煤显微组分热解特性的研究进展

煤显微组分的热解特性研究对推动煤分质分级继而逐步实现煤炭高效清洁利用具有重要价值与意义。从显微组分的结构特性、热解特性和热解机理三个方面介绍了煤显微组分热解的研究进展,提出煤显微组分热解研究存在的问题,探索未来发展方向,为进一步完善煤显微组分分质利用提供参考。     

朔州煤分质清洁利用研究

为实现对朔州低阶煤分质清洁利用,利用外热式中低温热解提质专有技术对朔州煤进行热解试验。结果表明,提质煤产率随着热解温度的升高而降低,煤气的产率随着热解温度的升高而增加;热解温度为700℃、时间7 h条件下,焦油产率达到6.29%。     

低阶粉煤热解-气化一体化装置构想

为了实现《煤炭深加工产业示范"十三五"规划》中指出的研发清洁高效的低阶煤热解技术、攻克粉煤热解等关键技术及开发热解-气化一体化技术目标,通过阐述煤的热解和气化反应原理及目前普遍存在的热解、气化分产现实,提出了以分质产品、物料互给、热能循环、积木组合、塔状结构等为理念的一体化技术路线,并构想了一种双塔结构的低阶粉煤低温热解-气化一体化装置,介绍了该构想的理论基础、工艺流程、部件结构和主副塔组合方案。该构想装置可以将低阶粉煤分质生产出热解水蒸气、低温热解煤气、气化煤气、半焦等产品,为煤炭梯级延伸加工提供条件。     

低阶煤分质利用转化路线的现状分析及展望

为系统了解国内低阶煤分质利用的产物应用现状和技术发展趋势,介绍了低阶煤分质利用的工艺路线与转化路径,并对煤炭热解产生的3种主要产物(煤焦油、热解煤气、半焦)及其工业化应用现状作了阐述。总结了煤焦油、热解煤气和半焦的利用去向,并剖析了低阶煤分质利用目前存在的关键技术问题,提出了未来重点研究方向,还对发展前景进行了展望。通过分析,认为依据我国煤炭资源的分布、低阶煤的储量及其特点,以及国家对煤炭能源政策的引导,在攻克众多共性关键难题的情况下,低阶煤分质利用宜作为上游工序,同时下游配套煤-电-化一体化项目,这种园区项目组团模式的煤炭分质清洁利用将是实现低阶煤利用互利共赢的最佳方式。     

煤岩显微组分分离富集物热化学反应特性

依据煤中不同类型有机质性质差异对其进行分离，进而分质利用是实现煤炭清洁高效利用的有效手段。论文利用重选法将一种低变质烟煤分质得到镜质组较原煤48.25%增加至76.02%的富镜样，惰质组较原煤43.96%增加至63.98%的富惰样，以及矿物质含量高于61.99%的富矿样。利用热重-质谱分析仪，考察了分离富集物的热解反应特性及气体逸出规律，及其燃烧和气化反应特性。结果表明，分离所得富镜样热解反应失重量及热解过程中逸出的小分子挥发分的量及组成与富惰样和富矿样均有明显差异，表明分质实现了煤中不同类型官能团的分离富集。而由分离所得富镜样、富惰样和原煤热解失重峰温基本一致则表明分质所得煤的主体官能团结构仍较为接近，但含量有明显差距。富镜、富惰与原煤的燃烧曲线整体趋势较为类似，燃烧活性差别不大。以气化反应峰值温度高低判断，富镜样气化反应活性最低，富惰样与原煤气化反应活性较为接近，富矿样气化反应活性最高。将原煤在对应热反应时的理论反应曲线与实验曲线进行对比，发现煤分质过程及煤中镜质组、惰质组和矿物质的分离与否对热解过程挥发分的逸出影响较小，但导致了其燃烧和气化反应活性有所降低。     

