煤低温干馏技术及经济分析

8.几种低温干馏技术比较 表3
1 2 3 4 5 6 7 8 技术特点 原料煤 干馏介质 煤气产量 干馏温度 焦油产率 煤气热值 建设规模 m³/t ℃ % MJ/m³ 万t/a·台 单位 mm 内热式 块煤 20~50 煤气 空气 800 650 6.5 7.5 单炉 10万 热载体 碎粉煤 ＜8 热焦或热渣 130~150 550~600 10~12 17~20 单台60万
（23）
规模： 2×60 万t/a（进煤量） 原料煤： 120 万t/a 产焦油： 12 万t/a 产煤气： 1.8 亿m³ 总投资： 2.6 亿元 销售收入：5.88 亿元（含焦油加工） 总成本： 4.73 亿元 年利税： 1.15 亿元
（24）
4.原料及动力消耗表
项目 原料煤 煤气 电 原水 单位 t m³ 度 m³ 内热式干馏 1.6 800 30 0.3 热载体干馏 1.5 90 36 0.5
表2
省（区） 位 产量 次 1056.1 1 6.3 山西 3 808.40 2 3.54 内蒙 276.24 3 2.04 陕西 146.76 4 1.93 河南 123.24 5 1.45 山东 2007年中国统计年鉴 117.80 6 1.09 贵州
三、煤低温干馏技术概要
（5）
1.干馏条件： 低变质煤在500~650℃，隔绝 空气或少量空气条件下，受热分解的过 程 2.已工业化的技术： 内热式、外热式、固体热载体、气体热载体、 催化热解等 3.主要产品：半焦（兰炭）、焦油、煤气、 化工产品
（16）
10.国内技术开发单位 • 大连理工大学固体热载体、催化热解； • 浙江大学炉渣热载体（与燃煤锅炉结合）； • 神木三江煤化公司内热式干馏技术； • 神木恒源外热式干馏炉； • 鞍山热能所褐煤干馏提质技术； • 神木富油公司热载体工业化技术。
四、煤低温干馏典型工艺过程简图
1.立式内热式干馏工艺过程简图（图1）
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发电及电站供热 煤干馏 煤制油 冶金焦
40.42% 86% 38~42% 97.78%
5.与间接法煤制油比较
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（29）
1t焦油总能耗为 1t焦油加H2能耗为 1t成品油总能耗为 间接法煤制油能耗 煤干馏比煤制油节煤
208.3 kg标煤 63.0 kg标煤 271.3 kg标煤 1930.0 kg标煤 1658 .7kg标煤
（14）
催化热解 碎粉煤 ＜6 煤气粉焦 150~180 550~650 20~25 18~19 单台60万
（15）
9.煤干馏技术发展方向 • 装置大型化（120~150万t/a）; • 干馏与锅炉燃煤结合（供热发电）； • 干馏与煤提质结合（褐煤）； • 原料块煤向碎粉煤发展； • 加催化剂热解，提高焦油产率； • 提高煤气、焦油加工利用率； • 总体提高煤干馏能源转换效率； • 提高油品质量。
年份 1990 2000 2005 2006 2007 产量（亿t） 10.80 12.99 22.05 23.76 25.26
（3）
表1
74.2% 72.0% 76.5% 76.7% 76.6%
占能源生产总量比例
中国统计年鉴
（4）
2.中国储产煤大省（区）
位次 省（区） 1 2 3 4 5 6 山西 内蒙 陕西 贵州 新疆 河南 储量
谢谢各位！ 欢迎指导！
（12）
（6）气体热载体褐煤干馏 单套产能：1000 t/d 入炉原煤：＜25 mm碎粉煤 干馏温度：500~520 ℃ 焦油产率：0.467 桶/t煤（78.2 kg/t煤） 煤气产量：自用平衡 煤气热值：3.5~3.6 MJ/m³ （美国Encoal技术用于煤干燥及干馏）
（13）
7.其他低温干馏技术 • 德国L-R（Lurgi-Kuhrgas）技术 • 德国L-S（Lurgi spuelgas）技术 • 前苏联ETCH-175(固体热载体)技术 • 日本煤快速热解技术 • 鞍山热能研究院褐煤干馏改质技术 • 北京柯林斯达能源公司褐煤干燥提质技术
2.内热式煤干馏工程之一
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（22）
规模： 60 万t/a半焦 块煤用量： 96 万t/a 产焦油： 6 万t/a 产煤气： 5 亿m³/a 总投资： 1.5 亿元 销售收入： 6.8 亿元 总成本： 4.85 亿元 年利税： 1.95 亿元
3.热载体干馏工程
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八、结论
（32）
1.煤干馏同时产出半焦、焦油、煤气三种产品，总 热效率高达86%以上，高于煤发电效率一倍多， 应是我国低变质煤综合利用最好的方法。 2.在我国缺油情况下，煤先提取焦油，再加H2制取 燃料油，可缓解我国对石油进口的依赖。 3.块状半焦可作为化工、冶金行业利用，粉状半焦 可做气化原料和发电燃料，用途十分广泛。 4.煤干馏技术已趋于成熟，仍需开发新技术，完善 废水处理技术，装置向大型化发展。 5.与煤制油相比，能耗低、投资少、热效率高。
（1）
一、中国煤炭资源（2007年） 1.基础储量 2.低变质煤占比例 其中西北地区占 3.原煤产量 4.储采比 5.煤占一次能源消费比例
（2）
3261.26 亿t 53.2% 28.83% 25.26 亿t 129.1 年 69.5%
资料来源：中国统计年鉴
二、中国产煤产量（亿t） 1.中国历年煤炭产量 中国1990~2007煤炭产量
