榆林市蘭炭產業技術現狀及發展對策

盧翠英 高蕓 李健

（1.榆林學院化學與化工學院,陜西省低變質煤清潔利用省重點實驗室,陜西 榆林 719000）（2.榆林學院發展規劃處,陜西 榆林 719000）

榆林市蘭炭產業技術現狀及發展對策

盧翠英1高蕓2李健1

（1.榆林學院化學與化工學院,陜西省低變質煤清潔利用省重點實驗室,陜西 榆林 719000）（2.榆林學院發展規劃處,陜西 榆林 719000）

介紹了當前榆林蘭炭產業的技術現狀、科技創新等情況，從現有直立爐的運行、粉煤干餾技術、煤焦油的深加工、煤氣的綜合利用四個方面出發，詳細分析了產業發展中存在的幾個技術問題，并提出了實現技術升的基本思路和途徑，展望了蘭炭產業的發展前景。

蘭炭產業;技術現狀;產業升級;發展對策

榆林是蘭炭產業的發源地和全國最大的生產基地。經過二十多年的發展，蘭炭產業已成為榆林市最大的煤化工產業和經濟發展的重要支柱，現有蘭炭及涉蘭炭項目118個，政府批復總產能7274萬噸，煤炭就地轉化率超過20%[1]。2015年產量2499萬噸，省外銷售1974.04萬噸，其中銷往省外用于替代民用散燒煤的蘭炭約為500萬噸，同比增長80%。

2012年起，由于受經濟下行壓力的影響和市場萎縮等因素，導致榆林蘭炭庫存積壓率高，價格持續走低，資金周轉受阻，企業效益下降，蘭炭企業處于停產半停產狀態，全市60萬噸/年以上蘭炭企業由原來的98戶減少至目前的68戶，產能由原來的7274萬噸以上下降至目前的4514萬噸，直接影響下游企業產能不能正常釋放。為了進一步激活市場，榆林市政府積極調整蘭炭產業發展戰略[2-4]，2014年出臺了《榆林市推進蘭炭產業轉型升級工作方案》，并成立榆林市推進蘭炭產業轉型升級領導小組，同時拿出5000萬元作為推進蘭炭產業轉型升級專項資金，主要用于基礎研究和關鍵技術推廣、企業技術改造升級補助、先進示范裝置和項目補貼等。榆林市科技局也組織蘭炭生產領域的企業積極申報中省科技項目，爭取到重大專項5項，其他項目21項，獲得科技經費約5500萬元，先后承擔了地方重大專項“蘭炭產業鏈升級及園區示范”、“新型粉煤低溫干餾技術產業化示范”等項目，為我市開展蘭炭產業領域的關鍵技術開發與示范奠定了一定的基礎[5]。

1 蘭炭產業技術現狀

1.1 現有直立爐的運行特點

目前，榆林蘭炭生產普遍采用方型直立爐，由于爐型自身技術特點，原料必須是大于20mm的塊煤。機械化開采的煤礦，塊煤產率20%左右，當前榆林塊煤供應持續緊張且價格較混煤高出近一倍，使蘭炭生產成本高企、盈利水平大幅下降，蘭炭如不作為還原劑（電石、鐵合金）銷售就沒有市場競爭力。方型直立爐采用內熱式氣體熱載體技術，所產煤氣純度不高，只能用作附加值低的燃料，且焦油回收率不超過8%，難以形成綜合競爭優勢。神木恒源煤化公司獲得國家專利的“小粒煤低溫干餾技術”，在現有直立爐基礎上進行改造，通過調整進風口角度、攤薄干餾煤層和加大引風機功率的辦法，成功實現了0.6～20mm粒度的小粒煤干餾，盡管該技術已推廣應用，但仍存在過程自動化不高、可控性差、產品質量不均勻等缺點[6-8]。

方型直立爐生產過程中廢氣、廢水排放量大，干餾1噸塊煤會產生150kg的廢水，另由于中低溫焦油密度為1g/cm3左右，與水的密度相近，大量的焦油混于水中，造成廢水中有機物含量高、油水分離困難，大多數蘭炭企業處理水平較低，造成環境污染嚴重，不符合國家清潔生產要求。水撈焦產生的廢水是方型直立爐的主要污染源，盡管干法熄焦及剩余氨水回爐汽化技術已推廣，雖解決了環保問題，但仍存在爐內熱量利用效率降、焦倉閘板閥漏氣、產品水分含量偏高、后系統處理負荷增加等諸多問題。

