长焰煤热解技术

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1、,低阶煤热解技术,201407山东能源,1.低阶煤热解技术发展历史及现状,在500800低温条件下，对低变质程度烟煤和褐煤进行干馏焙烧而成的粒状炭素材料称为半焦（兰炭）。其粒度一般在3mm以上，颜色呈浅黑色，具有高固定炭（一般可达82%以上）、低灰、低硫、低磷、比电阻率高、反应性好，块度和强度适中，高化学活性等特点，在化学还原反应中，能起到催化剂的作用。 半焦相对于低变质程度烟煤(长焰煤)和年老褐煤而言，脱除了水分，提高了热值，因此也有人称其为“提质煤”，以适合远距离输送和发电。 半焦价格远低于冶金焦价格，是电石、铁合金、硅铁、硅锰、化肥等高耗能、低附加值产品的重要生产原料。近年来兰炭也用作高

2、炉炼铁的喷吹燃料。,20世纪80年代后期到90年代初期 中钢热能院工业化推广内热式直立炉，生产规模一般为510万吨。中冶焦耐设计了1020万吨/年规模的外热式直立炉。上世纪80年代末，我院设计了烟台煤气厂、大连二煤气厂、太原煤气化和大同煤气厂，采用外热式直立炉，生产城市煤气。 20世纪90年代中期至2005年期间 多种投资少的简易小型内热式直立炉半焦生产装置快速发展，产能一度达到2000多万吨/年。国家政策法规不完善，兰炭项目随意建设、布局零乱、管理混乱、生产无序，企业基础设施薄弱。造成严重浪费能源、严重污染环境。企业规模偏小，在3万5万吨左右。,2006年至现在 国家指示关闭落后污染严重的小

3、半焦（兰炭）厂，适当建设大型直立炉。20072008年，全国分三批淘汰关停半焦企业327家，淘汰产能1748万吨。中钢热能院开始设计建设60万吨/年的大型直立炉工程，至今已设计8个60万吨/年以上规模的直立炉工程。陕西冶金设计研究院和山西化二院等也相继推出大型直立炉技术。 2008年4月，国家工业与信息化部和中国炼焦行业协会组织有关单位对半焦行业进行系统调研，修改焦化行业准入条件。2009年1月1日，半焦行业正式纳入国家产业政策，制定了准入条件。 若包括未淘汰的小型直立炉产能，目前我国半焦（兰炭）总产能已达到5000万吨,2012年产量2800万吨。预计2015年半焦产能将达到1亿吨。,200

4、6年至现在,20092012年国家科技部立项“十一五”国家科技支撑计划项目兰炭（半焦）清洁生产和碳氢尾气合成天然气关键技术开发与示范，由西北化工研究院、西安建筑科技大学、陕西省煤化工工程技术研究中心和神木县三江煤化工有限责任公司等承担。 本项目的目标是：通过关键技术攻关和技术集成，突破工业放大和系统集成技术瓶颈，形成兰炭规模化清洁生产和碳氢工业尾气合成代用天然气成套技术；开发10万吨/年产能的大型直立炉，建设年产100万吨兰炭示范工程和碳氢尾气合成2000万m3/a天然气示范工程。 2013年5月21日,国家科技部高新司在陕西榆林市组织专家组，对该项目进行了验收。,2.生产半焦的原料,2009

5、年我国已查明煤炭资源保有储量13097亿吨，其中炼焦煤2871亿吨，但经济可采的炼焦煤“储量”仅646亿吨，这表明目前真正可以生产和建井的炼焦煤资源量较低。 在查明煤炭资源中，非炼焦煤类的低变质程度烟煤（长焰煤、不粘煤和弱粘煤）储量为4843亿吨，占全国煤炭总储量的42.3，资源十分丰富，主要集中在陕西神府、内蒙鄂尔多斯、山西大同和新疆等地区。其特点是：低灰、低硫、低磷、高发热值。如陕西神府煤田、内蒙东胜煤田的长焰煤、不粘煤灰分为4%8%，硫分小于0.6，被誉为天然精煤。长焰煤、不粘煤和弱粘煤适合生产半焦（兰炭）。 我国褐煤的资源量约3200亿吨，主要分步在内蒙东部、云南东部和东北。但只有接近

