年加工500万吨褐煤提质(干馏)项目.doc

年加工500万吨褐煤提质(干馏)项目(一) 产品概述褐煤是一种高挥发分（50%）、高水分（30%）、高灰分（30%）、低热值（14MJ/kg）、低灰熔点的劣质燃料。我国褐煤资源丰富，己探明的保有储量达1334.7亿吨，约占全国煤炭储量的13%，主要分布在东北、西北、西南、华北等地，集中在内蒙古、云南和黑龙江等省。合理开发和充分利用褐煤资源是非常值得关注的课题。褐煤低温干馏项目符合国家产业布局、资源分级利用及环保等政策，技术成熟高效，有丰富的工业化经验，产品适用范围广，投资效益好，是在褐煤资源集中的地区发展煤化工产业的良好选择。充分开发利用褐煤等年轻高挥发分煤种作为主要动力用煤在我国有着巨大的现实意义。(二) 市场分析本项目的主要产品为动力煤（半焦）、低温焦油和煤气，在诸多领域具有广泛的用途。1. 半焦市场分析半焦热值高于原煤，反应活性好，在煤化工、发电、冶金行业都有良好的应用前景。 煤化工行业的应用粉煤加压气化技术和水煤浆加压气化技术是国内外先进的煤气化技术中典型的代表。由于年轻褐煤含水量高达3040%，采用粉煤加压气化技术运行成本过高，不具备良好的经济性。而褐煤成浆性差，也不适用于水煤浆加压气化技术。因此，褐煤在煤化工行业的使用受到极大的限制。褐煤通过提质得到的半焦产品克服了褐煤的上述缺点。将褐煤低温干馏后加工为半焦，所含水分大大减少，能够用于粉煤加压气化技术及水煤浆加压气化技术，从而在煤化工行业中广泛使用。 在电力行业的应用由于我国经济持续快速发展，电力和煤炭需求旺盛。2007年，电煤需求增加一亿多吨，超过13亿吨，未来仍将继续增长。同时，由于煤炭的大量消耗，二氧化硫以及氮化气体排放量居高不下，环保形势严峻。褐煤通过提质得到的半焦产品不仅发热量大幅提高，水分大大降低，有效的解决了褐煤长途运输的困难，而且半焦产品更具环保性，能够减少二氧化硫及氮氧化物的排放，有助于减轻发电企业的“脱硫”成本，使半焦更具竞争优势。随着我国经济的高速发展，近几年来每年火电新装机容量都保持6000万千瓦左右的增长速度，预计未来数年中仍将保持较高的增长速度，半焦的市场前景广阔。2. 低温焦油市场分析褐煤提质产生的低温焦油可作为生产燃料油的原料，并可从中提取酚等高附加值化学品。低温焦油的加工在国内起步较晚，随着褐煤利用技术日益受到重视，低温焦油加工也将快速发展，低温焦油市场将会稳步提升。3. 煤气产品利用本项目在生产半焦和低温焦油的同时还副产大量中热值煤气。可用于发电、工业及民用燃料或经过加工作为化工生产原料气。(三) 产品方案及生产规模1. 产品方案本项目主要产品为动力煤（半焦）、低温焦油、粗苯及煤气等，焦油可通过加氢生产柴油和石脑油。产品方案如下所示。产品方案序号名称单位产量备注1动力煤万吨/年2502低温焦油万吨/年22.52. 生产规模为了利于实现热量综合利用，降低能耗，节省投资，降低成本，本项目生产装置选择尽量大型化。建议采用国富提质炉配备一套煤气净化系统，生产规模为年处理褐煤500万吨，为周边发电及煤化工项目提供优质半焦。年操作时间8000小时。(四) 工艺技术方案低温干馏技术指采用较低的加热终温（500600），使煤在隔绝空气的条件下，受热分解生成半焦、低温煤焦油、煤气和热解水的过程。低温干馏的设备称为低温干馏炉。与高温干馏（即焦化）相比，低温干馏的焦油产率较高而煤气产率较低。一般半焦为5070%，低温煤焦油825%，煤气80100立方米/吨原料煤。目前世界上低温干馏技术有很多种，但是工业化技术仅有几种，主要有：鲁奇斯皮尔盖斯低温干馏法、鲁奇鲁尔低温干馏法（简称L-R法）和SJ方炉低温干馏法。1. 鲁奇斯皮尔盖斯低温干馏法是工业上已采用的典型方法。此法采用气体热载体内热式垂直连续炉（国内称作三段炉），即从上而下包括干燥段、干馏段和冷却段三部分。褐煤或由褐煤压制成的型块（约2560mm）由上而下移动，与热载体逆流直接接触受热。在干燥段循环热气流把煤干燥并预热到150。在干馏段，热气流把煤加热到500850。在冷却段，半焦被循环气流冷却到100150，最后排出。排焦机构控制炉子的生产能力。干燥段循环热气流保持280，循环气和干馏煤气混合物由干馏段引出，其中的液态产物在后续冷凝冷却系统中分出。大部分的净化煤气送到干燥段和干馏段燃烧炉，有一部分直接送入焦炭冷却段；剩余煤气外送，可以用作加热用燃料。本工艺的缺点：对褐煤的粒度及煤质要求高，适用于中老年褐煤。