7 低变质煤低温快速热解制油气化关键技术研究

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1、低变质煤低温快速热解制油/气化关键技术清华大学-天素投资节能减排联合研发中心2011年9月5日星期一报告内容纲要¢研发中心简介¢基于固体载热褐煤热解技术研究¢现有研究工作基础及优势¢相关项目案例一、研发中心简介¢清华大学-天素投资节能减排联合研发中心（以下简称研发中心）由云南天素投资有限公司与清华大学共建，昆明阳光基业股份有限公司、北京热华能源科技有限公司、曲靖众一精细化工有限公司和北京天素阳光低碳技术有限公司等均为研发中心平台上的合作企业。¢研发中心以资源环境研究组为核心，依托于清华大学热能工程系、工程力学系、环境学院部分骨干研究人员参与，并与北

2、京交通大学、北京科技大学等院校合作。张衍国教授为中心主任，中心现有全职研发骨干教师、专业工程师、研发工程师近30人。二、基于固体载热褐煤热解技术研究¢研究背景随着国民经济的快速发展，社会能源消费迅速增长，我国的能源储量结构为富煤、少气、贫油。表1我国近年来石油需求分析年份进口石油（亿吨）对外依存度20051.3643%2010251%~53%2020----＞60%石油属于战略物资，关系到国家安全，我国石油资源相对缺乏，为减少对进口石油的依赖，我国正在实施多元化能源战略。发展洁净煤技术是实施国家能源多元化战略的对策之一，其中煤炭热解、气化技术因为方

3、法相对简单，投资较少，是有竞争力的方法。二、基于固体载热褐煤热解技术研究¢项目主要研究技术内容的国内外发展现状与趋势煤的热解技术早在十九世纪就得到了应用，国内外对褐煤、油页岩及泥炭的干馏研究已取得较多成果。70年代以来相继开发或扩展了美国的Toscoal、COED、Coalcon和Schroeder工艺，苏联的Etch-175粉煤快速热解工艺，德国的鲁奇鲁尔煤气（Lurgi-Ruhrgas）以及澳大利亚的CSIRO热解工艺等。主要气化技术包括移动床气化、流化床气化、气流床气化及地下气化。目前世界各地开发的主要技术包括移动床煤气化技术的UGI、Lur

4、gi和BGL，流化床气化技术主要有Winkler、HTW、灰融聚和恩德炉技术，针对煤的不同特性，各技术存在不同程度的适应性。二、基于固体载热褐煤热解技术研究¢国内现有技术基础我国从本世纪五十年代开始对煤干馏工艺进行开发和研究，建造了上吸式炉、水平铁甑等热解装置。80年代国内研究机构开展了以煤热解和循环流化床燃烧技术为主的半焦燃烧发电、干馏制煤气、热、焦油多联产系统。国内主要工艺有：大连理工大学进行了辐射炉快速热解工艺。中国科学院山西煤化所进行了固体热载体快速热解试验和评价。华东理工大学进行了固定床加氢热解的实验研究。北京煤化所开发了MRF热解工艺。

5、90年代以来清华大学在多年来在该方面的研究成果及实验基础上，大胆创新，提出全新的基于固体载热的低变质煤干馏-气化联合工艺。二、基于固体载热褐煤热解技术研究煤气煤气烟油、气焦油气气化系统原煤补燃/调温系统提干燥干煤流化床干升氧蒸排系统馏系统空气汽渣系气统净煤气图1低变质煤低温快速热解制油/气化工艺流程图三、现有研究工作基础及优势¢清华大学热能工程系在流化床、移动床和下行床热解方面拥有了较好的前期工作基础。近两年来，针对褐煤低温干馏，研发中心进行了大量研究工作和工艺开发，在低变质煤深加工的基础实验研究及工程设计方面均取得一定成果，对核心设备进行了研发、

6、设计，对关键运行参数进行了模拟实验研究，已经申请了2项发明专利、1项实用新型专利。¢研发中心与云南曲靖众一精细化工股份有限公司紧密合作，正在进行120万吨/年低变质煤低温快速热解制油示范工程。¢目前研发中心在清华大学热能工程系设计建造了两个实验平台，对低变质煤的低温快速热解技术分别进行实验研究。其实验流程图及照片如下所示。三、现有研究工作基础及优势图2低变质煤低温快速热解小实验台流程图三、现有研究工作基础及优势图3低变质煤低温快速热解小实验台照片三、现有研究工作基础及优势¢实验介绍：在该试验台上，可进行固定床及流化床两种反应器的干馏实验，在流化床试

7、验中，我们采用一定粒度的石英作为床料，氮气作为流化气体，其中对云南陆良煤样实验结果如下。表2流化床干馏反应终温实验反应终温℃半焦产率%（收到基）油气总收率wt%45063.329.6848062.9110.0950057.6215.3852054.5818.4255055.5617.21三、现有研究工作基础及优势表3流化床干馏停留时间实验停留时间/min半焦产率%（收到基）油气总收率wt%555.4118.891052.6820.721553.0919.21¢小结：在该试验台上，进行陆良褐煤干馏实验，实验结果显示，该煤样最佳反应温度为520℃，反应

8、停留时间为10min。三、现有研究工作基础及优势图4流化床干馏焦油产品分析RT:0.21-79.978.00NL:1001