低阶煤的分质利用技术现状及发展前景

针对以直接燃烧和单一转化为主的煤炭使用方式带来的资源浪费和污染环境问题,结合低阶煤的密度小、含水率高、挥发分高及热稳定性差等性质,分析低阶煤热解工艺的技术经济性及研究进展,阐述了粉煤热解-气化一体化、龙成低温热解以及低阶粉煤气固热载体双循环快速热解等先进煤炭分质技术,重点讨论了油气尘高效分离、半焦合理利用、废水深度处理等核心技术以及节能环保、全产业链配套等影响分质利用技术产业化的关键因素,展望只有解决了煤热解技术中关键核心技术、煤焦油高附加值深加工以及热解气利用等问题,才能在分质利用全产业链方面取得重大突破,实现低阶煤的清洁高效转化。     

煤热解过程分析与工艺调控方法

通过煤热解技术获取紧缺的油气资源是低阶煤清洁利用的有效途径之一。针对煤热解工艺存在焦油产率与品质难以控制以及焦油中粉尘含量高等关键技术问题,从煤的热解反应机理出发,详细探讨了热解挥发分二次反应的种类和发生条件以及影响热解过程的主要因素,结合煤热解技术应用,总结了逆向传热与传质所导致的挥发分气相二次反应是焦油产率下降的主要原因;同时,分析了热解过程中煤颗粒破碎机理以及煤热解过程中粉尘的主要来源。在前人研究结果的基础上,提出控制热解挥发分的流动方向从高温区向低温区流动、热解耦合气化以及耦合原位的焦油提质与除尘等方法可以调控煤热解过程,抑制重质焦油生成、提高焦油中轻质组分含量以及减少焦油中的含尘量,从而实现煤的定向热解。     

兰炭制备新工艺流程模拟

针对工业化兰炭生产中存在的粉煤资源利用率低和煤气热值低的问题,提出一种全粒径煤制备兰炭新工艺。其由干燥与分级、粉煤气化和块煤热解等单元构成。原料煤以烟气为干燥和分级介质,粉煤气化采用H_2O和O_2为气化剂,气化半焦为循环热载体;块煤热解以气化煤气为热载体。同时,块煤和兰炭作颗粒层除尘的滤料原位捕集煤气携带的粉尘。利用AspenPlus模拟软件构建了工艺流程模型,通过灵敏度分析确定了热解温度为600℃的兰炭制备工艺实现能量自平衡的工艺参数范围。在粉煤与块煤质量比4,气化温度800℃,H_2O/C 0.83,O_2/C 0.44,燃烧温度1 000℃和循环比3.89的条件下,能量自平衡工艺中粉煤气化所需热量的80.5%由循环半焦提供,块煤热解所需热量的77.0%由气化煤气提供。     

低阶煤提质技术现状及完善途径

为实现低阶煤的清洁利用,分析了国内外低阶煤提质技术研究现状,重点介绍了以移动床、回转窑、流化床、气流床为反应器的典型热解技术。针对低阶煤热解技术焦油收率低,焦油重质组分和粉尘含量高等技术难题,提出了低阶煤提质技术完善途径。应根据不同粒径的煤料选择适宜的热解工艺,粉煤一般采用固体热载体加热;延长煤颗粒在低温区的停留时间可降低焦油的二次反应,提高焦油收率;内热式热解技术容易导致焦油含尘量高。应依据不同煤质煤的不同组分而分级转化,通过反应调控抑制重质组分生成,实现热解产物定向,最大程度获得轻质油气产品,开发新型反应器抑制粉尘产生及夹带,实现低阶煤的清洁高效利用。     

双循环法固体热载体中低温快速热解提质工艺

介绍了双循环法固体热载体粉煤中低温热解提质工艺,并且以国内几种典型的热解提质工艺进行对比,对其工艺特点进行了深入的分析;针对国内洁净煤技术发展状况,从煤电多联产,煤炭资源综合利用和环境保护的需要出发,利用循环半焦分级利用法去研究热解提质工艺,以现有成熟的气化技术为依托,进行配套集成消化半焦产品,实现热解提质装置的油、电、气多联产的循环利用模式。     

