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宁夏老科学技术工作者协会老专家建言

日期:2012-09-04 来源:未知  

 

 
关于长焰煤直接液化产业开发的前期工作建议
  杨 万 夫
       煤炭是宁夏建设与发展可以长期依赖的大宗资源,其深加工转化利用是宁夏工业经济活动的成功实践所在,也是我区经济持续发展的主要希望所在。宁夏煤炭资源中有适宜直接液化且储量较大的长焰煤,具有较大深加工产业利用潜力,尚未引起重视。现就有关情况及长焰煤直接液化产业开发的前期工作建议如下。
一、长焰煤资源状况
地区分布:固原煤区的炭山、王洼两矿区为集中分布区。此外,宁东煤区的冯纪沟、石沟驿、鸳鸯湖矿区,香山煤区的窑山、下流水也有少量赋存。我区可直接液化煤种的地质工作程度浅,过去只对固原煤区做过一些工作,该煤区长92km,宽20 km,面积1840 km2,勘探面积85 km2
资源量:王洼、炭山两矿区煤炭预测总储量82.6亿吨,其中王洼71.28亿吨,炭山11.34亿吨。勘探储量9.18吨,其中炭山2.03亿吨,王洼7.15亿吨。精查储量2.14亿吨,其中炭山0.69亿吨,王洼1.45亿吨。可供进一步勘探的储量5.43亿吨。香山煤区的窑山矿点预测储量0.28亿吨,该煤区的地质工作程度很低。
煤质情况:固原煤区的主煤种为长焰煤、次煤种为气煤。其特点是高挥发分、低灰、低硫、高镜质组岩相组分。尤其重要的是炭山矿原煤中含油率达7.42—12.7%,各煤层的含油率均大于7%,这在全国其他煤田是稀有的,对此多年前就有利用炭山煤直接炼油的提议,今天如果拿这种煤直接作电煤使用,实为可惜。宁夏长焰煤煤质情况以下表列示:
宁 夏 几 种 长 焰 煤 煤 质 化 验 结 果 资 料 表
 

原           煤 精            煤
灰 分
(Ag%)
硫 分
(Sgq%)
发热量
(QgDT卡/克)
含油量
(Tf%)
灰 分
(Ag%)
硫 分
(Sgq%)
挥发分
(Vg%)
胶质层
(Ym.m)
炭山 8.35-48.13 0.26-2.20 3988-7288 7.42-12.70 3.14-12.700 0.45-0.78 37.9642.05 0-8.5
王洼 9.80-20.27 0.50-2.77 3650-6743   4.68-7.45 0.40-1.86 35.05-40.82   0
窑山 4.74-12.47 0.68-0.85 7479-7630     0.52-0.62 40.09-47.02  
 
资料来源:宁夏人民出版社《当代宁夏煤炭工业》
 
二.宁夏煤炭直接液化技术开发的前期工作情况
1984、1985年原自治区科委和原煤炭厅曾先后委托山西工业大学、中国煤科院、中科院山西煤化学所等单位对宁夏主要煤种的气化与液化性能进行过试验,证明固原炭山煤是当时国内少有的适宜直接液化的优良煤种之一,其液化性能大体与当时国内所知的先锋、依兰、兖州、神木几个煤种相当。当时炭山煤直接液化试验结果有下:
炭山第十四层煤试验转化率和组分产率表
反  应  温  度 400℃ 425℃ 450℃
试验
结果
转化率(可燃基)%     88.95    90.90    91.37
液体产率%     79.55    72.70    66.62
气体产率%     6.28    15.41    19.95
液体各组分产率
(可燃基)
已烷可溶物%     34.33    18.57 41.23
苯可溶沥青烯%     39.16 39.97    25.07
前沥青烯%     6.06    14.22    0.16
 
资料来源:中国煤科院煤化学研究所试验结果(1985年)
 
