航天長征化學工程股份有限公司開發(fā)了無煙煤清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù),并在華昱高硫煤潔凈利用化電熱一體化示范項目一期百萬噸/年甲醇工程氣化裝置中得到應(yīng)用,該氣化裝置以晉城地區(qū)高硫無煙煤為原料,日投煤1500噸。2018年7月氣化裝置投料試車,2018年8月項目打通全流程,產(chǎn)出合格甲醇產(chǎn)品。該項目已穩(wěn)定運行2年,實現(xiàn)了氣化裝置的長周期穩(wěn)定運行。
2020年8月27日,中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的“航天爐無煙粉煤清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)科技成果鑒定會”在航天工程公司召開。本次鑒定委員會由中國氮肥工業(yè)協(xié)會理事長、石油和化學工業(yè)規(guī)劃院黨委書記顧宗勤,中石化氣化中心副主任孫寶慈等八位能源化工領(lǐng)域知名專家組成。中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會三屆理事會會長李勇武出席了本次鑒定會。航天工程公司總經(jīng)理姜從斌、晉煤華昱公司董事長兼總經(jīng)理牛宏寬等有關(guān)領(lǐng)導及人員參加了此次科技成果鑒定會。會議由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會科技部副主任王秀江主持。
鑒定委員會認為,航天爐無煙粉煤清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán),可實現(xiàn)無煙粉煤的安全、清潔、高效轉(zhuǎn)化,該技術(shù)在無煙粉煤氣化領(lǐng)域達到國際領(lǐng)先水平。
2020年8月13日-16日,中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織現(xiàn)場考核專家組對晉煤集團華昱高硫煤潔凈利用化電熱一體化示范項目一期百萬噸/年甲醇工程氣化裝置進行了72小時連續(xù)運行考核。
該項目氣化裝置完全以無煙煤為原料,以純氧為氣化劑,采用干煤粉水冷壁加壓氣化、激冷流程。針對晉城無煙煤反應(yīng)特性和灰渣特性,開發(fā)了適用無煙煤的Φ3800/3800型氣化爐、燒嘴,研究和開發(fā)了新型助熔劑,有效降低了入爐煤灰熔點,改善了渣的粘溫特性,裝置操作彈性大(50%-110%),實現(xiàn)了高灰(≥20%)、高灰熔點(>1500℃)無煙煤安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、優(yōu)質(zhì)運行。實現(xiàn)了可磨指數(shù)煤(HGI=35)的煤粉制備,細灰回用實現(xiàn)了資源化利用。
考核結(jié)果表明:氣化裝置單爐有效氣(CO+H2)產(chǎn)量≥96159Nm3/h,比氧耗<339Nm3/kNm3(CO+H2),入爐煤比煤耗<614kg/kNm3,碳轉(zhuǎn)化率≥98.5%,冷煤氣效率>80.6%,有效氣(CO+H2)含量達到91.7%,粗細渣比例8:2,考核數(shù)據(jù)優(yōu)于設(shè)計指標。
我國富煤、貧油、少氣的資源結(jié)構(gòu),以及新能源占比很小的現(xiàn)實決定了未來很長時間內(nèi)煤炭仍將是我國的主體能源,而全國無煙煤保有儲量約為1156億噸,占全國煤炭保有儲量的11.5%,且主要分布在山西、河南、貴州地區(qū),資源供應(yīng)豐富。隨著近四十多年的開采,部分礦區(qū)的無煙煤呈現(xiàn)高灰分(Aad≥20%)、高硫分(St,ad≥2%)和高灰熔融性(FT≥1500℃)的特點,因此又稱其為“三高”煤。隨著我國能源供應(yīng)形勢的日益緊張,“三高”煤的高效轉(zhuǎn)化利用逐漸被大眾廣泛關(guān)注,如何合理有效地利用該部分資源對緩解我國能源危機和環(huán)境都具有重要意義。
過去幾十年,無煙煤一直是傳統(tǒng)常壓間歇式固定床氣化技術(shù)的優(yōu)質(zhì)原料。隨著近些年產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整和大型氣流床技術(shù)的沖擊,無煙煤的氣化市場也逐漸萎縮,急需尋求無煙煤的新型氣化工藝。
本技術(shù)在華昱甲醇項目的順利應(yīng)用和良好運行,標志著航天爐無煙粉煤清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)已經(jīng)成功攻克以無煙煤為原料的氣化難題,可應(yīng)用于無煙煤氣化制合成氨、甲醇、烯烴、乙二醇等煤化工領(lǐng)域,為實現(xiàn)無煙煤資源清潔高效利用提供有效技術(shù)途徑。