低阶煤热解増油技术的研究现状与趋势

煤热解及热解产物深加工是实现煤的清洁高效利用的有效途径,具有重要的理论和战略意义。结合煤热解最新研究动态,从煤热解机理出发,论述了提高煤焦油产量的5种因素,提出今后应加强煤热解增油技术开发及煤热解产品深加工,提高煤分质分级利用的附加值。     

Increasing Oil Technology Status and Trends of Low Rank Coal Pyrolysis

煤热解及热解产物深加工是实现煤的清洁高效利用的有效途径,具有重要的理论和战略意义。结合煤热解最新研究动态,从煤热解机理出发,论述了提高煤焦油产量的5种因素,提出今后应加强煤热解增油技术开发及煤热解产品深加工,提高煤分质分级利用的附加值。     

中低温热解煤气热量清洁利用技术途径分析与策略建议

高温含焦油热解煤气携带大量显热与潜热,该部分热量高效回收利用对于整个工艺系统能效提升至关重要。为促进中低温热解过程余热资源高效回收利用,分析了激冷工艺、废热锅炉余热利用等中低温热解煤气冷却与余热利用方式的主要技术特点及不足;阐述了初冷器上段余热回收、循环氨水余热回收、上升管余热回收等高温热解煤气热量利用技术现状与特点。分析了含焦油高温热解煤气冷凝过程中焦油黏附问题、低温低压煤气热量捕捉与高效利用等中低温热解煤气热量回收利用过程中的主要技术难点。基于该技术难点及前期相变换热技术研究积累,以含焦油热解煤气冷凝-传热特性为科学基础,提出了热解煤气分级冷凝与相变换热相耦合的能量梯级回收利用一体化技术。即以焦油蒸汽不同组分露点差异与析出特性为基础,形成基于温度梯度的热解煤气分级冷凝工艺技术,逐级回收热解煤气所含热量,并实现不同馏程焦油产物在线分质回收;同时耦合复合相变换热技术,换热介质与热解煤气分级逆流换热,针对性回收热解煤气显热及低品位热解煤气潜热,实现含油热解煤气分级冷凝与热量梯级回收利用一体化,从而达到热解系统热效率与产品品质提升的双重效果。以100万t/a流化床热解工艺为例,提出了中低温热解煤气热量回收技术路线并进行了热量衡算。结果表明:该技术路线中低温热解煤气热量利用率可达到81. 17%,初步显示了其可行性。高效回收利用热解过程中的余热资源将是资源节约、环境友好热解产业发展的主要方向和潜力所在。     

低阶煤催化热解研究进展

煤热解是煤热转化过程中最先和必经的阶段,受热分解为煤气、焦油及半焦/焦炭三相产品.基于煤(催化)热解可实现低阶煤的高效分质利用,对煤催化热解机理、不同种类催化剂及在煤热解中的应用、煤催化热解的影响因素进行了阐述,同时对低阶煤催化热解的发展进行展望,期望开发出煤热解反应条件温和化、热解转化率更高、热解焦油轻质化及可对目标...     

粉煤加压热解-气化一体化技术(CCSI)探讨

陕西延长石油(集团)有限责任公司自主研发的粉煤加压热解-气化一体化技术(CCSI),首创的一体化反应器一步法,将原煤转化为粗合成气和煤焦油,过程中产生的半焦在反应器内一次性全部转化,焦油收率可达到煤格金产率的150%以上。介绍了CCSI技术的工艺原理、流程,总结了氧煤比、蒸汽煤比对循环流化床技术的影响,对比了不同气化技术操作参数。分析表明,CCSI技术气化段以半焦为原料,主要表现为异相反应,较传统的流化床技术,CCSI氧煤比和蒸汽煤比均较低;CCSI技术操作压力灵活,氧气气化的H2/CO为0.8～1.25,在化工产品领域具有一定的优势;CCSI技术兼具湍流床和输运床的特点,能量利用效率较传统的气化技术高,真正意义上实现了煤炭的分级转化、分质利用。     

