11月26日夜，陜北神木市檸條塔，大雪覆蓋、寒風凜冽。240噸/天固體熱載體煤低溫熱解中試裝置調(diào)試現(xiàn)場燈火通明，中國科學院工程熱物理研究所科研人員已度過3個不眠之夜。自10月28日點火啟爐以來，他們?nèi)找箠^戰(zhàn)，終于實現(xiàn)滿負荷穩(wěn)定運行。這是國內(nèi)首次實現(xiàn)10萬噸/年規(guī)模的循環(huán)流化床粉煤熱解裝置滿負荷運行，也是中科院戰(zhàn)略性先導科技專項“低階煤清潔高效梯級利用關鍵技術與示范”的重大進展。

    我國煤炭資源儲量和產(chǎn)量分布極不均勻，低階煤所占比例較高，超過全國煤炭總儲量的50%。這些煤具有水分大、揮發(fā)分高、化學反應性好等特點，煤的揮發(fā)分中富含可直接轉(zhuǎn)化為高價值化學品、大宗燃料油及燃氣的碳氫結構；而我國目前以直接燃燒為主的煤炭利用方式未能實現(xiàn)資源的高值化利用，同時排放大量污染物。通過熱解直接提取煤中的揮發(fā)分，獲得焦油、熱解煤氣和半焦是對這些低階煤進行提質(zhì)利用的有效方法。

    低階煤熱解提油梯級利用技術，可在一定程度上降低我國石油和天然氣的對外依存度，提高煤炭資源的綜合利用率，實現(xiàn)能源高效利用，對我國具有重要的戰(zhàn)略意義，前景廣闊。

    我國從上世紀50年代開始煤的熱解工藝研發(fā)工作，形成了不同工藝，如回轉(zhuǎn)式、固定床、移動床、流化床等，但仍處于中試或工業(yè)示范階段，未能大規(guī)模工業(yè)應用。其中的關鍵問題是缺乏對熱解反應與過程的有效控制，導致實際運行過程中油品出現(xiàn)問題。

    近年來，中科院工程熱物理所深入攻關，建立了循環(huán)流化床固體熱載體快速熱解粉煤提油工藝系統(tǒng)，并最終中試成功。中試裝置以焦油、半焦和熱解煤氣為目標產(chǎn)品，設計能力為年產(chǎn)半焦4.4萬噸、焦油5600噸、熱解煤氣1200萬立方米。采用循環(huán)流化床部分燃燒與熱解耦合工藝，通過獨創(chuàng)的固體物料加熱、物料循環(huán)控制、熱解爐排焦等手段，成功控制了固體熱載體燃燒床和熱解床的能量和物料交換，實現(xiàn)了雙床的有機耦合；同時針對粉煤熱解焦油含塵量高的世界性難題，開發(fā)了分級脫灰工藝和高溫深度脫灰技術與裝備，使脫灰貫穿熱解全過程，實現(xiàn)高溫在線脫灰。

    當前，我國對石油和天然氣的需求量隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展不斷增加，從相對豐富的煤炭資源中尋求對油氣的補充變得尤為重要。此次粉煤熱解裝置的成功滿負荷運行，意味著我們在低階煤清潔高效利用方面獲得重大進展。