以煤热解为龙头的煤分质利用技术：回顾与展望

陕西煤业化工集团尚建选教授级高级工程师团队综述了以煤热解为龙头的煤分质利用技术的研究进展。首先，系统回顾了国内外煤中低温热解技术的发展历史。其次，介绍了我国自主研发的典型煤热解技术展以及煤分质清洁高效转化多联产技术的开发系统和模式。最后，从粉煤热解的应用基础研究、焦油分质利用技术的发展方向和系统耦合集成技术的开发3个方面对以煤热解为龙头的煤分质利用技术的未来发展进行了展望。

　　以煤热解为龙头的煤分质利用技术：回顾与展望

　　尚建选¹²，牛 犇³ ，牛梦龙³  ，杜鹏鹏⁴ ，刘秋芳⁴ ，马宝岐³ 

　　1.陕西煤业化工集团有限责任公司

　　2.国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室

　　3.西安石油大学 化学化工学院

　　4.陕西煤业化工技术研究院有限责任公司

研究背景

　　过去10年，煤炭在我国一次能源消费中的比例有所下降，但富煤、缺油、少气的资源禀赋决定了煤炭仍将是我国的主体消费能源。然而，在碳达峰与碳中和目标的指引下，煤炭作为化石燃料的消费比例必将持续走低。因此，发展煤炭清洁高效利用技术对保障国家能源安全、支撑国民经济发展以及实现“双碳”目标具有重要意义。

　　以煤热解为龙头的煤分质利用技术具有能源转化效率高、碳排放低、水耗低等优点，已成为最具前景的煤炭清洁高效转化利用的技术路线和工业实践方向。在《能源发展战略行动计划(2014—2020)》《国家”十三五“规划纲要》《能源技术革命创新行动计划(2016—2030)》等国家政策文件中也明确指出要积极推进煤分质利用技术的发展。陕西煤业化工集团尚建选教授级高级工程师率先系统阐述了以煤热解为龙头的煤分质利用技术的科学理念，随后创立了煤分质清洁高效转化多联产开发系统，建立了研发体系和工业化试验示范基地。

研究内容

　　系统回顾了国内外煤中低温热解技术的发展历史，从20世纪初至中叶的初期工业化和20世纪60年代—90年代末的深入研究2个阶段，分别介绍了国外煤热解技术的发展历程和应用情况;全面介绍了2000年后，我国在移动床、回转窑、流化床、带式炉、旋转炉和气流床热解工艺方面自主研发的典型技术和工业化进展。煤分质清洁高效转化多联产技术经10多年的发展，已经形成了煤分质清洁高效转化多联产技术的开发系统，同时基于陕北资源特点建立了煤—油—电—化多联产和煤—盐—油—化多联产模式。着重介绍了陕西煤业化工集团在煤分质利用领域的基础研究、技术探索和工业实践。最后，从粉煤热解的应用基础研究、焦油分质利用技术的发展方向和系统耦合集成技术的开发3个方面对以煤热解为龙头的煤分质利用技术的未来发展进行了展望。

研究结论

　　未来以煤热解为龙头的煤分质利用技术的发展，需从以下几个方面开展：

　　1)系统的应用基础研究是推动粉煤热解工艺技术大规模工业化的源动力。对于粉煤热解工艺技术而言，需进一步深入系统研究的科学问题和技术有：① 煤结构与热解反应性的关系。② 颗粒粒径大小对传热传质的影响，③ 油尘分离技术，④ 热解气调控煤热解产物组成的机制，⑤ 压力对煤热解反应特性及技术装备的影响。

　　2)焦油分质利用技术要从单纯的“燃料型”向“特种燃料型+精细化型”的方向发展。目前需要突破的技术和科学问题有：① 煤焦油中金属盐的脱除技术，② 以产品目标为导向的煤焦油性质和组分的全面解析，③ 煤焦油生产特种燃料技术，④ 煤焦油生产精细化学品技术，⑤ 煤焦油中重质组分的分割及其利用技术。

　　3)系统耦合集成技术的开发是未来发展趋势。建立产品形态更丰富、能耗更低、低碳环保，项目经济性和综合资源利用率更高，多技术集成与耦合的煤分质利用技术是重要的发展方向。

重要图表

图2 SM-SP气固热载体双循环粉煤快速热解工艺

　　　　图3 煤分质清洁高效转化多联产技术开发系统

　　引用格式：

　　尚建选，牛犇，牛梦龙，等.以煤热解为龙头的煤分质利用技术：回顾与展望[J].洁净煤技术,2023,29(7)：1-20.

　　SHANG Jianxuan，NIU Ben，NIU Menlong，et al.Coal graing utilization technologies based on coal pyrolysis：Review and prospect[J].Clean Coal Technology，2023,29(7)：1-20.

作者简介　　

　　曾参加中国工程院主持的《中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究》《能源金三角煤炭资源开发战略研究》《中国能源生产与消费革命战略研究》国家重大战略咨询项目研究，主持国家重点研发计划2项，出版主要学术著作3部，荣获省部级特等奖1项，一等奖14项，创新团队奖1项。

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