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1、GF国富炉低阶煤（油页岩）分质综合利用技术北京国电富通科技发展有限责任公司一、低阶煤现状煤炭是我国的主体能源，其中，据统计，全球可采煤炭储量约为：8609亿吨，其中低 阶煤（褐煤+次烟煤）储量约为：4561亿吨。而我国可采煤炭储量约为：1145亿吨，其中低 阶煤（褐煤+次烟煤）总量约为：523亿吨。低阶煤的可采储量占到了总储量一半左右，如 何利用低阶煤将是未来国家抵御能源危机的重要途径之一，并成为我国能源生产和供应的重 要组成部分。我国低阶煤具有水分大、发热量低、化学反应性好、易燃易碎等特点，不适宜 直接燃烧和运输，利用能效低，污染严重，因此必须对低阶煤进行热解、加工综合利用，通 过一定手段降
2、低其灰分和水分，提高发热量，或者生产高附加值产品。目前，由于煤炭市场 萎靡，主产品半焦（兰炭）经济效益处于劣势，现逐步向含油率较高煤种区域发展，尤其陕 西、新疆地区等兰炭产业仍然处于装备简单化、工艺低端化、市场单一化的急需优化升级阶 段，热解技术市场趋势将向原煤利用分级化、热解工艺分类化、热解装置大型化发展。鉴于 此，加强对低阶煤热解技术的基础理论研究，指导低阶煤的多联产梯级利用技术开发，实现 低阶煤热解装备系统大型化及热解工艺技术的示范或商业化推广，从而实现我国低阶煤的高 效、洁净及规模化应用，促进我国煤炭产业可持续发展具有重要作用。二、现有国家政策支持最新编订的煤炭深加工示范项目规划指出，
3、根据我国褐煤、长焰煤等中低阶煤贮藏量大的特点，开展大规模煤炭分质利用示范工作。半焦用于动力燃料、气化、发电、电石、钢铁等行业，焦油经加氢后生产燃料油。“十二五”期间在现有干馏技术基础上进一步进行工程化开发，建设单系列百万吨以上的干馏装置；示范项目全厂规模达到500万吨/年，示范干馏-气化-加氢-发电一体化综合利用技术，使我国煤炭分质利用技术达到世界领先水平。2015年1月，由国家能源局、环境保护部、工业和信息化部联合下发的关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见中提出，2020年，现代煤化工产业化示范取得阶段性成果，形成更加完整的自主技术和装备体系，具备开展更高水平示范的基础。低阶煤分级提
4、质核心关键技术取得突破，实现百万吨级示范应用。2015年5月，国家能源局印发了煤炭清洁高效利用行动计划（2015-2020年），计划指出，到2017年，低阶煤分级提质关键技术取得突破；2020年，建成一批百万吨级分级提质示范项目。另外，根据国家“十三五”规划初稿透露，已把低阶煤分级分质利用定义为五大煤化工示范类项目之一。三、目前热解技术现状目前国内外已经用于大规模生产实践的主流炉型仍停留在较传统的技术上，其中在鲁奇三段炉的基础上开发的气燃内热式直立炉建成规模最大、使用最广泛。近年来国内在实验室水平和小规模试验装置上进行了广泛的研究试验，取得了大量具有发展前景的先进技术和研究成果，但工程化应用尚
5、未取得实质突破，距进入大规模工业化生产仍存在一定差距。表1目前主要研发及试运行的中低温热解工艺（数据来自陕西榆林兰炭产业发展报告）项目LCC(LFC)技术柯林斯 达带式炉 技术北京神 雾旋转床 工艺神木富 油DG 固体热 载体快 速热解 技术西安三 瑞水平 回转炉 技术外热式 直立炉 技术浙大循 环流化 床热电 气焦油 多联产 技术国富气 体热载 体外燃 内热式 直立炉山西畅翔间热室 式中低温干馏技 术进料粒度/mm55062010 800602025 800800 150080加热燃料热解煤 气、煤热解煤 气低热值 煤气热解煤 气、焦热解煤 气热解煤 气热解煤 气惰性烟 气净化后煤气加热方式
