科技成果

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成果名称: 节能环保型兰炭生产工艺及装备的研发应用

成果登记号: 9612020Y0655

第一完成单位: 陕西冶金设计研究院有限公司

联 系 人: 虎威

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新工艺

技术领域: 其他

应用行业: 制造业

成果简介:

从我国"缺油、少气、煤炭资源相对丰富"的资源禀赋条件和现有技术分析,以煤为原料,通过焦化、气化、液化等途径,生产多种清洁燃料和基础化工原料是能源战略的必然选择,符合我国资源禀赋特点。

我国煤炭资源相对丰富,但在现有煤炭资源中,低阶煤已查明资源储量为4464.78×108t,占到我国煤炭资源总量的45.68%。

《煤炭深加工产业示范"十三五"规划》(国能科技[2017]43号)中明确指出:"以煤为主要原料,生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业,具体包括煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品以及多种产品联产等领域"。

以低阶煤热解转化为抓手、分级分质利用为方向、环保能效循环经济为重点,既是国家能源战略技术储备和产能储备的需要,也是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。

兰炭,学名半焦,是无黏结性或弱黏结性的高挥发分低阶煤在中低温(500~700℃)热解得到的固体碳质产品。

兰炭生产是以形成于早、中侏罗纪的弱粘煤和不粘煤为主要原料,采用中低温热解工艺技术生产得到兰炭、煤焦油和煤气。

生产的兰炭具有高固定碳、高化学反应活性、高比电阻和低灰、低硫、低磷、低铝等优良特性,可广泛用于电石、铁合金、高炉喷吹、高炉炼铁、活性炭、工业窑炉以及民用清洁燃料等领域,兰炭生产过程中副产的煤焦油和煤气,是能源化工领域的重要原燃料。

我国兰炭行业业发展多年,目前约有1亿吨/年的产能,已成为地方产业链中上接煤炭下联载能化工的重要一环。

当前,兰炭行业仍处于生产工艺低端化阶段,结合2014年新出台的《焦化行业准入条件(2014年修订)》对新(改、扩)建项目提出的要求以及多年生产运行来看,兰炭行业发展存在以下制约因素:(1)单炉产能要求由7.5万t/a提高到10万/a、企业总产能由60万t/a提高到100万t/a,而大部分企业仍然达不到此项要求;(2)"兰炭企业氨水循环水池、焦油分离池应建在地面之上",而现有兰炭企业大都采用地下水池或者半地下水池在运行;(3)目前兰炭生产过度依赖人员素质,以"熟练调火工"的经验指导生产,以人工操作实现工艺条件控制,有的企业在生产装置上安装了部分仪表,但仅实现监测并未实现根据工艺参数的控制,致使兰炭产品质量波动很大;(4)部分企业以水雾或水滴形式实现了低水分熄焦,节约了部分烘干煤气,但并未对兰炭显热进行有效回收利用。

2016年3月,陕西冶金设计研究院有限公司联合神木市兰炭产业服务中心研发 200万吨/年煤热解分级分质综合利用项目在陕西双翼煤化科技实业有限公司实施,全面提升兰炭生产技术水平,解决行业共存的环保、自动化水平低、高能耗等共性问题。

该项目以低阶煤为原料进行热解,同时最大限度回收兰炭生产过程中余热生产蒸汽供给电厂使用,形成循环经济和节能经济;全面提升兰炭生产过程整体环保、节能和自控水平,达到对生态环境的有效保护,为兰炭企业转型升级提供示范效应,对于促进兰炭企业转型升级,实现兰炭行业可持续发展进而带动经济发展具有重要意义。