煤炭分质利用进展

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1、1产业技术现状及进展1.1技术概况煤炭分级分质综合利用产业是煤炭深加种产业中的重要内容，也是哈密地区重点发展的产业方向，其核心技术为煤的低温热解。煤热解工艺方法和类型很多，按加热方式分有外热式、内热式和内外热结合式；按煤料的形态分有块煤、型煤与粉煤三种；按供热介质不同又有气体热载体和固体热载体二种；按煤的运动状态又分为固定床、移动床、流化床和气流床等。国内外煤热解工艺很多，国外主要技术包括：德国的LR工艺、德国的LS工艺、美国的LFC工艺、美国的Toscoa1工艺、澳大利亚的流化床快速热解工艺、俄罗斯3TX(ETCH)-175工艺等。在国内，近年来

2、煤炭热解技术也得到了快速发展，主要包括煤科院多段回转炉工艺、大连理工固体热载体DG工艺、中科院油把头BT工艺、内热式方形炉、其它工艺等。（1）Lurgi-Ruhrgas低温热解工艺Lurgi-Ruhrgas工艺是德国的LurgiGmbH和美国的RuhrgasAG两公司联合开发的一种有多种用途的固体热载体内热式传热的典型工艺，处理原料包括煤、油页岩、油砂和液体烃类。Lurgi-Ruhrgas工艺流程简图见图8.1-2。首先将初步预热的小块原料煤同来自分离器的热半焦在干馏器内混合，发生热分解反应，然后落入干馏器内，停留一定时间，完成热分解，从干馏器出来

3、的半焦进入提升管底部，由热空气提送，同时在提升管中烧除其中的残碳，使温度升高，然后进入分离器内进行气固分离，半焦再返回干馏器，如此循环。从干馏器逸出的挥发物，经除尘、冷凝、回收焦油后，得到热值较高的煤气。该技术工艺流程主要是由提升管、热载体收集槽、螺旋式混合器和干馏反应器组成的循环系统，双螺旋式混合器是它的核心设备。Lurgi-Ruhrgas工艺的优点:①产油率高；②能耗较低；③设备结构较简单。图8.1-1Lurgi-Ruhrgas流程简图图8.1-2德国Lurqi-Spuelgas流程简图（2）Lurqi－Spuelgas低温热解工艺（又称鲁奇三

4、段炉工艺）德国LurqiGmbH公司开发的Lurgi-Spuelgas低温热解工艺法是工业上已采用的典型内热式气体热载体工艺。其工艺是：低阶煤或由褐煤压制成的型煤（约25～60mm）由上至下移动，与燃烧气逆流直接接触受热。当炉顶进料水分约15％时，在干燥段可脱除至1.0％以下，逆流而上约250℃的热气体则冷至80℃～100℃，干燥后原料在干馏段被600℃～700℃不含氧的燃烧气加热至约500℃，发生热分解，热气体冷至约250℃，生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却，半焦排出后再进一步用水和空气冷却，从干馏段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤，得到焦油和热

5、解水。（3）美国LFC工艺LFC热解提质工艺由美国SGI公司1987年研发（随后壳牌矿业公司（SMC）加入共同研发），现为MR&E,Ltd.公司拥有。LFC热解提质工艺是以低阶煤提质为目的，生产液体燃料和固体燃料。LFC热解提质工艺见图4。本工艺采用怀俄明州的怀俄达克次烟煤为原料，将煤筛分成3-50mm，由给煤机将煤加入到装置的上部，并进入干燥炉。在干燥炉和热解炉中，有一个细格子的转鼓，将上部落下来的煤与下部吹上来的循环加热气体形成对流并进行混合。对于干燥炉内的温度和停留时间进行调节，以仅脱出原料水分。干燥后的煤进入反应炉里，并在这里约540℃下热

6、解。根据生成物的特性，对加热速度和时间进行控制。离开反应炉后在卧式回转窑里被急冷的半焦进到贮存容器里。这种半焦易产生粉尘，而且易吸附水分。为此，SMC公司开发MK添加剂，可以防止粉尘飞扬和吸附水分。CDL贮存CDL贮存电除尘风机热解燃烧器空气成品至PDF贮存干燥燃烧器烟囱烟气脱硫风机旋风除尘器冷却器钝化淬冷气化器干燥器旋风除尘器筛分原煤至卡车和铁路1992年第一座示范厂（ENCOAL工厂）在科罗拉多州的吉勒特市附近建设完成并投产运行。该示范厂得到了美国能源部清洁煤技术示范项目的支持，采用波德河煤田生产的次烟煤，处理能力1000t/d。该工艺固体产品

7、PDF（即半焦）发热量比原煤提高50%，所得半焦燃烧稳定性好，且没有自然发火的问题。采用MK粉尘抑制剂，有效地抑制了微粉尘的量，添加半焦质量的0.2%，可以使微粉尘的量降低到10%以下。该工艺还得到液态产品称为CDL（也就是煤焦油）该工艺以低阶煤提质为目的，CDL（煤焦油）产率并不高。工厂通过近5年的运行，对LFC热解提质工艺进行了完善，成功生产出新燃料产品，完成了燃烧应用。2006年开始与中国大唐华银发电股份有限公司合作。采用该工艺的项目有：大唐华银东乌褐煤干燥示范装置项目。年处理褐煤30万吨，已备案，总投资3.44亿元。图8.1-3LFC工艺流

8、程示意图图8.1-4美国Toscoal热解工艺流程（4）Toscoal煤低温热解技术Toscoal煤低温热解技术是美国油页