洁净煤技术研究进展new

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1、重点关注太原科技2009年第9期TAIYUANSCI-TECH文章编号：1006－4877（2009）09－0016－03洁净煤技术研究进展中国科学院山西煤炭化学研究所王建国煤转化国家重点实验室在世界能源结构中，煤炭长期以来一直处于非常重要的地位。在我国，煤炭更是处于能源结构的主导地位，并且其主导地位在未来相当长的时期内不会发生根本性改变。因此，提高煤炭使用效率、降低环境污染、替代石油制备优质液体燃料和化学品成为我国煤炭资源利用的主导方向。中国科学院山西煤炭化学研究所（以下简称煤化所）是中国科学院能

2、源与环境高技术基地，成立50多年来，一直致力于探索适合我国国情的自主洁净煤技术及其产业化道路，在煤的热化学转化、煤基液体燃料与化学品合成、煤炭利用中的污染物控制等关键科学和工程技术方面取得了突破。笔者将通过煤化所的生还原性气体，如果燃烧反应器中的含氧气体混入一些主要成果来介绍我国在洁净煤技术方面的研究热解反应器中，会与热解反应器中的可燃气体发生进展。反应，降低燃气热值，甚至爆炸，所以，在煤热1煤热解-燃烧/汽化耦合的化学与工程基础解-燃烧耦合系统中气体物质的料封控制尤其重要。基于煤高效洁净转化的重大

3、需求，煤化所提出通过循环流化床冷态实验，对安装干馏反应器和循了煤分级转化的方案（见图1）。通过对煤热解-燃环流化床系统的气固流体流动稳定性进行了考察，烧/汽化耦合过程中的关键基础和工程问题的研究，确定了气速、循环量、干馏器进料量三者对稳定料认识了煤的结构和性质与热解-燃烧/汽化行为之间封的匹配关系，并在工艺上进行了相应的合理设的内在联系，揭示了煤中矿物质和无机添加剂对污计，实现了料封物料（热载体和半焦的混合颗粒）染物逸出的影响规律和固定作用。该方案提出并实的安全稳定流动。由于热解过程中重焦油的生成加

4、现了在微量氧存在下，煤热解中实时脱硫新过程，重了半焦在热解反应器壁上的黏结，通过优化灰煤并使脱硫率从45%大幅提高到73%，确立了通过调比例及操作条件，避免了半焦颗粒的黏结，实现了变矿物质组成来实现煤高效汽化的原理，发现了高热解反应器的稳定运行。通过对反应器流动方式、温加压和复杂反应气氛（O2/H2O/CO2）中煤汽化反结构和流体流动的优化，实现了油气和半焦的无水应机理和动力学特征以及反应器内气固流动、传高效分离，粉尘质量分数降至1%。上述技术问题热、传质及固体物料选择性分离的规律，解决了煤的解决，

5、大大促进了煤热解-燃烧耦合过程的工程热解-燃烧耦合系统中燃烧锅炉/热解反应器之间的化进程，目前，煤化所已与企业合作建成了5t/h的料封、半焦黏结和油气/粉尘分离等关键技术问题。中试装置，其工艺过程见第17页图2。实践证明，1装置运行稳定，已实现每吨煤产气100m3）针对煤热解-燃烧耦合过程，重点研究了煤、产焦油热解与循环流化床燃烧系统的耦合。鉴于燃烧是典60kg，挥发分提取率50％，远远超过预期的33％。型的放热过程，而煤热解是吸热过程，通过耦合系2）围绕煤热解-汽化的耦合，重点对煤汽化化统利用燃烧

6、产生的热灰作为热载体使煤热解生成液学反应特点和传递过程进行了深入系统研究，对加体和气体燃料，煤热解半焦与热灰返回循环流化床压气固流态化行为特点和传热、传质及固体物料选进行燃烧，有效地提高了耦合过程中的能量利用效择性分离的行为规律获得了清晰的认识。发现反应率。由于燃烧气氛中存在大量的氧气，而热解会产器内由气体分布引发的固体物料流动行为的变化会·16·重点关注太原科技2009年第9期TAIYUANSCI-TECH统可以为商业生产过程设计优化方案及成套工艺设计数据，拥有自主版权（国家版权局注册1项，全部授

7、权）。催化剂制备获得了一系列的创新性进展，实现了低能耗、节水、近零排放的绿色化生产，并降低催化剂成本20%，每吨催化剂水耗从200t降低到10t，NOX排放量降低了83%。这些研究结果为实际的工艺技术开发提供了技术基础。基于此项成果，在神华集团有限公司、山西潞安集团有限公司（见图3）和内蒙古伊泰集团有限公司（见图4）建设了3个16万t/a~18万t/a油的工业示范厂。内蒙古伊泰集团有限公司的工业示范厂已于2009年3月顺利开车。在上述基础上，采对传热、传质产生显著的影响，这为汽化炉反应器用干馏与费托

8、合成集成的分级液化过程，优质烟煤关键组件（如分布板、下料管等）的工程设计提供（内蒙古鄂尔多斯）的系统能效达到48%~50%，内了重要理论依据。采用实验研究和流体力学蒙东部褐煤的制油效率达到45%，为我国和世界的（CFD）模拟相结合的方法，系统研究了在压力条煤炭转化提供了一条更为经济的途径。件下，流化床内的气固流动特点和气泡动力学行为，采用压力仓和电容层析成像仪（ECT）、CCD摄像技术相结合的方式，实现了压力条件下实验现象的可视化。根据多反应区优化耦合机理，利用水蒸气