只有将煤炭分质分级利用,才可做到物尽其用、清洁高效,但粉煤热解等关键技术及环保难关亟待攻克
清洁煤下一步
把人分为三六九等,是制造不平等。但把煤分为三六九等,在煤炭深加工领域是门大学问。
未来5年内,煤炭分质分级利用,将成为煤转化的一个重要分支。近日,国家能源局公布了《煤炭清洁高效利用计划(2015-2020)》,赋予煤炭分质分级利用、清洁煤利用形式的地位,并为该产业规划了发展路线图:到2020年,低阶煤分级提质关键技术取得突破,建成一批百万吨级分级提质示范项目。
低阶煤,即煤化程度较低的煤种。煤炭分质分级,是将低阶煤通过热解技术,将煤炭热解为煤气、焦油、半焦等,再根据各自不同性质,进行分质转化利用,并延伸加工,生产大宗化工原料和各类精细化学品。
业内普遍认为,只有通过将煤分质分级利用,可以做到煤炭物尽其用、清洁高效,才会具有较好的节能减排效果。
北京低碳清洁能源研究所高级工程师朱豫飞指出,需要将煤炭分质分级与传统的煤制兰炭、焦炭区分开来。虽然两者的核心均为煤炭热解,但在主产品取向上并不一致。前者趋向于获得焦油、煤气,后者倾向得到兰炭、焦炭。主产品选择的不同,带来了整个工艺选择上的巨大变化。
另一个显著的区别在于,目前所规划的煤炭分质分级技术和项目,均为千万吨级转化规模。相较煤制兰炭、焦炭,在规模上提升了不止一个量级。
规模的扩大,对传统的煤热解技术提出了挑战。以煤制兰炭为例,采用的是落后的立式炉,要求煤种为块煤,年处理规模10万吨。新的产业规模则要求使用新技术,一是处理规模大幅度提升,二是要适应粉煤。
多位煤化工业内人士认为,随着煤炭大规模机械化采掘发展,煤炭粉化率越来越高。煤炭分质分级要想实现产业化推广,粉煤热解,是必须攻克的难关。
粉煤热解难点在于,热解产生的煤焦油,会与煤粉混杂,容易黏在热解炉壁,堵塞通道,影响运行。另外,生产出的焦油含尘率过高,难有商品价值。
截至目前,有多家企业、科研单位在进行技术攻关、工业化验证,但没有一家宣布研发成功。有多个1000万吨煤分质分级项目已列入企业规划,但受制于粉煤热解技术,项目无法向前推进。
煤炭分质分级的另一个问题,在于后端半焦的利用。按国家能源局规划思路,鼓励“煤-化-电-热”一体化发展,加强系统耦合集成。这在事实上加大了煤炭分质分级利用的投资门槛。
内蒙古准格尔旗政府的一份调研报告显示,煤炭分质分级利用中,中高端项目投资较大,中小企业不具备投资能力,而有实力的大型企业偏向投资大型的新型煤化工项目,对投资煤炭分质转化利用项目均缺乏投资积极性。
中国煤科总院液化所所长张晓静认为,现实的选择是,在新规划煤化工或煤电等项目前,可考虑添加分质分级利用装置,或改造既有项目。
据《财经》记者了解,考虑到投资问题,目前一些规划中的煤炭分质分级项目,拟将剩余半焦作为煤炭进行销售。
朱豫飞指出,投资煤炭分质分级利用项目,需考虑煤炭中的含油率。煤炭分质分级经济性依赖取出的焦油、煤气的产量,产量越大,经济性越好。反之,则经济性越差。
神木富油科技有限公司正进行粉煤热解技术的研发,其总经理杨占彪曾对国内煤炭品质做过估算。据杨介绍,国内煤炭含油率较高的地方,一是陕西、内蒙古、山西交界的“金三角”地区,煤炭平均含油率可达12%;二是新疆哈密淖毛湖地区,煤炭含油率平均可达15%;三是蒙东部分地区,煤炭含油率在6%-8%。
需要注意的是,煤炭分质分级利用可能产生环保问题。与煤炭分质分级同采用煤热解方式的煤制兰炭,用淡水为半焦和煤气进行冷却,会产生大量污水。
一位产业人士提醒说,过去煤制兰炭规模较小,而煤炭分质分级项目规模多为千万吨级,产生的污水量也将成量级增长。在目前环保监管趋严的背景下,煤炭分质分级利用产业化,必须先要考虑解决环保问题。