（6）
4.适应煤种 • 煤种：褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等 低变质煤、油页岩。 • 煤质特点： 挥发分（Vdaf）： ＞30% 胶质层厚度（y）：＜8.0 mm 焦油含量： 6-12% • 块煤或碎粉煤
（7）
5.煤低温干馏主要技术简介 （1）立式内热式干馏炉 单炉能力：5 万t/a、 7.5 万t/a、 10 万 t/a 入炉原煤：15~50 mm块煤 干馏温度：550~650 ℃ 焦油产率：6~7%（以煤计） 煤气产量：800~1000 m³/t焦 煤气热值：7.54~8.36 MJ/m³
（8）
（2）立式外热式干馏炉 单炉产能：7.5 万t/a、 10 万t/a 入炉原煤：20~50 mm块煤 干馏温度：550~650 ℃ 焦油产率：7~8%（以煤计） 煤气产量：300~320 m³/t焦 煤气热值：16~18 MJ/m³
（9）
（3）固体热载体移动床干流技术 单套产能：50~60 万t/a 入炉原煤：＜6 mm碎粉煤 干馏温度：500~600 ℃ 焦油产率：10~12%（以煤计） 煤气产量：130~150 m³/t煤 煤气热值：17~18 MJ/m³
（21）
1.原料煤工业分析（神府15个煤矿平均值） 水分： 7.59% （最高10.61%） 灰分： 4.79% （最高12.35%） 挥发分： 31.66% （最高34.69%） 固定碳： 55.96% （最高61.64%） 热值： 29.98MJ/Kg （最高31.69 ） 焦油产率：9.16% （最高13.66%）
（25）
6900 千卡/kg 6900 千卡/kg 860 千卡/kwh 1698 千卡/kwh 6800 千卡/kg 6800 千卡/kg 9000 千卡/kg
2.干馏总能耗（以t半焦计）
进项 原料煤 电 水 小计 半焦 焦油 煤气 小计 总能耗
（26）
内热式干馏（万千卡）热载干馏（万千卡） 1104.0 1035.0 2.58 3.10 0.051 0.085 1106.63 1038.6 680.0 680.0 90.0 162.0 180.0 60.0 950.0 892.0 154.0 146.6
（10）
（4）热载体硫化床干馏装置 单套产能：10~12 万t/a 入炉原煤：＜8 mm碎粉煤 干馏温度：650~750 ℃ 焦油产率：~12%（以煤计） 煤气产量：160~180 m³/t煤 煤气热值：18~19 MJ/m³
（11）
（5）热载体催化热解干馏（实验炉） 单套产能：750 kg 入炉原煤：＜6 mm碎粉煤 干馏温度：550~650 ℃ 焦油产率：~20%（以煤计） 煤气产量：150~180 m³/t煤 煤气热值：19~21 MJ/m³
5.煤干馏最佳效益产品链
（30）
七、煤干馏产品市场分析
（31）
1.半焦用途十分广泛，可用于电石、铁合金、 甲醇、合成氨、活性炭、碳素材料、高炉 喷吹料等行业；粉焦可用于锅炉燃料、发 电、民用燃料等。目前国内市场需求 5500~6000万t/a。 2.半焦价格低，仅相当于冶金焦售价的 1/2~1/3，具有较强竞争能力。 3.煤干馏与流化床锅炉结合，半焦用于发电， 供热，回收焦油后可降低发电成本。市场 前景看好。
Hale Waihona Puke 注：内热式干馏以每t半焦计；热载体以每t煤计。
六、能耗与经济分析
1.基本条件（2009年6月） 块煤： 450~500 元/t 碎粉煤： 330~350 元/t 电费： 0.5 元/kwh 原水： 3~5 元/m³ 半焦（块）：800~900 元/t 半焦（粉）：300~350 元/t 焦油： 1800~2000 元/t 折旧率： 10%
煤气外送 块煤
（17）
空气或富氧
半焦
焦油
焦油 外运
2.热载体煤干馏工艺过程简图（图2）
（18）
（19） 3.锅炉热渣煤干馏工艺过程简图（图3）
（20） 4.褐煤干馏工艺过程简图（图4）
烟气 燃烧炉 烟气 褐煤 干燥器 干馏器 空气 激冷器 空气 水
煤气冷却
纯化器
焦油 （ ）
半焦 （ ）
五、煤干馏工程实例
6.存在问题及建议
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（33）
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内（外）热式干馏单炉能力仍然偏小，装置自动 化水平偏低，需进一步提高 焦油收率偏低，采用催化热解技术可大幅度提高 焦油收率。应加快工业化步伐。 应加强低热值煤气合理有效利用。 废水处理问题未完全解决，应加强废水处理技术 研究开发工作。 应加强半焦特别是粉焦利用市场的开发工作。
煤低温干馏技术及经济分析
陕西省决策咨询委员会 陕 西 省 化 工 学 会 贺 永 德 2009年10月·西安 委 员
名誉理事长
目录 一、中国煤炭资源（2007） 二、中国煤炭产量 三、煤炭低温干馏技术概要 四、煤炭低温干馏典型工艺过程简图 五、煤干馏工程实例 六、煤干馏能耗与经济分析 七、煤干馏市场分析 八、结论
3. 半焦总能耗及热效率（表6）
项目 单位 内热式干馏 154.0 220.0 86.3 208.3 1930.0 热载干馏 146.6 209.4 86.0 198.3 1930.0 总能耗 万千卡 折标煤 热效率 kg %
（27）
t焦油 Kg标煤 耗煤 煤制油 Kg标煤 能耗
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4.能源转换效率比较