6、内热式内热式外热式内热式外热式外热式内热式内热式外热式热载体烟气烟气半焦半焦、烟气一灰渣烟气热解温度。C500600500600550500-540600700850900580600550600可调550650可调目标产品半焦、焦油半焦、焦 油半焦、焦 油煤气半焦、焦油、煤气半焦、焦油、煤气半焦、焦油、煤气焦油、煤 气、蒸汽半焦、焦油、煤气半焦、焦油、煤气产率半隹t/t煤0.50.580.750.60.70.620.4020.42焦油t/t煤0.040.0770.070.10.0790.0780.01980.021公用 工程水/m30.08 (t-0.16-0.151.60.0880.08公
7、用工程（吨半 焦）（吨半焦）褐煤）（煤）电/kW 48.6 （t褐煤）20（t 煤）28（t 煤）39513913.1217规模投资100 X104t/a煤热解装置约3.5亿元100 X104t/a煤热解 装置约45亿元100 X 104t/a煤热解 装置约56亿元60 X104t/a煤热解 装置约1.5亿元30 X104t/a煤热解 装置约2亿 元60 X104t/a煤热解 装置约2.5亿元30 X104t/a煤热解 装置约2.5亿元50 X104t/a 煤热解 装置约1.0亿元100x104t/a 煤热解装置约4亿元环保、节能状 况无废 水，热 效率较高。热烟气 循环利 用,无废水。可用低
8、 热值煤 气作燃 料。干法熄 焦 八、环保；热效率 高。环保和 节能效 果好环保和 节能效 果好环保和 节能效 果好环保和节能效果 好技术特点采用气 体热载 体；干燥和 热解两 步法；对低阶 煤的适 应性尚 需进行 验证。热解煤 气采用 油冷、空 冷；执半焦八、1八 、采用冷 煤气预 热回收 和干法 烟气终 冷。蓄热式 辐射管 加热；煤气品 质好；适用原 料广泛。固体热 载体、半焦在 提升管 中加热、煤 气热值 高半焦执1 八 、八、 载体及 烟气循环加 热；连续干 法熄 焦。采用蓄 热室回 收热量；煤气熄焦；八、，炉底排 焦蒸汽 密封。能实现 热-电-油多联产设置预 热、干 燥、干 馏、冷
9、却四段 结构， 实现能 量梯级 循环利 用采用外热提高煤 气质量；装置大型 化；粗煤气可根据 下游需要选择中 温或低温口导出技术来源大唐华 银电力 公司， 中国五 环工程 有公司北京柯 林斯达 公司北京神 雾能源 集团大连理 工大学西安三 瑞实业 有限公 司北京众 联盛化 工工程 有限公 司浙江大 学北京国 电富通 科技发 展有限 公司山西畅翔科技有 限公司工业化程度华银30X104t/d 褐煤提 质示范 工程已 建成， 但至今 为能长 周期运 行蒙元30 X 104t/a 褐煤提 质示范 装置已 建，红柳 林长焰 煤 1t/h 试验已 完成内蒙古 乌兰煤 炭集团 单线100X 104t/a
