引领煤气化技术创新,实现煤炭全价开发
5月11日,由中国化工报社、煤化工技术创新联盟、中国化工产业发展研究院、新奥科技发展有限公司等单位联合主办的“2017(第二届)中国新型煤气化及配套技术创新发展大会”在河北廊坊召开。来自国内煤气化领域的专家学者、产业代表及新闻媒体代表共百余人参加了会议。
该研讨会聚焦我国新型煤气化技术最新成果,旨在促进煤化工行业健康、科学、有序发展。作为大会联合主办单位,新奥科技发展有限公司是新奥集团在清洁能源创新领域的核心驱动力,多年致力于开发煤基低碳能源技术的科技创新型企业,在煤基清洁能源技术创新领域取得关键技术突破,形成一系列重大科技成果。
国家千人计划专家、煤基低碳能源国家重点实验室主任、新奥科技发展有限公司总经理、新奥能源研究院院长朱振旗博士在开会致辞中指出:发展先进煤化工是国家和时代发展的必然。发展具有自主知识产权的高效、低排放的煤气化技术、实现国际领先的新型煤气化技术产业化,是破解能源资源和环境制约难题的关键。
国家千人计划专家、煤基低碳能源国家重点实验室副主任、新奥科技发展有限公司副总经理、新奥能源研究院副院长汪国庆博士做了主题报告,介绍了新奥针对不同煤种开发的洁净高效的新型煤气化技术及其工业化示范进展,其显著的经济性能和环保优势吸引了参会代表们的广泛关注和高度评价。
煤催化气化技术
作为先进的第三代气化技术,是煤制天然气最有效的工艺途径之一。该技术不同于传统煤制天然气工艺,通过添加催化剂将煤气化、变换和甲烷化三种反应耦合在一个加压流化床气化炉中进行,实现一步合成煤基天然气。
新奥煤催化气化制天然气技术对我国较为丰富的低阶煤资源具有很好的适应性,能源转化效率、环保指标均可满足国家要求,比水耗、比煤耗均高于行业先进值。具体技术优势体现在四个方面。一是煤种适应性广。烟煤、次烟煤、褐煤及部分无烟煤均可采用。二是能量利用效率高。采用煤热解、催化气化、燃烧相结合的分级转化技术,过程热效率高达76%,比常规技术高15%左右,提高甲烷产率的同时,二氧化碳排放比传统煤制气降低37%以上。三是过程经济性好。甲烷和焦油联产,大幅提高过程经济性,相比等规模传统煤制气单方甲烷成本降低24%以上。四是环境友好。煤气降温采用间接冷凝技术,不产生洗焦废水,炉内未分解水用于催化剂回收,实现废水近零排放。
新奥催化气化千吨级示范项目(在内蒙古达拉特旗建设中,预计2017年底建成,2018年稳定运行)
煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术
作为一种新型气化技术,既能实现煤高效清洁转化制天然气,同时又能副产高附加值芳烃油品,是煤制天然气的重要工艺路线之一,融合了煤制气和煤制油的优势,通过梯级利用、全价开发,真正实现煤炭资源的清洁、高效、综合利用,为我国洁净煤利用方向提供了一条新途径。
煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术通过煤加氢反应过程充分利用了低变质煤种自身化学结构,在获得甲烷产品同时得到高附加值芳烃油品,工艺过程油品收率高、耗水少,通过对煤分级、分质、梯级利用实现煤炭的全价、高效、清洁转化,其经济优势明显,是最先进的清洁煤转化技术之一,该技术对于综合高效利用占我国储量40%以上的低阶煤资源,尤其是高挥发分的低变质煤炭资源有着重要意义,技术发展前景广阔。
新奥加氢气化400吨/天工业示范装置(在内蒙古达拉特旗建设中,预计2017年底建成,2018年稳定运行)
