煤/油页岩/油砂固体热载体快速热解技术
煤/油页岩/油砂固体热载体快速热解技术
一、产品和技术简介:煤/油页岩/油砂固体热载体快速热解技术是将煤、油页岩或油砂通过与热的载体(半焦、粉焦、页岩灰等)快速混合加热使煤、油页岩或油砂热解得到轻质油品、可燃气和固体半焦的技术。
固体热载体快速热解技术可用于加工占我国煤炭资源40%的高挥发分煤。与其它低温干馏方法相比,固体热载体快速热解技术多产焦油,半焦活性好,可燃气为中热值煤气。生产的焦油属低温焦油,质量好,焦油中含有脂肪烃、芳烃和酚类物质,可加工得化学品和燃料油。煤固体热载体法快速热解提油的同时,还得到半焦和煤气。半焦热值高于原煤(根据煤种不同一般高10%-80%)。半焦反应活性好。原料煤的灰分不同,得到的半焦灰分也不同。灰分低的半焦可用作高炉喷吹料、烧结粉焦和铁合金用焦粉,也可以加工成洁净的无烟燃料等;灰分高的半焦可用作气化原料,也可以燃烧发电。固体热载体法快速热解煤气为中热值煤气,可用作城市煤气、工业燃料,也可以作工业原料,例如转化制氢。根据不同目标煤固体热载体法快速热解技术可以与其他工艺组成多联产,如固体热载体法快速热解可作为联合循环发电的组成部分,煤首先热解得油,半焦气化发电(煤气化联合循环发电),热解得到的煤气可用于提高燃气轮机入口温度,提高发电效率,这样既高效洁净发电(绿色煤电),又产低温煤焦油;固体热载体法干馏半焦用作电厂燃料,实现动力煤先提油再发电的目标;固体热载体法干馏半焦气化制合成气,进一步合成化工产品(甲醇、二甲醚、合成油等)。煤热解组合工艺及主要目标产品见图1。
固体热载体快速热解技术同时适用于我国丰富的油页岩和油砂资源。油页岩和油砂是固体可燃矿物,由矿物质和有机质组成,快速热解可以得到类似天然石油的页岩油或油砂稠油。
大连理工大学煤化工研究设计所从1981年开始进行煤、油页岩固体热载体快速热解技术的研究试验工作。在郭树才 教授的领导下,1983年承担国家计委、国家教委以及中国石化总公司的重点科研项目“褐煤和油页岩固体热载体干馏技术研究”,建立了原料处理能力10kg/h的实验室大型热态连续试验装置。在此装置上进行了国内外几十种褐煤、不粘烟煤和油页岩的试验研究工作,获得很好的结果。这些研究工作为大连理工大学固体热载体快速热解技术(简称大工新法干馏技术)走向工业化提供了重要的依据。1986年5月通过了国家教委主持的技术鉴定。技术成果1988年获国家教委科技进步二等奖。1988年,国家计委把大工新法干馏技术列入“七·五”国家重点工业性试验项目计划。同年完成了6吨/日褐煤固体热载体干馏新技术中的关键技术研究,包括混合器等在放大试验装置上的冷模和热态试验,1989年4月国家计委批准在平庄建设一套日处理150吨褐煤固体热载体干馏新技术工业性试验装置,开展试验研究。1990年4月开始建设,1992年5月建成,7月31日投煤产气成功。1994年通过煤炭部和国家教委联合鉴定,认为该技术达到国际先进水平,为我国高挥发分煤的有效合理利用开辟了一条新途径;也为油页岩和油砂制油提供了一个新方法。
二、应用范围:
1、高挥发分煤快速热解制优质低温煤焦油,煤气用于城市煤气、发电或制氢,半焦用于型焦、炭素材料、高炉喷吹料、煤提质或燃烧发电,可以单独工艺,也可以联合工艺,如实现油、电、热和化产联供;
2、油页岩制油及综合利用;
3、油砂制油。
三、生产条件:
本项目属于能源化工领域,要求本地区有合适的资源,例如高挥发分煤(褐煤、长焰煤等)、油页岩、煤和矸石共生矿、油砂等。
四、成本估算:
原料、产品、规模等不同,成本变化较大。以生产油计,每吨油的加工成本约400-600元人民币。
五、规模与投资:
以年加工60万吨煤为例,需工程建设费用约为1.5亿元人民币。
六、市场与效益:
我国的资源特点是富煤、缺油、少气,油页岩和油砂资源比较丰富。随着国民经济的快速发展,我国石油消费迅速增长,从1993年开始,我国已变为石油净进口国。2006年我国石油进口已达到1.4亿吨,占石油消费量的44%。预计2010年我国的石油对外依存度将达到51-53%, 2020年将上升到60%以上。石油属于战略物资,关系到国家安全,为了减少对进口石油的依赖,我国正在实施多元化能源战略。其中,煤、油页岩和油砂热解制油技术因方法相对简单、投资较少,是有竞争力的方法。煤/油页岩/油砂固体热载体快速热解技术市场前景广阔,有良好的经济效益和环境社会效益。
七、提供技术的程度和合作方式:
提供中试技术和设计,寻求合作建示范厂,为工业化生产提供基础设计。
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