來源：中國化工報
在近日舉行的2021中國(安徽)科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化交易會上，中科院工程熱物理研究所開發(fā)的循環(huán)流化床煤氣化(CGAS)技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目引發(fā)業(yè)界關(guān)注。該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化主體——中科合肥煤氣化技術(shù)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，CGAS技術(shù)具有高通量、高密度的特點，可以提供低成本和低能耗的煤氣化系統(tǒng)解決方案，且煤種適應(yīng)性廣，“三廢”排放少，制氣成本低，減碳效果明顯，是煤化工實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要技術(shù)抓手。
節(jié)能減排效果明顯
據(jù)技術(shù)開發(fā)方中科院工程熱物理研究所研究員呂清剛介紹，中科院工程熱物理研究所就循環(huán)流化床技術(shù)在煤及多種燃料和廢棄物的燃燒與氣化轉(zhuǎn)化方面開展了長期的系統(tǒng)研究，突破了能量循環(huán)、高碳循環(huán)、可靠運行方面的八大核心技術(shù)難題，成功開發(fā)CGAS技術(shù)，有效解決了傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)煤種適應(yīng)性差、污染重、成本高等問題，大幅降低了二氧化碳排放，可廣泛應(yīng)用于合成氨等化工行業(yè)以及鋼鐵、有色金屬、建材、機械加工等行業(yè)。
行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，目前我國有40%以上的合成氨企業(yè)采用固定床煤氣化技術(shù)，年產(chǎn)合成氨約2000多萬噸，氣化工序能耗約占整個生產(chǎn)工藝能耗的60%以上。如采用CGAS技術(shù)替代固定床煤氣化技術(shù)，僅合成氨行業(yè)每年就可減排約1000萬噸二氧化碳。
產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)突破
為加快這項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣，2016年中科院工程熱物理研究所與安徽巢湖經(jīng)濟開發(fā)區(qū)合作成立中科合肥煤氣化技術(shù)有限公司，專門進行CGAS技術(shù)的推廣應(yīng)用。2020年，中合氣化在新疆宜化化工有限公司、貴州宏盛化工有限公司分別建設(shè)了全國首套以無煙煤和高堿煤為原料的循環(huán)流化床煤氣化裝置，實現(xiàn)了從0到1的突破。
新疆宜化CGAS煤氣化裝置于2020年9月投運，項目采用3臺60000Nm3/h常壓循環(huán)流化床富氧氣化爐替代了原有的20臺常壓固定床富氧連續(xù)氣化爐制合成氣，解決了當(dāng)?shù)馗邏A煤由于強沾污、易結(jié)焦、灰熔點波動大、成漿性差等導(dǎo)致的難氣化問題，噸氨成本降低200余元，噸氨碳減排226千克。
同年5月，貴州宏盛化工年產(chǎn)30萬噸合成氨氣頭改造項目一期核心設(shè)備60000Nm3/h循環(huán)流化床氣化爐一次點火成功，用1臺氣化爐替代了原有的20臺間歇式固定床，大大提升煤氣化過程自動化程度，消除老工藝產(chǎn)生的焦油、酚氰廢水等危廢，實現(xiàn)了節(jié)能降本。
近年來，中合氣化還建設(shè)了多個首臺套示范工程，CGAS技術(shù)在化工、建材、鋼鐵、機械、玻璃、陶瓷等不同領(lǐng)域等到應(yīng)用，驗證了其對不同煤種的強適應(yīng)性。
中合氣化積極響應(yīng)國家“一帶一路”建設(shè)，承建了印尼象盛循環(huán)流化床富氧煤氣化項目。該項目規(guī)劃建設(shè)8臺80000Nm3//h循環(huán)流化床氣化爐，建成后將成為全球鋼鐵行業(yè)規(guī)模最大的循環(huán)流化床氣化爐系統(tǒng)。目前已有3臺氣化爐完成建設(shè)并投運，解決了此前工藝的噪聲及污染問題，大幅降低了褐煤的深加工能耗。
再下一城飛灰變資源
在CGAS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不斷推進的基礎(chǔ)上，中科院工程熱物理研究所研究團隊持續(xù)發(fā)力，針對煤氣化產(chǎn)生的飛灰殘渣展開新的攻關(guān)。
呂清剛介紹，氣流床與流化床氣化技術(shù)均會產(chǎn)生一定熱值的氣化飛灰。據(jù)預(yù)測，隨著我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來2~3年氣化細(xì)粉灰量將達(dá)到1億噸/年 ，如果得不到妥善處理，不僅造成資源浪費，還將帶來不小的環(huán)境問題。
“事實上，氣化飛灰含碳量高達(dá)30%~50%，熱值達(dá)到2000~4000kcal/kg，是非常有價值的資源。利用好飛灰中的未燃碳，可提高煤氣化系統(tǒng)整體能量利用效率與系統(tǒng)經(jīng)濟效益，同時也可創(chuàng)造良好的環(huán)境效益與社會效益。”呂清剛表示。
該團隊開發(fā)了飛灰預(yù)熱氣化技術(shù)、飛灰殘?zhí)咳紵夹g(shù)，實現(xiàn)了氣化飛灰大規(guī)模資源化利用，與循環(huán)流化床氣化技術(shù)配合，可實現(xiàn)對煤炭的清潔高效梯級利用，達(dá)成煤氣熱電三聯(lián)產(chǎn)，最大程度將煤炭“吃干榨凈”，更好地實現(xiàn)節(jié)能減排。
據(jù)悉，目前中合氣化已與山東、河南等地多家企業(yè)就氣化飛灰利用展開合作，相關(guān)項目正在有序推進中。