6、于长焰煤的褐煤才能用于生产兰炭。,神府、东胜和大同煤质分析指标,半焦质量指标,我国不同牌号煤主要煤质指标,3. 低阶煤热解工艺技术 内热式直立炉 以低阶块煤为原料 外热式直立炉 以粉煤为原料 固体热载体热解工艺,外热与内热直立炉对比,外热与内热直立炉煤气组成对比,# 内热式不蒸氨、不脱硫、不脱苯、几乎没有除尘设施，所以投资少。,4.内热式直立炉,主要工序：原料煤准备和输送、直立炉干馏、煤气净化和中、低温焦油回收、半焦筛分、污水处理、自动控制系统、蒸汽锅炉及其它辅助设施等。 炉体结构简单，热效率较高，生产能力大，投资少。产煤气量大，700 m3 /t兰炭，但煤气热值低，仅17001900大卡/m

7、3。采用水浴熄焦配刮板出焦，设备简单，投资少，但兰炭含水过高，需要干燥。 煤气净化和焦油回收系统多采用二级直接冷却或直接冷却+间接冷却工艺。配有电捕焦油器，煤气中不仅含H2S,还含有加热煤气燃烧产生的SO2,必须设置脱硫装置。 产生的污水难处理，COD高达20000mg/l。热能院开发的“以煤气为热源的焦化污水焚烧处理技术”，在高温下将污水中的有机污染物燃烧氧化成CO2和N2，达标排放。,内蒙古汇能集团新联煤焦有限公司内热式例一 一期年产60万吨兰炭，2009年8月投产。 利用本地块煤，采用ZNZL3082型内热式直立炉。 炭化室结构：15.08米4.88.2米，2组8台，产能30万吨/年.组

8、。 煤气净化装置：直冷间冷塔、电扑焦油器、 PDS栲胶湿式脱硫法。塔后煤气含H2S100mg/m3 煤气处理能力：23万Nm3/h；每套净化装置对应1组焦炉； 净煤气产量：48138104 Nm3/a 回炉加热煤气：23648104Nm3/a 剩余煤气发电用量：24489104Nm3/a,煤焦油产量：2.5吨104（无水） 污水焚烧锅炉4台：25t/h 210t/h 煤耗（干基）1.31 t/t焦 工程实际总投资26000万元（设计投资36059万元） 吨焦投资433元 投产近3年来，厂方借口：现在是半负荷生产，油水能较好分离，剩余氨水全部用于熄焦，无外排污水，所以，从未启动过污水焚烧锅炉。

9、专家认为，剩余氨水不经生化处理、直接用于熄焦，污染环境，不予准入。,炉顶装煤,炉底出焦和干燥炉,内热式直立炉厂房,高浓度污水焚烧炉（210t/h+25t/h）,高浓度污水焚烧炉（210t/h+25t/h）,榆林120万吨/年示范厂内热式例二,采用单炉产能10万t/a的SJ-型低温干馏方炉； 12台炉并联组合，形成年产120万吨兰炭生产示范装置； 采用新型除尘-冷凝工艺、优化的电捕焦油设备、新型废水处理工艺、干馏各单元操作参数的优化控制； 该厂2011年生产数据：单炉年产兰炭10.09万吨，焦油0.998万吨，焦炉煤气1.06亿Nm3；全厂年产兰炭121万吨，焦油11.97万吨，焦炉煤气12.6

10、8亿Nm3，实现销售收入13.91亿元，实现利税约4.17亿元。,120万t/a兰炭生产示范线,SJ-型低温干馏方炉,焦油回收工段,焦油储槽,水循环系统,5.外热式直立炉,大于13mm、小于80mm的块煤从炉顶每隔一小时往中间煤箱加料一次； 每门炭化室容积7.9m3,每门生产能力为12t/d; 炭化室两侧为燃烧室，加热煤气在此燃烧，对炭化室进行间接加热；,1988年12月31日，焦耐院为大连煤气二厂设计的118 门KOPPERS式直立炉投产； 上世纪90年代，焦耐院为烟台煤气厂、太原煤炭气化公司 和大同煤气厂设计带蓄热室的外热式直立炉。,大同炼焦制气厂,1985年 大同炼焦制气厂 240门直立

11、式炭化炉 煤料 直立炉预热段 干馏段 焦炭经蒸汽 冷却,贮焦箱 （水喷洒）,运焦车,煤气,横管二段间冷,鼓风机,电扑焦油器,饱和器,终冷洗萘塔,洗苯塔,ADA脱硫,轻柴油洗萘,城市煤气,每年需原料干煤32.4万吨 全焦率0.71 年产：干焦23万吨 焦油10696吨 粗苯2593吨 每吨干煤产煤气400Nm3 煤气发热值3900kcal/Nm3 工厂占地22.74公顷 总投资7094万元 大同煤气厂于2008年8月停产。,内蒙古伊东集团东方能源化工有限公司 一期60万吨兰炭、联产10万吨甲醇； 2007年3月动工，2009年5月投产。 炉型MWH6000，2组4座（432门）（基本上采用大同炉

