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“新”技术火花相继迸射
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》提出,要“促进煤炭的清洁高效利用,降低环境污染”。《国家能源科技“十二五”规划(2011~2015)》提出,“至2020年开发煤炭气化、液化、煤基多联产与煤炭清洁高效转化技术,实现规模化、产业化应用”。这些都对煤化工新技术的开发提出了要求。越来越多的科研工作者在这一领域开始了不懈探索,并取得了多方面的进展。
褐煤提质与制油新思路水介质合成气加氢液化
褐煤因其含水量高、热值较低且热稳定性较差,曾被贴上“劣质煤”的标签。然而,世界褐煤储量约为4万亿吨,占煤炭总储量40%以上;我国褐煤已探明储量约为1900亿吨,占我国煤炭总储量的15%~20%,且分布相对集中,如能实现褐煤的有效利用,则必将为中国“能源梦”和“化工梦”的实现打下厚实的基础。
华东理工大学能源化工系教授张德祥应用非蒸发式褐煤水热处理工艺,开发了一种褐煤水介质合成气加氢液化新技术,为褐煤提质与制油引出新思路。
褐煤中含氧量高达20%左右,主要基团为羧基和羟基,容易被氧化,可使煤的燃点和粘结性显著下降。氧碳原子比高,对煤液化时氢耗、转化率和油产率都产生负面影响。传统的煤液化需要将煤中水分干燥到2.5%以下,此过程会消耗大量能源。
张德祥团队研究人员将煤样/水按5∶3混合,在300℃高压反应釜中采用非蒸发式水热处理煤,使煤中水分以液态水析出,能耗低,且煤中挥发分含量明显降低。
元素分析表明,处理后的煤与原煤相比,碳元素含量增大,氧元素含量有所减少,可知水热处理对原煤具有脱氧提质效果。处理后的煤样经热解得到的煤焦油,产率较原煤热解的提高了14%左右。
同时,研究人员直接将新采褐煤湿磨制成水煤浆,用水煤浆替代油煤浆,用一氧化碳或合成气取代纯氢气。高活性新氢生成提高了加氢反应速率,获得较高的液体产品收率,降低了液化成本,取得了褐煤直接加氢液化技术的新突破。
该优化集成的褐煤水介质合成气加氢液化新技术,实现了低氢耗、低能耗、低成本和高产油率。
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