地下气化采煤
地下气化采煤集建井、采煤、气化为一体,可生产低成本的工业燃气和化工合成原料气,实现了煤炭清洁开采。新奥是中国最早将煤炭地下气化技术发展成为产业化技术的企业,该技术对于我国低品位和深部煤炭资源的高效、低碳、清洁和安全开采利用,改善地区能源结构,保障国家整体能源安全具有重大意义。
新奥经过10年的技术研发、工业化实践,掌握了地下气化评价、建炉、气化工艺、气化炉测控、地下环境保护等关键技术,建立了具有自主知识产权的无井式煤炭地下气化技术体系,形成专利236项,软件著作权5项,发表论文28篇。
煤加压流化床气化制清洁燃气技术
该技术以劣质煤为原料,采用加压流化床气化炉实现碳质原料的温和气化,生成富甲烷的清洁燃气。具体可针对煤种性质、客户产品需求等特点,匹配适宜的高效廉价催化剂系列,实现特定煤种的高效清洁转化。具有原料适应范围广、清洁燃气热值调节范围广、单炉产气量大、操作弹性高、高效率、低成本、环境友好等优势;此外,本工艺可直接配置燃气轮机在IGCC领域应用。该技术工艺是基于我国环境容量低、劣质煤储量高的特点而开发的一种煤的清洁高效利用技术。利用当地丰富的劣质煤资源,推广新奥的煤加压流化床气化制清洁燃气技术,为冶金、机械制造、玻璃陶瓷等行业工业燃气用户新建或改造现有固定床发生炉煤气站提供良好的技术选择。
浆粉耦合气化技术
该技术以成熟的水煤浆气化和粉煤加压密相输送技术耦合集成,相比水煤浆气化技术降低了气化过程的氧耗和煤耗,提高了冷煤气效率和有效气组分含量,增加了气化炉产气能力,同时拓宽了原料煤种的适用范围,实现了煤炭清洁、高效转化利用,进一步完善了我国煤清洁利用技术体系。该技术的优势主要体现在三个方面。一是在煤种适应性方面,通过调节浆粉比例,可使用成浆性稍差的煤种配合进料,降低了制浆原料煤的成浆性能要求;喷入煤粉的原料煤选择性广,甚至可以使用褐煤。通过综合配煤能够进一步降低原料成本。二是在气化指标方面,进料有效煤浆浓度可达68%以上,相对于现有水煤浆气化技术,有效气含量和冷煤气效率提高4~6%,同时比氧耗下降约17%、比煤耗下降约11%。三是在环保指标方面,技术兼有干粉煤气化和水煤浆气化的优点,其应用于甲醇生产时,综合能耗约1.6tce/吨甲醇(低于国家先进值);同时其相比现有成熟水浆煤气化技术生产甲醇,在耗水量和碳排放量方面可分别降低11%和12%。
科技部科技专项专家、煤基低碳能源国家重点实验室学术委员会专家杜铭华先生表示:“新奥科技在新型煤气化技术方面卓有成效的探索实践,为中国现代煤化工的发展提供了更为科学高效的系统化技术路径。特别是它通过对煤分级、分质、梯级利用,真正意义上实现煤炭的全价、高效、清洁转化,为现有煤化工及能源化工产业创新了适应中国煤炭资源禀赋的先进工艺,对推动现代能源体系变革及中国能源安全具有重要的战略意义和经济价值。”
当前,中国正在由传统煤化工向现代煤化工战略转型,提高煤气化自主核心技术与装备水平,实现煤基清洁能源综合高效利用技术的突破,促进煤制气行业健康可持续发展,提升我国行业技术的国际影响力,成为摆在我国业界的一个重大课题。新奥科技正是基于对中国煤化工发展趋势深度把握,旨在破解中国能源、资源与环境发展的困局,在战略上决定通过开发具有自主知识产权的高效、低排放的煤气化技术,实现国际领先的煤气化技术的产业化。新奥科技依托“煤基低碳能源国家重点实验室”,累计投入巨额研发资金,最终实现了相关技术从实验室进入工业化示范阶段、最终实现产业化推广的研发历程。