煤高值化综合利用的解耦热化学转化方法与技术

摘要

煤是我国主要的一次能源,通过燃烧生产电、蒸汽和热能。它同时又是主要的化工与冶金原料,通过气化生产合成气、工业煤气,通过热解/干馏生产冶金焦炭和焦油。宏观上表现为燃烧、气化和热解的这些煤热化学转化过程实质上包含了复杂的反应网络。传统燃烧、气化和热解过程使所有子反应耦合一体,难以利用反应网络中发生的各种相互作用以及子反应产生的中间产物。解耦热化学转化通过解除复杂反应网络中的某些子反应间的耦合,强化或抑制某些子反应中间产物与其它子反应间的相互作用,实现煤的高值化与综合利用,代表了能源化工的发展方向。本文在概述解耦热化学转化的思想方法与化学反应的基础上,从热解解耦、气化解耦、燃烧解耦三个方面分析了基于解耦热化学转化形成的实现煤炭高值转化和综合利用的典型新技术,并以利用低阶煤生产中热值工业煤气的燃烧解耦双流化床气化、实现热解油与电联产的循环流化床锅炉热解拔头和对褐煤等低阶煤实施提质、甚至生产电石半焦原料的解耦高值转化等技术为代表,分别介绍了这些技术的研发进展现状和可能的应用前景。