单台处理能力小，废水量大，不易处理，环保性差。2. 鲁奇鲁尔低温干馏法（简称L-R法）是固体热载体内热式的典型方法。原料为褐煤、非粘结性煤、弱粘结性煤以及油页岩。20世纪50年代，在联邦德国多尔斯滕建有一套煤处理能力为10吨/小时的中试装置，使用的热载体是固体颗粒（小瓷球、砂子或半焦）。由于过程产品气体不含废气，因此后处理系统的设备尺寸较小，煤气热值较高，可达20.540.6 MJ/m3。此法由于温差大，颗粒小，传热极快，因此具有很大的处理能力。所得液体产品较多，加工高挥发分煤时，产率可达30%。L-R法工艺流程是首先将初步预热的小块原料煤，同来自分离器的热半焦在混合器内混合，发生热分解作用。然后落入缓冲器内，停留一定时间，完成热分解。从缓冲器出来的半焦进入提升管底部，由热空气提送，同时在提升管中烧去其中的残碳，使温度升高，然后进入分离器内进行气固分离。半焦再返回混合器，如此循环。从混合器逸出的挥发物，经除尘、冷凝和冷却、回收油类，得到热值较高的煤气。本工艺的缺点：半焦产量小；液体产品多，但杂质多；产出煤气多，但只适用于城市煤气。单台处理能力小，废水量大，不易处理，环保性差。3. SJ方炉低温干馏法是三江煤化工有限责任公司在鲁奇三段炉的基础上，并结合神东地区长焰煤特点开发的新型干馏炉。与鲁奇炉相比，具有以下特点： 取消了干燥段，简化了炉子结构和煤气系统； 采用内燃内热的供热方式，即混合好的煤气和空气在半焦之间燃烧，这样降低了设备投资； 半焦冷却方式为湿法熄焦，简化了煤气系统，同时也解决了半焦自燃问题； 增大了焦炉的有效容积，提高了焦炉单位容积和单位截面积的处理能力，干基原煤的焦油产率达到7%以上，增加了焦油的轻组分，提高了焦油的经济价值。本工艺的缺点：对于含水量大的褐煤，增加了干馏段的负荷；内燃式炉导致碳烧损率大，降低了固体产物的收率；采用湿法熄焦，耗水量大。上述几种工艺各具优缺点，针对这种现状，锡林浩特国能煤干燥优先公司和北京国电富通科技发展有限责任公司联合，经过一年多的科技攻关，充分吸收各种成熟炉型的优点，克服其不足，开发出适用于内蒙高水分褐煤的低温热解加工工艺和核心设备国富提质炉。该炉型有以下特点： 使用2150mm碎褐煤，无需成型； 设置单独的干燥段，避免干燥过程影响干馏过程； 采用特殊进气方式，降低气体阻力，保证热载体流量； 采用外燃内热式供气，避免干馏过程中碳的烧损； 采用合金钢构件来代替布气花墙，解决了倒花墙的问题； 冷却段用干燥段冷烟气冷却产品，减少耗水量，冷却段出来的热烟气预热原煤，提高能量利用效率； 生产循环用水取自防控烟气冷凝水，基本实现自给自足； 褐煤低温热解过程中排放的SO2含量少，达到环保要求，可以直接排放。本项目采用国富提质炉工艺技术，该工艺具有生产能力大、投资低、环境污染少等优点。(五) 原材料及公用工程消耗消耗定额序号名称单位小时耗年耗（104）备注一原辅材料1原料煤t6255002助燃空气t3232583副产焦油t-28.1-22.54干燥脱水t-200-160二公用工程5燃料煤t1086水t2419.2来自自产冷凝水7电kW100578045(六) 装置占地及定员本项目装置占地约40公顷，生产定员320人。(七) 环境保护1. 主要污染物分析废气：主要包括原料煤及半焦运输、储存过程中的粉尘，褐煤热解过程中产生的烟尘、SO2和CO2等，煤气净化过程中焦油回收废气、脱硫再生尾气及蒸氨废气等，以及锅炉烟气。废水：主要包括煤热解过程中设备冲洗废水以及煤气净化过程中剩余氨水及焦油分离废水。固废：主要包括氨水澄清槽的焦油渣、低位槽产生的脱硫残液等。2. 处理措施废气：原料煤及半焦堆场设置喷洒水系统，减少粉尘排放，备煤各运转节点产生的粉尘采用单元袋式除尘器除尘，除尘效率99%以上，除尘后粉尘浓度小于120mg/Nm3。废水：热解过程中废水主要成分为：氨氮6591 mg/L，COD 35210 mg/L，BOD 246 mg/L，硫化物145 mg/L，氰化物45 mg/L，油3300 mg/L，挥发酚5400 mg/L，pH 11。推荐采用生化处理装置处理，大部分循环使用，少量达标后外排。固废：焦油渣等送煤场备煤掺混后送锅炉燃烧，对备煤等工段除尘器回收的粉尘回收利用。(八) 投资估算及静态经济效益指标年加工500万吨/年褐煤提质项目总投资约5亿元，其中建设投资为4.41亿元。静态经济效益分析序号项目单位数值备注1