加快洁净煤技术利用步伐（续）
钱伯章
上接第45期A14版
煤液化 技术
间接液化
煤间接液化首先在高温下用氧气和水蒸气使煤发生分解,使煤炭
全部气化成合成气(CO+H2的混合物),随后脱除对催化剂有毒的含硫
组分,最后在催化剂作用下,根据需要制备石蜡、烯烃类化合物或醇类
(尤其是甲醇)等化工产品。
目前,国外的煤间接液化技术主要有SASOL(南非)的费-托(F-T)
合成技术、Shell(荷兰)的SADS技术、Mobil(美国)的MTG和STG合
成技术、TOPSOE(丹麦)的TIGAAS法等。其中,SASOL(南非)的费-托(F-T)
合成技术、Shell(荷兰)的SADS技术、Mobil(美国)的MTG合成技术
已经实现工业化。
2004年9月,神华集团和宁夏煤业集团将分别与南非SASOL公司
合作,在陕西和宁夏建设2座煤炭间接液化工厂。首期建设规模均为
年产油品300万t,总投资分别为300亿元左右。
经过多年努力,我国在煤间接液化技术方面已经取得了不少成
就。中科院山西煤化所在“七五”期间完成100t/a间接液化中间试
验,“八五”期间又进行了2000t/a间接煤液化工业试验。2004年10
月,该所承担“煤基液体燃料合成浆态床工业化技术开发”通过中科
院验收。经过3年多的研究工作,成功研制出ICC-IA和ICC-IIA高活
性铁系催化剂,解决了合成工艺中高效浆态床反应器的关键技术问题,
并进行的千吨级规模工业试验,已完成1500h的中试运转。目前,中科
院山西煤化所正在为万吨级工业示范装置的基础设计收集相关数据。
山西省计划在未来5～10年内,在朔州、大同建设2个以百万吨煤基
合成油为核心的特大型企业集团。
直接液化
直接液化是把煤炭先磨成煤粉与溶剂(石油馏分)配成油煤浆,然
后在高温、高压和催化剂的作用下直接与氢气发生加氢裂化反应,使
煤炭直接转化成液体油品。
煤直接液化技术工业化始于20世纪30年代,1973年世界石油危
机后,受到重视。发达工业国家相继开发出第二代煤直接液化工艺,如
美国的氢-煤法(H-Coal)、溶剂精炼煤法(SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ)、供氢溶
剂法(EDS)等,这些工艺均已完成大型中试,技术上具备建厂条件,但由
于经济建设投资较大,产品生产成本较高,尚未工业化。目前几大工业
国正在开发反应条件更加缓和、油收率更高和油价相对较低的第三代
煤直接液化工艺。较为典型的煤直接液化工艺有德国IGOR公司和美
国碳氢化合物研究(HTI)公司的两段催化液化工艺等。
2004年8月,我国政府批准神华集团在内蒙古鄂尔多斯建设世界
上第一个商业化规模的煤炭直接液化项目。该项目规划规模为年产成
品油500万t,计划分两期建设,先期建设一条商业化生产线,预计2005
年试车投产。神华集团计划用约10年时间最终形成年产1000万t/a
成品油的规模。
我国对煤直接液化工作也进行了积极探索。煤炭科学研究总院北
京煤化所于20世纪70年代末建立煤直接液化研究实验室,并积极开
展国际合作。与日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)合作,建立
了1套0.1t/d的煤直接液化连续试验装置,在对我国上百个煤种进行
了煤直接液化试验,筛选出15种适合液化煤种。与德国合作建立了1
套采用新IG工艺的0.12 t/d连续试验装置,用于煤直接液化工艺条
件试验,已完成4个煤种的直接液化工艺条件研究,并开发出煤直接液
化催化剂。
1997年,中德合作云南先锋褐煤液化厂、中美合作神华煤液化
厂、中日合作黑龙江依兰煤液化厂3个可行性研究项目分别签字。同
年,在德国DMT公司的200kg/d装置上对先锋煤作了试验,油收率达
53%;美国HTI公司对神木煤进行了30～50kg/d试验,粗油收率达63%;
煤炭科学研究总院北京煤化所对依兰煤进行了100kg/d试验,50t煤
样和2t催化剂样品已运至日本。
甘肃煤田地质研究所煤炭转化中心首创的配煤液化技术取得重大
突破,于2003年8月通过甘肃省科技厅鉴定。与一般煤液化技术使用
单一煤种不同,该技术使用甘肃大有和天祝两地的2种煤炭进行液化,
具有以下优点:出油率高,大有煤和天祝煤以6:4配比时,煤液化转化
率可以达到95.89%,油产率达69.66%;对劣质煤的利用有重大意义,大
有煤炭含硫量高,属禁采禁烧煤种,配煤液化实验中,大有煤所含硫分
却对液化起到催化作用,不仅节省催化剂,且可高效合理利用劣质煤。
据测算,采用该技术制得汽柴油的成本约1500元/t,经济和社会效益
显著。
水煤浆 技术