       从上表中可以看出:炭山煤(精煤,下同)的可燃基转化率可达90%左右,液体产率接近80%,液体中乙烷可燃组分烯组分之和近80%。另据已有公式计算,炭山煤的理论油收率可在66%以上。在大工业生产时油收率可能会下降,预计2吨多煤可得一吨油,产业经济性前景比较好。比间接液化经济性能高。
三、国内煤炭直接液化产业开发及技术开发情况
从本质上讲,煤炭液化是将固体能源转变为液体能源,其技术路线分为间接液化和直接液化两种,两者均建立在各自适宜煤种资源之上。
煤炭直接液化主要是使煤在400—450℃温度条件下,并在加氢气氛环境中催化热解,然后进行分馏。由于工艺流程较短,相应的物料损耗较少,因而能源转换得率较高。加氢是为了补充煤液化时的氢元素短缺,所用催化剂主要是氧化铁。
中国煤炭直接液化产业化技术居世界领先水平,已建成100万吨工业化项目,目前项目运行较正常,经济技术指标较好,证明其产业技术已近成熟。我国的煤炭直接液化从中试到工业性实验技术开发,均在中央领导过问与支持下完成。这项技术的成功开发对我国的煤炭直接液化产业开发有普遍性借鉴意义。
四、几点建议
        宁夏长焰煤转化利用的国内大环境有利,技术日臻成熟,存在发展油—电联产(先从电煤中拿出部分油品再用于发电),或实施直接液化产业开发的可能性,如能实施对我区扶贫开发和山川均衡发展有重要作用,项目有可能得到多方面的重视与支持。但项目投资量大、牵涉面广、技术新,不确定因素多,须以深入、縝密的前期工作为先导。主要是:
1.进行产业可行性宏观判断。需要有关部门组织协调力量进行前期调研,在占有较多实际资料基础上判断产业开发的总体可行性,主要是研究产业开发的经济、市场、技术、环境、资源配套等关键要素的可行性,重点是探讨“短板”制约因素及其解决办法,特别要极度重视分析判断极端约束要素。
2、查清资源。我区过去实际上并未进行过以直接液化煤种为标靶的煤田地质工作,拿到的适宜直接液化的精查储量只有2亿多吨,显然这样的资源量是远远不够的。要想上工业化煤炭直接液化项目或以其它深加工方式利用长焰煤,都必须要查清长焰煤的赋存情况。从已有资料看,资源是有的,问题是要搞清楚。好在自治区已安排利用固原煤发展火电,可以在其煤炭勘探工作中注意查清长焰煤资源的具体情况即可。
3、开展技术开发工作。宁夏先前所进行的煤炭直接液化工作,其深度只是20多年前的实验室水平,当时试验用的装置是高压釜,投煤量只有200公斤,只是取得了宁夏长焰煤是优良直接液化煤种的初步认识。虽然目前国内煤炭直接液化技术已达到工业化水平,但煤炭作为一种化石在世界上没有那两块煤是完全一样的,别的地方的煤炭直接液化的成功技术,并不说明用于宁夏长焰煤工业化液化完全行得通,尤其是宁夏长焰煤本身就含油。因此,需要进行宁夏长焰煤直接液化的中间试验或工业性实验,该实验可委托有关单位在其装置上进行,通过实验取得宁夏长焰煤工业化直接液化的物料配比、催化剂选用、热解适宜温度、设备配套、最佳工艺参数确定等技术关键结果。宁夏要想上长焰煤直接液化项目,这步工作必不可少。如要进行其它途径的深加工利用,也要以相应的技术开发工作为基础。
4、规划引导、谋定后动。在没确认长焰煤深加工利用的可行性之前,不宣传,企业不介入,以免炒作损失。这项工程由多个子项目相互配套运行,产出除油品外,还有系列化工产品,有可能聚集起一个产业群,因此需要审慎谋划在先谋定而后动。在产业及产品可能性认识基本一致的基础上,编制好产业开发的总体规划,该规划至少应作到方向明确、产业关链正确、分工清晰、操作性强、明白四达。然后按市场规则引导企业慎重进入,并按能源新技术项目建设程序展开工作,从风险小的产品窗口入手实施产业开发,逐步扩展产业面。
 
 
         作者:原科技厅软件科学研究所所长、研究员。
         第 四 期(总40期)
 
        宁夏老科学技术工作者协会秘书处编           2012年8月6日
 


 
 

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