煤炭清潔利用技術再獲突破
來源：經濟日報 時間：2024-08-27 16:08
近日，由新奧集團自主研發的粉煤加氫氣化聯產芳烴和甲烷技術，成功完成“二代新型一體化煤加氫氣化爐”工業示范裝置試車任務，標志著粉煤加氫氣化這一世界首創技術取得重大突破，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、氣領域，我國對外依存度分別高達70%、40%以上，海外油氣資源獲取、油氣進口通道安全、海外油氣資產權益等都是我國能源進口的軟肋。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構短期內不會改變，還要繼續增強化石能源兜底保障能力，發揮煤炭“壓艙石”作用。
基于“雙碳”目標，煤炭清潔高效利用是撬動煤炭行業高質量發展的支點，也是我國實現能源綠色低碳轉型的必由之路。煤炭分級分質利用技術，根據煤在不同轉化階段反應性不同的特點，通過控制煤的熱解過程實現低階煤的分級轉化和分質利用。相較于直接燃燒等技術，避免了煤炭結構的過度拆分，是實現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展煤制油氣技術，戰略意義重大。
新奧股份天然氣有限公司加氫氣化技術負責人周三介紹，目前煤炭分級分質利用以熱解技術為龍頭。綜合對比現有國內外熱解技術，普遍未能較好解決粉煤利用問題，并且一味追求焦油產率，焦油品質較差，影響系統長周期穩定運行。雖然部分技術已實現相對長周期穩定運行，但仍不能大規模推廣，核心原因是環保問題沒解決，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，新奧集團早在2012年便開始研發粉煤加氫轉化聯產甲烷和芳烴技術（以下簡稱“粉煤加氫轉化技術”），該技術基于國家“863計劃”項目“大規模煤制清潔燃料關鍵技術及工藝集成研究”，聯合多家高校、研究院和設計院共同研發。
今年，工業示范裝置完成了“二代新型一體化煤加氫氣化爐開發”這一技術改造升級。7月，升級后的裝置在一個月的連續運行中，不僅實現了“高溫高氣、低溫高油”兩個工況的自由轉換，還取得了完整的實驗數據。這一成果得到了中國煤炭加工利用協會組織的性能考核專家組的認可，也意味著煤加氫轉化技術具備了應用條件。
“粉煤加氫轉化技術的核心，在于煤粉與氫氣在中溫和高壓條件下發生快速加氫熱解反應，生成甲烷、輕質芳烴和清潔半焦。”新能能源有限公司總工程師、加氫氣化工業示范基地總指揮李美喜表示，該技術既能實現煤高效清潔轉化制天然氣，又能副產高附加值輕質芳烴油品，融合了傳統煤制氣和煤制油技術的優勢，通過梯級利用、全價開發，真正實現煤炭資源清潔、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，該技術通過引入氫氣、精準控制反應條件等手段，實現產物定向調控，充分利用原料煤自身結構，聯產甲烷和輕質芳烴油品，耦合多個反應過程，整體效率得到大幅提升。
據透露，新奧集團在百噸級示范裝置穩定運營的基礎上，現已完成了1600噸/天規模的核心設備設計，并計劃在新疆、陜北和內蒙古等低階煤資源豐富地區推進項目落地。
專家表示，粉煤加氫轉化技術千噸級工業示范的成功，意味著我國在煤炭清潔高效綜合利用領域又邁出堅實的一步。我國每年消費40多億噸煤炭，假設全國實現分級分質利用，相當于增加1.43億噸燃料油、1200多億立方米天然氣供應，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。 (王軼辰)
責任編輯：江蓬新