我国低阶煤热解提质技术进展

简述了我国低阶煤热解提质技术的研发过程;介绍了LCC工艺、DG工艺、MRF工艺、循环流化床煤分级转化多联产工艺、煤拔头——煤炭综合利用新工艺等13种低价煤热解提质技术及其工业化应用情况;提出了推进我国低阶煤热解提质技术工业化进程的相关建议。     

低阶煤的分质利用技术现状及发展前景

针对以直接燃烧和单一转化为主的煤炭使用方式带来的资源浪费和污染环境问题,结合低阶煤的密度小、含水率高、挥发分高及热稳定性差等性质,分析低阶煤热解工艺的技术经济性及研究进展,阐述了粉煤热解-气化一体化、龙成低温热解以及低阶粉煤气固热载体双循环快速热解等先进煤炭分质技术,重点讨论了油气尘高效分离、半焦合理利用、废水深度处理等核心技术以及节能环保、全产业链配套等影响分质利用技术产业化的关键因素,展望只有解决了煤热解技术中关键核心技术、煤焦油高附加值深加工以及热解气利用等问题,才能在分质利用全产业链方面取得重大突破,实现低阶煤的清洁高效转化。     

低阶煤热解-气化-燃烧TBCFB系统模拟及优化

三塔式循环流化床（TBCFB）是基于低阶煤分质转化利用理念开发的新型工艺系统,包含热解、气化及燃烧三个主反应器。提出了采用半焦颗粒代替石英砂作为循环热载体的新工艺,并使用Aspen Plus建立了基于半焦颗粒的TBCFB系统模拟流程,寻求系统内物料转化和能量利用的适宜操作条件。结果表明,只需燃烧40%的热解半焦,即可满足低阶煤在600℃热解和60%的热解半焦在800.9℃进行水蒸气气化所需热量;与石英砂或高温灰相比,利用热容较高的半焦颗粒作为循环介质可以显著降低热载体循环量,与原煤质量比仅为5.5。综合气化产物组成、低热值和冷煤气效率等指标,适宜的水蒸气与反应半焦质量比为1.5。上述模拟结果对半焦循环TBCFB新技术的工业应用具有一定指导意义。     

煤热解过程分析与工艺调控方法

通过煤热解技术获取紧缺的油气资源是低阶煤清洁利用的有效途径之一。针对煤热解工艺存在焦油产率与品质难以控制以及焦油中粉尘含量高等关键技术问题,从煤的热解反应机理出发,详细探讨了热解挥发分二次反应的种类和发生条件以及影响热解过程的主要因素,结合煤热解技术应用,总结了逆向传热与传质所导致的挥发分气相二次反应是焦油产率下降的主要原因;同时,分析了热解过程中煤颗粒破碎机理以及煤热解过程中粉尘的主要来源。在前人研究结果的基础上,提出控制热解挥发分的流动方向从高温区向低温区流动、热解耦合气化以及耦合原位的焦油提质与除尘等方法可以调控煤热解过程,抑制重质焦油生成、提高焦油中轻质组分含量以及减少焦油中的含尘量,从而实现煤的定向热解。     

CCSI技术将煤炭"吃干榨尽"

正9月下旬,延长石油集团碳氢高效利用技术研究中心自主研发的煤提取煤焦油与制合成气一体化(CCSI)技术万吨级工业试验装置,实现144小时连续平稳运行,煤焦油产率达16.23%,合成气有效气大于35%,各项指标均达到或超过设计值,为工业化应用奠定坚实基础。CCSI技术将粉煤热解与粉焦气化有机结合在一个反应器内分级转化和优化集成,以空气作为气化剂,完成煤的热解和气化反应过程,直接将煤炭转