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(jiǎn)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(huì)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(huì)理事長(zhǎng)顧宗勤領(lǐng)銜的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為,該技術(shù)總體達(dá)到國際先進(jìn)水平,在高堿性煤氣化方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平,對(duì)新疆高堿煤開發(fā)和發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)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(huì)

與會(huì)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(cè)儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)驗(yàn)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(diǎn),氣流床氣化技術(shù)難以適用。同時(shí),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(duì)象,通過爐內(nèi)溫度分區(qū)控制、流場(chǎng)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(shí)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(jí)改造項(xiàng)目,采用3套單臺(tái)煤處理量720噸/日裝置,替代原有20臺(tái)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(xiàng)目于2020年9月6日一次點(diǎn)火成功進(jìn)入生產(chǎn)階段,并實(shí)現(xiàn)安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行,單臺(tái)氣化爐連續(xù)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到210天,3臺(tái)氣化爐的全年運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)均超過330天。

該裝置已于7月10～13日通過了石化聯(lián)合會(huì)組織的72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)考核?？己藢＜医M成員、兗礦新疆煤化工有限公司高級(jí)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(shì),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(jí)改造項(xiàng)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(xiàng)目入選了中科院科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化重點(diǎn)專項(xiàng)“弘光專項(xiàng)”。中合氣化作為該專項(xiàng)“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(tái),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(qiáng)、自動(dòng)化程度高、運(yùn)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(shì)。在中合氣化建設(shè)的項(xiàng)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(yàn)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(diǎn)工程之一。在此期間,中合氣化與工程熱物理研究所將堅(jiān)持“雙輪驅(qū)動(dòng)”戰(zhàn)略,緊跟行業(yè)需求,持續(xù)技術(shù)革新,推動(dòng)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(shí)現(xiàn)煤化工行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

煤氣化知識(shí)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(jī)械強(qiáng)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(huì)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(jì)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(duì)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(duì)原煤灰熔點(diǎn)波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng),工藝流程簡(jiǎn)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。