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2022年3月5日，全國兩會期間，習近平總書記在參加內(nèi)蒙古代表團審議時強調(diào)，“富煤貧油少氣”是我國的國情，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以根本改變。實現(xiàn)“雙碳”目標，必須立足國情，堅持穩(wěn)中求進、逐步實現(xiàn)。2022年3月22日，中共中央政治局常委、國務院副總理韓正主持召開煤炭清潔高效利用工作專題座談會，強調(diào)要深刻認識推進“煤炭清潔高效利用”是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要途徑，統(tǒng)籌做好煤炭清潔高效利用這篇大文章，科學有序推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供堅實能源保障。
如何做好煤炭清潔高效利用這篇大文章是擺在煤炭清潔轉(zhuǎn)化科研工作者的頭等大事！中國科學院工程熱物理所作為煤炭清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)研發(fā)工作的排頭兵是中國率先開展循環(huán)流化床技術(shù)研發(fā)的科研機構(gòu)，擁有中國最大規(guī)模的循環(huán)流化床技術(shù)研發(fā)人員團隊。早在2004年進行了中科單床技術(shù)的研發(fā)，截至目前，中科單床技術(shù)（以下簡稱“中科單床”）已成功應用在氧化鋁、陶瓷、冶金等行業(yè)超過30多個項目共計超過70余套裝置，工業(yè)燃氣規(guī)模超過了280億Nm³/y，市場占比65.3%，成為大型煤制工業(yè)燃氣的主力。
為了進一步在煤炭清潔高效利用技術(shù)上實現(xiàn)突破，科研團隊于2012年在廊坊試驗基地建成了5t/d中科雙床技術(shù)試驗平臺。2022年“十年磨一劍”，中科雙床技術(shù)終于獲得重大工程突破，裝置試運行數(shù)據(jù)表明中科雙床技術(shù)取得預期效果！
中科雙床技術(shù)是在中科單床技術(shù)基礎上的改進和升級。其核心設計思想是通過熱解、氣化過程解耦，實現(xiàn)煤分級轉(zhuǎn)化，工藝原理詳見圖2，工藝流程框圖詳見圖3。通過在熱解段給煤，煤中的揮發(fā)分經(jīng)熱解后直接進入氣化還原區(qū)，避免高熱值揮發(fā)分在氣化爐底部與氧接觸燃燒無效消耗；經(jīng)過熱解后的循環(huán)半焦，反應活性明顯增加，在氣化爐底部與氣化劑發(fā)生燃燒反應和氣化反應，反應氣與熱解氣在還原區(qū)混合，進一步裂解熱解氣攜帶的少量大分子物質(zhì)，增加了煤氣中H2及CH4、C2H4等烴類含量。因此，煤氣熱值可提高10%以上，節(jié)煤量超過3%。雙床氣化技術(shù)代表了未來循環(huán)流化床氣化技術(shù)的發(fā)展方向，可廣泛應用在工業(yè)燃氣、化工原材料、工業(yè)制氫等領域。
中科雙床技術(shù)的六大特點：清潔、高效、安全、可靠、可大型化、低成本。
“清潔”主要體現(xiàn)在：煤氣中不含焦油和苯酚等大分子有機物；采用干法除塵煤氣中含塵量低，含塵量小于10mg/Nm³；耗水量少，無有機廢水產(chǎn)生。
“高效”主要體現(xiàn)在：通過高倍率碳循環(huán)、氣化與熱解解耦、高溫空氣預熱、高效余熱回收、殘?zhí)荚偃嫉汝P(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)冷煤氣效率達到75%；煤氣熱值較中科單床技術(shù)提高10%以上，節(jié)煤3%以上；空氣氣化熱值超過1500Kcal/Nm³；全系統(tǒng)碳轉(zhuǎn)化率可達到98%以上。
“安全”、“可靠”主要體現(xiàn)在：裝置運動部件和易損件少，維修量小，運行穩(wěn)定，操作簡便，裝置的自動化程度高，安全連鎖投用率高，人為干擾因素少，連續(xù)運轉(zhuǎn)率高，年運行時間可達8000小時以上。
“大型化”主要體現(xiàn)在：氣化爐型多，煤氣產(chǎn)量從10000Nm³/h到80000Nm³/h的爐型可供客戶選擇，能夠滿足各種有規(guī)模燃氣用戶的需要。
“成本低”主要體現(xiàn)在：該技術(shù)對煤種的適應性較強，褐煤、長煙煤、煙煤均可作為氣化煤種，通過選擇價格低廉的粉煤，通過該技術(shù)的高效清潔轉(zhuǎn)化，煤氣成本遠低于同類技術(shù)，尤其對于正在使用天然氣的用戶，該技術(shù)的成本優(yōu)勢更加明顯。
中科清能燃氣技術(shù)（北京）有限公司于2014年7月9日成立于北京市，由中國科學院工程熱物理研究所、遼寧福鞍股份有限公司共同組建的一家高科技合資企業(yè)。公司擁有完整的“中科單床”和“中科雙床”循環(huán)流化床氣化技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)，依托中國科學院核心團隊的研發(fā)力量，致力于煤炭清潔高效利用核心技術(shù)的開發(fā)和應用，為工業(yè)燃氣用戶提供經(jīng)濟適用的清潔能源解決方案，為我國早日實現(xiàn)碳達峰碳中和目標貢獻力量！
