在日前于陜西西安舉辦的中國能源•化工強國大會上,科林能源技術(shù)(北京)有限公司總經(jīng)理張霖受邀分享了通過先進煤氣化技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新應(yīng)用,助力能源革命的“科林方案”,受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。
張霖介紹,科林能源的前身是德意志燃料研究所,技術(shù)團隊主要由來自德意志燃料研究所、黑水泵氣化廠、德國伍德工程公司等國內(nèi)外優(yōu)秀的技術(shù)專家組成,公司已在氣流床氣化技術(shù)的研發(fā)、設(shè)計、設(shè)備制造、建設(shè)以及運營等方面擁有50多年經(jīng)驗,可為煤氣化和生物質(zhì)氣化客戶提供技術(shù)許可、工藝包設(shè)計、關(guān)鍵設(shè)備供貨、技術(shù)培訓(xùn)和開車指導(dǎo)等全方位服務(wù)。自2012年進入中國市場以來,截至目前科林能源的系列專利專有設(shè)備已實現(xiàn)全部國產(chǎn)化。
張霖特別指出,在目前國內(nèi)諸多煤氣化技術(shù)中,科林能源的突出特質(zhì)還是其“純正血統(tǒng)”。德國是全球煤氣化技術(shù)的發(fā)源地,相關(guān)的技術(shù)沿革和積淀深厚且源遠流長。科林能源通過中國資本收購在煤氣化領(lǐng)域享有的盛譽的德國科林工業(yè)公司而成立,隨即將其CCG頂置多噴嘴干粉煤氣化工藝技術(shù)引入中國,從而使世界最純正的煤氣化技術(shù)在全球最活躍的煤氣化市場中國大放異彩。經(jīng)過十余年的持續(xù)耕耘,科林在華的技術(shù)供給已涵蓋CCG粉煤氣化技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)、大型高壓水煤漿水冷壁氣化技術(shù)、大型干煤粉廢液協(xié)同氣流床氣化技術(shù)、DWT流化床干燥技術(shù)等,躋身國內(nèi)先進煤化工技術(shù)的主力供應(yīng)商之列。
作為全球著名能源技術(shù)專利商,截至2023年底,科林能源已獨立擁有50個系列、共100多個自主知識產(chǎn)權(quán)的專利,涉及粉煤制備、煤粉輸送、氣化與激冷、合成氣洗滌、排渣及黑水處理、漿料氣化、干/漿共氣化等干粉氣化工藝技術(shù)的各個流程,并已多次獲得國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、國家知識產(chǎn)權(quán)專利局和北京市等部門的認可,屢屢獲評高新技術(shù)產(chǎn)品并被納入節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄。2019年,科林能源獲評“國家高新技術(shù)企業(yè)”;2020年獲得中國(德國)研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟國際合作創(chuàng)新獎;2022年獲得中德建交50周年科技合作進步獎;2023年獲得ESG最佳品牌價值獎等。
技術(shù)創(chuàng)新是科林發(fā)展永恒的主題。張霖介紹說,科林有50余年煤氣化技術(shù)研究的積累,試燒過世界各地200多種煤炭,從而建立了系統(tǒng)的煤種氣化數(shù)據(jù)庫,其獨有的頂置多燒嘴+長明燈專利技術(shù),確保了碳轉(zhuǎn)化率高、開車時間短,也成為科林煤氣化方案的特色與優(yōu)勢所在?屏諧CG氣化燒嘴是全球唯一的3+1頂置下噴布置,能實現(xiàn)更高的碳轉(zhuǎn)化率、更均勻的氣化爐溫度場、更好的卷混氣流、更寬的負荷調(diào)節(jié)裕度以及更高的渣灰比,得以實現(xiàn)煤粉的更高效利用。
