科技成果

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成果名称: 大型工业化低阶粉煤回转热解成套技术开发与应用

成果登记号: 9612020Y0806

第一完成单位: 陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司

联 系 人: 郑春雨

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新工艺

技术领域: 新能源与节能

应用行业: 制造业

成果简介:

低阶煤约占我国煤炭资源总量的一半以上,主要分布在陕西、宁夏、内蒙古、新疆等地,热解提质是低阶煤清洁分质利用的最佳方式。

但煤炭在机械化综合开采过程中,块煤仅占煤炭开采量的20%,绝大部分为粉状煤。

煤炭热解技术主要包括块煤热解和粉煤热解,现有的热解工艺主要以块煤为主(一般煤粒30-80mm),生产规模小,无法处理粉煤,生产成本高,煤焦油收率较低。

粉煤热解发展潜力巨大,必将成为煤热解主流工艺。

尽管近年来粉煤热解工艺技术不断突破,但大型工业装置较少,难以规模化、连续化稳定运行。

同时,粉煤热解粉焦和油气高温在线分离是主要技术难题之一,导致煤焦油品质较差,无法满足深加工要求,成为粉煤热解难以工业应用的瓶颈。

2011年,陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司《低阶粉煤分质利用技术研发项目》正式立项。

2012年,公司级重点项目《5万吨/年低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术研究项目》启动建设。

2014年,《60万吨/年粉煤分质综合利用示范项目》被陕西煤业化工集团列为集团级重点建设项目。

2016年,陕煤天元《660万吨/年粉煤资源洁净化分质利用(技术转型升级)示范项目》被陕西省工业和信息化厅、陕西省财政厅列入《2016年省级工业转型升级专项和高端装备制造专项资金项目计划》中。

大型工业化低阶粉煤回转热解成套技术主要应用在新型煤化工中低阶粉煤洁净化分质利用领域。

适用于煤炭高产,特别是低阶粉煤富集而水资源相对缺乏的地区。

该技术主要以直径在30毫米以内的低阶粉煤为原料,原料适用性更强,在除尘、设备大型化、长周期稳定运行、产品应用、环保等方面优于传统热解工艺。

该技术自2012年开始,历经实验室研究、小试装置探索、中试装置验证、60万吨/年工业化装置放大示范等阶段,经过多次改进、优化和创新,逐步走向成熟并得到验证,攻克了管道堵塞、油气粉尘含量高、运行周期短、设备结焦、油水分离、污水处理等系列难题。

低阶粉煤回转热解成套技术突破了粉煤高效利用难度大的技术难题,实现将低阶粉煤转化为理化性质达到无烟煤标准的提质焦粉等高附加值产品。

资源综合利用和经济效益优势显著,探索出一条低阶粉煤高效转化的途径。

提质焦粉具有固定碳高、比电阻高、化学活性高、低硫、低磷等特征,可广泛应用于冶金、化工、造气、民用等行业,提质焦粉特别适用于高炉喷吹。

在钢铁领域,随着冶金焦资源的紧张、钢铁行业的技术进步和节约成本的需要,寻找新的配煤资源或替代品和减少无烟煤等煤种配比成为钢铁行业的重点研究内容。

目前,高炉喷煤入炉比逐年增加,国内炼铁厂高炉喷煤比平均达到吨铁180kg。

2019年1-8月,全国生铁累计产量达54471万吨,同比增长6.9%,喷吹煤需求近1.0亿吨。

按生铁产量3%增速保守预测,未来市场仍然较大。

目前,神木天元在60万吨/年工业化装置成功运行的基础上,依托该技术积极推进二期600万吨/年规模的大型工业化示范装置建设,装置建成可实现年回用(或深加工)热解煤气66000万标方、煤焦油59.40万吨、年产提质焦粉430万吨、清洁油品46万吨、高纯炭4.8万吨、精酚2.2万吨、硫磺0.2万吨、液氨0.6万吨。

除自身制氢所需,外供(或深加工)热解煤气20200万标方。

原煤全部采用粉煤,不再外采块煤,彻底解决原料瓶颈。

在焦油全部自产、同等规模回用情况下,与块煤中温干馏热解工艺相比,在不计算热解煤气外供(或深加工转化)的前提下,每年可节约生产资金20000万元,新增工业产值407600万元、利润164300万元、向国家缴纳税金120230万元。

同时可新增就业岗位800个,缓解社会就业压力。