煤炭清洁利用技术再获突破

近日，由新奥集团自主研发的粉煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术，成功完成“二代新型一体化煤加氢气化炉”工业示范装置试车任务，标志着粉煤加氢气化这一世界首创技术取得重大突破，也为我国煤炭清洁高效利用增添了新路径。

我国能源资源禀赋“富煤、贫油、少气”。在油、气领域，我国对外依存度分别高达70%、40%以上，海外油气资源获取、油气进口通道安全、海外油气资产权益等都是我国能源进口的软肋。未来一段时间，我国能源消费还将保持刚性增长，新能源安全替代能力尚未形成。我国以煤为主的能源消费结构短期内不会改变，还要继续增强化石能源兜底保障能力，发挥煤炭“压舱石”作用。

基于“双碳”目标，煤炭清洁高效利用是撬动煤炭行业高质量发展的支点，也是我国实现能源绿色低碳转型的必由之路。煤炭分级分质利用技术，根据煤在不同转化阶段反应性不同的特点，通过控制煤的热解过程实现低阶煤的分级转化和分质利用。相较于直接燃烧等技术，避免了煤炭结构的过度拆分，是实现煤资源高效清洁利用的有效途径之一。利用我国丰富的煤炭资源发展煤制油气技术，战略意义重大。

新奥股份天然气有限公司加氢气化技术负责人周三介绍，目前煤炭分级分质利用以热解技术为龙头。综合对比现有国内外热解技术，普遍未能较好解决粉煤利用问题，并且一味追求焦油产率，焦油品质较差，影响系统长周期稳定运行。虽然部分技术已实现相对长周期稳定运行，但仍不能大规模推广，核心原因是环保问题没解决，如油尘分离，含油、含酚废水量大且处理困难等。

为攻克上述难题，新奥集团早在2012年便开始研发粉煤加氢转化联产甲烷和芳烃技术（以下简称“粉煤加氢转化技术”），该技术基于国家“863计划”项目“大规模煤制清洁燃料关键技术及工艺集成研究”，联合多家高校、研究院和设计院共同研发。

今年，工业示范装置完成了“二代新型一体化煤加氢气化炉开发”这一技术改造升级。7月，升级后的装置在一个月的连续运行中，不仅实现了“高温高气、低温高油”两个工况的自由转换，还取得了完整的实验数据。这一成果得到了中国煤炭加工利用协会组织的性能考核专家组的认可，也意味着煤加氢转化技术具备了应用条件。

“粉煤加氢转化技术的核心，在于煤粉与氢气在中温和高压条件下发生快速加氢热解反应，生成甲烷、轻质芳烃和清洁半焦。”新能能源有限公司总工程师、加氢气化工业示范基地总指挥李美喜表示，该技术既能实现煤高效清洁转化制天然气，又能副产高附加值轻质芳烃油品，融合了传统煤制气和煤制油技术的优势，通过梯级利用、全价开发，真正实现煤炭资源清洁、高效、综合利用，为我国洁净煤利用方向提供了一条崭新途径。

具体来看，该技术通过引入氢气、精准控制反应条件等手段，实现产物定向调控，充分利用原料煤自身结构，联产甲烷和轻质芳烃油品，耦合多个反应过程，整体效率得到大幅提升。

据透露，新奥集团在百吨级示范装置稳定运营的基础上，现已完成了1600吨/天规模的核心设备设计，并计划在新疆、陕北和内蒙古等低阶煤资源丰富地区推进项目落地。

专家表示，粉煤加氢转化技术千吨级工业示范的成功，意味着我国在煤炭清洁高效综合利用领域又迈出坚实的一步。我国每年消费40多亿吨煤炭，假设全国实现分级分质利用，相当于增加1.43亿吨燃料油、1200多亿立方米天然气供应，将大幅降低我国能源对国际资源的依赖度，从而保障能源安全。