少了有害氣體及工業(yè)污水的生成，減少了相應(yīng)的治理裝置及費用。6）裝置產(chǎn)能大：單臺套裝置可以實現(xiàn)50-100萬噸/年以上。外熱式回轉(zhuǎn)爐技術(shù)廣泛用于冶金、氟化工等許多領(lǐng)域，本身技術(shù)成熟，在煤干餾領(lǐng)域的應(yīng)用也已

27、經(jīng)取得了較大進展，主要包括陜煤天元20萬噸/年中試裝置、三瑞實業(yè)450kg/h的外熱式回轉(zhuǎn)爐低溫干餾工藝試驗系統(tǒng)。圖21現(xiàn)場裝置圖四、低階煤熱解技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用及技術(shù)瓶頸截至目前，國內(nèi)的高?？蒲性核笮推髽I(yè)集團和工程公司一直致力于推進低階煤熱解提質(zhì)技術(shù)的工業(yè)化進程，低階煤熱解提質(zhì)技術(shù)工業(yè)化現(xiàn)狀見表1,熱解技術(shù)分類見表2，熱解單元傳熱原理見表3。表1國內(nèi)低階煤熱解提質(zhì)技術(shù)工業(yè)化現(xiàn)狀序號技術(shù)典型丁廠廠址煤種粒度Cwi規(guī)模/萬I1EK；工藝陜煤化神木富油陜兩神木神木長焰煤062x602MRF工藝不詳內(nèi)蒙古海拉爾內(nèi)蒙古褐煤63023循環(huán)流化床煤分級轉(zhuǎn)化爭聯(lián)產(chǎn)技術(shù)淮南礦業(yè)新莊孜電廠室徽淮閩淮伺煙煤075

28、(t/h)斗帶武爐改性提質(zhì)技術(shù)蒙元煤炭公司內(nèi)蒙古錫林洽特內(nèi)蒙古褐煤325305GF-1型褐煤提J質(zhì)工藝錫林浩特國能公司內(nèi)蒙古錫林浩特內(nèi)蒙古褐煤6-120506神華模塊化固體熱載體熱解工藝神華集團內(nèi)蒙古鄂爾多斯內(nèi)蒙古褐煤()306(XX)(t/a7固體我熱褐煤贈解技術(shù)曲靖眾一化工公司云鬧曲靖云南揭煤U-10120S碣煤熱港催化新工藝錫盟創(chuàng)源煤化公司內(nèi)蒙占錫林郭勒盟內(nèi)蒙占碣煤0.074-0.175S779煤拔頭煤炭綜合利用新工藝汗科院過程所河北聞坊低揮發(fā)分次煙煤1ltJ(t/rl)10JIT技術(shù)國郴淸能公司內(nèi)蒙古霍林郭勒內(nèi)蒙古褐煤不詳10011蓄趣式無熱載體旋轉(zhuǎn)床干僧新技術(shù)北京神霧集團公司北京福煤

29、長焰煤10-10()312CCTI工藝中蒙國際投資金司內(nèi)蒙古烏蘭淪特內(nèi)蒙古褐煤12002反應(yīng)速率慢速中速快速閃熱解1O63加熱方式內(nèi)熱式外熱式內(nèi)外并熱4熱裁體固體熱載體氣休熱我體固-氣熱戟體5反應(yīng)氣氛隔絕空氣氮氣氫氣水蒸氣6反應(yīng)壓力常壓加壓表3熱解單元傳熱原理序號技術(shù)傳熱形式熱戦體1DG工藝內(nèi)熱式執(zhí)半隹Jibi1JkVT2M11F工藝外熱式熱煙氣3爲環(huán)流化尿煤分級轉(zhuǎn)化爹聯(lián)產(chǎn)技術(shù)內(nèi)熱式高溫灰4帶式爐改性提質(zhì)技術(shù)內(nèi)熱式熱煙氣5（：F-1型福煤提質(zhì)工藝內(nèi)熱式熱煙氣6神華模塊優(yōu)固體熱戦體熱解工藝內(nèi)熱式執(zhí)半毎jiki1/m7固體賊熱褐煤熱解技術(shù)內(nèi)熱式含灰半焦&陽煤熱落催化新工藝不詳不詳9煤拔頭煤炭綜合利

