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陕北矿业乾元能化公司:黑色煤炭蜕变绿色之美

作者:黄天尘  时间:2017-08-08  点击:668次

 

走近地处毛乌素沙漠腹地、榆林麻黄梁工业园内的陕北矿业乾元能化公司,最引人注目的是:一座座巨型柱体国富炉,一根根整齐排列输气管道,一条条白色全密闭运煤栈桥。在干净整洁、用煤却不见煤的厂区内,一车车被产出的半焦、一罐罐制出的重油,正在源源不断地向外输送着。

这是前不久该公司50万吨/年低阶煤国富炉热解工业试验项目试生产后,所产半焦成功达到了行业标准,获得客户青睐,很多商家纷纷慕名前来咨询购买。

近年来,作为“国家煤炭分质清洁转化重点实验室”的乾元能化公司,在煤炭清洁利用方面走在了行业前列,积极探索着煤炭分质转化、清洁高效的使用技术,在低阶煤热解技术方面取得了显著成效,分别对100μm以下粒径粉煤和10-30mm粒径籽煤进行快速热解和国富炉热解,从中制取半焦、焦油、煤气等产品,实现了煤炭的清洁转化与绿色发展。

绿色煤炭 帮助企业找到发展出路

起初,乾元能化公司还是一个只有60万吨/年生产能力的兰炭厂,工艺简单、产品单一、设施不完善,随着市场形势变化,严重制约着公司发展,一度站在了濒临关停的边缘。

“当时考虑兰炭生产成本高、市场形势严峻等因素,我们经过多次实地考察、调研分析和综合考虑,最终毅然选择了有着较强发展优势和发展前景的煤热解技术上。”陕北矿业公司中试项目部技术负责人王运涛说到,“它相较于煤制油、煤制气等工艺,技术成本更低,能耗更少,更节能环保。”

为了推动公司转型升级,乾元能化公司结合陕北地区低阶煤资源丰富的优势,在自主研发的基础上,积极扩大对外合作,吸收国内较为成熟的热解技术,积极争取到了陕煤集团低阶粉煤气固热载体双循环快速热解技术(SM-SP)工业试验和GF低阶煤国富炉热解工业试验两个项目。

王运涛表示,所谓的粉煤气固热载体双循环快速热解技术,其实就是利用催化裂化原理,将粉煤与热载体充分混合接触,进行快速热解反应,从中分馏制取粉焦、轻焦油、中焦油、重焦油和煤气。而同样是利用热解技术的50万吨/年国富炉试验项目,它采用的是国富热解炉进行热解反应,脱除煤中的水分,进行除尘脱硫后,最终实现长焰煤的高效转化,生产出半焦、煤焦油、煤气等产品。

精益求精 不断刷新产品质量新高度

201410月,5万吨/年低阶粉煤热解项目落成上马。

20155月,试验装置建成中交,全面进入系统调试与优化运行阶段。

“实话说,整个调试阶段是最痛苦的,是一场与设备较真、与自己较真的过程。”该公司粉煤热解项目部技术主管何玉婷在谈及项目调试过程时说道,“在满负荷热态调试试验中,我们对装置的热解温度、烧炭与热解系统的耦合、油洗回收等工艺进行一项项调试和统计,逐条进行了消缺改造,优化工艺系统,并进行了长周期的稳定试验,确保连续稳定运行超过720小时,保证整个热解系统工艺稳定,设备运行可靠。”

严格来说,在整个粉煤热解过程的技术要求上是几近苛刻的。就拿热解温度的控制来说,一度不多一度也不能少,粉煤只有在550℃热解时,焦油产出率才能达到峰值,一旦超出或欠缺时,焦油产出率就会降低,必须严格控制方能达到要求;快速热解的方式选择,也并非信手拈来,温度升高的快慢直接决定着焦油产出的多少,只有当煤分子瞬间达到热解终温,受到强烈的热能冲击,这样才能在单位时间内挥发越多,导出速度越快,再次反应越少,焦油产出率越多;而选择粉煤作为热解原料,也并非仅仅因为就地取材极为方便那么简单,而是经严格的实验论证,在相同升温速率和反应时间下,小粒径粉煤吸收热量更快,需要时间更短,且接触反映更充分。

20168月,在历经长达15个月的反复试验和系统优化,累计试验次数几十余次,装置累计运行超过2500小时之后,最终完成气固热载体工况试验,热解粉焦收率与焦油总收率均较好地达到了预期效果,粉焦收率提到至65.5%,焦油产出率提高至18.17%

着眼未来 实现绿色多元高效发展

目前,乾元能化公司5万吨/年低阶粉煤热解试验项目已于201610月成功完成全部试验项目,各项指标及技术参数均已达标,并在相关配套技术的优化升级上实现了重要突破,被中国石油和化学工业联合会专家鉴定为“技术创新性强,具备国际领先水平”。

该公司的50万吨/年低阶煤国富炉试验项目是目前国内单台处理规模最大水平,该技术已获取国家专利13项,发明专利2项,并由业内专家给出“国外未见报道,国内处于领先地位”的鉴定意见。今年4月,国富炉进入试生产阶段,所产半焦均匀性好、品质稳定,煤气热值高,环保效果好,废烟气被作为冷却介质充分利用,废水、废气经处理后均达到环保标准。

6月份,陕煤集团在西洽会上成功签订了120万吨粉煤快速热解及30万吨煤焦油加氢项目。眼下,120万吨/年低阶粉煤快速热解工业示范项目已经立项,并完成可研评审。未来,还会有500万吨/年热解装置、国家发改委鼓励类建设项目2×660MW超超临界粉焦发电示范装置和5.0×109Nm3/LNG及其他配套装置将投入建设。项目建成投产后,乾元能化公司最终将实现煤、油、电、气多种产业一体化的新型煤炭清洁产业集群。(黄天尘)

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