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以先进煤气化技术助力清洁高效利用

2022/3/30 13:56:08       

  日前召开的清洁高效利用工作专题座谈会指出,“要深刻认识推进清洁高效利用是实现碳达峰碳中和目标的重要途径,统筹做好清洁高效利用这篇大文章”。先进煤气化技术作为转化的核心技术,将为清洁高效利用提供坚强支撑。

  当前,我国煤气化技术在基础研究、技术开发等方面均取得了长足进步,成功开发具有完全自主知识产权的晋华炉热回收煤气化技术、四喷嘴大型水煤浆气化技术,实现了我国带废锅流程热回收及大型煤气化技术零的突破。但围绕清洁高效利用和稳妥实现“双碳”“双控”目标,煤气化技术和装备制造仍需实现新的创新突破。

  要进一步拓展煤气化装置的煤种适应性。不同的煤气化技术对煤种有不同的要求,涉及水分、灰熔点、挥发分、灰分、黏结性、化学活性、成浆性能、成渣特性等,性质会影响气化结果。目前没有能广泛适应各煤种的煤气化技术。因此,未来气化应根据周边环境和实际情况科学选择配煤技术、科学进料。在充分研究的前提下,合理改进气化炉,扩大混合煤和单一煤种在气化炉中的应用范围,在后续运行环节添加相关装置设施,为气化炉稳定运行和节能降耗奠定基础。

  要有效提升煤气化装置的能源转化效率。降低气化炉氧气、、水等相关能耗比例是有效提升气化效率的主要措施。因此,加强高温余热回收利用成为研究重点;提高输送密度,利用二氧化碳输送煤气,减少后期煤气干燥环节;采用液态方式进行碎煤渣排放,回收废水中的有机成分。目前,以晋华炉为代表的水煤浆水冷壁废锅气化炉实现了热能技术、煤化工技术和装备制造以及智能控制技术的跨学科结合,提高了原料的利用效率,经济效益明显。

  要进一步推进装置的大型化和智能化。大型化和智能化的煤气化装置占地面积较小、设施装置先进、成本低,符合化工企业未来发展方向。实现气化炉大型化的根本途径在于过程强化,提高气化炉单位体积处理能力,研究掌握煤颗粒在气化炉内的反应时间,将秒级反应时间进一步降低,同时在原料制备、输送、烧嘴喷头喷射角度等方面进行深入研究。在智能化方面,目前数值模拟在气化炉系统的设计中得到广泛应用。但煤气化过程是复杂的热化学反应,受高温、高压反应条件限制,无法完全获得真实的气化炉内部情况。因此,煤气化数值模拟仿真仍需持续发展,以适应研究和开发的需求。目前,全国单体能力最大的晋华炉已在新疆天业汇合建设的60万吨/年乙二醇项目气化装置上成功运行。

  要加快探索形成煤气化岛集约供气模式。随着煤气化技术快速发展、工业园区规模不断扩大,以专业化经营的煤气化岛为工业园来应对煤质变化、实现工业气体大量稳定必威体育官方首页_betway下载_必威英超体育、集中解决利用与环境影响问题已经成为趋势。气化岛以其规模化、专业化、灵活性优势,实现生产运行高效集约、生产服务统一调度,消除了企业分散建设导致的小规模装置重复建设的弊端,有利于园区统筹协调和长远发展。

  总之,煤气化技术和装备关键技术不断突破,并由此构建完整的技术装置必威体育官方首页_betway下载_必威英超体育链和完善的煤气化商业服务模式,最终形成高效、环保、经济和安全的国际领先煤气化系统,将为煤化工产业绿色低碳转型发展和清洁高效利用作出新示范。

  (作者:煤化工压力容器山西省重点实验室高级专家、潞安化机集团董事长 李广民)


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