无热载体蓄热式旋转床低温热解技术

无热载体蓄热式旋转床低温热解技术郭启海，丁力，张顺利，吴道洪北京神雾环境能源科技集团股份有限公司摘要：北京神雾集团无热载体蓄热式旋转床低温热解技术与现有技术比，具有以下显著特点：采用北京神雾集团的蓄热式节能燃烧技术，热效率高，可以使用低热值煤气（700 kcal/Nm3以上）作为燃料；采用内置外热式辐射管传热，传热均匀性好，热解速度快，热解室与燃烧室隔离，热解挥发物与燃烧烟气不相混合，煤气成分较纯，富产气体热值高（4000kcal/Nm3以上），后续冷却、净化装置负荷相对减小；采用旋转床装置进行热解，物料均匀布置到底料板后，物料随底料板在炉膛内旋动，没有翻滚、搅动等，对物料强度、粒度要求不高；旋转床热解装置易实现单体扩大，单炉产量高，适于大规模推广。

关键词：褐煤；无热载体；热解；旋转床；蓄热式燃烧；辐射管。

1前言随着我国国民经济的快速发展，石油消费迅速增长，而我国又是石油资源相对缺乏的国家，缺油、少气、富煤的资源赋存现状，决定了在相当长时期内，煤炭在我国能源消费结构中的比例不会低于60%。

全世界的褐煤储量约为4万亿吨，占全球煤炭储量的40%[1]。

我国褐煤资源丰富，据2010年底的统计，中国探明的煤炭储量约为1145×108t，其中次烟煤和褐煤约占46%[2]，褐煤已经成为我国能源生产和供应的重要组成部分，随着煤炭产量的逐年增长，在能源构成中的比重将进一步增加。

褐煤是煤化程度最低的煤种，具有水分含量高，挥发分高，不粘结，易风化变质，含原生腐殖酸，含氧高，化学反应性强，燃点低，热稳定性差等主要特点。

根据褐煤资源的特点，如何实现褐煤洁净高效燃烧？如何实现褐煤清洁利用，这些问题一直困扰着褐煤的开发和利用[3,4]。

北京神雾环境能源科技集团股份有限公司本着发展循环经济理念，发挥低变质煤的煤质特点，经过多年技术积累，研发出无热载体蓄热式旋转床低温热解技术，将低变质煤转化成优质油品、优质化工原料气、优质半焦，并进一步转化为高附加值冶金和化工产品。

