9月4日,由中國科學(xué)院工程熱物理研究所、新疆宜化化工有限公司和中科合肥煤氣化技術(shù)有限公司(以下簡稱“中合氣化”)共同完成的“常壓富氧循環(huán)流化床高堿煤氣化制合成氣技術(shù)”在北京通過了由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。由中國工程院院士金涌、中國氮肥工業(yè)協(xié)會理事長顧宗勤領(lǐng)銜的鑒定委員會一致認(rèn)為,該技術(shù)總體達(dá)到國際先進水平,在高堿性煤氣化方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平,對新疆高堿煤開發(fā)和發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟具有積極意義。
“常壓富氧循環(huán)流化床高堿煤氣化制合成氣技術(shù)”科技成果鑒定會
與會專家表示,新疆準(zhǔn)東煤田是我國目前最大的整裝煤田,預(yù)測儲量達(dá)3900億噸。該技術(shù)拓寬了循環(huán)流化床氣化技術(shù)的適用煤種,為新疆儲量巨大的高堿煤的高效清潔利用提供了成套技術(shù)與裝備。
據(jù)中國科學(xué)院工程熱物理研究所循環(huán)流化床實驗室主任朱治平介紹,新疆準(zhǔn)東地區(qū)的高堿煤存在黏溫特性差、成漿性差、堿金屬含量高等特點,氣流床氣化技術(shù)難以適用。同時,該煤種揮發(fā)分高,采用固定床類的技術(shù)將產(chǎn)生大量焦油,環(huán)保問題難以解決。
朱治平介紹,工程熱物理研究所開發(fā)的常壓富氧循環(huán)流化床高堿煤氣化制合成氣技術(shù),以新疆準(zhǔn)東煤為研究對象,通過爐內(nèi)溫度分區(qū)控制、流場和反應(yīng)調(diào)控、余熱回收系統(tǒng)溫區(qū)匹配控制以及排渣管氣封干式排渣等方面的技術(shù)創(chuàng)新,實現(xiàn)了系統(tǒng)氣化效率、系統(tǒng)總體能效和氣化爐可靠性的大幅提升,減少了廢水排放,消除了焦油及含酚廢水污染。
據(jù)新疆宜化化工有限公司總工程師楊曉勤介紹,該技術(shù)已成功應(yīng)用于新疆宜化合成氨系統(tǒng)造氣工段升級改造項目,采用3套單臺煤處理量720噸/日裝置,替代原有20臺常壓固定床富氧連續(xù)氣化爐,以新疆宜化自產(chǎn)高堿煤為原料制取合成氣,生產(chǎn)合成氨、甲醇、三聚氰胺等。該項目于2020年9月6日一次點火成功進入生產(chǎn)階段,并實現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)運行,單臺氣化爐連續(xù)運行時間達(dá)到210天,3臺氣化爐的全年運行時長均超過330天。
該裝置已于7月10～13日通過了石化聯(lián)合會組織的72小時連續(xù)運行現(xiàn)場考核?？己藢＜医M成員、兗礦新疆煤化工有限公司高級工程師劉穎介紹,裝置的單位產(chǎn)品原料煤耗、氧耗、水耗等主要技術(shù)指標(biāo)均具有優(yōu)勢,尤其是水耗僅為0.89t/kNm³ (CO+H?)(含副產(chǎn)蒸汽用水)。
新疆宜化合成氨系統(tǒng)造氣工段升級改造項目
循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)是中科院工程熱物理研究所依托循環(huán)流化床燃燒技術(shù),潛心十余年研發(fā)出的高效潔凈煤氣化技術(shù),該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化項目入選了中科院科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化重點專項“弘光專項”。中合氣化作為該專項“循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化”的產(chǎn)業(yè)化平臺,自成立以來,一直致力于循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。該技術(shù)制合成氣具有煤種適應(yīng)性強、自動化程度高、運行成本低、環(huán)保效益好、產(chǎn)氣規(guī)模與中小合成氨企業(yè)需求量匹配度高等優(yōu)勢。在中合氣化建設(shè)的項目中,循環(huán)流化床氣化制合成氣技術(shù)也已成功應(yīng)用于無煙煤等其他煤種,煤種適應(yīng)性得到工程驗證。
“十四五”期間,煤炭清潔高效利用工程被列入節(jié)能減排十大重點工程之一。在此期間,中合氣化與工程熱物理研究所將堅持“雙輪驅(qū)動”戰(zhàn)略,緊跟行業(yè)需求,持續(xù)技術(shù)革新,推動循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用,為企業(yè)提供清潔能源解決方案,實現(xiàn)煤化工行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
煤氣化知識小貼士
固定床氣化技術(shù)要求煤具有較高的熱穩(wěn)定性和機械強度,在氣化過程中不易破碎,最好是高品質(zhì)無煙塊煤或型煤。高堿煤熱穩(wěn)定性差、易粉化,在氣化過程中易破碎,會使床層阻力增加,煤氣帶出物增加。且因準(zhǔn)東高堿煤揮發(fā)分高,易產(chǎn)生焦油等難處理的副產(chǎn)物,增加水處理的難度,影響經(jīng)濟性。因此,高堿煤不適用于固定床氣化技術(shù)。
準(zhǔn)東高堿煤成漿性差,不符合水煤漿氣化對原料煤具有較高成漿性的要求。再者,準(zhǔn)東高堿煤的煤灰黏度達(dá)不到氣化爐掛渣要求,熱穩(wěn)定性低于熔渣氣化技術(shù)要求,影響熔渣氣化生產(chǎn)負(fù)荷。因此,高堿煤也不適用于氣流床氣化技術(shù)。
此次通過鑒定的常壓富氧循環(huán)流化床高堿煤氣化制合成氣技術(shù),煤種適應(yīng)性廣,對原煤灰熔點波動適應(yīng)性強,工藝流程簡單,可采用準(zhǔn)東高堿粉煤作為原料,無需制粉制漿;煤氣及廢水不含焦油和酚,環(huán)境友好。
