我國首創(chuàng)萬噸級粉煤熱解-氣化一體化技術(shù)

　　4月23日，由陜西延長石油集團(tuán)自主研發(fā)的，具有我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的CCSI—萬噸級粉煤熱解-氣化一體化技術(shù)，在北京通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。

　　針對國內(nèi)外煤炭分質(zhì)利用技術(shù)研發(fā)及工程化過程中，煤焦油收率低、煤焦油與粉塵分離難、半焦轉(zhuǎn)化利用難、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等核心問題，由延長石油碳?xì)涓咝Ю眉夹g(shù)研究中心自主研發(fā)了萬噸級粉煤熱解-氣化一體化技術(shù)(CCSI)。該技術(shù)依據(jù)煤的組成、結(jié)構(gòu)特征以及不同組分反應(yīng)性的差異，創(chuàng)造性地將粉煤熱解與半焦氣化結(jié)合在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，以空氣為氣化劑(或氧氣)，將粉煤一步法轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的中低溫煤焦油和合成氣，實(shí)現(xiàn)了粉煤熱解、半焦氣化的分級轉(zhuǎn)化和優(yōu)化集成。

　　記者獲悉，2012年10月，延長石油碳?xì)溲芯恐行氖紫冉⒘艘惶證CSI技術(shù)小試研究裝置，開展了20余次冷態(tài)試驗(yàn)、26余次冷模試驗(yàn)以及134余次熱態(tài)投料試驗(yàn)。通過溫度、壓力、反應(yīng)氣氛、停留時(shí)間、粒徑等主要因素對粉煤快速熱解產(chǎn)物分布的影響，得到了一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和熱解規(guī)律，獲得了最優(yōu)的工藝操作條件，主要產(chǎn)物煤焦油收率突破 6～8 % 的行業(yè)平均水平，達(dá)到了15%以上。

　　在CCSI小試研究的基礎(chǔ)上，2014年2月，延長石油碳?xì)溲芯恐行拈_展了世界上第一套萬噸級的粉煤熱解-氣化一體化工業(yè)試驗(yàn)裝置的建設(shè)以及研究工作。CCSI工業(yè)試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)規(guī)模為36t/d、設(shè)計(jì)壓力為1.0MPa。裝置于2015年8月中交，2015年11月開展了首次投料試車試驗(yàn)，一次性打通全流程，驗(yàn)證了核心反應(yīng)器的合理性與可靠性。截至2017年3月，共開展投料試車6次，實(shí)施了100余項(xiàng)的技術(shù)改造與優(yōu)化，裝置累計(jì)實(shí)現(xiàn)了1009小時(shí)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，取得了重要的試車成果。2016年12月2日～5日，通過了由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的裝置現(xiàn)場標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果表明，在以空氣為氣化劑的條件下，能源轉(zhuǎn)化效率達(dá)82.75%，無水無灰基煤焦油產(chǎn)率達(dá)17.12%，粗合成氣有效氣含量達(dá)35.10%，煤氣熱值達(dá)1253.39大卡/Nm3。通過試驗(yàn)，取得了 CCSI產(chǎn)業(yè)化工藝包設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件，為建設(shè)大型工業(yè)示范裝置提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　清華大學(xué)工程院院士金涌、中國工程院院士舒興田、中科院化學(xué)研究所韓布興院士、中國工程院院士劉中民、西北大學(xué)教授馬曉訊等多位專家組成的鑒定委員，在聽取了成果工作報(bào)告、研究報(bào)告、科技查新報(bào)告以及標(biāo)定報(bào)告等后一致認(rèn)為，該技術(shù)成果具有原創(chuàng)性和自主知識產(chǎn)權(quán)，整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。該成果主要創(chuàng)新點(diǎn)如下：

　　1、獨(dú)創(chuàng)“一器三區(qū)”粉煤熱解與氣化一體化反應(yīng)器，在同一反應(yīng)器內(nèi)完成熱解、氣化兩種反應(yīng)，生成煤焦油、粗合成氣兩種產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)物料互供、熱量自平衡;

　　2、建立了氣固兩相稀相流與粉煤熱解反應(yīng)相耦合的模型。根據(jù)該模型設(shè)計(jì)的不同屬性顆粒高倍率循環(huán)流化床反應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)了煤焦油的高收率和半焦粉的高效氣化;

　　3、針對低密度固體顆粒，開發(fā)了氣-固三級分離系統(tǒng)，取得較好的油氣塵在線分離效果;

　　4、開發(fā)了由一體化反應(yīng)系統(tǒng)、高效分離系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)耦合集成的新工藝，流程短、能耗低、資源利用率高;

　　5、開發(fā)了CCSI工藝的智能控制模塊，實(shí)現(xiàn)安全有效控制。

　　目前，延長石油碳?xì)溲芯恐行囊呀?jīng)初步編制完成百萬噸級CCSI工業(yè)化裝置的工藝包設(shè)計(jì)，延長石油集團(tuán)計(jì)劃在陜西榆林和關(guān)中地區(qū)建設(shè)工業(yè)化示范裝置。

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