低温热解技术介绍朋友！今天咱就聊聊那神奇的低温热解技术。

哇，一提到低温热解，我这脑子里就冒出好多有趣的想法来。

我记得我第一次真正听说低温热解，那是我在一个材料科学论坛上。

咱单位有个老刘，他对这技术那叫一个精。

我当时就想，这低温热解咋就这么厉害呢？就像那魔术师的手一挥，废物就变宝贝似的，把平常的材料变成资源。

你知道吗？低温热解这玩意儿，听上去很复杂，但其实它的原理很简单，就是在低温环境下，把那些看似无用的废物慢慢加热，分解成气体、液体和固体。

这过程，就像母亲温柔地把小孩子抱在怀里，细细地抚养。

有一次，老刘带我去实验室，演示这个技术。

我当时小心翼翼地站在一旁，生怕惹出什么麻烦。

老刘看着我笑道：“放心吧，不会出事儿的，要相信科学。

”我心里的忐忑立刻少了不少，满怀期待地看着那些设备。

等到材料一层层被分解，那过程还真是妙不可言。

像变戏法似的，空气里充满了一种特殊的气味儿，还有那轻微的噼啪声，就像有小精灵在跳舞。

每当这个时候，我就想，要是低温热解能说话，它肯定会说：“看吧，把我这点本事给用上，废物也能变身！”在咱这行，有个传说。

说是有个发明家，靠着低温热解技术创新了一种再生能源，改变了整个行业的发展方向。

我也梦想着能有这样的成就，但我自己有数，我这水平就是看看热闹，顺便帮忙点赞。

我刚接触这技术那会儿，也是各种困惑。

就像面对一本大百科全书，不知道该从哪页开始读。

我一度想把所有关于低温热解的资料通通弄清楚，什么温度设置啦，反应时间啦。

后来才明白，有时候一丝灵感，一个小小的技术突破，就能产生无穷的可能性。

现在市场上关于低温热解的技术应用啊，花样可多了。

有些项目范围大得令人咋舌，我就寻思，这得花多少钱啊？真是巨大的投资。

不过也有那种小而精的，真真正正造福社会，就像老刘研究的小项目，那才是有实实在在效益的。

我还听说啊，在有些创新实验室里，他们利用低温热解做出各种前沿的科研成果呢。

什么新型燃料啦，环保材料啦。

我就想，这些难道不比一些花里胡哨的概念有意义多了吗？我还是喜欢关注那些实实在在的应用。

科技成果——低阶煤旋转床低温热解技术技术开发单位河南龙成煤高效技术应用有限公司、西峡龙成特种材料有限公司适用范围发电、化工、高炉喷吹、LNG、动力燃料油。

成果简介该技术通过旋转床将低阶煤进行深度热解，生产出优质无烟煤，在保证热载体不直接与煤接触的情况下，解决了煤料加热不均匀及煤料传热慢的问题，热解出的油气及时从煤中逸出，产油率显著提高，产油率达10-12%，前所未有，为煤的清洁高效利用开辟了新方法，废水通过高浓含油酚氨废水处理技术和生化技术的处理，得以循环利用，实现了废水资源化利用。

技术效果项目低阶煤低温热解过程仅消耗自身2%-3%的能量，与兰炭生产消耗自身3%-5%的能量相比，工艺能耗更低，实现了节能的目的。

产品提质煤全水分大大降低、可磨性好、热值较原料煤提高8%以上，用于取代工业、民用直接燃烧的烟煤、低阶煤，降低吨煤（折合标煤）运行成本。

应用情况该技术经过在河南煤高效技术有限公司的中试，达到了产业化的应用条件。

2015年在河北曹妃甸工业园区建成规模化的生产线12条，年可处理原煤1000万吨。

生产线自建成后已运行1年以上，运行期间连续稳定，实现了预期的技术和产品目标。

项目提质煤及附属产品性能优良，销售辐射周边多个省份。

市场前景《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》《煤炭清洁高效利用行动计划（2015-2020年）》等文件明确提出：积极推进煤炭分级分质梯级利用，着力推动煤炭分级分质梯级利用。

国内科研院所及企业虽不同程度的攻克了一些重大热解技术难题，但都因油灰分离难题无法实现大规模产业化。

该公司不仅实现了煤提质清洁高效的梯级利用技术，而且攻克了许多难关，高温油灰分离技术也得以根本突破，该技术在国内属于首创，可以进行产业化推广。

预计在2020年前后可以推广处理原煤1亿吨以上，可提供715万吨汽柴油、420万吨的LNG。

低阶煤的分质利用技术现状及发展前景霍鹏举【摘要】针对以直接燃烧和单一转化为主的煤炭使用方式带来的资源浪费和污染环境问题,结合低阶煤的密度小、含水率高、挥发分高及热稳定性差等性质,分析低阶煤热解工艺的技术经济性及研究进展,阐述了粉煤热解-气化一体化、龙成低温热解以及低阶粉煤气固热载体双循环快速热解等先进煤炭分质技术,重点讨论了油气尘高效分离、半焦合理利用、废水深度处理等核心技术以及节能环保、全产业链配套等影响分质利用技术产业化的关键因素,展望只有解决了煤热解技术中关键核心技术、煤焦油高附加值深加工以及热解气利用等问题,才能在分质利用全产业链方面取得重大突破,实现低阶煤的清洁高效转化.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)010【总页数】5页(P2287-2291)【关键词】低阶煤;分质利用技术;发展前景【作者】霍鹏举【作者单位】陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心,陕西西安710075【正文语种】中文【中图分类】TQ523.2基于我国富煤、贫油、少气的能源禀赋和经济社会发展需求，在未来相当长时期内，煤炭作为主导能源的地位不会改变，是实现我国能源保障不可或缺的资源。

我国的煤炭资源条件不好，次烟煤和褐煤等低阶煤种占我国煤炭资源总量55%以上，其低热值、高反应活性、高挥发分以及易自燃的特点决定其利用方式[1-2]。

目前，现阶段我国粗放式的煤炭利用方式，以燃煤电厂、工业锅炉、窑炉等为主的大型工业用煤再加上散烧煤消耗了80%以上的煤炭，基本上只利用了煤炭的燃料属性，不仅造成煤炭分子中大多数有用成分的浪费和经济损失，还将部分资源转变成污染环境的排放物[3-4]。

