【化工科技十年大发展】155-2018煤气热载体分段多层低阶煤热解成套工业化技术(SM-GF)

  我国低阶煤资源丰富，约占煤炭总量的一半以上。低阶煤具有挥发分高、灰分低、化学反应性好等特点，通过中低温热解是实现其分质清洁综合利用的最好方式。虽然热解技术在国内历史悠久，新技术层出不穷，但粉煤热解以及环保处理等技术瓶颈仍待突破，特别是单系列50万吨/年及以上的大型工业化装置屈指可数。

由陕西煤业化工集团与北京国电富通科技发展有限责任公司开发的煤气热载体分段多层低阶煤热解成套工业化技术(SM-GF)，为我国低阶煤热解大型化探索了新路径，荣获中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。


　　2018年7月，SM-GF技术在北京通过石化联合会组织的科技成果鉴定，专家认为该技术实现了低阶煤中低温热解工业化运行，煤气、焦油和半焦3种产品收率高、品质好、价值高，可灵活调控，装置可长周期运行，综合性能和指标达到国际领先水平，建议加快推广和应用。

　　据介绍，该技术重点针对30毫米以下不同粒度的混煤热解开展攻关，集分段多层处理、均匀传热传质、油尘气高效分离、自产富氢煤气循环热载体蓄热式加热、中低温分级耦合热解、干法熄焦等关键技术于一体，开发的分段多层立式矩形热解炉单套处理能力达50万吨/年，并在内部设置多层结构，采用干燥、干馏和冷却分段处理的方式，实现炉内自除尘和均匀布料布气，解决了当前混煤热解工业化、单套处理规模较小、油尘气分离效率低等多项技术难题。

　　该技术主要创新点在于采用混煤入炉分段多层热解，原料成本较低;精准控温，产品质量可调;采用中低温分级耦合热解，焦油产率高、轻组分含量多;可灵活控制热解温度，降低热载体循环量，减少设备投资;煤气品质好，可作为制氢或加工LNG的原料。

z39916480 发表于 2023-7-20 16:23
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【化工科技十年大发展】系列汇总贴，持续更新中！
https://bbs.hcbbs.com/thread-3594069-1-1.html
(出处: 海川化工论坛网)

　低阶煤主要包括褐煤和低变质烟煤，其中褐煤含有较高的内在水和腐植酸，水分、灰分含量高，发热量低，在空气中易风化碎裂。我国褐煤主要分布在内蒙古、新疆和云南等地，低变质烟煤主要分布在陕西、内蒙古、新疆等地，其中陕北和神东的煤灰分5%~10%，硫分小于0.7%，是优良的低阶煤。

　　石化联合会煤化工专委会委员、陕西省化工学会名誉理事长贺永德告诉记者，低阶煤一般含油率高，通过中低温热解，煤在隔绝空气或缺氧条件下加热到500℃～800℃，可将煤分解为热解气、煤焦油和半焦三相物质。而热解是低阶煤清洁分质利用的最好方式，不仅可提高资源利用效率，通过热解将煤中的焦油提出来，产出煤气和半焦，而且生产工艺条件温和，对环境影响较小，相对于煤气化来说水耗也较低。

　　近年来，我国低阶煤热解技术开发和示范取得突破性进展，新一代热解技术达20多种，一半实现了工业化生产。业内专家普遍认为，我国低阶煤适合通过包括SM-GF等在内的热解技术进行分质综合利用，推广应用前景广阔，经济效益和社会意义显著。若在西部地区就地转化10亿吨低阶煤，粗略估算每年可生产半焦6.5亿吨、焦油8000万吨、煤气1600亿立方米。

　　示范装置改造完善

　　2016年9月，陕煤集团旗下陕西陕北乾元能源化工有限公司与国电富通合作，依托SM-GF技术在陕西榆林建成50万吨/年工业示范装置，以粒度小于30毫米的长焰煤为原料进行联运试车，实现长周期运行。

　　2018年6月，石化联合会组织专家对该装置进行72小时现场标定考核。标定结果显示，装置运行稳定，处理量达到设计值的102%，吨煤半焦收率为65.69%，焦油产率为原煤的8.09%，达到同基格金焦油产率的87.2%，煤气产量167标准立方米/吨煤，煤气中有效气占比达84.4%，能源转化效率91.9%，综合能耗低。

　　这也是SM-GF技术目前唯一的工业化装置。乾元能化公司负责人透露，针对前期运行发现的一些技术问题，他们正在对装置实施改造，预计2020年上半年完成。

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月是故乡的圆 发表于 2023-7-16 13:57
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月是故乡的圆 发表于 2023-7-16 13:57
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SM-GF技术主要包括国富炉热解单元、煤气冷却净化单元、加热炉单元、烟气净化单元和废水处理单元。工艺流程描述：原煤经炉顶储煤仓进入国富炉干燥段，与高温烟气充分换热并脱除全部水分，换热后的烟气经除尘、脱硫系统之后进入国富炉冷却段。干燥后的原煤进入国富炉热解段与来自热解段混合室的高温气体热载体换热，生成半焦、焦油、煤气和热解水，高温半焦进入国富炉冷却段与来自脱硫系统的低温烟气换热，换热后半焦温度降至100℃以下，烟气温度升高并循环至干燥段继续加热原煤。热解后产生的油水气混合物经煤气净化系统充分净化后得到洁净的煤气，煤气返回一部分经加热炉升温后进入国富炉热解段充当热源，剩余部分外送。净化产生的油水混合物进入焦油回收系统，实现高效的油水分离。

