煤炭清潔利用技術(shù)再獲突破

　　近日，由新奧集團(tuán)自主研發(fā)的粉煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷技術(shù)，成功完成“二代新型一體化煤加氫氣化爐”工業(yè)示范裝置試車任務(wù)，標(biāo)志著粉煤加氫氣化這一世界首創(chuàng)技術(shù)取得重大突破，也為我國煤炭清潔高效利用增添了新路徑。

　　我國能源資源稟賦“富煤、貧油、少氣”。在油、氣領(lǐng)域，我國對外依存度分別高達(dá)70%、40%以上，海外油氣資源獲取、油氣進(jìn)口通道安全、海外油氣資產(chǎn)權(quán)益等都是我國能源進(jìn)口的軟肋。未來一段時間，我國能源消費還將保持剛性增長，新能源安全替代能力尚未形成。我國以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)短期內(nèi)不會改變，還要繼續(xù)增強化石能源兜底保障能力，發(fā)揮煤炭“壓艙石”作用。

　　基于“雙碳”目標(biāo)，煤炭清潔高效利用是撬動煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的支點，也是我國實現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的必由之路。煤炭分級分質(zhì)利用技術(shù)，根據(jù)煤在不同轉(zhuǎn)化階段反應(yīng)性不同的特點，通過控制煤的熱解過程實現(xiàn)低階煤的分級轉(zhuǎn)化和分質(zhì)利用。相較于直接燃燒等技術(shù)，避免了煤炭結(jié)構(gòu)的過度拆分，是實現(xiàn)煤資源高效清潔利用的有效途徑之一。利用我國豐富的煤炭資源發(fā)展煤制油氣技術(shù)，戰(zhàn)略意義重大。

　　新奧股份天然氣有限公司加氫氣化技術(shù)負(fù)責(zé)人周三介紹，目前煤炭分級分質(zhì)利用以熱解技術(shù)為龍頭。綜合對比現(xiàn)有國內(nèi)外熱解技術(shù)，普遍未能較好解決粉煤利用問題，并且一味追求焦油產(chǎn)率，焦油品質(zhì)較差，影響系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行。雖然部分技術(shù)已實現(xiàn)相對長周期穩(wěn)定運行，但仍不能大規(guī)模推廣，核心原因是環(huán)保問題沒解決，如油塵分離，含油、含酚廢水量大且處理困難等。

　　為攻克上述難題，新奧集團(tuán)早在2012年便開始研發(fā)粉煤加氫轉(zhuǎn)化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù)(以下簡稱“粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術(shù)”)，該技術(shù)基于國家“863計劃”項目“大規(guī)模煤制清潔燃料關(guān)鍵技術(shù)及工藝集成研究”，聯(lián)合多家高校、研究院和設(shè)計院共同研發(fā)。

　　今年，工業(yè)示范裝置完成了“二代新型一體化煤加氫氣化爐開發(fā)”這一技術(shù)改造升級。7月，升級后的裝置在一個月的連續(xù)運行中，不僅實現(xiàn)了“高溫高氣、低溫高油”兩個工況的自由轉(zhuǎn)換，還取得了完整的實驗數(shù)據(jù)。這一成果得到了中國煤炭加工利用協(xié)會組織的性能考核專家組的認(rèn)可，也意味著煤加氫轉(zhuǎn)化技術(shù)具備了應(yīng)用條件。

　　“粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術(shù)的核心，在于煤粉與氫氣在中溫和高壓條件下發(fā)生快速加氫熱解反應(yīng)，生成甲烷、輕質(zhì)芳烴和清潔半焦。”新能能源有限公司總工程師、加氫氣化工業(yè)示范基地總指揮李美喜表示，該技術(shù)既能實現(xiàn)煤高效清潔轉(zhuǎn)化制天然氣，又能副產(chǎn)高附加值輕質(zhì)芳烴油品，融合了傳統(tǒng)煤制氣和煤制油技術(shù)的優(yōu)勢，通過梯級利用、全價開發(fā)，真正實現(xiàn)煤炭資源清潔、高效、綜合利用，為我國潔凈煤利用方向提供了一條嶄新途徑。

　　具體來看，該技術(shù)通過引入氫氣、精準(zhǔn)控制反應(yīng)條件等手段，實現(xiàn)產(chǎn)物定向調(diào)控，充分利用原料煤自身結(jié)構(gòu)，聯(lián)產(chǎn)甲烷和輕質(zhì)芳烴油品，耦合多個反應(yīng)過程，整體效率得到大幅提升。

　　據(jù)透露，新奧集團(tuán)在百噸級示范裝置穩(wěn)定運營的基礎(chǔ)上，現(xiàn)已完成了1600噸/天規(guī)模的核心設(shè)備設(shè)計，并計劃在新疆、陜北和內(nèi)蒙古等低階煤資源豐富地區(qū)推進(jìn)項目落地。

　　專家表示，粉煤加氫轉(zhuǎn)化技術(shù)千噸級工業(yè)示范的成功，意味著我國在煤炭清潔高效綜合利用領(lǐng)域又邁出堅實的一步。我國每年消費40多億噸煤炭，假設(shè)全國實現(xiàn)分級分質(zhì)利用，相當(dāng)于增加1.43億噸燃料油、1200多億立方米天然氣供應(yīng)，將大幅降低我國能源對國際資源的依賴度，從而保障能源安全。 (經(jīng)濟日報記者 王軼辰)