1.背景和意义 以煤炭热解为核心的分质利用方式将煤中组分先转化为气（煤气）、液（焦油）、固（半焦）物质状态，以最小的代价获得油、气和清洁半焦，是目前公认的煤炭清洁高效利用方式。

《国家“十三五”规划纲要》在专栏十一中提出“加快推进低阶煤中低温热解分质转化等技术研发应用”，被相继列入国家相关规划的主要任务，特别是《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》将“研发清洁高效的低阶煤热解技术、攻克粉煤热解、气液固分离工程难题”作为主要任务。

本项目针对低阶煤热解领域存在的突出问题：一是目前已产业化热解技术，存在单炉规模小、仅能处理块煤，且焦油收率低、半焦及煤气品质差，产生难于处理的废水多等问题；二是适于受制于热解油气粉尘浓度高，气液固分离难，大多处于中试和工业化试验阶段，已建成的大型工业装置也难于实现连续稳定运行。

提出蓄热式加热自产富氢煤气作为热解热载体，惰性烟气干法熄焦与原料煤干燥热量循环，进行分段多层低阶混煤热解总体思路。

2.主要论点与论据； 制定了系统的技术解决方案：一是通过分段多层热解技术和均匀传热传质技术研究，无动力立式矩形三段炉布料布气内构件优化设计，煤热解参数优化与选择，集成解决混煤大规模高效热解难题；二是通过开发蓄热式加热自产富氢煤气作为热解热载体技术，与多层热解技术相匹配，解决保证煤气品质、增加焦油收率问题；三是通过油尘气综合分离技术研究，与热解段分层布料布气优化设计、煤气热载体气速气压气温智能调控、高效旋风分离器研发相集成，突破气液固分离技术、工艺和工程难题；四是通过惰性烟气干法熄焦与原料煤干燥热量循环技术工艺研发，与干燥段、冷却段布料布气优化设计、均匀传热传质技术研究、惰性烟气气速气压气温智能调控相集成，解决半焦显热回收、提高系统能效和提高半焦品质、减少有机废水产生的问题。

在以上研究的基础上，开发了煤气热载体分段多层低阶煤热解成套工业化技术（SM-GF），并于2015年9月开始投资1.8亿元，依托国家低阶煤分质转化示范基地建成了50万吨/年工业化试验示范装置，2016年9月完成了系统建设并打通工艺流程。

2018年7月通过了由中国石油和化学工业联合会组织的技术鉴定，以谢克昌、金涌、倪维斗等院士组成的专家组一致认为，该技术实现了低阶煤中低温热解的单套装置大规模安稳长满优运行，所产煤气、煤焦油和半焦三种产品收率高、品质好、价值高，整体达到了国际领先水平。

3.创新点 技术通过分段多层分布达到均匀布料布气，实现了均匀传质传热；通过蓄热式加热自产煤气作为循环热载体、中低温分级耦合热解、烟气干法熄焦、油尘气综合分离、酚氨废水减量等多项技术为一体，具有自主知识产权，主要创新点如下： （1）开发了煤气热载体分段多层低阶煤热解技术，解决了30mm以下全粒径混煤热解工业化、油尘气分离、单套装置规模小等行业难题； （2）开发了蓄热式加热自产富氢煤气作为热解热载体技术，煤炭热解在富氢气氛下进行中低温分级耦合热解，吨煤焦油收率达到同基准格金值的87.2%，同时，保证煤气有效期组分达到80%以上； （3）开发了惰性烟气干法熄焦与原料干燥热量循环利用技术。

利用循环惰性烟气与热半焦直接换热，将半焦冷却到100℃以下，换热后的烟气送入干燥段加热入炉煤除去水分，实现半焦热量的回收与利用，系统整体能效高，同时减少在热解中产生的废水。

（4）开发了煤气热载体分段多层低阶煤热解成套工业化技术热解炉，采用了无动力构件，单台炉规模50万吨/年，实现长、稳、安、满、优运行。

3.社会经济效益 根据目前市场情况，作为榆林市兰炭产业升级首选推荐技术，受到多家单位的青睐。

我国陕西、山西、内蒙一年兰炭产量达7000-8000万吨，热解炉都主要是老式传统立式炭化炉，存在的装置大型工业化水平低、原料适应性窄、产品附加值低、焦油回收率低、节能环保水平低等问题，SM-GF技术是热解领域的一大技术跨越，加以推广应用，将会有效推进煤炭资源的分级利用、价值提升和系统热量的综合有效利用、节能节水以及污染物减排，将产生更加可观的社会效益。

SM-GF技术实际解决兰炭生产中的环保节能问题，带动陕西榆林、内蒙、山西等地兰炭产业走出现有困境，为兰炭产业的技术升级奠定了基础；单套应用该技术装置，可创造利税2116万元，促进地方经济发展、促进社会进步；可提供就业岗位180个，增加居民收入，有利于社会稳定，将对区域经济发展产生积极地推动作用，对相关产业产生较大贡献。

4.科技局限性 1）与低阶粉煤气固热载体双循环快速热解技术相比，SM-GF技术焦油收率虽然达到（同基准格金值的）87.2%，但仍低于低阶粉煤气固热载体双循环快速热解技术焦油收率，还有进一步提升空间。

2）未达到大规模应用，三江型热解炉目前在产产能规模近7000万吨，SM-GF技术正在推广应用阶段。

5.获奖情况 获得2019年度陕西石化科学技术一等奖 2019年度中国煤炭工业协会科学技术一等奖 2019年度中国石油和化学工业联合会科学技术奖 一等奖