煤氣化技術(shù)是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化和利用的核心技術(shù)。賽鼎工程有限公司聯(lián)合內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司、伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司完成的“賽鼎爐低階煤4.0MPa氣化技術(shù)”突破了以低階煤為原料在4.0MPa操作壓力下進(jìn)行清潔、高效氣化利用的技術(shù)難題,提高了煤制天然氣項目的能源綜合利用效率,推動了我國煤氣化領(lǐng)域技術(shù)水平的提升。該項目也因此于近日獲得中國化工學(xué)會科技進(jìn)步二等獎。
賽鼎爐碎煤加壓氣化技術(shù)是煤氣化領(lǐng)域主要的氣化技術(shù),是賽鼎公司在承擔(dān)國家“七五”“八五”重點攻關(guān)項目之下,歷經(jīng)多年研究而形成的專有技術(shù)。2007年,賽鼎公司在國內(nèi)率先提出利用低階煤為原料,采用賽鼎爐碎煤加壓氣化制天然氣的思路并予以實施。該技術(shù)可以利用劣質(zhì)煤進(jìn)行氣化,并能夠?qū)λ趾突曳州^高的原料煤實現(xiàn)高效氣化,還具有熱效率高、氧耗低的獨特優(yōu)勢。
采用以賽鼎爐為核心的煤制天然氣項目一氧化碳轉(zhuǎn)化率接近100%、氫轉(zhuǎn)化率達(dá)99%、二氧化碳轉(zhuǎn)化率98%、能量總有效轉(zhuǎn)化率60%~65%,克服了傳統(tǒng)煤制燃?xì)鉄嶂档偷娜秉c,單位熱值耗水量低,甲烷合成廢水基本不含有害物質(zhì)。
隨后,賽鼎公司以國家第一個審批的煤制天然氣項目產(chǎn)品要求及原料煤特征為目標(biāo),依托多年技術(shù)儲備和技術(shù)創(chuàng)新,開發(fā)出直徑3.8米、壓力4.0MPa賽鼎爐碎煤加壓氣化工藝,并應(yīng)用于內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司和新疆慶華煤制天然氣有限責(zé)任公司等單位的煤化工項目。其中,大唐克旗煤制天然氣項目自2013年開車以來,煤氣化裝置經(jīng)過考驗。氣化爐設(shè)計15開1備,實際運行13臺氣化爐可以達(dá)到日產(chǎn)400萬標(biāo)準(zhǔn)立方米煤制天然氣的能力,污水處理負(fù)荷為設(shè)計負(fù)荷的95%,氣化爐單爐氧負(fù)荷由設(shè)計值5232標(biāo)準(zhǔn)立方米/時提升至5800標(biāo)準(zhǔn)立方米/時,煤氣化裝置實現(xiàn)長周期高負(fù)荷運行。2013年12月,大唐克旗煤制天然氣項目第一系列生產(chǎn)的合格天然氣成功并入北京燃?xì)夤芫W(wǎng),標(biāo)志著首臺4.0MPa碎煤加壓氣化爐成功運行。2021年4月,該項目通過了72小時運行考核?己私Y(jié)果表明:裝置運行良好,節(jié)能減排效果顯著,實現(xiàn)了對低階煤的清潔高效利用。
以低階煤為原料的4.0MPa賽鼎爐應(yīng)用于內(nèi)蒙古大唐克旗煤制天然氣項目之后,又成功應(yīng)用于伊犁新天煤制天然氣項目。該項目達(dá)到設(shè)計指標(biāo)后,每年可將677萬噸煤炭轉(zhuǎn)化成20億立方米天然氣。2021年,該項目榮獲國家優(yōu)質(zhì)工程金獎。目前,賽鼎爐低階煤4.0MPa氣化技術(shù)已在伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司、新疆慶華能源集團(tuán)有限公司等多家大型煤化工企業(yè)中得到應(yīng)用,運行效果、投資和成本優(yōu)于國內(nèi)外同類技術(shù),經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益顯著。
賽鼎爐低階煤4.0MPa氣化技術(shù)是賽鼎公司具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氣化工藝,已擁有專利27項、有效專有技術(shù)1項。2021年5月,該技術(shù)經(jīng)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會鑒定,被認(rèn)為達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前,賽鼎公司的碎煤加壓氣化技術(shù)和氣化爐在國內(nèi)設(shè)計和總承包的已經(jīng)有170余套。
賽鼎爐作為固定床氣化工藝的典型代表,其推廣應(yīng)用帶動了國內(nèi)制造業(yè)、機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品升級,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。賽鼎公司還對該技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級,并拓展其在生物質(zhì)等領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著煤改氣及新型城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,我國天然氣的缺口將越來越大,賽鼎爐氣化技術(shù)不僅能將低階煤進(jìn)行氣化,而且能以非化石能源等為原料氣化合成天然氣等化工產(chǎn)品,實現(xiàn)減碳、降碳、固碳總目標(biāo)。