12、） 炭化室：2.6米0.45/0.5510米 单室能力0.5万吨/年.室.孔 煤气净化装置：电扑焦油、PDS湿法脱硫、硫酸洗涤脱氨、洗苯、脱苯塔。 塔后煤气含H2S25mg/m3。,煤气发生量：52400Nm3/h 回炉加热煤气22940 Nm3/h,占发生量的43.8； 剩余煤气29460 Nm3/h去生产甲醇（吨醇耗煤气2400 Nm3/h）； 年煤焦油产量52819吨（无水）、硫铵4000吨、粗苯4590吨； 煤耗（干基）1.38 t/t焦 入炉煤干基挥发分33 伊东经济开发区有兰炭厂、电石厂、高纯煤厂、甲醇厂、电厂等合建一个大生化污水处理厂，还在建设污水深度处理装置。为了均匀污水水质，

13、特建有一个容积达60000 m3的调节池或蒸发池或缓冲池。,干馏煤排污水时进水含COD3000mg/l，实际值2105 mg/l；调节池调节水质含COD1600mg/l，实际值1151.5mg/l；干馏煤复用水质 100mg/l，实际值131.6mg/l。处理后的水全部回用。 废水处理装置：150 m3/h；采用A2/0生化法处理； 处理后废水：PH8.158.4 COD=98104mg/m3 NH3-N=1520mg/m3 挥发酚0.6 mg/m3 石油类0.4 mg/m3 。,一期焦化工程总投资：5.05亿元 其中：污水处理装置5500万元 焦化工程吨焦投资：842元 另：在建的污水深度处

14、理装置投资3000万元。 经专家研究：符合准入条件，同意准入！（全国半焦生产厂第一个获得准入，2011年只此一家）,内蒙古伊东集团东方能源化工有限公司,内蒙伊东外热式直立炉厂房,大同煤气外热式直立炉炉顶煤箱（投产20年后炉顶）,2008年大同煤气炉顶部分（投产20多年后炉顶）,2008年大同煤气直立炉炉顶装煤部分,2008年大同煤气直立炉炉顶上升管,2008年大同煤气直立炉炉顶,内蒙古伊东厂区管廊,煤气净化装置,煤气脱硫装置,筛储焦场,生化污水处理装置,污水处理装置旁正在建设深度处理装置,7.新疆庆华外热式直立炉分质利用项目获得国家支持 2014年6月，国家发改委首批推出了80个鼓励社会资本参

15、与建设运营的示范项目。中国庆华能源集团新疆煤分质综合利用项目被列入首批鼓励社会投资示范项目名单。 该项目按照“分级分质、能化集合、集成联产”总体发展思路，耦合干馏、加氢、气化、热电多领域技术，着力实现煤气化电热的一体化发展。采用与内蒙东方相似的外热式直立炉提取煤炭中高附加值有机物，获得固体（提质煤）、液体（煤焦油、粗苯、粗酚等）和气体（中热值煤气）三类优质产品。 其固体产品提质煤具有低水分、低挥发分、高热值等特点，一部分作为动力清洁燃料；另一部分作为气化原料，气化合成甲醇并延伸制成汽油产品。煤气中的甲烷经深冷分离制LNG。煤制气中的氢气作为煤焦油加氢的原料气，通过煤焦油轻质化反应制取柴油、汽油

16、组分。主产品汽柴油则可满足目前的能源消费需求。,该项目位于新疆伊宁市，采用当地生产长焰煤： 煤热稳定性：S6=7576（内蒙东方S6=8586） 入炉煤含水：2527 最高30 入炉煤粒度：30mm（内蒙东方一般1825mm，最 低为12mm ） 入炉煤葛金焦型：A 黏结指数：G = 0 外热式直立炉：采用中冶焦耐给大同煤气厂设计的图纸。 一期工程1230门，处理入炉煤能力500万t/a 其中：830门，预计2014年10月投产 最终规模：年处理入炉煤能力1200万吨,焦饼中心温度720730 立火道温度1200 结焦时间（煤从装入炭化室到半焦排出）18h 熄焦方式：蒸汽+水 一期工程（处理煤500万t/a）预计投资20亿元。 工程内容包括： 煤处理工序 直立炉干馏工序 煤气净化工序