10、褐煤提 质正在 建设神木富 油60万 吨/年装 置建 成，至 今仍处 于调试 状态中试阶 段内蒙伊 东集团60 X 104t/a 半焦装 置已投 产运行已完成40t/h（煤）工 业性试验内蒙国 能能源 公司50 X 104t/a 原料煤装置2011年已投 产运行5万t/a系统35天 正常运行相比以上工艺，我公司技术在处理规模、入炉粒径范围、工业示范运行周期、焦油收率、能耗、投资强度以及环保等方面具有明显优势，可以作为现有产能技术升级替代技术。因此,如果我公司国富炉工艺在长焰煤及油页岩热解领域取得成功示范，将具有很好的市场前景。四、我方技术简述1）总体概述由北京国电富通科技发展有限公司开发的GF
11、低阶煤分质综合利用技术（以下简称GF 工艺）核心设备为气体热载体外燃内热式直立方炉（国富炉），具有适用全粒径煤处理、单 套处理规模大、焦油回收率高、煤气品质高、半焦效益最大化、可回收煤中水分及系统节能 环保等特点，并具有完全自主知识产权。该技术是集多段分层、干法熄焦、高效粉尘分离、 热载体及物料均布、废水减量及处理、高温煤气加热、烟气活化、中低温烟气控制等技术为 一体，并以气体热载体外燃内热式直立方炉、高效旋风除尘器、煤气加热炉、细微粒粉尘高 效分离器等核心设备为实施载体的热解新技术。GF 褐煤 分质 综合 利用 技术气体热载体外燃内热式直立炉咼效旋风除尘器细微粒粉尘高效分离器煤气加热炉多段分
12、层咼效 粉尘 分离热载 体及 物料 均布废水减量及处理高/温煤气加热中低温烟气处理1 GF （国富）低阶煤（油页岩）分级分质综合利用技术体系图2）工艺流程布袋 除尘，总D凉水塔提质炉诃0转运型煤外卖图2 GF工艺流程图煤斗干馏段冷却段电捕焦油器煤气发生炉他用n叮r成空放脱”硫粒度为0150mm的原煤经斗提机进入炉顶煤仓，煤仓储量为250吨。原煤在重力作 用下首先进入干燥段。在干燥段，原煤与来自冷却段换热后的350C的烟气进行换热，热量 不足时补充煤气发生炉煤气燃烧产生的热量。换热后煤的温度升高到170C左右，并脱除全 部水分。换热后的烟气经布袋除尘器除尘、脱硫后，温度降至60C，经引风机一部分
13、进入 国富炉冷却段，剩余部分排空。干燥后的煤在重力作用下进入干馏段，在干馏段与来自加热 炉的750C的高温煤气进行换热，煤的温度升高到580C，在此温度下发生热解反应，热解 产生的荒煤气（净煤气、焦油气、热解水）经高效旋风除尘器除尘后进入煤气净化与焦油回 收系统。原煤热解后生成高温半焦，高温半焦在重力下进入冷却段，在冷却段与来自干燥段 经除尘脱硫降温后的60C的冷烟气进行直接换热，烟气温度升高到350C左右，经旋风除尘 器除尘后进入干燥段。换热后若半焦温度低于100C，经推焦机推出至埋刮板机，经输焦皮 带进入原有半焦通廊皮带，经筛分楼筛分后，8mm以下粉料进入成型车间成品仓。生产的 型煤作为民
14、用燃料销往京津冀地区，8mm以上的小粒度半焦做为电石原料使用。干馏段煤气加热炉采用煤气发生炉产生的煤气做为燃料，煤气燃烧产生的高温烟气与冷 煤气在加热炉内进行间接换热。换热后的烟气经布袋除尘器除尘、脱硫后直接排空。干馏过程产生的300C荒煤气进入旋风除尘器，气体中85%以上的粉尘被沉降下来，除 尘后的荒煤气进入直淋塔，用直淋塔循环喷洒液喷洒煤气，将煤气冷却降温到80C左右， 由直淋塔排出的煤气，进入横管冷却器上部冷却至23C左右，同时荒煤气在横管冷却器中 从上向下运行过程时，经过循环喷洒液两级喷淋后，由横管间冷器下部排出的煤气，进入捕 滴器下部，经过捕滴器内部的挡板折流后，脱除荒煤气携带的部分焦油和水分，从捕滴器中 部排出，进入电捕焦油器下部，捕集煤气中夹带的煤焦油，再经脱硫系统