煤炭巨大的使用量和相对粗放的利用方式是大气污染愈演愈烈的根本原因，因此，开发多种技术相耦合，能够梯级利用煤炭资源，清洁、高效、环保的煤炭转化利用技术是当前我国新型煤化工的发展方向。

以热解为龙头的低阶煤分质利用技术，在提取煤焦油、煤气等高附加值组分后，再与传统煤化工、现代煤化工、超超临界发电、IGCC等领域实现耦合，构筑起跨行业发展的大煤化工架构，使煤炭高效利用的途径更丰富、前景更广阔。

我国低阶煤热解提质技术进展低阶煤是指煤化程度比较低的煤( 一般干燥无灰基挥发分＞20%) ，主要分为褐煤和低煤化程度的烟煤。

褐煤包括褐煤一号( 年轻褐煤) 和褐煤二号( 年老褐煤) 2类，约占我国煤炭探明保有资源量的13%，主要分布于内蒙古东部和云南，少量分布于黑龙江辽宁山东吉林和广西等地区，近年发现新疆等区域亦赋存褐煤。

低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占我国煤炭探明保有资源量的33%，主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆，其次为山西、宁夏、甘肃、辽宁、黑龙江等地区，吉林、山东和广西等地区少量赋存。

褐煤全水分高达20%～60%，收到基低位发热量一般为11．71～16．73MJ/kg 。

由于高水分，高含氧量，低发热量，再加上褐煤易风化和自燃的特性，其不适合远距离输送，应用受到很大限制。

低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%，含硫量低于1% 鄂尔多斯盆地不黏煤和弱黏煤为特低硫-低硫特低灰-低灰煤。

国家能源科技十二五规划将褐煤/低阶煤提质改性技术和中低温煤焦油制清洁燃料及化学品关键技术列为重大技术研究计划，研究具有自主知识产权的、适应性广的褐煤/低阶煤提质改性技术与工艺，针对中低温干馏焦油开发提取化学品及加氢制清洁燃料先进技术，低阶煤热解提质迎来了一次良好的发展机遇。

1 热解提质技术发展历程(1) 我国煤热解技术的自主研究和开发始于20世纪50年代，北京石油学院( 现为中国石油大学)、上海电业局研究人员开发了流化床快速热解工艺并进行10t/d规模的中试; 大连工学院( 现为大连工工大学) 聂恒锐等人研究开发了辐射炉快速热解工艺并于1979年建立了15t/d规模的工业示范厂; 大连理工大学郭树才等人研究开发了煤固体热载体快速热解技术，并于1990年在平庄建设了5．5万t/a工业性试验装置，1992年8月初投煤产气成功; 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所( 现为煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院) 研究开发了多段回转炉温和气化工艺，并于上世纪90年代建立了60t/d工业示范装置，完成了工业性试验后续国内又涌现出的代表性工艺有浙江大学循环流化床煤分级转化多联产技术、北京柯林斯达科技发展有限公司带式炉改性提质技术、北京国电富通科技发展有限责任公司国富炉工艺。

煤热解工艺现状分析张顺利;丁力;郭启海;张佼阳;郑倩倩;路丙川;董宾【摘要】阐述了国内外典型的固体热载体、气体热载体和无热载体煤炭热解工艺技术,指出各个工艺的优缺点,对各种工艺技术能否真正实现商业化运营进行了分析.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】6页(P46-51)【关键词】煤炭;热解;热载体;述评【作者】张顺利;丁力;郭启海;张佼阳;郑倩倩;路丙川;董宾【作者单位】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司,北京 102200;北京神雾环境能源科技集团股份有限公司,北京 102200【正文语种】中文【中图分类】TQ530.2我国能源结构特点是“缺油、少气、富煤”，据《BP2011年世界能源统计年鉴》我国煤炭探明储量石油20亿t、天然气2.8万亿m3和1 145亿t，煤炭资源相对丰富，储量居世界第三，产能居世界第一。

从我国能源储量与消费增长趋势分析，石油资源的长期短缺已成定局，同时由于我国煤炭资源的粗放式开采和较低的利用效率，我国于2009年成为煤炭净进口国，2011年进口煤炭1.824亿t，成为全球最大的煤炭进口国。

