延大延能校企合作探索粘结性中煤高效利用新路径

我国低阶粘结性中煤高效利用趟出新路。5月17日,“低阶粘结性中煤热解资源化利用技术开发与工业化示范”科技成果在西安通过了陕西省石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。专家认为该技术首次提出了低阶粘结性中煤热解资源化利用技术思路,为国内低阶粘结性煤炭资源开辟了高效分质清洁利用新路径,达到国际领先水平,建议加快产业化步伐。

该技术由延安大学和延安能源化工(集团)有限责任公司联合组建的延能-延大综合能源产业技术研究院(延安科恩能源科技有限责任公司)开发,延安能源化工(集团)子长化工有限责任公司实施工业化中试。“针对低阶粘结性中煤的特性,我们利用低阶粘结煤和不粘煤在中低温热解过程中的耦合优势,通过两种煤种的粘结性差异,合理配伍、取长补短,发挥其热解协同效应。”该研究院院长、延安大学教授付峰介绍说,经过近年来联合攻关,他们自主开发了新型气体热载体五段式移动床立式热解炉,采用干燥段、上热解段、中热解段、下热解段、冷却段的结构设计,以粒度0~50mm的延安子长粘结性中煤和榆林弱粘煤或不粘煤为原料,生产的半焦(兰炭)强度大、热值高、硫含量低,可作为民用燃料或煤气化原料。

以西北大学化工学院教授李稳红为主任的鉴定委员会认为,该技术首次提出了低阶粘结性中煤热解资源化利用技术思路,五段式热解炉采用独特的大气量循环工艺和多通道布气方式,实现了反应器精准分区控温,解决了炉内物料流场稳定问题。通过工业化示范装置运行及考核,形成了完整的粘结性中煤资源化利用技术创新体系,实现了低阶粘结性中煤资源化清洁高效利用。

据了解,陕西延安地区煤炭资源丰富,其中子长市煤炭洗选出的中煤具有高粘结性(G指数为45),国内现有的煤炭中低温热解技术均以不粘煤或弱粘煤为原料,均不适用粘结性煤。子长原煤洗选后,精煤主要用于焦化配煤,中间产物中煤年产量200多万吨,同时副产大量的煤矸石、煤泥。中煤挥发分25%~30%,含油率和灰分分别高达9%、20%,粘结性强,难以有效转化利用,只能直接燃烧用于发电,经济效益较差,造成资源浪费、污染环境。

2019年9月,延能-延大综合能源产业技术研究院和延能集团子长化工公司在子长工业园建成国内首套1.5万吨/年低阶粘结性中煤热解技术工业化试验装置,随后开始试车,进行中煤配比试验,中煤配比最高达70%,并开展半焦气化和煤矸石热解试验。期间取得了热解过程的全套试验数据及产业化放大关键工艺参数,形成了工艺技术、关键设备、技术理论等若干关键技术突破和创新。

试验装置运行考核结果表明,兰炭产率64.29%,煤焦油收率超过6.19%(装置未采用电捕集焦油收集造成焦油收率偏低),煤气产量1400 Nm3/h、热值约1500kcal/m3,能量转换效率达88.09%。因中煤成本远低于传统的热解原料弱粘煤或不粘煤,具有较高的经济效益和社会效益。

据悉,延安能源化工集团将依托该技术及当地得天独厚的粘结中煤资源优势,计划在子长新建500万吨/年低阶粘结性中煤热解分质综合利用工业化项目。(李军)

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