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煤化工
近日，国家能源局就“十四五”煤炭清洁高效转化分质利用在陕西进行专题调研。榆林市甲和煤炭热解技术开发有限公司自主开发的“移动床沸腾床耦合粉煤热解(低温干馏)工业化技术开发研究”科技成果引起了有关专家的关注，拟将该成果作为粉煤热解新技术之一。
我国富煤缺油少气的资源禀赋，决定了煤炭在今后较长时期内仍是主导能源。煤炭清洁分质利用已成为国家能源战略的重点领域和主攻方向，中低温热解技术作为煤炭分质利用、清洁高效转化的重要方式，纳入国家《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》和《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》。
占我国煤炭资源总量一半以上的低阶煤，主要分布在陕西、内蒙古、新疆等地。这种煤油含率和水含率较高，适合中低温热解。但目前国内现有的热解工艺主要以块煤为主，存在较大局限性。随着煤炭综采技术发展，开采的原煤中70%~80%属于粉煤，难以得到有效转化利用。
甲和公司经过多年攻关开发的低阶粉煤热解新工艺，采用自主知识产权的明显四段(烘干、预热、干馏、冷却)外燃内热式沸腾床粉煤热解(低温干馏)技术，焦油收率达8%，半焦产品固定碳超过84%，综合水分仅0.2%，挥发份达6%~8%，发热量达7300~7500大卡，达到无烟煤指标。其中的固定碳、水分、强度、比电阻等主要指标，均优于一级半焦产品，可直接用作生产电石、硅铁的优质原料。
半焦产品品质何以优于常规的粉煤热解技术?甲和公司董事长刘喜存告诉记者，核心是他们采用移动床和沸腾床耦合进行粉煤热解。其中，预热段采用移动床，干馏段采用沸腾床，实现粉煤分段耦合热解，集合了内外热的优点，使粉煤受热均匀、热效率高，热解温度控制在600℃左右的较低范围且可控。
这项科技成果于4月中旬通过了陕西省石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。专家认为该技术攻克了粉煤热解关键性技术难题，创新性突出，达到国内领先水平，为我国粉煤热解开辟了新的工艺技术路径。
我国中低温煤热解技术发展较快，但粉煤热解技术尚未完全突破，主要制约瓶颈是热解油、气、煤尘在线分离。甲和公司巧妙地在预热段和干馏段内置除尘设施，将煤气中的煤尘除去并回用，解决了粉煤热解系统易堵塞、焦油含尘大无法分离的难题。他们还通过移动床解决了沸腾床产生的气固粉尘分离关键技术难题，焦油中粉尘含量小于0.2%，攻克了我国粉煤热解行业存在的共性技术难题。
该技术原料实用性强，粒径30毫米以下的粉煤及细粉煤可以全部利用。“粒径0.2毫米以下的细粉煤难以运输和处理，容易着火。”刘喜存说，根据粉煤的特点，该公司自行研发了粉煤烘干装置，利用加热循环煤气的热烟气对烘干器的粉煤加热烘干，将水分降至3%~5%。工艺参数稍作改动，也可以适用水分含量较高的褐煤。
采用该技术，甲和公司于2016年5月在陕西榆神工业区建成10万吨/年粉煤热解(低温干馏)工业化示范装置，多次开展装置运行并优化，可将小于30毫米的粉煤全部实现低温干馏。截至2019年6月，装置累计运行3000小时以上，各项指标达到预期目标，验证了工艺的合理性和装置的可靠性。
榆神工业区管委会副主任马飞告诉记者，半焦(兰炭)作为榆林主导产业之一，煤炭热解技术齐全，兰炭产能占全国总量的一半以上，但稳定运行的粉煤热解大型工业化装置仍属空白，此前技术也未完全突破。甲和公司粉煤热解技术实现了粉煤及细粉煤全部利用难能可贵，为量大价低的粉煤有效利用找到了出路。
据刘喜存透露，该公司目前正在着手进行30万吨/年粉煤热解工业化项目的工艺包设计，将进一步加快该项成果的工业化推广应用。