然而，我国正处于工业化崛起，经济高速发展阶段，能源短缺问题将是制约我国工业化进程的最大阻力。

我国低变质煤炭资源储量占煤炭资源总储量的40%以上，年产量占全国煤炭总产量的30%左右。

高效利用低变质煤炭资源，实现其资源化利用，是我国经济发展和国家能源安全的有力保障之一。

研究发现，低变质煤炭中赋存着较高的油气资源。

曲旋等在固体热载体移动床实验装置上进行了褐煤热解试验研究，于520 ℃获得了4.94%的焦油产率，并且热解气产物热值为19.80 ～23.20 MJ/m³，属于中高热值燃气能够用做工业燃料。

神雾科技：引领节能燃烧技术新潮流佚名【摘要】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司（简称：神雾科技）围绕其自主创新的蓄热式高温空气燃烧核心技术，不断创新、研发、拓展和成果转化，形成了创新的全产业链模式和“实验室经济”模式，引领了能源和资源高效利用新技术创新的潮流和节能减排技术的发展方向。

因此荣登2013“十大绿色创新企业”之榜【期刊名称】《国际融资》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】2页(P18-19)【正文语种】中文北京神雾环境能源科技集团股份有限公司（简称：神雾科技）围绕其自主创新的蓄热式高温空气燃烧核心技术，不断创新、研发、拓展和成果转化，形成了创新的全产业链模式和“实验室经济”模式，引领了能源和资源高效利用新技术创新的潮流和节能减排技术的发展方向。

因此荣登2013“十大绿色创新企业”之榜独立评审团对神雾科技推荐词作为中国领先的化石燃料节能和低碳技术解决方案的提供商，北京神雾环境能源科技集团股份有限公司致力于蓄热式高温空气燃烧技术的不断创新，以平均节能30%以上的实效，在化石能源、非常规化石能源、非常规矿石资源和可再生资源等领域高耗能、高排放工业企业中成功应用，客户遍布中国大部分省、市和印度、老挝、印尼等国家，堪称中国工业蓄热节能的科技先行者。

评委对神雾科技推荐词精选王雅珍（中华环保联合会能源环境专业委员会副会长兼专家组组长）推荐词：蓄热式高温空气燃烧技术节能且减少二氧化碳及氮氧化物等有害气体的排放，能提高各种工业炉或锅炉辐射炉膛的传热效率，能解决我国褐煤、长焰煤等中低阶煤炭资源的高效开发与利用难题。

李安民（久银投资基金管理有限公司董事长）推荐词：可有效降低中国每单位产品的能耗，同时缓解大气污染的优秀公司！胡斌（以色列英飞尼迪股权基金管理集团董事总经理）推荐词：蓄热式高温空气燃烧技术有很大的市场潜力，可以大力利用能源合同管理推动业务大发展。

吴克忠（优势资本(私募投资)有限公司主管合伙人、总裁）推荐词：企业具备跨行业、多领域节能技术推广及成果转化的能力，已形成节能技术推广服务领域的全产业链布局，在技术领先、盈利模式及公司可持续发展能力方面具有竞争优势。

专利名称：旋转床热解装置
专利类型：实用新型专利
发明人：其布热,林景龙,吴道洪申请号：CN201720512344.X 申请日：20170509
公开号：CN207031349U
公开日：
20180223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种旋转床热解装置，包括：两个环形炉墙，两个环形炉墙套设布置以限定出环形炉腔；转底机械框架，转底机械框架可转动地设在环形炉腔下部且与环形炉墙通过水封系统密封连接，转底机械框架上铺设有多个沿环形炉腔的周向间隔开布置的扇形铺板；多个第一膨胀吸收组件，第一膨胀吸收组件的至少一部分设在相邻两个扇形铺板之间的缝隙内以使相邻两个扇形铺板密封连接。

根据本实用新型实施例的旋转床热解装置，通过设置间隔的铺板，可以吸收热膨胀量，同时分段制作更便于安装、运输，设置膨胀吸收组件，可以实现密封并吸收热膨胀，保证了良好的密封性，提高了炉底使用寿命。

申请人：神雾科技集团股份有限公司
地址：102200 北京市昌平区马池口镇神牛路18号
国籍：CN
代理机构：北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：黄德海
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