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(chēng)“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(guò)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(cháng)顧宗勤領(lǐng)銜的鑒定委員會(huì )一致認為,該技術(shù)總體達到國際先進(jìn)水平,在高堿性煤氣化方面達到國際領(lǐng)先水平,對新疆高堿煤開(kāi)發(fā)和發(fā)展當地經(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(huì )
與會(huì )專(zhuān)家表示,新疆準東煤田是我國目前最大的整裝煤田,預測儲量達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。
據中國科學(xué)院工程熱物理研究所循環(huán)流化床實(shí)驗室主任朱治平介紹,新疆準東地區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(lèi)的技術(shù)將產(chǎn)生大量焦油,環(huán)保問(wèn)題難以解決。
朱治平介紹,工程熱物理研究所開(kāi)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),以新疆準東煤為研究對象,通過(guò)爐內溫度分區控制、流場(chǎng)和反應調控、余熱回收系統溫區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)現了系統氣化效率、系統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)已成功應用于新疆宜化合成氨系統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(diǎn)火成功進(jìn)入生產(chǎn)階段,并實(shí)現安穩長(cháng)滿(mǎn)優(yōu)運行,單臺氣化爐連續運行時(shí)間達到210天,3臺氣化爐的全年運行時(shí)長(cháng)均超過(guò)330天。
該裝置已于7月10～13日通過(guò)了石化聯(lián)合會(huì )組織的72小時(shí)連續運行現場(chǎng)考核?？己藢?zhuān)家組成員、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移轉化重點(diǎn)專(zhuān)項“弘光專(zhuān)項”。中合氣化作為該專(zhuān)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(lái),一直致力于循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應用。該技術(shù)制合成氣具有煤種適應性強、自動(dòng)化程度高、運行成本低、環(huán)保效益好、產(chǎn)氣規模與中小合成氨企業(yè)需求量匹配度高等優(yōu)勢。在中合氣化建設的項目中,循環(huán)流化床氣化制合成氣技術(shù)也已成功應用于無(wú)煙煤等其他煤種,煤種適應性得到工程驗證。
“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持“雙輪驅動(dòng)”戰略,緊跟行業(yè)需求,持續技術(shù)革新,推動(dòng)循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)在各領(lǐng)域的應用,為企業(yè)提供清潔能源解決方案,實(shí)現煤化工行業(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定性和機械強度,在氣化過(guò)程中不易破碎,最好是高品質(zhì)無(wú)煙塊煤或型煤。高堿煤熱穩定性差、易粉化,在氣化過(guò)程中易破碎,會(huì )使床層阻力增加,煤氣帶出物增加。且因準東高堿煤揮發(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,準東高堿煤的煤灰黏度達不到氣化爐掛渣要求,熱穩定性低于熔渣氣化技術(shù)要求,影響熔渣氣化生產(chǎn)負荷。因此,高堿煤也不適用于氣流床氣化技術(shù)。
此次通過(guò)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),煤種適應性廣,對原煤灰熔點(diǎn)波動(dòng)適應性強,工藝流程簡(jiǎn)單,可采用準東高堿粉煤作為原料,無(wú)需制粉制漿;煤氣及廢水不含焦油和酚,環(huán)境友好。
