“低階煤揮發分高,通過熱解深加工既可獲得大量的煤焦油、干餾煤氣,又能把煤中的硫分去除,得到清潔化的蘭炭產品。”在近日舉行的中國煤炭清潔轉化高端(院士)論壇暨第五屆中國蘭炭產業高質量發展大會上,中國煤炭工業協會副會長、中國煤炭學會理事長劉峰表示,加大蘭炭的高值化利用力度,不僅能帶動低階煤分質清潔高效利用技術發展,還能替代散煤提供更多煤基清潔化燃料。
◢產業現狀
蘭炭品質影響下游產品和環境
蘭炭也叫半焦,是弱粘或不粘煤在中低溫條件下熱解(干餾)析出煤焦油、煤氣后得到的固體炭質產品。蘭炭生產過程中副產液態煤焦油和氣態高熱值煤氣,是能源化工領域的重要原料和燃料。
陜西榆林地區特別是神木和府谷,是蘭炭生產集中區。據中國煤炭加工利用協會不完全統計,2022年全國蘭炭產量約6550萬噸,其中榆林地區產量3730萬噸,約占全國蘭炭產量的57%。
“蘭炭的品質會對下游產品和環境產生重要影響。”一位參會代表介紹,“以神木為例,當地所產的蘭炭固定碳含量高、比電阻高、化學活性高,同時灰分低、硫磷低,發熱量達6000大卡至7000大卡。”
在鋼鐵冶金領域,蘭炭的固定碳含量高、有效成分高,用于鐵合金和電石生產可減小灰分對產品的影響。在化工造氣領域,與無煙煤或焦炭氣化相比,蘭炭氣化可以提高產氣率,減少灰渣和煤氣的脫硫量。
同時,因蘭炭只有原煤污染物含量的1/5,是適宜的民用清潔燃料。2016年10月26日,環保部發布的《民用煤燃燒污染綜合治理技術指南(試行)》已將蘭炭納入國家優質煤范疇予以推廣應用。
據了解,目前,我國蘭炭已形成較為完備的五大一體化產業鏈:煤—蘭炭—電石—聚氯乙烯、煤—蘭炭—燃料油—特種油品—芳烴、煤—蘭炭—發電、煤—蘭炭—合成氨—碳銨、煤—蘭炭—金屬鎂。榆林已建成世界最大的金屬鎂生產基地、國內重要電石—氯堿生產基地。神木市以蘭炭為基礎的多聯產業鏈年總產值超過400億元,規模以上蘭炭生產企業有56家。
◢未來方向
在競爭力和綠色發展上下功夫
“盡管進步巨大,但當前蘭炭產業仍存在技術進步緩慢、投入不足,規模化、集約化發展嚴重不足,應用領域不夠廣,環保任務艱巨等問題。”劉峰說。
目前,全國蘭炭產能約1.3億噸,2022年產量約6550萬噸,產能利用率僅占一半。“雖然所產的大塊蘭炭和煤焦油得到了較好的利用,但是粉焦和干餾煤氣都沒有得到很好的利用。同時,受限于目前的工藝技術和裝備水平,污水和VOCs(揮發性有機物)排放量大、治理費用較高。”劉峰說。
“蘭炭企業多為民營企業,規模普遍較小,技術進步緩慢,導致生產裝置配置水平低等問題,限制了低階煤分質利用效能的提升。”中國煤炭加工利用協會會長張紹強說。
2018年,中國煤炭加工利用協會專門設立了蘭炭分會,目前已覆蓋了行業150多家企業,占比達90%以上。
“低階煤揮發分高,直接燃燒污染嚴重。如果先通過熱解進行集中深加工,既可獲得大量的煤焦油、干餾煤氣,又能把煤中的硫分大量去除,所形成的蘭炭產品在源頭上事先得到清潔化,各種性能也得到改進和強化。這是簡便實用的‘煉煤’新技術,是不耗水的‘煤制油’技術。”劉峰說。
談及蘭炭產業下一步發展,劉峰建議,要在提升競爭力和綠色發展上狠下功夫,通過聯合和整合重組,向規模化、集約化、園區化發展,同時盡快解決污染問題。
“要加大科技投入,加強聯合攻關,目前蘭炭的成熟工藝主要是用塊煤和小粒煤的立式爐,單爐能力較低,原料受限,粉煤熱解技術遲遲不能有效突破,需要多方合力攻關。”劉峰說,同時,要健全相關產品技術標準,加大蘭炭化產的高值化利用力度。比如煤焦油或直接銷售或簡單加工,熱解煤氣中豐富的氫氣、甲烷、一氧化碳等大多一把火燒掉,這些寶貴的資源被低值化處置,影響了產業鏈的整體價值。
“雖然煤炭未來原料化的應用意義重大,但原料用煤的增長也面臨很多挑戰。傳統化工用煤的市場已經飽和,低階煤和蘭炭如果不能拓展新的應用領域,保持現有規模可能都不容易。石化行業的技術進步很快,煤化工要生存發展,必須在工藝上進行本質性變革。因此,未來要積極提升煤炭產業鏈融合水平,實現延鏈、補鏈、強鏈的高質量創新發展。”劉峰說。
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