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為更好推動科技成果轉化和產業化應用，落實《關于構建市場導向的綠色技術創新體系的指導意見》，加速綠色低碳技術升級，科技部社發司委托中國環境保護產業協會組織編制了《國家綠色低碳先進技術成果目錄》，并于2023年9月11日正式公布。為持續宣傳推廣《國家綠色低碳先進技術成果目錄》成果，引導綠色低碳技術發展，中國環保產業協會將陸續在官微推送目錄成果信息，敬請關注。
節能減排與低碳領域
01.技術名稱
低階煤蓄熱式下行床快速熱解工藝
02.適用范圍
煤炭加工、熱電聯產行業對揮發分較高的低階煤(以褐煤和低變質煙煤為主)熱解清潔高效轉化利用。
03.技術內容
3.1技術原理
采用核心加熱元件蓄熱式輻射管與下行床相耦合，形成蓄熱式下行床快速熱解反應器，爐內無轉動設備，系統運行可靠；爐內錯落布置的輻射管可實現物料的強混合快速傳熱，在6s～9s內實現6mm以下中低階粉煤的快速熱解；爐內溫度場在500℃～950℃范圍可靈活調控，油、氣品質高，揮發分提取率、能源轉化效率及系統熱效率高；采用模塊化組合工藝，易于工程放大，單臺熱解爐規模可達120萬t/a；針對火力發電，可提高鍋爐效率，降低發電煤耗。
3.2主要創新點
(1)“低階煤蓄熱式下行床快速熱解工藝”采用蓄熱式燃燒—輻射管加熱技術，處理6mm以下低階粉煤，解決了傳統外熱式熱解工藝處理規模小及內熱式熱解工藝流程復雜的難題，同時因沒有轉動機械，系統運行可靠性高；煙氣系統與高溫熱解油氣系統隔離，有利于熱解產品的冷卻及分離回收，熱解氣及熱解焦油品質高；蓄熱式輻射管可利用廉價的低熱值燃料氣做燃料，燃燒煙氣的排煙溫度可低至150℃，燃燒系統熱效率大于93%，快速熱解爐熱效率達88%以上；采用模塊化組合工藝，已完成百萬噸級工藝數據包，設計的快速熱解爐整體布置緊湊，占地面積小。
(2)蓄熱式下行床快速熱解爐溫度場在500℃～950℃范圍可調，煤種適應范圍廣，油氣品質高，產率可靈活調整，能量轉化效率達82%以上。
04.節能與溫室氣體減排效果
(1)與傳統的焦化工藝對比：以單系列120萬t/a的內蒙古赤峰大板項目為例，快速熱解綜合能耗為90.69kgce/t，低于現有鋼鐵企業和獨立焦化企業或新建/擴建焦炭生產設備的綜合能耗值。較新建焦炭生產設備綜合能耗91.5 kgce/t，采用蓄熱式下行床快速熱解工藝，可每年節約972t標煤，相當于減排二氧化碳2390t。
(2)傳統的火力發電工藝對比：以江西江能神霧萍鄉煤電油多聯產項目為例進行測算比較，該項目的建設規模為2×100萬t快速熱解耦合2×660MW煤粉鍋爐，鍋爐燃料采用45%的熱解半焦+55%萍鄉原煤，鍋爐燃燒混合燃料后鍋爐效率提升了0.75%(粗略計算可降低供電煤耗2.34g，以2016年全國供電煤耗312g/ kW·h估算)，若進一步考慮高溫熱半焦的顯熱回收，熱解半焦平均熱送溫度按400℃計算，則可降低供電煤耗2.66g/ kW·h，合計降低供電煤耗5g標煤/kW·h。以年利用5500h算，則每年可節約標煤34485t標煤，相當于減排二氧化碳84795t，碳交易收益為486.81萬元。中低階煤經熱解提質后，高溫提質煤可作為鍋爐清潔燃料替代動力煤直接進鍋爐燃燒，經濟效益和環境效益顯著。
05.技術示范情況
內蒙古巴林右旗煤炭分質梯級利用70萬t/a乙二醇項目，位于內蒙古赤峰市巴林右旗大板工業園區。工程規模：3×120萬t/a煤炭快速熱解裝置，2×750t/d水焦漿氣化裝置，70萬t/a乙二醇裝置，同時建設4×670t/h循環流化床鍋爐+3×60MW背壓式汽輪發電機組動力站，以及項目配套公用工程及輔助設施、儲運設施、環保設施、生產設施及廠前區等。
06.投資估算
以單系列120萬t/a的內蒙古赤峰大板項目為例，測算其關鍵設備的投資為1.58億元，運行維護費用3.5萬元/年。
07.投資回收期
以單系列120萬t/a的內蒙古赤峰大板項目的低階煤蓄熱式下行床快速熱解為例，項目的總投資55956萬元，財務內部收益率稅后為14.37%，項目投資所得稅后凈現值為6188萬元，借款償還期為4.41年(不含建設期)，靜態投資回收期為5.83年(不含建設期)，總投資收益率為12.42%，項目的盈利能力滿足行業要求，項目具有較好的經濟效益。
08. 技術成果轉化推廣前景
當前，我國90%以上的低階煤用作發電、工業鍋爐和民用燃料直接燃燒，由此引發一系列嚴重的生態和環境污染問題，且浪費了低階煤中蘊藏的油、氣和化學品資源。粉煤熱解耦合發電多聯產技術路線，可實現低階煤資源的最大化利用，是實現低階煤分級分質清潔高效利用的重要途徑。
原標題：國家綠色低碳先進技術成果 |(八十四)低階煤蓄熱式下行床快速熱解工藝