30、用新工藝內(nèi)熱式熱灰10LCP技術(shù)外熱式熱氣體11蓄熱式無熱我休碇轉(zhuǎn)床干謂新技術(shù)外熱式熱煙氣12CCTI匸藝外熱式熱煙氣13LCCT藝內(nèi)熱式熱煙氣低階煤熱解技術(shù)根據(jù)熱載體的不同，主要分為氣體熱載體技術(shù)和固體熱載體技術(shù)。現(xiàn)階段無論哪種技術(shù)在解決低階煤分級分質(zhì)利用的同時都或多或少的存在一些問題。一)氣體熱載體熱解技術(shù)該類技術(shù)采用高溫?zé)釤煔饣蚨栊詺怏w作為干燥介質(zhì)。代表技術(shù)有帶式爐熱解工藝、立式三段爐熱解工藝、LCC轉(zhuǎn)底爐熱解工藝。主要技術(shù)應(yīng)用情況如下。1、立式三段爐工藝技術(shù)立式爐又叫國富爐或三江爐，是將傳統(tǒng)的一段立式爐分為干燥段和干餾段的改進爐型，是國內(nèi)較為成熟的工藝。國能公司在錫林浩特建設(shè)的單套50

31、萬t/a立式三段爐裝置已經(jīng)投入生產(chǎn)。從項目運行情況來看，該工藝路線生產(chǎn)工藝簡單易操作，運行相對安全。半焦產(chǎn)品質(zhì)量差，只能作為動力煤供電廠使用，且無法回收揮發(fā)分中的焦油和干餾煤氣，項目經(jīng)濟性較差，能源利用效率低，環(huán)境污染嚴重。主要存在問題有：干燥段產(chǎn)生水蒸氣直接排放，無法回收利用；廢煙氣直接排放，濕法熄焦產(chǎn)生大量煤泥水。環(huán)境污染嚴重；煤氣中混入氮氣含量達50，有效氣體提取能耗較高。2、LCC熱解工藝技術(shù)該技術(shù)是湖南華銀能源技術(shù)公司引進美國LFC技術(shù)基礎(chǔ)上自行研發(fā)的工藝。該工藝以生產(chǎn)半焦和低溫焦油為目的，工藝路線簡潔。參數(shù)可調(diào)，產(chǎn)品可實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)：工藝采用低氧熱煙氣為熱載體，爐內(nèi)粉塵含量小，生產(chǎn)安

32、全性高；產(chǎn)品半焦經(jīng)過鈍化處理，長時間堆放不會自燃；裝置放大較容易。具備單爐百萬噸級放大潛力。目前，國內(nèi)已經(jīng)建成大唐華銀30萬t/a褐煤熱解項目，并且正在建設(shè)神華呼倫貝爾150萬t/a褐煤熱解項目。大唐項目投產(chǎn)試車情況表明該技術(shù)是可行的，但存在一定的優(yōu)化空間：褐煤破碎率高，全系統(tǒng)出塵量10，導(dǎo)致焦油產(chǎn)品中固性物含量高，過濾較困難；粉煤回收后干燥成型難度大，甚至加入粘結(jié)劑后也不易脫模；采用濕熄焦處理工藝，全廠耗水量較大，實際運行中噸煤水耗達06t，產(chǎn)生的煤泥水難以處理；熱效率低，工藝熱半焦顯熱未回收利用，需補充1/3的外熱；半焦粉化率高，影響其市場價格。3、帶式爐熱解技術(shù)該技術(shù)是北京柯林斯達公司在

33、改性提質(zhì)帶式干燥爐基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，主要將原先單一溫度的爐體分為干燥、熱解提質(zhì)、冷卻三部分。干燥溫度300C熱解溫度500600C。該技術(shù)的優(yōu)點是安全性高，干燥、熱解所用熱煙氣含氧量很低；半焦采用干法熄焦，不產(chǎn)生工業(yè)廢水；熱風(fēng)爐采用流化床石灰石脫硫技術(shù)，煙氣達標排放；提質(zhì)效率較高，熱解提質(zhì)產(chǎn)生的半焦和低溫焦油快速完成。蒙元煤炭有限公司利用該技術(shù)在錫林浩特建設(shè)了30萬t/a褐煤提質(zhì)項目，項目總投資3億元，分三期建設(shè)。一期工程已于2010年底投產(chǎn)運行。從運行情況來看，褐煤經(jīng)提質(zhì)后發(fā)熱量由原來的14.7215.26MJ/kg(35203650kcal/kg)提高到21.33MJ/kg(5100kca

