煤炭清潔利用技術再獲突破

　　近日，由新奧集團自主研發(fā)的粉煤加氫氣化聯(lián)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(yè)示范裝置試車任務，標志著粉煤加氫氣化這一世界首創(chuàng)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(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，煤炭清潔高效利用是撬動煤炭行業(yè)高質量發(fā)展的支點，也是我國實現(xiàn)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(xiàn)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(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，戰(zhàn)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(xiàn)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(tǒng)長周期穩(wěn)定運行。雖然部分技術已實現(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，新奧集團早在2012年便開始研發(fā)粉煤加氫轉化聯(lián)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(guī)模煤制清潔燃料關鍵技術及工藝集成研究”，聯(lián)合多家高校、研究院和設計院共同研發(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(xié)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(fā)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(yè)示范基地總指揮李美喜表示，該技術既能實現(xiàn)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(tǒng)煤制氣和煤制油技術的優(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，該技術通過引入氫氣、精準控制反應條件等手段，實現(xiàn)產物定向調控，充分利用原料煤自身結構，聯(lián)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(wěn)定運營的基礎上，現(xiàn)已完成了1600噸/天規(guī)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(qū)推進項目落地。

　　專家表示，粉煤加氫轉化技術千噸級工業(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(xiàn)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。 (經濟日報記者 王軼辰)