1.2 粉煤干餾技術的發展

榆林市相關企業在粉煤干餾工業化研究創新中進行了大膽試驗，取得了一些關鍵試驗數據和成果。陜煤集團錦界工業園神木天元化工、神木富油能源科技公司率先開展了煤熱解、煤焦油深加工技術研發，富油公司建成的60萬噸/年粉煤固體熱解裝置是全國單系列規模最大的粉煤熱解示范項目，神木天元化工公司在2012年12月啟動了“低階粉煤回轉熱解制取無煙煤工藝技術”的研發工作，歷經3年多的試驗研究，建成6噸/小時粉煤回轉熱解制取無煙煤中試裝置，該工藝技術通過了陜西省科技廳組織的科技成果鑒定。神木錦豐源潔凈煤有限公司與中國科技學院工程物理研究所合作承擔的“10t/h固體熱載體快速熱解粉煤提油試驗項目”已通過中國煤炭學會組織的成果鑒定，認定該技術已達到國際領先水平。項目采用固體熱載體快速熱解粉煤技術，以8mm以下粉煤為原料進行快速熱解分質利用，經過多次優化改造，產出的半焦、煤氣達到了設計標準。2014年，府谷三聯公司與中冶焦耐（大連）工程技術有限公司共同合作研發0-13mm粉煤粉煤外熱式連續低溫熱解干餾示范裝置，2015年12月底正式加煤投入生產，為粉煤熱解資源綜合利用開辟出一條新的工藝路線。這些項目雖然解決了粉煤的中低溫干餾問題，但對粉煤熱解中普遍存在的氣固分離、焦粉粘結、回轉設備密封等問題尚未發現合適的解決方法。

1.3 煤焦油的深加工

陜煤天元化工50萬噸/年中溫煤焦油輕質化項目，是目前國內規模最大、煤質資源轉化率最高的單套煤焦油輕質化生產裝置，其產品被譽為“榆林版的煤制油”，同時采用自主開發的復合溶劑萃取技術建成了全球首套精酚清潔生產工業化示范裝置，生產純度99.5%以上的精苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、二甲酚產品，這也開啟了煤焦油基高附加值的精細化生產的先河。天元化工公司技術研發中心正在開展加氫尾油制取潤滑油基礎油、石腦油催化重整三苯和高辛烷值汽油、中溫煤焦油復合溶劑萃取吡啶、喹啉等研發項目。神木富油公司12萬噸/年中低溫煤焦油綜合利用項目是我國第一套中低溫煤焦油全餾分加氫精制裝置，目前該公司正在進行“煤焦油全餾分加氫制環烷基油”的項目研發及示范裝置的建設。當前，煤焦油綜合利用多聯產項目已進入關鍵研發、轉化階段，也正在實現由初級化工原料向精細化工產品的轉變。

1.4 煤氣的綜合利用

榆林市的蘭炭企業所產煤氣已經杜絕了放空點天燈現象，目前利用方式有4類。一是用于發電。大部分企業將煤氣用于發電，目前煤氣發電裝機總容量達到650MW，發電技術均采用蒸汽鍋爐、蒸汽輪機發電及空冷技術，榆林現有13家蘭炭企業獲得CDM項目資助。二是用作燃料。有戶企業將煤氣用于金屬鎂、石灰窯等生產，其中榆林金屬鎂產業迅速壯大即得益于廉價的熱解煤氣燃料。三是制氫。神木天元和神木富油兩家企業從煤氣中提取氫氣作為煤焦油加氫的氫氣來源，取得了較好的經濟效益。四是制合成氨。神木縣銀泉煤化工有限公司、榆林宏源環保化工有限責任公司已建成兩套6萬噸/年合成氨裝置，進一步生產碳酸氫銨。現有發電、合成氨、制氫等還存在著發電效率低、合成氨規模小、制氫過程能耗大等缺點，影響著煤氣利用效益。