近年來,科林持續(xù)迭代創(chuàng)新,其技術(shù)方案向著系列化、大型化、協(xié)同化、高效化的方向持續(xù)攀升,從而適應(yīng)國內(nèi)煤化工“三化”(高端化、多元化、低碳化)發(fā)展的需要,助力煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。其成熟工業(yè)化頂置多噴嘴干粉氣化技術(shù)最大已實現(xiàn)3000噸/天規(guī)模,有效降低了大型煤化工項目的單位投資。其DWT蒸汽流化床褐煤/城市污泥干燥技術(shù)和干煤粉-水煤漿/廢液/污泥協(xié)同氣化技術(shù),實現(xiàn)了多種廢物資源的協(xié)同利用,循環(huán)利用、變廢為寶。其輻射余熱回收技術(shù)顯著增加了能量利用,更加高效節(jié)能。其高壓多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)氣化壓力更高,增加了煤種適應(yīng)性,提高了能效。此外,其“大型高壓干粉廢液協(xié)同氣化技術(shù)” “7.2MPa 5000噸/天水煤漿水冷壁氣化技術(shù)”已推出并已有合作意向,“半廢鍋+激冷干粉氣化技術(shù)”也已完成設(shè)計,完成了升級技術(shù)的儲備。此外,目前公司還在研發(fā)攻關(guān)的技術(shù)包括科林固定床烘焙技術(shù),可用于生物質(zhì)氣化;二氧化碳電解還原技術(shù),適用于煤化工生產(chǎn),以低溫甲醇洗排出的高濃度二氧化碳為原料進行電解還原,產(chǎn)出一氧化碳和少量氫氣,此外副產(chǎn)的氧氣返回煤化工裝置;甲烷等離子裂解技術(shù),可從天然氣中大量生產(chǎn)氫氣,其能量僅為電解所需能量的1/4。
張霖在報告中分享指出,科林氣化技術(shù)的顯著特點有以下幾點:一是碳轉(zhuǎn)化率98%-99%,冷煤氣效率80%-83%;二是開車時間短,冷態(tài)開車2小時,熱態(tài)連投僅10分鐘;三是負荷調(diào)節(jié)裕度達60%-120%,短停2個燒嘴可進一步降至30%;四是3個燒嘴獨立控制,調(diào)節(jié)精準,1個或2個燒嘴失效仍可運行;五是特有的氣化爐水冷壁熱通量設(shè)計,自動控制調(diào)節(jié)氧煤比實現(xiàn)爐溫控制,抗原料波動性強;六是爐膛掛渣均勻,水冷壁壽命長,獨特的渣壩設(shè)計,保護渣口盤管,不易堵渣;七是原料適應(yīng)性廣,煙煤、褐煤、無煙煤、石油焦、蘭炭粉末、生物質(zhì)半焦均有使用業(yè)績,灰熔點1100-1500℃之間可無助劑使用;八是環(huán)境友好,渣灰比8∶2,殘?zhí)忌,廢水量僅0.4-0.5噸/噸煤,氨氮50毫克/升,COD150毫克/升,且不含苯、酚、焦油等。
在氣化技術(shù)的推廣應(yīng)用上,科林已于國內(nèi)外眾多煤化工及生物質(zhì)利用企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系,助力其高質(zhì)量發(fā)展。2012年,采用科林技術(shù)的貴州開陽50萬噸/年合成氨項目2臺1500噸/天氣化爐建成,現(xiàn)已平穩(wěn)運行多年,氣化績效卓越。2018年,陜煤集團榆林化學(xué)公司煤炭分質(zhì)利用制化工新材料示范項目一期年產(chǎn)180萬噸/年乙二醇項目簽約,采用的同樣是科林CCG頂置多噴嘴干粉煤氣化工藝技術(shù)。該氣化裝置采用5套日投煤量2000噸/天科林CCG粉煤氣化爐,單臺干基有效氣量每小時14萬立方米,每小時生產(chǎn)合成氣量超過70萬立方米,是當(dāng)前全世界最大的科林干粉煤氣化示范裝置。項目2022年9月一次投料成功,當(dāng)年達標達產(chǎn),2023年超額完成設(shè)計產(chǎn)能,項目一次通過驗收,實現(xiàn)了不加助劑的情況下長期使用神木地區(qū)低灰熔點煤,且穩(wěn)定運行良好。截至目前,該乙二醇裝置已連續(xù)運行440天,2023年超額完成年度產(chǎn)量目標,創(chuàng)造出世界最大煤制乙二醇項目“當(dāng)年投產(chǎn)、當(dāng)年達標達效”的行業(yè)新紀錄,科林氣化技術(shù)功不可沒。2019年,榆林能源40萬噸/年乙二醇項目2臺1500噸/天氣化爐簽約,2023年10月投料成功,目前氣化爐和燒嘴運行情況良好。2021年,內(nèi)蒙古億鼎填平補齊項目1臺2000噸/天氣化爐簽約,預(yù)計2024年建成投產(chǎn)。2024年,神華包頭煤制烯烴升級示范項目5臺2000噸/天氣化爐簽約。