【化工装备十年大发展】1660-2019国内首套千吨级加压循环流化床煤气化商业化运行

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(出处: 海川化工论坛网)
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国内首套千吨级加压循环流化床煤气化商业化运行

2019年12月4日，中国科学院工程热物理研究所开发的我国首台千吨级循环床煤气化装置在甘肃金昌正式交付用户，这是我国首次将清洁高效的循环床煤气化技术应用于合成氨行业，为合成氨装置提供原料气。该技术的应用推广将为破解合成氨行业的环保困局提供全新的出路。

目前，采用固定床气化炉为合成氨装置提供原料气的氮肥企业，占我国合成氨产能的40%。由于污染严重，生态环境部要求根据环境预警级别，氮肥行业的固定床气化炉50%停产甚至全部停产。每年冬季是环境预警高发季节，众多氮肥企业的停产与春耕生产的农业用肥供应形成了非常突出的矛盾。



据介绍，甘肃金化集团20万吨/年合成氨生产线采用循环床加压气化炉，替代原有固定床气化炉提供原料气，可实现无废气废水排放，完全消除了固定床气化炉的污染顽疾，还因为可利用当地煤质较差、传统技术不易气化的粉煤，使用煤成本下降30%~50%，为企业节约成本近5000万元(占企业生产成本的15%)。

中国科学院工程热物理所三十年来致力于煤炭清洁高效利用，针对传统煤气化技术存在可用煤种少、污染重或成本高的问题，开发了清洁、高效、低成本、煤种适应性广的CGAS技术。从2004年起，通过小试-中试-工业试验-工程示范，设计建造了一系列试验平台，并深入工程一线摸爬滚打，一步一个脚印地完成了机理研究、工艺开发、关键技术突破和整套技术产品开发，实现了国内多个等级首台循环流化床煤气炉技术示范，并已在有色冶金、陶瓷行业龙头企业广泛应用，还打入国际市场，出口“一带一路”沿线国家。目前，已实现70台套技术产品的工业应用，产值33亿元，每年可减排含焦油和酚的污水260万吨。鉴于该技术在服务国民经济中做出重要贡献，研发团队获得2019年中国科学院科技促进发展奖。

本次交付的千吨级循环床加压煤气化装置是我国首套低阶粉煤循环床加压煤气化示范项目，以合同能源管理的方式向合成氨生产企业提供原料气，该项目同时也是中国科学院科技成果转移转化重点专项的示范项目。

2013年，兰石集团加大科技创新投入，推动企业转型升级，成立了兰石能源装备工程研究院，作为能化中心主任的范飞开始投身于低成本、无污染的循环流化床加压煤气化技术领域。

为掌握该项目的技术详情，将企业风险降到最低，范飞组织调研团队到中科院的多个中试基地及全国主要合成氨企业进行实地考察与交流。为确保项目早日建成，范飞奔波于设计院、中试基地、项目建设地之间，试验、研究、开发、评审、工程建设都亲力亲为。

作为甘肃省2017年度重大科研计划，该项目以西北普通低阶粉煤为原料，其制出的产品将在合成氨原料气制造和工业燃气方面得到广泛应用。循环流化床煤气化技术使得煤气化过程更加绿色环保，大幅降低中小型合成氨企业的改造、经营成本，具有较大的经济效益与社会效益。

2018年4月，该项目建成即将调试，遇到一个极为关键的问题，千吨级循环流化床煤气化装置项目投资大，作为项目进行管理极为不便，亟需成立公司进行开车调试及经营。在集团和研究院的支持下，由范飞任负责人筹建金昌气化技术有限公司。

2019年11月6日，兰石金化千吨级循环流化床加压煤气化示范项目顺利打通全流程，与下游用户半水煤气系统并气成功，顺利产出合格的液氨，实现了循环流化床煤气化技术替代原固定床造气。

兰石集团联合中科院热物理研究所共同完成加压煤气化试验研究，同时该集团采用EPC方式建设该项目并快速完成中试，经测试各项指标均优于原理论设计数据，且具有装备投入小、对煤质要求低、单位造气成本明显低于国内外在用技术的优势，各项技术指标均达到国际先进水平。

范飞表示，该技术的落地实施，不仅可以有效推进我国低阶煤的洁净高效利用，获得高品质洁净煤气，还能够显著提高系统能量利用效率，减少系统水耗和废水排放，环保优势明显。该项目还将改写煤制气、油、化工新材料的路径，对推动我国能源结构调整、保障能源安全都将发挥出巨大作用。

同时，该技术成为在国内合成氨行业小氮肥厂煤气化升级改造试验成功的首套工业化工程，标志着该技术将在固定床合成氨气源改造、大规模工业燃气、工业制氢等方面可得到广泛的产业化应用。

范飞表示，该项目商业化运行后，将提高整个国家劣质煤的高效利用，替代小氮肥企业固定床，降低排放能耗，提升整个企业效率。煤在气化炉里面，怎么样让其更有效地气化，然后达到气化指标，产生更多有效气，都是要他们不断地调试，以达到最优的目的。未来，团队通过该项目不断积累经验，并希望将该技术推广到全国各地。

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