2 蘭炭產業發展對策

榆林蘭炭產業具有獨特的優勢和堅實的基礎，但還存在著一系列來自內外部的嚴峻挑戰，蘭炭產業面臨的一些關鍵技術問題亟待研究解決。根據當前蘭炭產業現狀，產業轉型升級已成為必然趨勢，而實現這一目標也只能通過技術創新，如何讓蘭炭生產企業走出困境，也必須遵循創新為先的發展思路。當前我市多措并舉積極推動蘭炭產業技術革新，爐型改造、粉煤干餾、工藝升級、延伸產業鏈等關鍵環節取得實質進展，正處在突破“最后一公里”的關鍵時刻，針對上述產業現狀，榆林市將重點從以下四個方向推動產業轉型升級。

(1)現有直立爐的技術升級改造[9]。小粒煤干餾低溫干餾技術推廣應用；干熄焦技術推廣應用；煤氣間冷工藝技術推廣應用；蘭炭廢水處理關鍵技術開發與示范；蘭炭廢水磨制水煤漿試驗研究及示范；蘭炭爐自動控制系統的優化。

(2)粉煤干餾技術的優化。固體熱載體快速熱解粉煤提油技術開發及示范；粉煤外熱式連續低溫熱解干餾技術開發及示范；熱解煤氣高溫除塵技術關鍵技術開發；熱解煤氣油塵分離技術關鍵技術開發；粉煤中低溫熱解與粉焦高溫氣化耦合技術開發。

(3)延伸焦油深加工路線。煤焦油中酚類化合物分離技術開發及示范；煤焦油全餾分加氫制環烷基油技術開發及產業化；煤焦油生產芳烴和溶劑技術開發；重質油煤焦油生產高端化工產品技術開發；煤焦油瀝青生產基碳纖維技術研究；低溫煤焦油深度分離技術研究。

(4)提高煤氣的綜合利用[10]。蘭炭尾氣制LNG技術開發及示范；蘭炭尾氣制合成油技術開發及示范；蘭炭尾氣制乙二醇技術開發及示范；蘭炭尾氣制合成氨、碳銨技術優化；蘭炭尾氣發電技術優化。

雖然榆林蘭炭產業具有獨特的優勢和堅實的基礎，發展前景廣闊，但還面臨一系列內外部的新挑戰。

經過技術升級的蘭炭產業必將成為陜西省煤基多聯產和工業經濟的重要組成部分，為榆林經濟的快速發展做出重要貢獻。

[1]張相平,周秋成,馬寶岐.榆林煤化工產業高端化發展路徑研究[J].煤炭加工與綜合利用,2017(2):21-24.

[2]榆林市蘭炭產業發展調研組.榆林市蘭炭產業發展調研報告[J].中國經貿導刊,2010(18):20-23.

[3]張秦龍,楊佳.發展中的榆林市蘭炭產業[J].產業與科技論壇,2013,12(8):61-62.

[4]燕佳.榆林市煤炭產業轉型升級路徑研究[D].西安科技大學,2015.

[5]趙俊學,馬成,胡冰,等.以低溫干餾為基礎的低階煤分質高效利用技術分析[J].煤炭加工與綜合利用,2017(6):1-6.

[6]劉皓.淺析榆林蘭炭生產中存在的問題[J].榆林學院學報,2010,20(2):50-52.

[7]李奎,祝偉,彭堅,等.神府地區蘭炭企業現狀與改進建議[J].中外能源,2016,21(3):21-30.

[8]張相平,周秋成,馬寶岐,等.榆林蘭炭內熱式直立爐工藝現狀及發展趨勢[J].煤炭加工與綜合利用,2017(4):22-26.

[9]蘇婷,高雯雯,宋永輝,等.水炭漿成漿性能研究[J].當代化工,2017,46(3):400-403.

[10]亢玉紅,李健,任國瑜,等.蘭炭尾氣資源化利用技術途徑[J].應用化工,2014,43(3):549-551.

榆林市產學研合作項目（榆林市煤炭產業轉型升級中關鍵共性技術協同創新研究2014CXY-12）；榆林學院科研項目（HGY2016-19）。

盧翠英（1968-），女，陜西清澗人，教授，博士，榆林學院化學與化工學院教師。從事化工科研管理工作。