34、l/kg)，水分由原來的34%下降到10%左右。該技術(shù)的缺點主要有：對入爐煤限制較為嚴格，只能用1530mm的塊煤作為原料；部分小顆粒原料掉落到裝置底部，出現(xiàn)過燒情況，存在一定安全隱患；干燥與熱解過程沒有完全分開，造成一定熱量損失等?？傮w來看：三段爐能耗較高，熱效率較低，環(huán)境污染嚴重，廢水處理難度大，不具有推廣前景；LCC工藝具備一定可行性，但應(yīng)針對項目運行中暴露的問題進行改進，未來應(yīng)密切關(guān)注大唐華銀、神華呼倫貝爾項目的進展情況；帶式爐工藝能效較高，設(shè)備放大容易。環(huán)境污染小，應(yīng)盡快進行大型工業(yè)化示范，以取得項目的運行數(shù)據(jù)。固體熱載體熱解技術(shù)固體熱載體技術(shù)以生產(chǎn)干餾煤氣和低溫焦油為主要產(chǎn)品，充分

35、利用固體半焦或熱灰中的顯熱，國內(nèi)以大連理工大學(xué)研發(fā)的固體半焦熱載體技術(shù)和浙江大學(xué)研發(fā)的高溫?zé)峄覠帷㈦?、氣、油多?lián)產(chǎn)技術(shù)為代表。主要技術(shù)應(yīng)用情況如下。1、DG固體熱載體熱解技術(shù)DG技術(shù)是由大連理工大學(xué)自主研發(fā)的。該技術(shù)采用常壓操作，主要由煤干燥、提升、半焦流化燃燒及煤焦混合、煤干餾、焦油及煤氣回收系統(tǒng)等部分組成。該技術(shù)的優(yōu)點是熱效率高，所得產(chǎn)品中焦油產(chǎn)率較高，熱解煤氣發(fā)熱量在16.73MJ(4000kcal)以上，是優(yōu)質(zhì)的民用煤氣和工業(yè)燃氣。陜西神木富油公司利用該技術(shù)建設(shè)了12萬t/a中低溫煤焦油綜合利用項目，其中煤熱解裝置60萬t/a。該裝置僅用于長焰煤熱解。從投產(chǎn)運行情況來看，主要存在氣固分

36、離設(shè)備較多、均勻混合耗時較長、混合不均勻、排渣受溫度影響較大以及粉塵帶出量過大等問題。目前該裝置處于停產(chǎn)調(diào)試狀態(tài)。國內(nèi)多家公司擬采用該技術(shù)建設(shè)褐煤提質(zhì)項目。2、循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)該技術(shù)由富熙能源工程技術(shù)公司和浙江大學(xué)熱能工程研究所共同研發(fā)，以循環(huán)流化床鍋爐的高溫?zé)峄覟闊彷d體，利用煤不同組分及轉(zhuǎn)化特性，實現(xiàn)煤熱解、燃燒分級轉(zhuǎn)化，提取煤氣、焦油，剩余半焦作為鍋爐燃料燃燒發(fā)電。目前已經(jīng)建設(shè)的項目有：國電集團云南小龍?zhí)峨姀S2x300MW褐煤循環(huán)流化床熱一電一氣多聯(lián)產(chǎn)改造和安徽淮南12MW熱一電一氣焦油多聯(lián)產(chǎn)示范項目。該技術(shù)的優(yōu)點是在一套系統(tǒng)中實現(xiàn)了熱、電、油、氣的聯(lián)合生產(chǎn)，提高了褐煤的綜合利用能效及經(jīng)濟效益。但是，該工藝實質(zhì)上仍為內(nèi)壓流化床熱解技