“屋檐效应”成就煤炭综合热解

“屋檐效应”成就煤炭综合热解
作者/来源：煤焦油深加工及加氢技术协作组   日期： 2022-05-15   点击率：24
    近日，陕西东鑫垣化工有限责任公司兰炭日产量达5827.4吨，突破历史最高纪录，成为国内首家超过兰炭设计产能的企业。这是该公司以自主创新核心技术“屋檐效应”，对炭化炉装置实施技改实现清洁煤提质提产的又一个新“收成”，填补了国内粉煤、籽煤、块煤全粒径综合热解的空白。

    煤的提质也称煤的热分解，是指煤在隔绝空气条件下进行加热，发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程，是煤炭分质清洁利用的龙头。煤热解按照加热方式分为外热式、内热式和内外并热式等几种炭化炉型。其中具有代表性且应用最广泛的以内热式直立方形炉工艺为主，在陕西榆林形成近6000万吨年产能。但该工艺也存在一些短板，包括原粒煤限为三八块(粒径30~80毫米)，生产成本高;炉型透气性差，炉内火道口易结焦堵塞，造成炉温不均匀，影响热解温度控制和长周期稳定运行。同时，煤渣粉尘混入煤气，与焦油形成胶质体，影响品质。

    近年来，东鑫垣公司围绕煤炭分质清洁高效利用，以煤热解—荒煤气综合利用—煤焦油深加工为思路研究攻关，历经5年多实施了3000多项技术改造，形成了系列关键创新技术。

    东鑫垣公司的180万吨/年兰炭装置同样采用内热式直立炭化炉，他们大胆地把目标锁定在粉煤、籽煤、块煤全粒径综合热解，以降低生产成本。针对直立炉火道墙的进气口多为水平直贯孔，进气口与下落的粉料直接接触，从而造成进气口局部温度过高使进气口结焦堵塞，进而导致炭化炉温控不均匀、运行工况不稳定，该公司在直立炉火道墙进气口上做文章、想办法，巧妙构思优化设计，形成了俗称“屋檐效应”的专利核心技术，为综合热解扫清了障碍。

    “所谓‘屋檐效应’，就是我们在直立炉自主设计了一种异形结构火道砖，使进气口与煤料之间形成空腔，就像农村厦房的屋檐一样。”宋如昌告诉记者，有了这个空腔，进气口结焦堵塞的技术难题解决了。

    2021年9月，东鑫垣公司开始对2台炭化炉进行技改，即改造内部结构、增加喷火口面积、防喷火口堵塞等，随后采取不停车检修方式陆续实施改造。截至今年4月，该公司共完成5台炭化炉，占总共15台炉子的1/3。

    在东鑫垣公司兰炭装置现场看到，进场的原煤简单处理后，粉煤、籽煤与块煤全部“通吃”进行综合热解。兰炭造气分厂厂长姬彦飞介绍，炭化炉改造后，由于炉内燃烧更充分，炉温控制更灵敏，火道口结焦技术难题迎刃而解。与传统直立方形炉相比，改造后不但原料选择范围扩大，兰炭、煤焦油和煤气日产量分别增长29%、50%和20%，而且实现了装置“安稳长满优”运行，兰炭质量明显提升。

    2021年，东鑫垣公司兰炭产量达177万吨，生产负荷为业内同类装置最高。该公司今年一季度生产兰炭53.9万吨，同比增产8.7万吨。目前，东鑫垣公司吨兰炭入炉煤由1.55吨以上降至1.4吨以下，兰炭产品综合能耗仅67.53标准煤/吨，远低于190标准煤/吨的行业先进值，生产成本显著减低，能耗水平大幅下降。据悉，其余10台炭化炉年内将陆续改造完成。

    2021年11月20日，在陕西省石油和化学工业联合会组织召开的评审会上，与会专家对东鑫垣公司综合热解技术给予高度评价，认为该公司以全粒径低阶煤热解技术为龙头，利用产品氢和煤焦油生产清洁燃料油技术，能源效率高、二氧化碳排放量低，形成了煤炭分质清洁高效转化创新产业链，建议加快该技术工业化推广应用。