水煤浆作为1种新型代油煤基流体燃料，由约35%水、65%煤及1%～
2%的添加剂混合而成，是20世纪70年代末世界石油危机以后开发出
来的煤炭高新技术产品。保留了煤的燃烧特性,且具备类似重油的液
态燃烧特点，可以广泛应用于工业锅炉、取暖锅炉、电站锅炉、工业
窑炉,也可以作为气化原料用于合成氨、合成甲醇等领域。水煤浆在
制浆过程中经过洗选,硫灰含量大幅度降低,燃烧氮氧化物排放少、具
有极好的环保效益。此外,其流动性好、储存稳定(一般3～6个月不
沉淀)、运输方便、燃烧效率高、污染物排放低(在1200～1250℃燃
烧火焰温度下最大除硫率可达50%)。
水煤浆添加剂是水煤浆生产过程中必需的重要助剂,特别是对高
浓度、高稳定性水煤浆的制备,添加剂的作用尤为关键。目前水煤浆
分散剂主要包括萘系、腐殖酸系、木质素系、聚烯烃系、丙烯酸系以
及相关复配产品。国外比较突出的有日本Nippon油脂公司、Kao公
司、Lion公司等,这些公司开发了一系列性能优良的分散剂,如NSF(萘
磺酸盐聚合物)、PSS(聚苯乙烯磺酸盐)水煤浆专用分散剂已经工业
化。
国内不少企业和研究机构对水煤浆分散剂的研究做了很多工作,
根据不同煤质的特点,自行开发出腐植酸类、木质素、萘系和高分子
添加剂,并形成一定生产能力(约1.5万t/a)。江苏昆山市迪昆精细
化工公司开发的高效CWF型高浓度、高稳定性水煤浆分散剂,主要品
种有CWF-15和WCS-AC。其中,WCS-AC为聚羧酸类添加剂,可与酰胺类
稳定剂复配成高浓度、高稳定性水煤浆添加剂,分散性、润湿性及动
静态稳定性等优异。南京大学开发的NDF型(萘系)水煤浆分散剂,适
用煤种宽,性能好。淮南矿业集团合成材料有限责任公司开发的HNF
型产品,则同时兼顾了水煤浆的分散性和稳定性。
水煤浆技术在我国已基本成熟,具备产业化和推广应用的基本条
件,并出现较好的发展势头,应用前景广阔。目前我国已建成水煤浆厂
17座,总设计能力518万t/a,规模最大的为100万t/a。加上在建和
扩建项目,水煤浆总制浆能力超过900万t/a。2003年全国燃烧水煤
浆约为300万t,替代油140万～150万t,节约燃料费7亿～7.5亿元。
“十五”期间,我国水煤浆应用得到较快发展,预计2005年水煤浆产
量约1000万t,形成煤代油400万～500万t/a的能力,成为主要的代
油燃烧技术之一。
目前我国水煤浆生产正向大型化、规模化方向发展,在建规模为
145万t/a(大同汇海二期70万t/a、茂名浆厂50万t/a、燕化浆厂
25万t/a、霸州浆厂3万t/a);水煤浆的应用正向多元化发展,目前
正进行410 t/h、670 t/h电站锅炉燃烧水煤浆工作,2t/h、4t/h、6t/h、
10t/h等中小型锅炉应用水煤浆工作和陶瓷行业窑炉改造水煤浆工
作。
我国第一个“水煤浆代油系统示范工程”——燕化水煤浆示范炉,
是世界上第1台针对水煤浆燃料设计的专用锅炉,为220t/h脱硫型水
煤浆高温高压锅炉。自2000年3月投运以来,经不断改进,在多项应
用技术达到世界领先水平。在世界上率先实现4种不同水煤浆混烧。
燃烧器喷嘴经改造后,炉底渣量由85%下降到8%,炉渣含炭量由85%下
降到10%以下,飞灰含炭量由30%下降到5%左右,锅炉燃烧效率提高到
99.5%。此外,该炉还是世界上首台在水煤浆中加入脱硫剂、实现炉膛
内燃烧脱硫（40%）的水煤浆锅炉。
随着技术的成熟,燕化还将其用于民用供暖系统。2002年11月,
燕化星城小区锅炉投运,锅炉热效率达87.97%,二氧化硫排放浓度、
烟尘排放浓度等均达北京市环保要求。目前,沈阳、乌鲁木齐等城市
也正在推广水煤浆取代煤、油等燃料用于民用供暖。
2003年12月,双鸭山矿业集团投资兴建的50万t/a水煤浆项目
于2004年初在大庆投产,这也是东北建成的首个水煤浆项目。
2004年4月,云南易门意达陶瓷有限公司与浙江大学合作实施的
“高效、节能、环保型水煤浆在陶瓷制粉工艺中代替燃油技术应用研
究”取得成功。该项目根据云南煤质的特性,研制出代替燃油的水煤
浆和相应的水煤浆处理系统,直接应用于陶瓷粉料生产,不仅大幅降低
了成本,而且减少了环境污染。特别是该项目为云南省第一家开发应
用水煤浆技术项目,对云南省以水煤浆代替燃油、燃气和原煤起到了
先行示范作用。
随着我国石油化工行业的飞速增长,原油的进口依赖程度越来越
高，尤其是一个月前的那次油价暴涨,着实让石化相关企业紧张了一
把。目前我国洁净煤技术已经取得了很大成绩,基本具备大力发展的
技术基础,在积极搞好原油储备工作的同时,应加大洁净煤利用等替代
能源的开发利用,缓解我国石油供求不平衡的问题。(全文完)