煤炭热解(干馏)及煤焦油加工技术经济分析贺永德一、概述1.煤的热解也称煤的干馏或热分解，是指煤在隔绝空气条件下进行加热，煤在不同温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。煤通过热解生成气体(煤气)、液体(焦油)、固体(半焦)三种形态的产品。按煤热解温度可分为低温热解(500～650℃)、中温热解(650～800℃)、高温热解(900～1000℃)和超高温热解(＞1200℃)，低阶煤(低变质煤)多采用低温热解能得到高产率的焦油和煤气。焦油加氢可生产汽油、柴油、渣油等石油代用品和石油焦。煤气是清洁燃料和制化工合成气的原料气。半焦是优质无烟燃料，可作为民用燃料及电石、铁合金、炼铁高炉喷吹料，也是优质的气化用原料、吸附材料。与煤直接燃烧相比，煤热解可生产气、液、固三种不同形态的产品，实际上是对煤中不同成分进行分质利用，是煤洁净高效综合利用的有效方法，既可减少燃煤造成的环境污染，又能提高低阶煤资源综合利用率和产品的附加值，具有显著的经济效益和环保效益。2.煤热解技术发展大致分三个阶段。第一阶段从18世纪初，英国、德国开始建设煤热解厂，生产照明灯油和民用无烟燃料。19世纪初俄国、法国、美国等也先后发展各自的煤热解技术。这一阶段煤热解厂规模小、技术落后、设备简陋、产品加工和利用率低，是煤热解的初级阶段。第二阶段从20世纪初至60年代，世界工业迅猛发展，石油开采不能满足液体燃料快速增长的要求，带动了煤热解技术的快速发展，特别二战期间，德国用煤制取液体燃料成为其油品的主要来源，先后形成了Lurqi-Spuelgas、Lurqi-Ruhgas，并达到了可观的工业规模。美国开发了Disco、前苏联开发了固体热载快速热解等工艺技术。第三阶段从20世纪70年代至今，世界三次石油危机和对清洁能源需求的增长，再度引起对煤热解的重视。美、日、德、澳等国广泛开展了研究和试验工作，如1989年美国能源部批准并资助在怀俄明州吉列镇Buckskin煤矿建设一套日处理1000吨的褐煤干燥干馏工业示范装置，1992年6月投产，运行了近5年，从煤中提取的液体产品（CDL），作为石油替代燃料，年处理煤300万吨的商业化工厂正在设计和建设之中。美国联合碳化物公司的Coalcon公司开发了先进的非催化加氢热解技术，热解温度为560℃，加氢压力最高为6.9MPa，其液体和气体产率高、产品容易分离。3.我国20世纪50年代开始进行煤热解工艺的开发和研究工作。北京石油学院、大连理工大学、浙江大学、中科院山西煤化所、北京煤化所、陕西煤业化工集团等单位，先后开发了不同工艺的煤热解技术，并建立大型工业装置。陕西榆林地区90年初开始建起一批以三江煤化公司为代表的内热式方形炉长焰煤块煤干馏炉，从单炉能力3～5万吨/年，发展到目前的单炉能力7.5～10万吨/年，单炉20万吨/年的大型干馏炉也已投入运行，同时开发成功了外热式干馏炉、两段式干馏炉等炉型。总能力达到2600多万吨。加上内蒙、山西、宁夏、云南、贵州等省(区)，总能力将达5000万吨左右，规划焦油加工能力500万吨，形成一个很大的特色产业。其中，神木县某公司与大连理工大学合作建设能力为120万吨/年的煤固体热载体快速热解示范装置，将于今年9月投入试生产，其焦油收率为10.0%(以原煤计)，煤气热值高(4286.4kcal/m3)，利用煤气中氢作为氢源给焦油加氢生产汽油、柴油馏分等燃料油，这是目前世界上建成最大的煤干馏装置。二、煤热解技术经济分析1.煤热解技术条件原煤为榆林长焰煤，粒度＜6mm，发热量6715.6kcal/kg。热解温度510～550℃（属低温热解），常压固体热载体流化床快速热解反应器。2.煤热解产品表1煤热解产品及动力消耗（以热解一吨煤计）项目单位半焦焦油煤气其它粗苯氨硫产量kg600.0100.0154Nm34.421.542.43热值kcal/kg6758.48260.04286.4100004451.22162电耗kWh38.6水耗m31.53.能耗及能效表2热能平衡表（以热解1000kg煤计）进项原煤1000kg6715600kcal出项半焦600kg4055040kcal电38.6kWh33196kcal焦油100kg826000kcal水1.5m32547kcal煤气154m3660105.6kcal小计6751343.0kcal小计5541145.6kcal折标煤964.48kg折标煤791.59kg由表2可知能耗为172.89kg标煤，热效率为82.11%，若把热解煤气中回收的4.42kg粗苯、2.43k...