近日,由中冶焦耐(大连)工程技术有限公司(简称:中冶焦耐)总承包的四川绿鑫鼎碳业有限公司攀枝花25万吨/年焦油加工项目(简称:攀枝花项目),其核心装置---循环流化床制工业燃气装置最终选定中科清能燃气技术(北京)有限公司的“中科双床”炉循环流化床气化技术。中冶焦耐与中科清能在项目业主的见证下签订了“中科双床”炉循环流化床气化装置EPC采购合同(含技术许可)。
攀枝花项目是鞍钢化学科技有限公司做强做大煤化工产业集群,延伸煤化工产品产业链,提升鞍钢集团在西南地区煤化工产品加工领域地位的重大战略布局。循环流化床气化装置作为该项目的主体工艺装置之一,对其节能减排、安全环保、经济运行等技术指标有非常严格的要求,通过总承包方和项目业主方多次考察交流和充分比选论证,最终选定中科清能的“中科双床”炉技术,该技术相较于“中科单床炉”技术,在同等条件下具有更高的能源转化效率和工业燃气热值,原料节约超过3%,其技术优势非常明显,受到项目总承包方和项目业主的一致好评和高度认可。
“中科双床”炉的首个应用项目为山东省药用玻璃股份有限公司3*20000Nm³/h循环流化床气化装置项目,该项目为全球首个以空气为气化剂,工业燃气热值达到1550Kcal/Nm³的大型循环流化床工程示范项目。
以空气为气化剂制高热值工业燃气技术有着众多的应用场景,如:玻璃窑炉、陶瓷窑炉及一些特殊窑炉等,由于这些窑炉需要的温度较高,对工业燃气热值要求在1500 Kcal/Nm³以上,而循环流化床单床气化炉采用空气为气化剂很难达到这一热值要求,只能通过配比一定量的氧气来实现供热燃气热值的提高,采用富氧气化方案虽然可以提高工业燃气的热值,但增加了制氧装置的额外投资,提高了运行成本。而“中科双床”炉恰恰在不需要额外氧气的条件下便可实现“高热值、低成本”的目的,其技术基本原理为:
将“单床”炉原有的热解和气化为一体的炉型结构,拆分成热解段和气化段两个独立部分,通过热解段给料,高热值挥发份经热解后进入气化还原区,进一步裂解为H2及CH4、C2H4等高热值烃类气体,直接进入后段系统,避开进入气化段与氧接触燃烧而无效消耗;热解后的半焦进入气化炉气化段与气化剂发生燃烧反应和部分气化反应,为整个气化反应提供能量。通过热解与气化解耦,可大大提高能源转化效率,根据原料的不同,工业燃气热值可提高10%-20%,冷气效率可提高3%以上,燃气成本按同等热值折算仅为天然气价格的1/2左右。
“中科双床”炉技术性能指标先进,生产成本低廉、节能减排明显,代表了未来循环流化床气化技术的发展方向,为我国煤炭清洁高效利用和绿色发展开辟了一条新路。“中科双床”炉技术具有七大特点:清洁、高效、安全、可靠、原料适应广、调节负荷宽、易于大型化:
“清洁”主要体现在:工业燃气中不含焦油和苯酚等大分子有机物;采用干法除尘工业燃气中含尘量低,含尘量小于10mg/Nm³;耗水量少,无有机废水产生。
“高效”主要体现在:通过高倍率碳循环、气化与热解解耦、高温空气预热、高效余热回收、残碳再燃等关键技术,实现冷气效率达75%以上;工业燃气热值较中科单床技术提高10%-20%,原料节约3%以上;全系统碳转化率可达到98%以上。
“安全”主要体现在:装置的自动化程度高,安全连锁投用率高,人为干扰因素少,可实现自动调节,紧急情况下实现安全连锁停车。
“可靠”主要体现在:装置运动部件和易损件少,维修量小,运行稳定,操作简便;年运行时间可达8000小时以上,单炉连续运行超过500天。
“原料适应广”主要体现在:该技术对原料的适应性较强,生物质、高热值固废、褐煤、长烟煤、烟煤均可作为气化原料,通过选择价格低廉的原料,通过该技术的高效清洁转化,工业燃气成本远低于同类技术,尤其对于正在使用天然气的用户,该技术的成本优势更加明显。
“调节负荷宽”主要体现在:装置的调节负荷为50-110%,几分钟即可实现安全停炉;停车数天后可快速启动。
“易于大型化”主要体现在:气化炉型多,工业燃气产量从10000Nm³/h到80000Nm³/h的炉型可供客户选择,能够满足各种有规模燃气用户的需要。
中科清能燃气技术(北京)有限公司于2014年7月9日成立于北京市,由中国科学院工程热物理研究所以其拥有的“基于常压循环流化床工业燃气系统单床气化工程化技术及双床气化”专利及专有技术知识产权作价出资并发起成立的一家高科技合资企业。公司拥有的“中科单床”炉和“中科双床”炉循环流化床气化技术,产权清晰完整,可广泛应用于煤及生物质制工业燃气、煤及生物质制合成气、高热值固废资源化利用等领域。循环流化床煤气化技术先后被工信部、财政部列入工业领域清洁高效利用技术和节能降碳装备技术推荐目录,在国家发改委最新版《产业结构调整指导目录(2024年本)》中,该技术属于鼓励类。