SM-GF技术优势
SM-GF技术集分段多层处理、均匀传质传热、自产富氢煤气热载体蓄热式加热、中低温分级耦合热解、干法熄焦、油尘气高效分离、中低温分级耦合热解等技术于一体，多项技术相互耦合，解决透气性差、炉内结焦、产品方案可控性差、焦油品质差、单炉处理量小、污染严重、废水难处理等行业内的普遍难题，与行业内其他工艺相比，具有明显的技术优势和较强的竞争力。具有以下技术优势：

（1）原料适应性强，可处理30mm以下全粒径混煤。

拥有独特布气结构和炉内设计的国富炉可克服细粒度物料堆积引起的换热不均，对物料粒度适应范围更广，可实现30mm以下全粒径原煤直接入炉，充分解决了兰炭市场上主流炉型对入炉煤粒度要求苛刻的难题，能够打破块煤供不应求、碎煤无处可用的僵硬局面，不仅提高了原煤利用率，还能降低兰炭的生产成本。

（2）单套处理量大，高达50万吨/年。

国富炉采用干燥、干馏和冷却分段方式，打破常规炉型的结构缺陷，在各段内部设置多层内构件，实现均匀布料布气和炉内自除尘，降低床层阻力和气体携带粉尘量，提高了单炉年处理量。

（3）焦油收率高。

采用自产富氢煤气作为循环热载体，有效抑制成油活性碎片聚合及焦油在炉内的裂解，国富炉内构件设置使焦油能够及时导出炉外，减少焦油裂解，提高焦油收率。

（4）焦油、半焦、煤气品质好。

国富炉的工艺移动床设计及炉体内采用沉降式设计，极大的减少煤气出口处的粉尘含量。旋风除尘器除尘效率可达90%以上，确保油尘气高效分离，焦油机械杂质含量低。干法熄焦可避免湿法熄焦因水煤气反应引起的半焦固定碳含量降低，因此SM-GF技术具有半焦产品高固定碳含量的得天独厚优势。煤气有效组分高达80%以上，煤气热值高，可达17MJ/m3以上。

月是故乡的圆 发表于 2023-7-16 13:57
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（5）产品品质稳定。

在国富炉内通过设计多层布气阵伞和集气阵伞，形成专用的气道通道，使得炉内温度场和压力场的均匀分布，实现了均匀传质传热，产品均匀性好，煤气、焦油、半焦品质稳定。

（6）废水产量少，系统能效高。

国富炉干燥段提前脱除煤的游离水，减少废水产量，冷却段采用干法熄焦工艺，借助干燥段换热后的烟气与热半焦直接换热，将半焦冷却到

100℃以下，充分利用半焦的余热，提高系统能效，还能避免湿法熄焦带来的含酚氨污水，节能环保。

（7）工艺灵活，产品丰富多样。

SM-GF技术多层热解形式可实现中低温分级耦合热解，通过调整各层热载体温度以控制煤的最终热解温度，生产出不同规格和性能的产品，满足不同行业需求。

（8）自主污水处理工艺更加高效清洁。

采用自主技术LAB（活性焦吸附生化降解耦合技术）废水处理工艺处理系统生成的废水，出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准。

（9）工艺成熟可靠及投资运行成本低。

SM-GF技术相比现有热解技术，具有工艺可靠、投资省、运行成本低、占地面积小等特点，能够广泛适用于低阶煤的清洁高效转化分质利用。

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此类项目对环境影响特别大，项目周边VOCs（气味）、粉尘、污水、废渣等等，致癌因素也比较多，有多远躲多远。

智者明 发表于 2023-7-16 20:01
此类项目对环境影响特别大，项目周边VOCs（气味）、粉尘、污水、废渣等等，致癌因素也比较多，有多远躲多远 ...

国富炉

智者明 发表于 2023-7-16 20:01
此类项目对环境影响特别大，项目周边VOCs（气味）、粉尘、污水、废渣等等，致癌因素也比较多，有多远躲多远 ...

多层布气阵伞和集气阵伞这个是什么？？？

智者明 发表于 2023-7-16 20:01
此类项目对环境影响特别大，项目周边VOCs（气味）、粉尘、污水、废渣等等，致癌因素也比较多，有多远躲多远 ...

什么是炉子的布气结构？多层布气阵伞和集气阵伞是什么鬼？
https://bbs.hcbbs.com/thread-4328202-1-1.html
(出处: 海川化工论坛网)

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沙漠里的游鱼 发表于 2023-7-16 20:49
国富炉

没听说过。

沙漠里的游鱼 发表于 2023-7-16 20:50
多层布气阵伞和集气阵伞这个是什么？？？

没听说过。需要努力学习。

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