煤热解技术研究与开发进展

煤热解技术研究与开发进展

兰玉顺;陈文文

【摘要】3 kinds of coal pyrolysis technologies are introduced,including process with gas heat carrier,e.g.COED process and LFC process of

USA,coal flash pyrolysis process and ECOPRO process of Japan,MRF process and pyrolysis process of moving bed with internals of

China;process with solid heat carrier,e.g.Toscoal process of USA,LR process of Germany,ETCH-175 process of the former Soviet Union and DG process of Dalian University of Technology;process without heat

carrier,e.g.regenerative rotary bed pyrolysis process of Beijing Shenwu Co.,Ltd.These processes are compared and analyzed from the aspects of process flow,technical characteristics and industrial application,and also

the development trend of the technology is put forward.%介绍了国内外3

种类型的煤热解技术,其中:气体热载体工艺包括美国的COED工艺、LFC工艺、日本的粉煤快速热解工艺、ECOPRO工艺、我国的MRF工艺和内构件移动床热解

工艺等;固体热载体工艺包括美国的Toscoal工艺、德国的LR工艺、前苏联的ETCH 175工艺和大连理工大学开发的DG工艺等;无热载体工艺即神雾科技集团

股份有限公司开发的无热载体蓄热式旋转床热解工艺.主要从工艺流程、技术特点、工业化应用等方面,对这些工艺进行了分析,并指出了煤热解技术的发展趋势.

【期刊名称】《煤化工》

【年(卷),期】2017(045)002

【总页数】6页(P66-70,18)

【关键词】煤热解;热载体;蓄热式;旋转床;煤气;半焦

【作者】兰玉顺;陈文文

【作者单位】北京华福工程有限公司,北京100015;北京华福工程有限公司,北京100015

【正文语种】中文

【中图分类】TQ530.2

传统煤化工技术存在煤炭利用方式粗放、能耗高、污染重的弊端，而煤热解技术具有能源转化效率高、水耗少、污染小等优点，可以有效克服传统煤化工的技术缺陷。按《煤炭清洁高效利用行动计划（2015—2020年）》的要求，应提倡低阶煤提

质技术的研发，鼓励建设百万吨级大规模煤热解工业示范装置，实现热解装置规模化、多联产、典型化，提高我国低阶煤清洁高效梯级利用的水平，实现煤化工产业的优化升级和绿色发展。煤通过热解可生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦）3种形态的产品[1]。煤热解技术的分类按加热介质的不同，可分为气体

热载体法（高温热烟气、煤气或惰性气为热载体）、固体热载体法（半焦、热灰、陶瓷球等为热载体）和无热载体法（辐射传热或微波加热）。

现今煤热解技术种类繁多，其工业化进展程度也各有不同。按加热介质的不同，现对国内外几种典型煤热解工艺的原理、特点及工业化程度进行介绍。

典型的气体热载体工艺有美国的COED（Char Oil Energy Development）工艺、LFC（Liquid from Coal）工艺、日本的粉煤快速热解工艺、ECOPRO（Efficient Co-production with Coal Flash Partial Hydropyrolysis Technology）工艺、

我国的MRF工艺和内构件移动床热解工艺。

1.1 COED工艺

COED工艺[2]由美国食品机械公司（FMC）与OCR（Office of Coal Research）联合开发，设备主体为低压多段流化床反应器，反应器分4段。破碎至2 mm以

下的原煤在Ⅰ段反应器中，由流化气体预热至合适温度，依次进入各段反应器，发生热解反应，煤粉与各反应器产生的煤气对流，将煤气流化。从第Ⅳ段反应器底部通入的水蒸气和氧气与部分半焦发生燃烧反应，产生的热煤气为热载体，将一部分高温煤气送入前三段反应器内，加热煤粉进行热解反应。由第Ⅱ段反应器产生的热解气经净化加工，制得产品气和合成粗油。

该工艺显著特点为分级热解和负压运行，最大程度削弱了热解产物的二次反应，热效率高，可达90%，焦油产率11.2%～21.9%，热解气产率5%～10%。采用该

工艺，可将煤破碎至较细尺寸，细焦粒与焦油分离困难，且流程复杂，难以维持各段反应器的平衡，较难工业放大。该工艺的工业示范规模为550 t/d。

1.2 LFC工艺

LFC工艺由美国SGI公司和SMI公司联合研发[3]，属于轻度热解工艺。破碎至合格粒度（3 mm～50 mm）的原煤经干燥后，在热解炉内发生热解反应，从热解

炉中出来的固体在激冷盘、旋转冷却器中冷却至常温，之后进入精制反应器精制，得到固体产品PDF（Process Derived Fuel）。为了有效抑制粉尘飞扬和吸附水分，添加了MK粉尘抑制剂。从热解炉中出来的气体经除尘冷却后，进入静电捕

集器，收集得到液体油CDL（Coal Derived Liquids）。经捕集CDL后的气体分

两部分：一部分进入热解燃烧炉作为燃料，另一部分进入干燥燃烧炉，产生的烟气和干燥炉中循环回来的一部分烟气一起作为干燥炉的干燥热源。

该工艺将低阶煤热解，得到固体PDF和液体CDL两种产品。1 t原煤可产出0.5 t 固体产品（PDF）和0.5桶（约64 kg）液态产品（CDL）。但该工艺复杂，操作水平、控制水平要求高；热解气热值低，系统热量无法平衡，需额外补充30%的

热量。ENCOAL集团采用该工艺，于1992年建成了处理能力1 000 t/d的示范