文:能链聚源-煤炭科技之窗
煤直接液化对煤质的需求探讨
的煤直接液化技术在全球处于领先地位。对于煤直接液化技术,最适合的煤种为褐煤、长焰煤、气煤以及储量相对较少的气肥煤。从经济效益和社会效益的角度出发,通常需要采用经过洗选的精煤,其中洗中煤可以用于发电及工业锅炉的燃料。根据GB/T23810-2009《直接液化用原料煤技术条件》的规定,煤的挥发分Vdaf需大于35.00%,褐煤和烟煤的全水分含量分别不得超过35.00%和16.00%。氢碳原子比需大于0.75(计算时不限制煤的基准),同时对惰质组含量和灰分有一定的要求范围。虽然对硫分没有严格限制,但煤中的硫铁矿在煤直接液化过程中具有一定的助催化作用。
对于选择直接液化用煤,首先需通过实验室的高压釜试验,当煤的转化率和液化率等指标均达到要求时,方可进行进一步的放大试验并评估确定。尽管褐煤在液化时的压力和温度相较于低阶烟煤有所降低,但由于其氧含量高达20%-30%以上,因此在液化过程中氢耗较大,并且煤中的氧会加入氢气化合成无用的水分,这会影响液化产品的产量并提高生产成本。从经济角度分析,采用如云南省Vdaf大于60%的年轻褐煤可能并不划算,一般而言,长焰煤作为液化用煤较为合适,其次是Vdaf大于40%的气煤。
煤间接液化对煤质的需求解析
相较于直接液化,煤的间接液化过程需先将煤通过气化工艺转化为以一氧化碳和氢气为主的合成气,随后再利用专用的催化剂在一定温度和压力下合造石油及化学产品和其他部分副产品。煤的种类直接影响到煤炭间接液化工艺的选择、设计和实施。
例如,移动床气化造气多采用块煤,其中鲁奇气化炉对入炉煤的粒度有特定要求,一般为5mm至50mm的碎煤。实际生产中,入炉煤的粒度范围越窄,其经济效益越好。对于褐煤,其粒度可偏向于13mm至25mm或25mm至50mm;对于年老烟煤,其理想的粒度范围为5mm至13mm,这样有利于提高气化的经济效益。
的煤炭间接液化项目正在积极推进。例如,山西潞安矿区的贫煤和贫瘦煤一体化煤清洁利用示范项目已成功产出第一桶煤基合成油。神华宁煤集团的年产400万t的间接液化项目也已在2018年建成投产,该项目采用当地低灰低硫的不黏煤为原料,并采用了国内自主研发的高温浆态状技术进行油品合成,这一技术比南非的间接液化技术更为先进。兖矿在榆林市的榆横化工园区已建成了初期规模为100万t/a的间接液化厂,更多的间接液化项目如神华榆林1000万t/a和神华新疆320万t/a的项目也在规划中。虽然间接液化的投资较大且短期内经济效益不如直接液化,但其优点是适应的煤种范围广泛。
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