來源：中國化工報
在近日舉行的2021中國(安徽)科技創(chuàng)新成果轉化交易會上，中科院工程熱物理研究所開發(fā)的循環(huán)流化床煤氣化(CGAS)技術開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目引發(fā)業(yè)界關注。該技術的產(chǎn)業(yè)化主體——中科合肥煤氣化技術有限公司相關負責人表示，CGAS技術具有高通量、高密度的特點，可以提供低成本和低能耗的煤氣化系統(tǒng)解決方案，且煤種適應性廣，“三廢”排放少，制氣成本低，減碳效果明顯，是煤化工實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要技術抓手。
節(jié)能減排效果明顯
據(jù)技術開發(fā)方中科院工程熱物理研究所研究員呂清剛介紹，中科院工程熱物理研究所就循環(huán)流化床技術在煤及多種燃料和廢棄物的燃燒與氣化轉化方面開展了長期的系統(tǒng)研究，突破了能量循環(huán)、高碳循環(huán)、可靠運行方面的八大核心技術難題，成功開發(fā)CGAS技術，有效解決了傳統(tǒng)煤氣化技術煤種適應性差、污染重、成本高等問題，大幅降低了二氧化碳排放，可廣泛應用于合成氨等化工行業(yè)以及鋼鐵、有色金屬、建材、機械加工等行業(yè)。
行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，目前我國有40%以上的合成氨企業(yè)采用固定床煤氣化技術，年產(chǎn)合成氨約2000多萬噸，氣化工序能耗約占整個生產(chǎn)工藝能耗的60%以上。如采用CGAS技術替代固定床煤氣化技術，僅合成氨行業(yè)每年就可減排約1000萬噸二氧化碳。
產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)突破
為加快這項技術的產(chǎn)業(yè)化推廣，2016年中科院工程熱物理研究所與安徽巢湖經(jīng)濟開發(fā)區(qū)合作成立中科合肥煤氣化技術有限公司，專門進行CGAS技術的推廣應用。2020年，中合氣化在新疆宜化化工有限公司、貴州宏盛化工有限公司分別建設了全國首套以無煙煤和高堿煤為原料的循環(huán)流化床煤氣化裝置，實現(xiàn)了從0到1的突破。
新疆宜化CGAS煤氣化裝置于2020年9月投運，項目采用3臺60000Nm3/h常壓循環(huán)流化床富氧氣化爐替代了原有的20臺常壓固定床富氧連續(xù)氣化爐制合成氣，解決了當?shù)馗邏A煤由于強沾污、易結焦、灰熔點波動大、成漿性差等導致的難氣化問題，噸氨成本降低200余元，噸氨碳減排226千克。
同年5月，貴州宏盛化工年產(chǎn)30萬噸合成氨氣頭改造項目一期核心設備60000Nm3/h循環(huán)流化床氣化爐一次點火成功，用1臺氣化爐替代了原有的20臺間歇式固定床，大大提升煤氣化過程自動化程度，消除老工藝產(chǎn)生的焦油、酚氰廢水等危廢，實現(xiàn)了節(jié)能降本。
近年來，中合氣化還建設了多個首臺套示范工程，CGAS技術在化工、建材、鋼鐵、機械、玻璃、陶瓷等不同領域等到應用，驗證了其對不同煤種的強適應性。
中合氣化積極響應國家“一帶一路”建設，承建了印尼象盛循環(huán)流化床富氧煤氣化項目。該項目規(guī)劃建設8臺80000Nm3//h循環(huán)流化床氣化爐，建成后將成為全球鋼鐵行業(yè)規(guī)模最大的循環(huán)流化床氣化爐系統(tǒng)。目前已有3臺氣化爐完成建設并投運，解決了此前工藝的噪聲及污染問題，大幅降低了褐煤的深加工能耗。
再下一城飛灰變資源
在CGAS技術產(chǎn)業(yè)化技術不斷推進的基礎上，中科院工程熱物理研究所研究團隊持續(xù)發(fā)力，針對煤氣化產(chǎn)生的飛灰殘渣展開新的攻關。
呂清剛介紹，氣流床與流化床氣化技術均會產(chǎn)生一定熱值的氣化飛灰。據(jù)預測，隨著我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來2~3年氣化細粉灰量將達到1億噸/年 ，如果得不到妥善處理，不僅造成資源浪費，還將帶來不小的環(huán)境問題。
“事實上，氣化飛灰含碳量高達30%~50%，熱值達到2000~4000kcal/kg，是非常有價值的資源。利用好飛灰中的未燃碳，可提高煤氣化系統(tǒng)整體能量利用效率與系統(tǒng)經(jīng)濟效益，同時也可創(chuàng)造良好的環(huán)境效益與社會效益。”呂清剛表示。
該團隊開發(fā)了飛灰預熱氣化技術、飛灰殘?zhí)咳紵夹g，實現(xiàn)了氣化飛灰大規(guī)模資源化利用，與循環(huán)流化床氣化技術配合，可實現(xiàn)對煤炭的清潔高效梯級利用，達成煤氣熱電三聯(lián)產(chǎn)，最大程度將煤炭“吃干榨凈”，更好地實現(xiàn)節(jié)能減排。
據(jù)悉，目前中合氣化已與山東、河南等地多家企業(yè)就氣化飛灰利用展開合作，相關項目正在有序推進中。
